Isolasi Bakteri Endofit dari Akar Tanaman Tomat (Solanum Lycopersicum L.) dan Uji Kemampuannya dalam Mendegradasi Insektisida Berbahan Aktif Karbofuran

  ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicumL.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN

AKTIF KARBOFURAN

SKRIPSI HENDIKA ZUPLIKER

  100805084

DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

  ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicumL.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN

AKTIF KARBOFURAN

SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

HENDIKA ZUPLIKER 100805084

  PERSETUJUAN

  Judul :

  ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicum L.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN.

  Kategori : SKRIPSI Nama : HENDIKA ZUPLIKER Nomor Induk Mahasiswa : 100805084 Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI Departemen : BIOLOGI Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

  (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di

  Medan, Februari 2015 Komisi Pembimbing Pembimbing II Pembimbing I Dra. Nunuk Priyani, M.Sc Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc NIP. 19640428 199603 2 001 NIP. 19651101 199103 1 002 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Biologi FMIPA USU Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc.

  NIP. 19630123 199003 2 001

  

PERNYATAAN

  ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicumL.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN

SKRIPSI

  Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, Februari 2015 HENDIKA ZUPLIKER 100805084

  PENGHARGAAN

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas kasih dan anugerahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT

  

(Solanum lycopersicumL.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM

MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN”

  dalam waktu yang ditetapkan dan merupakan syarat untuk melengkapi tugas serta meraih gelar Sarjana Sains di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

  Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing I dan Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing II, yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan dan ilmu yang bermanfaat dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc sebagai Dosen Penguji I dan Ibu Dra. Isnaini Nurwahyuni, M.Sc sebagai Dosen Penguji II yang telah memberikan masukan dan saran dalam kesempurnaan penyelesaian skripsi ini.

  Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Drs. Kiki Nurtjahja, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik, Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA USU, Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc selaku kepala Laboratorium Mikrobiologi dan seluruh Staf Pengajar Departemen Biologi FMIPA USU atas ilmu dan ajarannya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Mizarwati S.Si selaku Ketua Panitia Seminar Departemen Biologi FMIPA USU, Ibu Nurhasni Muluk, Bang Erwin dan Ibu Rosalina Ginting selaku staf pegawai Departemen Biologi FMIPA USU.

  Ucapan terima kasih dan rasa bangga juga penulis ucapkan kepada kedua orang tua tercinta, Bapak Marsenius Sinaga dan Ibu Rostiana Br. Napitu atas segala pengorbanan, doa dan dukungan, baik moril maupun materil, sehingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini. Dan kepada saudara yang penulis sayangi dan cintai, Bang Erwin sekeluarga, Bang Memby, Bang Frido sekeluarga, Kak Friska sekeluarga, Kak Christin dan adik Saverius, penulis ucapkan banyak terima kasih atas perhatian dan semangat yang diberikan kepada penulis selama perkuliahan ini. Serta kepada semua keluarga besar Sinaga dan Napitu, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas dukungan dan motivasi yang telah diberikan.

  Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak dan Ibu kos Gang Maju No. 20 dan 22, Bapak Sitepu dan Ibu Ginting serta teman-teman kos terkasih, Kak Margareth Ameta, S.E, AK, dr. Herman Sitohang, Kak Syalom Munthe, SH, Bang Egitarius Ginting, S.Si, Bang Septian Zega, S.Si, Bang Riky Stepanus Situmorang, ST, Bang Yanri Tampubolon, ST, Hesron Ginting, S.Kep, Glancius Harefa, Hendriawan Putra Tarigan, Albert, Ray, Juniman, Baptis, Aven, Edgard, Willy, Aman dan Roma yang telah memberikan keceriaan dan kesan termanis selama bersama-sama tinggal di rumah kos Gang Maju No. 20 dan 22.

  Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada sahabat-sahabat seperjuangan B10REVOLUT10N, Lintar, Tonisman, Samuel, Edward, Trisi, Norton, Adam, Doni, Richard, Herclus, Posma, Aprianto, Julpiter, Inggin, Sandi, Zais, Santa, Juwita, Riris, Sunarti, Netty, Yantika, Chrestina, Anita, Tien, Putri, Vero, Rommi, Tiur, Lisbet, Sri Asianna, Nova, Elfrida, Arance, Yuli, Mei, Ledi, Nialusi, Maria, Dila, Reni, Nurhayati, Vahnoni, Farah, Nurul, Mailani, Nisa, Kiki, Intan, Karina, Nabila, Tari, Delis, Septiana, Yusniarti, Devi Kurnia, Devi Permata, Icha, Eka, Juli, Dewi, Sania, Siti, Fitri, dan Aulia, adik asuhku Ricki, adik-adik angkatan 2011 (Jordani, Djawak, Famela, Grace, Rani, Siska, Nelly, dll) dan adik-adik angkatan 2012 (Samuel, Andrew, Villa, Naomi, Ilham, Freddy, dll). Kepada Bang Imam, Bang Sepwin, Kak Icha, Kak Eryna dan Kak Rulya yang telah memberikan masukan dan bantuan selama penelitian. Kepada rekan-rekan asisten Laboratorium Mikrobiologi, Steven, Frico, Chandra, Virza, Poppy agar tetap semangat dan terus berkarya.

  Terima kasih juga penulis ucapkan kepada PKBKB (Persekutuan Keluarga Besar Kristen Biologi) yang telah menjadi wadah untuk membagun kerohanian penulis dan sebagai tempat untuk bertukar pikiran dan pengalaman dengan senior

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kempurnaan laporan hasil penelitian ini. Atas partisipasi dan dukungan penulis ucapkan terimakasih.

  Medan, Februari 2015 Penulis

  

ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT

(Solanum lycopersicumL.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM

MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN

  

ABSTRAK

  Penelitian tentang isolasi bakteri endofit dari akar tanaman tomat (Solanum

  lycopersicum L.) dan uji kemampuannya dalam mendegradasi karbofuran telah

  dilakukan.Sebanyak 8 isolat bakteri endofit telah diisolasi dari akar tanaman tomat pada media Nutrient Agar (NA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua isolat mampu menggunakan karbofuran sebagai sumber karbon pada media dan HS08) dipilih untuk dilakukan uji lebih lanjut untuk mengetahui kemampuannya dalam mendegradasi karbofuran menggunakan High-

  

Performance Liquid Chromatography (HPLC). Hasil pengujian menunjukkan

  bahwa kedua isolat memiliki kemampuan yang sangat tinggi dalam mendegradasi karbofuran. Isolat HS06 mampu menurunkan konsentrasi karbofuran sampai 99,87% dan isolat HS08 sampai 99,15% selama 21 hari masa pengkulturan (konsentrasi awal karbofuran 175,333 ppm). Hasil penelitian ini mengindikasikan bahwa kehadiran bakteri endofit memiliki peranan penting dalam mendegradasi pestisida dalam jaringan tanaman. Kata kunci: Bakteri endofit, Tanaman tomat, Degradasi, Karbofuran

  

ISOLATION OF ENDOPHYTIC BACTERIA FROM TOMATO ROOT

(Solanum lycopersicum L.) AND THEIR ABILITY IN DEGRADING

CARBOFURAN-BASED INSECTICIDE

ABSTRACT

  The study on isolation endophytic bacteria from tomato root (Solanum

  

lycopersicum L.) and test of their ability in degrading carbofuran has been

  conducted. Eight bacterial isolates were obtained using Nutrient Agar (NA) medium. The result showed that all isolates were able to use carbofuran as the sole carbon source in Bushnell-Hass Broth (BHB) medium containing 2% determine their ability to degrade carbofuran using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). The result of the test showed that both of the isolates were able almost completely to degrade carbofuran. Isolate HS06 was able to decrease the concentration of carbofuran up to 99.87% and isolate HS08 was able to reduce carbofuran concentration up to 99.15% (original concentration of carbofuran is 175.333 ppm).This result indicates that the presence of endophytic bacteria plays an important role in degrading pesticide in plant tissue.

