Konsorsium bakteri endofit sebagai agens biokontrol nematoda puru akar Meloidogyne incognita pada tomat

KONSORSIUM BAKTERI ENDOFIT SEBAGAI AGENS
BIOKONTROL NEMATODA PURU AKAR
Meloidogyne incognita PADA TOMAT

ANKARDIANSYAH PANDU PRADANA

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Konsorsium Bakteri
Endofit Sebagai Agens Biokontrol Nematoda Puru Akar Meloidogyne incogita
pada Tomat adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam
Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2016

Ankardiansyah Pandu Pradana
NIM A352130061

RINGKASAN
Tomat merupakan komoditas hortikultura penting di Indonesia. Buah tomat
banyak digunakan sebagai bahan baku industri makanan dan dapat dikonsumsi
dalam kondisi segar. Salah satu kendala budidaya tomat adalah infeksi patogen.
Nematoda puru akar (NPA) Meloidogyne incognita merupakan patogen penting
pada tanaman tomat, yang menyebabkan tanaman kerdil, mudah layu, daun
menguning, dan akar berpuru. Infeksi NPA juga menyebabkan tomat menjadi
rentan terhadap infeksi Ralstonia solanacearum, dan Fusarium oxysporum.
Keberadaan puru menyebabkan rusaknya sistim dan fungsi perakaran, sehingga
hasil panen tomat menurun.
Aplikasi bakteri endofit merupakan salah satu cara pengendalian NPA. Akan
tetapi keefektifan konsorsium bakteri endofit sebagai agens pengendali M.
incognita belum banyak dilaporkan. Konsorsium bakteri endofit adalah seluruh
bakteri yang hidup di dalam jaringan tanaman dan dapat ditumbuhkan pada media

buatan. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh; (1) konsorsium bakteri endofit
yang berpotensi menekan keparahan penyakit puru akar pada tomat, (2) formulasi
kompos konsorsium bakteri endofit yang berpotensi mengendalikan M. incognita
dengan daya simpan yang tinggi.
Konsorsium bakteri endofit diisolasi dari 16 jenis tanaman yaitu bambu
(Bambusa bambos), mint (Coleus amboinicus), bit merah (Beta vulgaris), gingseng
(Talinum triangulare), pecah beling ungu (Strobilanthes crispus), pacar air
(Impatiens balsamina), tomat (Lycopersicum esculentum), serai (Cymbopogon
nardus), padi (Oryza sativa), tithonia (Tithonia diversifolia), kumis kucing
(Orthosiphon aristatus), binahong (Anredera cordifolia), jinten (Nigella sativa),
temulawak (Curcuma xanthorrhiza), garut (Maranta arundinacea), dan cabai rawit
(Capsicum frutescens). Isolasi dilakukan menggunakan media Tryptone Soya Agar
(TSA) 20% dan 50%, Nutrient Agar (NA) 20% dan 50%, dan King’s B agar.
Konsorsium bakteri endofit diuji keamanannya dengan uji hipersensitifitas, uji
hemolisis, dan uji patogenesitas. Sebanyak 80 konsorsium yang diperoleh, 16
konsorsium dinyatakan aman untuk diuji lanjut.
Uji lanjut dilakukan untuk mengetahui potensi setiap konsorsium bakteri
endofit sebagai agens biokontrol. Parameter yang diuji adalah kemampuan
konsorsium bakteri endofit dalam memacu pertumbuhan bibit tanaman tomat,
produksi enzim, produksi senyawa sianida, dan pengaruhnya terhadap infeksi NPA

pada tomat. Konsorsium bakteri dengan performa terbaik diformulasi dalam bentuk
kompos. Formulasi tersebut juga diuji kemampuannya sebagai biopestisida
terhadap NPA pada tomat.
Seluruh konsorsium bakteri endofit memiliki pengaruh positif terhadap
pertumbuhan bibit tomat. Berat segar bibit tomat yang diberi perlakuan konsorsium
bakteri endofit meningkat sampai dengan 39.60%. Tinggi bibit tomat yang diberi
perlakuan konsorsium bakteri endofit juga meningkat sampai dengan 17.65%.
Beberapa penyakit penting pada tanaman tomat terjadi pada fase pembibitan.
Tanaman yang mampu tumbuh lebih cepat dibandingkan dengan patogen
menginfeksi tanaman akan terhindar dari penyakit. Kemampuan tersebut adalah
mekanisme escape (penghindaran).

Keefektifan konsorsium bakteri endofit sebagai agens hayati terlihat dari
menurunnya populasi nematoda dan tingkat kerusakan akar. Lebih lanjut
konsorsium bakteri endofit diketahui mampu menekan skala kerusakan akar tomat
37%, jumlah puru 31.25%, jumlah M. incognita di akar 39% dan di tanah 42.98%.
Aplikasi konsorsium bakteri endofit mampu meningkatkan pertumbuhan tomat
yang terinfeksi M. incognita. Tanaman tomat terinfeksi M. incognita dengan
perlakuan konsorsium bakteri endofit mengalami peningkatan hingga 11.91%
(panjang akar), 12.96% (berat segar), 15.94% (berat kering), 27.34% (tinggi

tanaman), dan 40.98% (jumlah daun). Secara umum seluruh konsorsium bakteri
endofit memiliki potensi yang baik sebagai agens hayati. Namun demikian
konsorsium TmtN2 dan TmtN5 memberikan pengaruh paling baik pada tanaman
tomat dibandingkan konsorsium lainnya.
Seluruh konsorsium diuji kemampuannya menghasilkan enzim protease,
enzim kitinase, hidrogen sianida, menambat nitrogen, dan melarutkan fosfor. Enzim
protease, enzim kitinase, dan hidrogen sianida berperan penting untuk
mengendalikan patogen tanaman. Kemampuan bakteri menambat nitrogen dan
melarutkan fosfor menunjukkan potensi bakteri tersebut sebagai agens pemacu
pertumbuhan tanaman. Hasil uji menunjukkan 15 konsorsium memproduksi enzim
protease, 11 konsorsium memproduksi enzim kitinase, 5 konsorsium memproduksi
hidrogen sianida, 4 konsorsium mampu menambat nitrogen, dan 4 konsorsium
mampu melarutkan fosfor.
Pada tanaman tomat konsorsium TmtN2 dan TmtN5 merupakan konsorsium
dengan potensi biokontrol terbaik. Dua formulasi bakteri tersebut diformulasi agar
mudah disimpan, diangkut dan diaplikasikan di lapangan. Formulasi dilakukan
dengan bahan pembawa kompos yang diperkaya dengan molase dan pepton. Hasil
formulasi menunjukkan setiap minggu terjadi penurunan populasi konsorsium
TmtN2 dan TmtN5. Meskipun terjadi penurunan populasi, kedua konsorsium
mampu bertahan sampai minggu ke-8. Formulasi dari kedua konsorsium tersebut

