Sampel Tanaman Padi untuk Isolasi Bakteri Endofit
Hasil pengambilan sampel diperoleh 8 sampel tanaman padi yang mewakili tiga lokasi berbeda. Sampel diberi kode dengan angka 1 sampai 8. Sampel nomor 1 sampai 6 mewakili lahan sawah tadah hujan di Desa Widodomartani, Kecamatan Ngemplak dan Desa Harjobinangun, Kecamatan Tratas, Kabupaten Sleman, Yogyakarta. Sampel nomor 7 mewakili lahan sawah irigasi dari Desa Gempol Sari, Kecamatan Patok Beusi, Kabupaten Subang, Jawa Barat. Sedangkan sampel nomor 8 mewakili lahan rawa pasang surut dari Desa Karang Indah, Kecamatan Mandastana, Kabupaten Barito Kuala, Kalimantan Selatan.
Lahan sawah tadah hujan di Kabupaten Sleman, Yogyakarta, memiliki pola tanam dua kali tanam padi dalam setahun dan dirotasi dengan tanaman palawija seperti kacang-kacangan. Petani di daerah tersebut mengembalikan jerami ke lahan sawah mereka. Menurut Cho dan Kobata (2000) jerami merupakan sumber bahan organik yang potensial dalam pengembangan usaha tani. Jerami padi merupakan sumber kalium (K) yang mudah tersedia di lahan sawah. Setiap 5 ton jerami mengandung K setara dengan 50 kg KCl. Sekitar 80% K yang diserap tanaman padi berada dalam jerami. Dengan demikian, mengembalikan jerami ke tanah sawah dapat memenuhi sebagian hara K yang dibutuhkan tanaman. Selain itu jerami memiliki fungsi biologi sebagai sumber energi dan makanan bagi mikroba dan mesofauna tanah. Bahan organik yang cukup tersedia dapat menunjang aktivitas organisme tanah dalam memperbaiki ketersediaan hara, siklus hara, dan pembentukan pori mikro dan makro tanah.
Lahan sawah irigasi di Kabupaten Subang, Jawa Barat memiliki pola tanam tiga kali tanam padi tanpa dirotasi dengan palawija. Ketersediaan air sepanjang tahun menyebabkan intensitas penanaman padi menjadi lebih sering. Pola tanam ini memiliki kelemahan yaitu selalu tersedianya makanan serta tempat hidup bagi hama dan penyakit tanaman, sedangkan lahan rawa di Kabupaten Barito Kuala, Kalimantan Selatan memiliki pola tanam satu kali tanam padi dalam setahun. Padi yang ditanam di daerah ini memiliki umur panjang dan tahan terhadap genangan. Pengambilan sampel dari tiga tipe lokasi berbeda bertujuan memperkaya keragaman bakteri endofit yang diisolasi, sehingga memperbesar kemungkinan untuk mendapatkan bakteri endofit yang berpotensi sebagai penginduksi ketahanan tanaman padi.
Menurut Seghers el al. (2004) spesies bakteri endofit yang berasosiasi dengan tanaman bergantung pada genotipe tanaman, umur tanaman, jaringan yang diambil dan juga musim ketika isolasi dilakukan. Populasi bakteri endofit dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti, sifat tanah, bahan organik dalam tanah, teknik budi daya, pemupukan, dan aplikasi pestisida. Pemupukan N yang tinggi dapat menekan pertumbuhan endofit dibandingkan dengan pemupukan N yang rendah. Hal ini diduga karena kandungan N yang tinggi mengubah fisiologi tanaman sehingga mengurangi kandungan sukrosa tanaman yang dibutuhkan oleh bakteri endofit sebagai sumber karbon.
Bakteri Endofit Hasil Isolasi
Hasil isolasi diperoleh 594 isolat bakteri endofit. Isolasi dilakukan dari bagian akar, batang, dan daun tanaman padi. Isolat bakteri endofit dari bagian akar sebanyak 225 isolat, dari bagian batang sebanyak 236 isolat, dan dari bagian daun sebanyak 133 isolat (Tabel 1). Isolat bakteri endofit yang berasal dari bagian akar diberi kode EA (endofit akar), dari bagian batang diberi kode EB (endofit batang), dan dari bagian daun diberi kode ED (endofit daun).