  Keywords: Endophytic Bacteria, Solanum lycopersicum, Degradation, Carbofuran

  DAFTAR ISI Halaman PERSETUJUAN

  i

  PERNYATAAN

  ii

  PENGHARGAAN

  iii

  ABSTRAK

  v

  ABSTRACT

  vi

DAFTAR ISI

  vii

  DAFTAR TABEL

  viii

  DAFTAR GAMBAR

  ix

BAB 1 PENDAHULUAN

  1

  1.1 Latar Belakang

  3

  1.2 Permasalahan

  3

  1.3 Tujuan Penelitian

  3

  1.4 Manfaat

  3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

  4

  2.1 Tanaman Tomat (Solanum lycopersicum L.)

  4

  2.2 Bakteri Endofit

  5

  2.3 Insektisida Karbofuran

  7

  2.4 Degradasi Pestisida

  9 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

  12

  3.1 Waktu dan Tempat

  12

  3.2 Alat dan Bahan

  12

  3.3 Isolasi Bakteri Endofit dari Akar Tanaman Tomat

  12

  3.4 Karakterisasi Isolat Bakteri Endofit

  13

  3.5 Pengukuran Aktivitas Enzim Esterase Secara Kualitatif

  13

  3.6 Screening Aktivitas Biosurfaktan

  14

  3.7 Uji Kemampuan Bakteri Endofit dalam Mendegradasi Karbofuran

  14

  3.7.1 Uji Kualitatif

  14

  3.7.2 Uji Kuantitatif

  15

  3.8 Pengukuran Pertumbuhan Sel Bakteri Endofit

  16 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

  17

  4.1 Karakterisasi Bakteri Endofit Tomat (Solanum lycopersicum L.)

  17

  4.1.1 Karakterisasi Morfologi dan Pewarnaan Gram Bakteri Endofit

  17

  4.1.2 Karakteristik Biokimia Bakteri Endofit

  18

  4.2 Pengukuran Enzim Esterase Bakteri Endofit Secara Kualitatif

  19

  4.3 Screening Aktivitas Biosurfaktan Bakteri Endofit

  21

  4.4 Uji Kemampuan Bakteri Endofit Dalam Mendegradasi Karbofuran Secara Kualitatif

  23

  4.5 Pengukuran Pertumbuhan Sel Bakteri Endofit

  25

  4.6 Uji Kemampuan Bakteri Endofit Dalam Mendegradasi Karbofuran Secara Kuantitatif

  27 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

  30

  5.1 Kesimpulan

  30

  5.2 Saran

  30 DAFTAR PUSTAKA

  31 LAMPIRAN

  36

  

DAFTAR TABEL

Tabel No. Judul Halaman

  4.1.1 Karakteristik Morfologi dan Pewarnaan Gram

  17 Bakteri Endofit Tomat

  4.1.2 Karakteristik Biokimia Bakteri Endofit Tomat

  18

  4.2.1 Pengujian Enzim Esterase Secara Kualitatif

  20

  4.3.1 Aktivitas Biosurfaktan Bakteri Endofit

  22

  4.4.1 Uji Kemampuan Bakteri Endofit Dalam

  24 Mendegradasi Karbofuran Secara Kualtitatif

  4.5.1 Pertumbuhan Isolat Bakteri Selama Masa

  25 Pengkulturan Pada Media BHB yang Mengandung 2% Karbofuran

  4.5.2 Data Absorbansi Pertumbuhan Isolat Bakteri

  27 Selama Masa Pengkulturan Pada Media yang Mengandung 2% Karbofuran

  4.6.1 Konsentrasi Karbofuran Sisa Degradasi Bakteri

  28 Endofit Tomat

  DAFTAR GAMBAR Gambar No. Judul Halaman

  2.1 Struktur Kimia Karbofuran

  8

  2.2 Jalur Degradasi Pestisida Karbofuran

  11

  4.2.1 Indeks Enzimatis (IE) Esterase Bakteri Endofit

  21

  4.3.1 Aktivitas Biosurfaktan Bakteri Endofit

  24

  4.5.1 Pertumbuhan Isolat Bakteri

  26

  4.6.1 Penurunan Konsentrasi Karbofuran Sisa

  28 Degradasi Dari Hari ke-7 Sampai ke-21