juga efektif mengendalikan M. incognita dan meningkatkan pertumbuhan tanaman
tomat. Tanaman tomat yang diberi perlakuan dengan formulasi TmtN2 memiliki
berat segar tanaman 43.17% lebih baik dibandingkan tanaman kontrol. Aplikasi
formulasi kedua konsorsium efektif menekan populasi NPA di tanah sebesar
40.38% (TmtN2) dan 53.64% (TmtN5). Penekanan populasi tersebut berpengaruh
pada tingkat kerusakan akar. Aplikasi formulasi TmtN2 dan TmtN5 secara
berurutan mampu menekan 42.16% dan 50.88% tingkat kerusakan akar tomat.
Penelitian ini memberikan informasi baru bahwa konsorsium bakteri endofit
asal akar berbagai macam tanaman berpotensi sebagai agens biokontrol M.
incognita. Seluruh konsorsium mampu menekan inokulum M. incognita sekaligus
meningkatkan pertumbuhan tanaman tomat. Formulasi konsorsium bakteri endofit
yang dihasilkan dari penelitian ini diharapkan mampu menjadi salah satu solusi
dalam pengendalian NPA yang ramah lingkungan.

SUMMARY
Tomato is an important horticultural comodity in Indonesia. Tomato is widely
used as raw material for food industry or can be consumed freshly. One of problem
in tomato cultivation is pathogen infection. Root knot nematode (RKN) is an
important pathogen in tomato that cause stunt, wilt, yellowing leaves and root galls.
Infection of NPA lead tomatoes to become more susceptible to Ralstonia

solanacearum and Fusarium oxysporum.
Application of endophytic bacteria is the promising method to control RKN’s
infection. However, effectiveness of endophytic bacteria consortium as biocontrol
agent for M. incognita has not widely reported. Consortium of endophytic bacteria
is some of bacteria that lived in plant tissue and can be cultivated in artificial
medium. The objectives of this research are to obtain (1) consortium of endophytic
bacteria that have good potential to suppress disease severity of root gall in tomato,
and (2) compos formulation as biocontrol agents that are able to preserve for M.
incognita.
Endophytic bacteria consortia were isolated from 16 plants, that were bamboo
(Bambusa bambos), mint (Coleus amboinicus), beet (Beta vulgaris), water leaf
(Talinum triangulare), black face general (Strobilanthes crispus), balsam
(Impatiens balsamina), tomato (Lycopersicum esculentum), citronella grass
(Cymbopogon nardus), rice (Oryza sativa), tithonia (Tithonia diversifolia), Java tea
(Orthosiphon aristatus), mignontette vine (Anredera cordifolia), black cumin
(Nigella sativa), Javanese ginger (Curcuma xanthorrhiza), arrow root (Maranta
arundinacea), and pepper (Capsicum frutescens). Isolation was conducted using
Tryptone Soya Agar (TSA) 20% and 50%, Nutrient Agar (NA) 20% and 50%, and
King’s B. Bacteria consortia were undergone test including hypersensitive test,
hemolytic test, and pathogenicity test resulted 16 potentil consortia from 80

consortia.
Bacteria consortia were also tested for their potency as biocontrol agents, that
were their ability as plant growth-promoting bacteria, production of lytic enzymes,
production of HCN, and their ability to control RKN on tomatoes. The selected
bacteria consortia were formulated using compost. The formulated consortia were
tested their ability as biopesticide againts RKN on tomatoes.
All of the bacterial consortia promoted tomato seedlings growth significantly.
Weight and height of seedling increased up to 39% and 17.65%. Seedling stage of
tomatoes were infected by some important pathogens.
Effectiveness of endophytic bacteria as biocontrol agent was indicated by the
decreasing of nematode population and severity of infected roots. Moreover,
application of endophytic bacteria consortia was able to reduce the severity of
infected roots up to 37%, number of galls 31.25%, number of M. incognita inside
roots up to 39% and soil up to 42.98 %, respectively. Endophytic bacteria consortia
were able to increase the infected tomato plant growth. Those plant grew better
indicated by the increaseing of root length 11.91%, fresh weight 12.96%, dry weight
15.96%, plant height 27.34%, and number of leaves 40.98%. Generally, all of
endophytic bacteria consortia had a good potential as biocontrol agents. However,
TmtN2 and TmtN5 consortia gave the best results among others on tomato.

Some characterization such as production of protease enzyme, chitinase
enzyme, cyanide hydrogen (HCN), ability of nitrogen fixation, and phosphate
dissolving were observed in the selected consortia. Ability of bacteria in producing
protease, chitinase, and HCN indicated that the bacteria had a good potential as
biocontrol-agents. In addition, ability of bacteria on the nitrogen fixation and
dissolving phosphate indicated that the bacteria had a good potential to promote
plant growth. Acording to in-vitro test, the bacteria performed the ability as follow;
15 consortia produce protease enzymes, 11 consortia produce chitinase enzymes, 5
consortia produce HCN, 4 consortia fixe nitrogen, and 4 consortia dissolve
phosphate.
TmtN2 and TmtN5 were the best consortia among others. These consortia
were formulated in order to make them more easy to handle, transport, and apply in
the field. Both of consortia were formulated in compost enriched with molasses and
peptone. Population of TmtN2 and TmtN5 in the formulation were declined weekly
and able to survive within 8 weeks. Both of these consortia formulations performed
good ability to control M.incognita and increase tomato growth. Treated tomato
plants have higher fresh weight 43.17% compared to control. Application of the
formulated bacteria lowered the number of nematodes in soil by 40.38% and
53.64% as well as dissease severity of infected roots by 42.16% and 50.88% for
TmtN2 and TmtN5, respectively.

This research provide a new scientific information that endophytic bacterial
consortia from roots of several plants have a good potency as biocontrol agents
againts RKN. All of consortia gave a good performance on supressing M. incognita
and promote tomato growth. Compost formulation from this research can be
environmental-friendly solution on controlling M. incognita.

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan mengutip tersebut tidak merugikan kepentingan IPB.
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

KONSORSIUM BAKTERI ENDOFIT SEBAGAI AGENS
BIOKONTROL NEMATODA PURU AKAR
Meloidogyne incognita PADA TOMAT

ANKARDIANSYAH PANDU PRADANA

Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Fitopatologi

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Kikin Hamzah Mutaqin, M.Si.

Judul Tesis : Konsorsium Bakteri Endofit Sebagai Agens Biokontrol Nematoda
Puru Akar Meloidogyne incognita pada Tomat
Nama
: Ankardiansyah Pandu Pradana
NIM
: A352130061

Disetujui oleh
Komisi Pembimbing

Dr Ir Abdul Munif, MScAgr
Ketua

Dr Ir Supramana, MSi
Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi Fitopatologi

Dekan Sekolah Pascasarjana

Prof Dr Ir Sri Hendrastuti Hidayat, MSc

Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr

Tanggal Ujian : 19 Juli 2016

Tanggal Lulus :

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga tesis ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih pada
tesis ini adalah pengendalian hayati nematoda puru akar (Meloidogyne incognita)
pada tanaman tomat menggunakan konsorsium bakteri endofit, sekaligus formulasi
bakteri tersebut dengan kompos sebagai bahan pembawanya.
Penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih kepada Bapak
Dr Ir Abdul Munif, MScAgr. dan Dr Ir Supramana, MSi selaku dosen pembimbing
dengan kesabaran dan keikhlasan dalam membimbing sehingga membuka wawasan
penulis dalam menyelesaikan tesis ini.
Penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih serta
penghargaan sebesar-besarnya kepada kedua orang tua Ayahanda Sukardi dan
Ibunda Lilis Sulistyawati yang telah memberi dukungan moril dan materil serta
sebagai motivator terbesar dalam kehidupan penulis, semoga ketulusan hati beliau
dalam mendidik penulis mendapat balasan pahala dan limpahan rahmat dari Allah
SWT. Kepada kakak penulis Ankardiana Pandu Pratamasari, dan Ankarlina Pandu
Primadata, serta ponakan tersayang Felicia Joselin, penulis ucapkan terimakasih
yang sebesar-besarnya, karena mereka adalah salah satu motivator terbesar penulis
untuk menyelesaikan tesis ini. Rekan-rekan Fitopatologi IPB 2013 yang sangat
kompak dalam kebersamaan, terimakasih atas arahan serta nasehat yang bersifat
membangun bagi penulis baik dalam hal perkuliahan maupun dalam kehidupan
sehari-hari. Rekan-rekan Laboratorium Nematologi Tumbuhan, khususnya Bapak
Gatut Heru Bromo, Diana Putri, Firdaus Oktavianto, Tri Dasa Angga Pratama, Fita
Vindia Wati, Mas Yadi Nurjayadi, Roy Ibrahim, dan Mba Ropalia yang banyak
membantu penulis selama penelitian berlangsung penulis ucapkan terimakasih atas
segala pengorbanan dalam membantu penulis. Teman-teman dari Laboratory of
Applied Microbiology Hokkaido University yang telah bersedia membantu dalam
diskusi dan mencari pustaka terkini, serta semua pihak yang namanya tidak
tercantum yang telah memberikan andil secara ikhlas membantu penulis dalam
berbagai hal.
Akhirnya dengan segala kerendahan hati, penulis menyadari bahwa hasil dari
karya ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, penulis sangat
mengharapkan kritikan dan saran positif yang bersifat membangun dalam
mengembangkan karya ini, sehingga dapat berguna bagi kita semua, insya Allah,
Amin.

Bogor, Agustus 2016
Ankardiansyah Pandu Pradana

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
1

2

3

4

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tujuan Penelitian
Hipotesis Penelitian
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Biologi Tanaman Tomat
Biologi Nematoda Puru Akar Meloidogyne incognita
Bakteri Endofit
Formulasi Agens Hayati
METODE
Lokasi dan Waktu Penelitian
Perbanyakan Inokulum Meloidogyne incognita
Isolasi Konsorsium Bakteri Endofit
Penapisan Konsorsium Bakteri Endofit
Uji Potensi Konsorsium Bakteri Endofit sebagai Pemacu
Pertumbuhan Bibit Tomat
Seleksi Konsorsium Bakteri Endofit Sebagai Agens Pengendali
NPA dan Plant Growth Promoter
Karakterisasi Sifat Fisiologis Bakteri
Formulasi Bakteri Endofit sebagai Biopestisida
Pengujian Daya Simpan Konsorsium Bakteri Endofit dalam
Formulasi
Pengujian Keefektifan Bakteri Endofit sebagai Biopestisida
Pengendali M. incognita
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemurnian dan Perbanyakan Meloidogyne incognita
Kelimpahan Konsorsium Bakteri Endofit
Keamanan Hayati dan Karakter Koloni Konsorsium Bakteri
Endofit
Konsorsium Bakteri Endofit sebagai Pemacu Pertumbuhan
Bibit Tomat
Konsorsium Bakteri Endofit sebagai Agens Pengendali
M. incognita pada Tomat
Konsorsium Bakteri Endofit sebagai Pemacu Pertumbuhan
Tanaman Tomat Terinfeksi M. incognita

1
1
2
2
2
3
3
4
5
8
10
13
13
13
14
14
15
15
16
18
18
18
20
20
21
22
24
25
28

5

Karakter Fisiologis Konsorsium Bakteri Endofit
Viabilitas Konsorsium Bakteri Endofit pada Formulasi Kompos
Keefektifan Formulasi Konsorium Bakteri Endofit sebagai
Pengendali M. incognita pada Tomat
Pembahasan Umum
SIMPULAN DAN SARAN

29
35
37
39
42

DAFTAR PUSTAKA

43

LAMPIRAN

59

RIWAYAT HIDUP

65

DAFTAR TABEL
1

2
3
4
5
6
7

Kelimpahan populasi bakteri endofit asal akar 16 jenis
tanaman pada media TSA 20% dan 50%, NA 20% dan 50%,
dan King’s B
Tujuh belas konsorsium bakteri endofit asal berbagai tanaman
yang aman sebagai kandidat agens hayati
Pertumbuhan bibit tomat pada perlakuan 17 konsorsium
bakteri endofit
Populasi M. incognita, jumlah puru, dan skala kerusakan akar
tomat pada perlakuan 17 konsorsium bakteri endofit
Pertumbuhan tanaman tomat terinfeksi M. incognita pada
aplikasi 17 konsorsium bakteri endofit
Kemampuan 17 konsorsium bakteri endofit dalam
memproduksi enzim protease, kitinase, dan HCN
Aktivitas konsorsium bakteri endofit dalam melarutkan fosfat
dan menambat nitrogen

21

23
25
26
28
30
33

DAFTAR GAMBAR
1
2

3
4

5

6

7

8

Diagram alir penelitian “Potensi konsorsium bakteri endofit
dalam pengendalian nematoda puru akar M. incognita”
Pola perineal spesies Meloidogyne: (a) M. arenaria, (b) M.
hapla, (c) M. incognita, dan (d) M. javanica (Sumber:
Eisenback et al. 1981)
Siklus hidup nematoda puru akar (Sumber: Mitkowski &
Abawi 2003)
Paket telur nematoda puru akar: (a) paket telur menempel pada
posterior NPA betina dewasa, (b) paket telur diambil
menggunakan pisau untuk dikembangkan pada tanaman tomat,
(c) telur NPA yang diekstraksi dari paket telur
Morfologi pola perineal: (a) M. incognita yang digunakan
untuk pengujian, (b) M. incognita menurut Eisenback et al.
(1981)
Hasil uji reaksi hipersensitif pada daun tanaman tembakau: (a,
b) muncul gejala nekrotik pada reaksi positif, (c) tidak muncul
gejala pada reaksi negatif
Hasil uji hemolisis: (a) zona bening yang terbentuk karena
bakteri memproduksi toksin β-hemolisis, (b) zona gelap karena
bakteri memproduksi toksin α-hemolisis, (c) tidak terjadi
perubahan pada media karena bakteri tidak memproduksi
toksin.
Kerusakan akar pada tanaman tomat yang diberi perlakuan
konsorsium bakteri endofit TmtN2, TmtN5, dan PbuT2
dibandingkan dengan akar tanpa perlakuan (kontrol)

3
6

6
20

20

22

23

27

9

10

11

12

13

14
15

Hasil uji aktivitas proteotilitik: (a) bakteri mampu
menghasilkan enzim protease yang ditandai oleh terbentuknya
zona bening di sekitar koloni bakteri, (b) bakteri tidak
menghasilkan enzim protease
Hasil uji aktivitas kitinolitik: (a) bakteri mampu menghasilkan
enzim kitinase yang ditandai oleh terbentuknya zona bening di
sekitar koloni bakteri, (b) bakteri tidak menghasilkan enzim
kitinase
Hasil uji produksi sianida (HCN): (a) bakteri mampu
menghasilkan memproduksi sianida (HCN) ditandai dengan
warna kertas CDS berubah menjadi jingga kecoklatan, (b)
bakteri tidak mampu memproduksi sianida (HCN)
Hasil uji bakteri pelarut fosfat: (a) bakteri tidak mampu
melarutkan fosfat pada media pikovskaya’s agar, (b,c) bakteri
mampu melarutkan fosfat pada media pikovskaya’s agar
ditandai dengan terbentuknya zona bening di sekitar koloni
Hasil uji bakteri penambat nitrogen: (a) bakteri mampu
menambat nitrogen ditunjukkan dengan media NFB yang
warnanya berubah menjadi kebiruan dan terbentuk pellicle, (b)
bakteri tidak mampu menambat nitrogen
Viabiltas konsorsium bakteri endofit TmtN2 dan Tmtn5 serta
Isolat Tunggal MSJ pada formulasi kompos
Pengaruh perlakuan formulasi konsorsium bakteri endofit
terhadap tanaman tomat terinfeksi M. incognita (Angka-angka
pada grafik yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda
nyata pada p-value 0.05 (uji selang berganda Duncan)

30

31

32

34

35

36
38

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4

5

6

Skala kerusakan akar akibat infeksi nematoda puru akar
berdasarkan skala Bridge dan Page (1980)
Lokasi pengambilan sampel tanaman sumber konsorsium
bakteri endofit
Keragaman warna, bentuk, dan elevasi koloni 17
konsorsium bakteri endofit kandidat agens hayati
Benih tomat varietas Permata F1 yang digunakan untuk
penelitian, (a) tampak depan kemasan benih, (b) tampak
belakang kemasan benih, (c) bentuk benih
Fase hidup Meloidogyne incognita di dalam jaringan akar
tanaman tomat: (a) telur nematoda/ J1, (b) juvenil 2, (c)
juvenil 3, (d) juvenil 4, (e) nematoda betina dewasa
Akar tanaman tomat terinfeksi nematoda puru akar
Meloidogyne spp. yang diambil paket telurnya untuk
pemurnian spesies M. incognita

59
60
61
63

64

64

1 PENDAHULUAN

Latar Belakang
Tomat (Lycopersicum escelentum Mill.) merupakan salah satu tanaman
hortikultura yang banyak diminati oleh masyarakat Indonesia. Komoditas ini
memiliki nilai ekonomi tinggi dalam dunia perdagangan produk tersebut. Selain
dapat digunakan sebagai sayur dan dimakan sebagai buah segar, tomat banyak
dijual sebagai bahan baku industri. Sebagai bahan makanan, tomat mengandung
gizi yang tinggi. Gould (2013) melaporkan bahwa dalam 100 g tomat masak
terkandung 20 kal kalori, 1 g protein, 0.3 g lemak, 4.2 g karbohidrat, 5 g kalsium,
27 mg fosfor, 0.5 mg zat besi, 1 500 SI vitamin A, 0.06 mg vitamin B, 40 mg
vitamin C, dan 94 g air.
Meloidogyne incognita (nematoda puru akar), Fusarium oxysporum
(penyebab layu fusarium), dan Ralstonia solanacearum (penyebab penyakit layu
bakteri) adalah patogen utama yang menginfeksi tanaman tomat. Infeksi ketiga
patogen tersebut dapat menimbulkan kehilangan hasil panen dan kerugian
ekonomi (Nakaho et al. 2000; El-Rafai et al. 2003; Bar-Or et al. 2005).
Keparahan penyakit layu karena F. oxysporum dan R. solanacearum di lapangan
semakin meningkat dengan keberadaan M. incogita (Abawi & Widmer 2000;
Siddiqui et al. 2012). Infeksi nematoda puru akar (NPA) pada tanaman tomat
dapat menurunkan kualitas dan kuantitas buah tomat. Gejala yang disebabkan
oleh infeksi M. incognita berupa puru pada akar. Keberadaan puru dapat
mengganggu sistem distribusi air dan mineral dari tanah melalui akar ke seluruh
bagian tanaman, sehingga menyebabkan akar baru tidak muncul, tanaman mudah
layu, pertumbuhan terhambat, kerdil, dan dapat menyebabkan klorosis (Moens et
al. 2009).
M. incognita merupakan salah satu nematoda yang sulit dikendalikan
dengan teknik rotasi tanam karena memiliki kisaran tanaman inang yang luas
(Anwar et al. 2007). Pengendalian NPA perlu dilakukan secara bijak agar tidak
merusak kualitas produk maupun lingkungan. Aplikasi agens hayati dapat menjadi
solusi pengendalian NPA yang ramah lingkungan. Mikroba yang umum
digunakan sebagai agens pengendali NPA berasal dari golongan bakteri dan
cendawan. Bakteri antagonis yang berpotensi untuk mengendalikan NPA
diantaranya adalah Bacillus sp. dan Pseudomonas fluorescens. Menurut Ghasemi
et al. (2010) dan Yang et al. (2009) Bacillus sp. mampu menghasilkan enzim
protease dan kitinase. Arora et al. (2007) melaporkan bakteri P. fluorescens
menghasilkan enzim yang sama. Enzim-enzim tersebut mampu mendegradasi
telur dan larva nematoda.
Agens hayati dari kelompok endofit diketahui mampu mengendalikan
nematoda M. incognita, Rotylenchulus reniformis, Globodera pallida, Radopholus
similis, Pratylenchus brachyurus pada skala laboratorium, rumah kaca, dan
lapangan (Sikora & Pocasangre 2006; Harni et al. 2007; Sikora et al. 2007;
Mekete et al. 2009; Harni & Munif 2011). Harni dan Munif (2012) berhasil
menemukan 3 isolat bakteri endofit yang berpotensi menekan intensitas penyakit
kuning pada tanaman lada yang disebabkan oleh infeksi Meloidogyne spp.,
Radopholus similis, dan Fusarium sp.

2

Saat ini eksplorasi agens tidak hanya dilakukan pada agens tunggal, tetapi
juga dilakukan eksplorasi pada konsorsium agens hayati. Aplikasi konsorsium
bakteri dilaporkan mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman. Fitri dan Gofar
(2010) menyatakan isolat konsorsium bakteri efektif meningkatkan pertumbuhan
tanaman dan meningkatkan produksi padi. Trianggana (2013) juga melaporkan
konsorsium bakteri berpotensi menekan pertumbuhan bakteri Xanthomonas
oryzae pv. oryzae secara in vitro. Namun sampai saat ini belum terdapat laporan
keefektifan konsorsium bakteri endofit sebagai agens pengendali nematoda puru
akar.
Produk agens hayati belum banyak digunakan oleh masyarakat, khususnya
petani. Rendahnya jumlah produk agens hayati yang telah terformulasi menjadi
faktor utama rendahnya aplikasi agens hayati di masyarakat. Formulasi agens
hayati sebaiknya mengandung komponen penting yang mendukung kehidupan
mikroba yang terkandung di dalamnya. Bahan pembawa yang umum digunakan
sebagai bahan dasar formulasi biasanya berbentuk butiran, tepung, dan cair.
Pemilihan bahan pembawa formulasi akan menentukan keefektifan formulasi
tersebut sebagai pemacu pertumbuhan tanaman (biofertilizer) dan sebagai
pengendali patogen (biopesticide) (Ardakani et al. 2010; Riana 2011; Syachroni
2011).
Tujuan Penelitian
1. Mendapat konsorsium bakteri endofit yang berpotensi memacu pertumbuhan
tanaman dan menekan keparahan penyakit puru akar akibat M. incognita pada
tomat.
2. Memperoleh formulasi kompos konsorsium bakteri endofit yang berpotensi
sebagai agens biokontrol terhadap M. incognita yang dapat disimpan dalam
waktu lama.
Hipotesis Penelitian
1. Konsorsium bakteri endofit mampu memproduksi metabolit sekunder yang
berperan dalam pengendalian nematoda puru akar, meningkatkan
pertumbuhan tanaman, dan mampu menekan keparahan penyakit akibat
infeksi M. incognita pada tomat.
2. Formulasi menggunakan bahan pembawa kascing, molase, dan pepton efektif
untuk menunjang kehidupan bakteri sebagai biopestisida untuk
mengendalikan M. incognita.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan solusi terkait penyakit tanaman
tomat yang disebabkan oleh nematoda puru akar M. incognita. Solusi yang
diberikan berupa informasi mengenai pengendalian hayati yang ramah lingkungan
menggunakan konsorsium bakteri endofit yang telah diformulasi dengan kompos
(biopestisida).

3

Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian meliputi kegiatan isolasi, karakterisasi sifat
fisiologis di laboratorium, dan pengujian di rumah kaca (Gambar 1).

Pengambilan sampel

Isolasi konsorsium bakteri endofit

Pemurnian dan perbanyakan NPA

Uji Reaksi Hipersensitif

Uji Hemolisis

Uji Patogenesitas

Karakterisasi sifat fisiologis
(Kitinolitik, Proteolitik,
HCN, Pelarut P, Fiksasi N)

Uji pemacu
pertumbuhan
bibit tomat

Seleksi konsorsium
bakteri endofit
sebagai agens
hayati

Formulasi konsorsium bakteri endofit

Uji daya simpan formulasi

Pengujian keefektifan formulasi sebagai untuk mengendalikan NPA
Gambar 1 Diagram alir penelitian “Potensi konsorsium bakteri endofit dalam
pengendalian nematoda puru akar M. incognita”

4

2 TINJAUAN PUSTAKA

Biologi Tanaman Tomat
Taksonomi dan Klasifikasi
Kingdom
: Plantae
Subkingdom : Tracheobionta
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Subkelas
: Asteridae
Ordo
: Solanales
Famili
: Solanaceae
Genus
: Solanum L.
Spesies
: Solanum lycopersicum L.
(Costa & Heuvelink 2005)
Morfologi
Tomat merupakan tanaman yang berumur pendek. Tanaman ini dapat
tumbuh dengan tinggi 1 sampai 3 meter atau lebih, tergantung varietasnya. Akar
tanaman tomat berbentuk serabut yang menyebar ke segala arah. Kemampuan
menembus tanahnya terbatas pada kedalaman 30 sampai 70 cm. Tomat memiliki
batang berbentuk silinder dengan diameter batang mencapai 4 cm. Batang
tanaman tomat dapat bercabang banyak dan menyebar apabila tidak dilakukan
pemangkasan. Daun tanaman tomat berwarna hijau dan memiliki rambut-rambut
halus. Tangkai daun tomat berbentuk bulat memanjang sekitar 7 sampai 10 cm
dengan ketebalan 0.3 sampai 0.5 cm. Daun tomat berbentuk oval, memiliki gerigi
dan memiliki banyak celah-celah yang menyirip agak melengkung kedalam pada
bagian tepinya. Daun tomat merupakan majemuk ganjil, yang berjumlah sekitar 5
sampai 7 helai dan antara pasangan-pasangan daun terdapat daun kecil yang
disebut foliol (Costa & Heuvelink 2005).
Syarat Tumbuh
Tanaman tomat merupakan tanaman yang dapat dibudidayakan di dataran
tinggi maupun dataran rendah. Tomat dapat tumbuh pada ketinggian antara 100 600 m di atas permukaan laut (dpl) dan pada ketinggian ekstrem 1000 – 2500 m
dpl. Tanaman ini baik ditanam pada suhu 17 – 23 oC. Kelembapan relatif yang
diperlukan untuk tanaman tomat adalah 80%. Curah hujan yang dibutuhkan
tanaman tomat sekitar 750 – 1250 mm/tahun. Tanah yang sesuai untuk budidaya
tanaman tomat adalah tanah dengan pH 5.5 – 6.5 dan tidak tergenang atau becek
(Costa & Heuvelink 2005).
Tomat memerlukan lama penyinaran 10 – 12 jam per hari. Cahaya
digunakan tanaman untuk proses fotosintesis. Kekurangan sinar matahari dapat
menyebabkan umur panen menjadi lebih lama, pertumbuhan memanjang
(etiolasi), batang lemah dan pucat karena pembentukan zat hijau daun (klorofil)
tidak sempurna. Pada lain sisi sinar matahari yang terlalu terik juga kurang baik
untuk tanaman tomat karena transpirasi akan meningkat sehingga buah dan bunga
akan mudah gugur (Costa & Heuvelink 2005).

5

Biologi Nematoda Puru Akar Meloidogyne incognita
Taksonomi dan Klasifikasi
Fillum
: Nemata atau Nematoda
Klas
: Secernantea
Sub klas
: Diplogaster
Ordo
: Tylenchida
Sub Ordo
: Tylenchina
Super Famili : Tylenchoidea
Famili
: Meloidogynidae
Genus
: Meloidogyne
Spesies
: Meloidogyne incognita
(Carneiro & Cofcewicz 2008).
Morfologi
Meloidogyne incognita memiliki tubuh transparan seperti nematoda lain
pada umumnya. Juvenil 2 (J2) berbentuk silindris dan memiliki panjang tubuh ±
450 µm. Stilet dan kerangka kepala J2 mengalami sklerotinasi yang tipis. Ekor
nematoda ini memiliki bentuk kerucut hialin dimulai dekat ujung ekor (Luc et al.
2005).
Nematoda jantan dewasa memiliki panjang tubuh 887-1268 µm. Bentuk
kepala M. incognita jantan tidak berlekuk dan memiliki stilet yang lebih panjang
bila dibandingkan dengan nematoda betina. Nematoda jantan memiliki panjang
stilet 16-19 µm. Ekor M. incognita terbilang pendek dan membulat, pada bagian
posterior terpilin (Eisenback & Hirschmann 1979).
Nematoda betina dewasa berbentuk seperti buah pir dengan leher pendek
dan posterior membulat. Rata-rata ukuran panjang tubuh M. incognita betina
dewasa adalah 921 µm. Kerangka kepala nematoda betina terbilang lembek
dengan lubang ekskresi terletak agak anterior sampai pada lempeng klep bulbus
median dan sering terlihat pada basal stilet. Vulva dari M. incognita betina
terletak subterminal dekat anus, kutikula berwarna agak keputihan, tipis, dan
beranulasi jelas (Eisenback & Hirschmann 1979; Eisenback et al. 1980).
Pola Perineal
Identifikasi morfologi sidik pantat (pola perineal) merupakan cara alternatif
untuk mengetahui spesies Meloidogyne. Teknik ini dapat dilakukan pada
nematoda betina dewasa. Setiap spesies memiliki pola perineal yang unik dan
berbeda dengan spesies lainnya. Ciri khas pada setiap spesies terlihat pada tanda
yang mengelilingi vulva dan anus (perineum). M. arenaria memiliki ciri perineal
pada lengkung dorsal yang rendah dan ramping di sekitar garis lateral. Bagian
lengkung stria memiliki cabang di dekat garis lateral dan bagian stria atas lebih
mendatar (Gambar 2A). M. hapla memiliki ciri pada lengkung dorsal yang rendah
dengan bagian ujung membentuk sayap ke bagian lateral baik pada salah satu
maupun kedua ujungnya, dan daerah ujung ekor terdapat tonjolan-tonjolan seperti
duri (Gambar 2B). M. incognita memiliki ciri terdapat lengkung dorsal yang
tinggi dan menyempit, sedangkan pada bagian paling luarnya sedikit melebar dan
agak mendatar, tidak memiliki garis lateral dan bagian stria terlihat jelas (Gambar
2C). M. javanica dicirikan dengan adanya dua garis lateral yang memisahkan

6

bagian dorsal dan bagian ventral yang sangat jelas (Gambar 1D) (Eisenback et al.
1981).

a

b

c

d

Gambar 2 Pola perineal spesies Meloidogyne: (a) M. arenaria, (b) M. hapla, (c)
M. incognita, dan (d) M. javanica (Sumber: Eisenback et al. 1981)
Siklus Hidup
Siklus hidup M. incognita terdiri atas 3 stadia, yaitu telur, juvenil, dan
dewasa. Stadia juvenil terbagi menjadi 4 tahap juvenil, yaitu Juvenil 1 (J1),
Juvenil 2 (J2), Juvenil 3 (J3), dan Juvenil 4 (J4). Setiap stadium pada siklus hidup
M. incognita terdapat pada tempat yang berbeda (Gambar 3) (Mitkowski & Abawi
2003).

Giant cell

Gambar 3 Siklus hidup nematoda puru akar (Sumber: Mitkowski & Abawi 2003)
Telur M. incognita dihasilkan oleh nematoda betina dewasa dan diletakkan
berkelompok pada massa gelatinus supaya telur terlindungi dari kekeringan dan
jasad renik (Orion & Kritzman 2001). Telur M. incognita mengandung zigot sel
tunggal, kemudian berkembang menjadi J1 di dalam telur. J1 akan menetas
menjadi J2 dan mengalami pergantian kulit pertamanya. J2 yang menetas akan
keluar dari cangkang telur dan berada di tanah sebagai stadium infektif. J2 akan

7

mencari tanaman inang, dan masuk ke dalam jaringan tanaman inang, lalu
menginfeksi tanaman inang. Setelah menemukan tempat infeksi yang cocok, J2
akan mengalami pertumbuhan dan pergantian kulit tiga kali berturut-turut menjadi
J3, J4, dan dewasa (Curto et al. 2005; Khan et al. 2006).
Setelah dewasa nematoda jantan akan meninggalkan akar dan nematoda
betina hidup menetap pada jaringan akar inang (Khan et al. 2006). Organ
reproduksi M. incognita akan terlihat setelah menjadi betina dewasa. Pada saat M.
incognita betina menjadi dewasa pola sidik pantat akan terbentuk (Khan 2003).
Siklus hidup nematoda dipengaruhi oleh tipe tanah. Beberapa hal yang dapat
mempengaruhi perkembangan nematoda adalah tekstur tanah, aerasi, kelembapan,
pH, kandungan bahan organik dan anorganik tanah. Nematoda menyukai
lingkungan yang lembap dan aerasi yang baik. Pertukaran udara di dalam tanah
juga mempengaruhi perkembangan nematoda. Perkembangan nematoda akan baik
jika keadaan udara di dalam tanah cukup. Kondisi oksigen yang rendah di dalam
tanah dapat menghambat penetasan telur nematoda. Selain berpengaruh terhadap
penetasan telur, oksigen juga mempengaruhi pergantian kulit nematoda (Garbeva
et al. 2004; Talavera & Mizukubo 2005; Ros et al. 2008).
Mekanisme Patogenesis
J2 yang baru menetas dari telur bergerak aktif di dalam tanah menuju akar
tanaman inang. Proses infeksi diawali ketika J2 melakukan penetrasi ke dalam
jaringan akar tumbuhan melalui epidermis akar yang terletak di sekitar tudung
akar. J2 masuk ke dalam jaringan akar dengan membuat lubang atau luka pada
akar menggunakan stilet. Selain penetrasi secara mekanis, M. incognita juga
mengeluarkan enzim yang berperan untuk menguraikan dinding sel tanaman yang
terdiri dari protein, polisakarida seperti pektin, selulase, dan hemiselulase.
Terurainya bahan-bahan penyusun dinding sel menyebabkan dinding sel rusak
dan mudah untuk dipenetrasi. J2 bergerak diantara sel-sel menuju sel dekat
silinder pusat atau berada di daerah pertumbuhan akar samping (Gheysen &
Fenoll 2002; Caillaud et al. 2008; Gheysen & Mitchum 2011).
Infeksi terjadi ketika J2 menginjeksikan senyawa sinyal (elisitor) melalui
stilet ke dalam jaringan inang. Senyawa sinyal tersebut menyebabkan perubahan
fisiologis pada tanaman inang dan berujung pada membesarnya sel inang (giant
cells) (Mitkowski & Abawi 2003). Giant cells yang terbentuk merupakan respon
inang atas diinjeksikannya elisitor oleh nematoda. Tanaman inang
mendistribusikan banyak nutrisi ke giant cells yang selanjutnya akan
dimanfaatkan oleh nematoda sebagai sumber nutrisi (Abad et al. 2003;
Karczmarek et al. 2004; Vovlas et al. 2005).
Gejala Penyakit
Gejala umum yang disebabkan oleh infeksi M. incognita adalah
menguningnya daun, tanaman menjadi kerdil, pertumbuhan terhambat, layu pada
siang hari meskipun air tersedia bagi tanaman. Gejala terjadi akibat kerja saluran
pengangkut air dan nutrisi (xylem dan floem) terganggu. Selain gejala di atas
permukaan tanah, serangan nematoda juga menyebabkan gejala di bawah
permukaan tanah yaitu pada akar tanaman. Tanaman yang terinfeksi oleh M.
incognita akan menunjukkan gejala hipertropi dan hiperplasia, sehingga
menyebabkan jaringan akar tanaman membengkak. Jaringan akar tanaman yang

8

bengkak tersebut banyak dikenal sebagai puru. Puru terbentuk karena terjadi
pembelahan sel dan pembesaran sel secara berlebihan pada jaringan perisikel
tanaman (Williamson & Gleason 2003; Karczmarek et al. 2004; Caillaud et al.
2008).
Infeksi M. incognita menyebabkan sistem perakaran tanaman tidak normal,
bahkan pada intensitas yang tinggi dapat menyebabkan disfungsi sistem perakaran
secara total. Infeksi NPA pada akar juga menyebabkan terhambatnya penyerapan
air dan unsur hara ke seluruh bagian tanaman. Akar tanaman yang terinfeksi oleh
NPA biasanya memiliki ukuran kecil, hanya memiliki sedikit akar lateral, dan
berpuru. Bentuk puru akibat serangan NPA berbeda, tergantung pada spesies NPA
yang menginfeksi. Paulson dan Webster (1970) melaporkan bahwa bentuk puru
akibat infeksi M. hapla seperti manik-manik dan cenderung lebih kecil
dibandingkan dengan puru yang diakibatkan oleh spesies NPA yang lain.
Bakteri Endofit
Sejarah Perkembangan Bakteri Endofit
Definisi endofit pertama kali dipopulerkan oleh seorang botanis Jerman
bernama Heinrich Friedrich pada tahun 1809. Saat itu endofit lebih dikenal
dengan sebutan "entophytae" yang berarti sekelompok atau beberapa kelompok
cendawan patogen yang hidup di dalam jaringan tanaman. Pada awal abad ke-19
terdapat kepercayaan bahwa tanaman yang sehat atau tumbuh normal merupakan
tanaman yang tidak mengandung mikroorganisme sama sekali di dalam
jaringannya. Namun pernyataan tersebut dibantah oleh Galippe yang menyatakan
bahwa dalam tanaman yang sehat juga terdapat mikroorganisme. Galippe
menjelaskan bahwa mikroorganisme yang berada di dalam jaringan tanaman bisa
jadi merupakan mikroorganisme tanah yang bermigrasi ke dalam jaringan
tanaman. Mikroorganisme tersebut diketahui memberikan keuntungan bagi
tanaman. Sejak saat itu sampai dengan sekarang dunia ilmu pengetahuan
mengakui bahwa mikroba endofit seperti bakteri, cendawan, archaea, algae,
amoeba, dan jenis lainnya memiliki peran dalam kesehatan tanaman. Pada tahun
1991 Orlandi Petrini mendefinisikan endofit sebagai "semua organisme yang
hidup di dalam jaringan tanaman pada sebagian atau seluruh siklus hidupnya
tanpa menyebabkan gejala pada tanaman inangnya" (Hardoim et al. 2015).
Interaksi Bakteri Endofit dengan Tanaman
Bakteri endofit merupakan bakteri yang seluruh atau sebagian siklus
hidupnya berada dalam jaringan tanaman dan berasosiasi dengan tanaman inang
tanpa menimbulkan gejala penyakit pada tanaman inang (Rosenblueth &
Martínez-Romero 2006; Ryan et al. 2008). Bakteri endofit memberikan
keuntungan pada tanaman inang dengan mekanisme simbiosis mutualisme.
Interaksi antara tanaman inang dengan bakteri endofit adalah saling
menguntungkan, dimana bakteri endofit mendapatkan tempat hidup dan nutrisi
dalam jumlah kecil untuk bertahan hidup dan tanaman mendapatkan manfaat
dengan terpacunya pertumbuhan tanaman dan peningkatan ketahanan tanaman
dari hama dan patogen. Bakteri endofit diketahui mampu memproduksi antibiotik
dan metabolit sekunder yang sangat penting bagi tumbuhan (Nejad & Johnson
2000; Kloepper et al. 2004; Rosenblueth & Martínez-Romero 2006; Ryan et al.

9

2008). Keberadaan bakteri endofit di dalam jaringan tanaman dapat berasal dari
lingkungan eksternal dan masuk kedalam jaringan tanaman melalui stomata,
lentisel, luka, akar lateral, dan akar yang berkecambah. Selain melalui lubang
alami yang terdapat pada tanaman, bakteri endofit juga dapat masuk dari
lingkungan ke dalam jaringan tanaman melalui luka lain seperti luka pada
tumbuhan yang diakibatkan oleh nematoda (Hallmann et al. 1997; Bressan &
Borges 2004; Kaga et al. 2008; Reinhold-Hurek & Hurek 2011).
Bakteri Endofit sebagai Agens Hayati
Bakteri endofit digunakan sebagai agens hayati karena memiliki banyak
kelebihan. Bakteri endofit diketahui mampu merangsang pertumbuhan tanaman
lebih baik dibandingkan dengan mikroorganisme yang hidup bebas (Ryan et al.
2008). Keterikatan endofit dengan inangnya merupakan keuntungan bagi endofit
karena mereka tidak harus bersaing dalam ekosistem yang baru dan kompleks.
Pengendalian biologi menggunakan bakteri endofit merupakan alternatif
pengendalian yang ramah lingkungan. Keunggulan lain dari bakteri endofit
sebagai agens hayati adalah mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman yang
dikenal dengan plant growth promotor (PGP). Mekanisme bakteri endofit sebagai
PGP adalah meningkatkan ketersediaan nutrisi, menghasilkan hormon
pertumbuhan serta dapat menginduksi ketahanan tanaman yang dikenal dengan
induced systemic resistance (ISR) (Benhamou et al. 1996; Kloepper et al. 2004;
Compant et al. 2005; Kloepper & Ryu 2006).
Keefektifan bakteri endofit sebagai agens pengendali nematoda telah
diketahui. Hasil penelitian menunjukkan penggunaan bakteri endofit yang
diisolasi dari mentimun dan kapas dapat mengurangi populasi M. incognita pada
mentimun sampai 50% (Hallmann et al. 1998). Bakteri endofit Bacillus pumilus
dan B. mycoides efektif mengurangi jumlah puru dan telur M. incognita sampai
39% pada kopi (Mekete et al. 2009).
Bakteri Endofit sebagai Agens Pemacu Pertumbuhan Tanaman
Penelitian yang dilakukan Harni dan Munif (2012) menunjukkan bakteri
endofit yang diisolasi dari tanaman kehutanan mampu memacu pertumbuhan
tanaman lada di rumah kaca dan di lapangan. Karakter yang tumbuh lebih baik
dibandingkan dengan tanaman yang tidak diberi perlakuan bakteri endofit adalah
tinggi tanaman, panjang akar, bobot akar dan bobot tanaman, serta jumlah buah
lada. Wibowo (2013) berhasil mengisolasi bakteri endofit dari tanaman Mahoni,
Trembesi, Gaharu, dan Meranti yang kemudian diuji pada tomat. Bibit tomat yang
diberi perlakuan perendaman akar dengan bakteri endofit menunjukkan
pertumbuhan yang lebih baik dibandingkan dengan yang tidak direndam.
Kemampuan bakteri endofit sebagai PGP dan menginduksi ketahanan
melalui mekanisme ISR berimplikasi pada meningkatnya hasil tanaman
(Rosenblueth & Martínez-Romero 2006; Ryan et al. 2008). Peningkatan
pertumbuhan bibit tomat yang diberi perlakuan dengan konsorsium bakteri endofit
diduga karena bakteri endofit mampu menambat nitrogen, meningkatkan aktivitas
fotosintesis, dan memproduksi hormon pertumbuhan seperti indole acetic acid
(IAA) (Prakamhang et al. 2009; Phetcharat & Duangpaeng 2012). Penelitian
sebelumnya membuktikan bahwa aplikasi bakteri endofit yang diisolasi dari
tanaman kaktus (Mammillaria fraileana) mampu meningkatkan pertumbuhan

10

tanaman kaktus. Mekanisme yang terjadi adalah bakteri endofit berperan dalam
memobilisasi elemen-elemen hara yang berasal dari batuan sehingga mampu
meningkatkan aktivitas fotosintesis dan akumulasi biomassa (Lopez et al. 2012).
Konsorsium Bakteri Endofit
Konsorsium bakteri endofit merupakan kumpulan beberapa bakteri yang
hidup di dalam jaringan tanaman. Konsorsim terdiri atas dua atau lebih jenis
bakteri yang berbeda. Keefektifan konsorsium dibandingkan dengan isolat tunggal
bakteri telah dilaporkan pada berbagai bidang. Molina et al. (2009) melaporkan
konsorsium bakteri memiliki keefektifan yang tinggi untuk meremidiasi tanah
yang terkontaminasi oleh minyak. Pada bidang perkebunan Halimah et al. (2015)
melaporkan konsorsium bakteri endofit dapat menekan tingkat infeksi nematoda
Pratylenchus coffeae. Selain menekan tingkat infeksi P. coffeae konsorsium
bakteri endofit juga dilaporkan meningkatkan pertumbuhan tanaman kopi.
Pertumbuhan tajuk dan panjang akar tanaman kopi yang diberi perlakuan
konsorsium bakteri endofit mengalami peningkatan. Munif et al. (2015) juga
melaporkan bahwa konsorsium bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman
kehutanan efektif meningkatkan pertumbuhan tanaman tomat. Tinggi tanaman,
berat segar, dan panjang akar tanaman tomat yang diberi perlakuan bakteri endofit
mengalami peningkatan sampai dengan 37%.
Formulasi Agens Hayati
Jenis dan Fungsi Formulasi
Formulasi adalah tahap akhir dari penjaringan agens hayati. Terdapat tiga
jenis formulasi yang umum digunakan di masyarakat, yaitu formulasi tepung,
kompos, dan cair. Beberapa perusahaan benih juga melakukan formulasi pada
permukaan benih dengan harapan mampu melindungi benih selama penyimpanan,
perkecambahan, sampai pertumbuhan (Soesanto 2008).
Formulasi merupakan langkah awal dalam usaha pengendalian hayati yang
dapat diusahakan secara komersial. Prinsip dari formulasi adalah mencampurkan
organisme dalam bahan pembawa yang dilengkapi dengan bahan tambahan untuk
memaksimalkan kemampuan bertahan hidup di penyimpanan, mengoptimalkan
aplikasi organisme target dan melindungi organisme pengendali hayati setelah
aplikasi. Fungsi dari formulasi adalah stabilisasi organisme selama produksi,
distribusi penyimpanan, mengubah aplikasi produk, melindungi agens dari faktor
lingkungan yang dapat menurunkan kemampuan bertahan hidupnya serta
meningkatkan aktivitas dari agens hayati untuk mengendalikan organisme target.
Formulasi ada dua tipe yaitu produk berbentuk padatan (tepung dan butiran) serta
berbentuk suspensi (berbahan dasar minyak atau air, dan emulsi) (Copping &
Menn 2000; Hynes & Boyetchko 2006; Glare et al. 2012).
Bahan pembawa agens hayati yang pertama kali dikenalkan ke masyarakat
berbentuk tepung (talk). Tepung banyak digunakan sebagai bahan pembawa
karena mudah ditemui, murah, dan memiliki daya simpan yang lama. Beberapa
bakteri seperti dari kelompok Pseudomonas dan Enterobacteriaceae yang telah
diatur tekanan osmotiknya di dalam media dengan penambahan sukrosa, 1% metil
selulosa, dan talk dapat bertahan sampai 12 bulan dalam formulasi tersebut
(Caesar & Burr 1991).

11

Pemilihan bahan pembawa dapat dilakukan dengan melihat tujuan
formulasi dan jenis agens bakteri yang akan diformulasi. Bahan pembawa yang
sesuai dapat menjaga viabilitas sel bakteri. Tantangan yang dihadapi dalam
penyimpanan bakteri berformula adalah perubahan bentuk dan kualitas selama
disimpan (Habazar et al. 2015).
Formulasi Tepung
Talk adalah mineral dengan komposisi kimia (Mg3SiO10(OH)2). Mineral ini
terbentuk dari hasil hidrasi batuan pembawa magnesium seperti dolomit, periodit,
dan gabro. Talk bersifat sangat lunak, halus, licin, penghisap minyak dan lemak,
konduktivitas listrik rendah, penghantar panas tinggi, berkekuatan tinggi,
memiliki ukuran