Tabel 1 Distribusi isolat bakteri endofit hasil isolasi
Nomor Bagian sampel Asal sampel
sampel Akar Batang Daun
1 21 36 14 Sleman, Yogyakarta 2 32 52 11 Sleman, Yogyakarta 3 24 28 5 Sleman, Yogyakarta 4 32 15 18 Sleman, Yogyakarta 5 36 35 13 Sleman, Yogyakarta 6 31 24 32 Sleman, Yogyakarta
7 15 22 25 Subang, Jawa Barat
8 34 24 15 Barito Kuala, Kalsel
Jumlah 225 236 133
Total 594 isolat
Menurut Khan dan Doty (2009) tanaman memiliki relung yang beragam bagi keberadaan bakteri endofit. Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengetahui posisi bakteri endofit pada bagian tanaman. Menurut Benhizia et al. (2004) bakteri endofit ditemukan pada bagian tanaman seperti akar, batang, daun, biji, umbi, dan ovul. Berdasarkan Gambar 2 komposisi isolat bakteri endofit asal padi lebih banyak diisolasi dari bagian akar dan batang, serta ada kecenderungan isolat asal batang lebih banyak dibandingkan asal akar dan daun.
Gambar 2 Komposisi isolat bakteri endofit berdasarkan asal bagian tanaman padi.
Menurut Rosenblueth dan Martinez-Romero (2004) akar umumnya merupakan bagian yang paling banyak dikolonisasi bakteri endofit dibandingkan dengan bagian tanaman lain yang berada diatas permukaan tanah. Reinhold-Hurek dan Hurek (1998) juga menjelaskan bahwa selain akar, batang juga merupakan bagian yang banyak dikolonisasi bakteri endofit terutama pada bagian pembuluh xilem. Hal ini diduga karena bakteri endofit mengolonisasi jaringan inang melalui
Akar 38% Batang 40% Daun 22%
celah atau luka yang terbentuk saat munculnya akar lateral atau zona pemanjangan akar serta diferensiasi akar dan selanjutnya menyebar ke bagian tanaman yang lain seperti yang telah dijelaskan Rosenblueth dan Martinez- Romero (2006).
Isolat X. oryzae pv. oryzae
Isolat bakteri X. oryzae pv oryzae diperoleh dari Balai Besar Penelitian Padi Sukamandi, Subang, Jawa Barat. Isolat yang digunakan dalam penelitian ini adalah isolat X. oryzae pv oryzae patotipe IV. Patotipe ini merupakan salah satu patotipe yang dominan di Indonesia dan memiliki virulensi tinggi dibandingkan dengan patotipe lainnya (Rahim et al. 2012). Isolat X. oryzae pv oryzae patotipe IV memiliki ciri koloni berbentuk bundar, tepian licin, elevasi cembung, dan berwarna kuning terang (Gambar 3A).
Gambar 3 Koloni isolat X. oryzae pv oryzae patotipe IV (A), hasil uji reaksi hipersensitif isolat X. oryzae pv oryzae patotipe IV (B), hasil uji patogenisitas isolat X. oryzae pv oryzae patotipe IV pada tanaman padi (C),
Berdasarkan uji reaksi hipersensitif (HR) pada tanaman tembakau menunjukkan bahwa isolat X. oryzae pv oryzae patotipe IV mampu menimbulkan gejala nekrotik pada daun (Gambar 3B). Reaksi hipersensitif merupakan salah satu mekanisme pertahanan yang sangat penting pada tanaman. Menurut Agrios (2005) hal ini terjadi hanya pada kombinasi yang tidak cocok antara tanaman inang dengan patogen. Sel tanaman yang terinfeksi cepat kehilangan turgor, warna daun berubah menjadi coklat, dan mengalami kematian jaringan. Perubahan fisiologi pada bagian sel yang terinfeksi dan bagian di sekelilingnya meliputi hilangnya permeabilitas membran sel, peningkatan respirasi, akumulasi dan oksidasi senyawa fenolik, serta produksi fitoaleksin.
Selain hasil uji HR, hasil uji patogenisitas pada tanaman padi juga menunjukkan bahwa isolat ini menghasilkan gejala nekrotik pada ujung daun padi dan berkembang menjadi hawar (Gambar 3C). Patogen masuk melalui luka bekas guntingan dan menyebar ke bagian jaringan tanaman yang lain. Gejala yang muncul diawali dengan warna daun menjadi keabuan, ujung daun menggulung, dan mengalami nekrosis. Hasil uji HR dan patogenisitas membuktikan bahwa
isolat X. oryzae pv oryzae patotipe IV bersifat patogen pada tanaman khususnya padi.
Seleksi Bakteri Endofit
Seleksi Bakteri Endofit Berdasarkan Viabilitas dan Morfologi Koloni
Sebanyak 370 isolat dari 594 isolat bakteri endofit menunjukkan viabilitas yang baik dan memiliki ciri morfologi yang berbeda antara satu isolat dengan isolat lainnya. Isolat tersebut dapat ditumbuhkan kembali pada media agar dengan kecepatan tumbuh berkisar antara 24 sampai 72 jam dan memiliki bentuk, warna, tepian, serta elevasi koloni yang berbeda.
Seleksi Bakteri Endofit Berdasarkan Kemampuan Induksi Ketahanan dan Pemacu Pertumbuhan Padi di Pembibitan
Beberapa bakteri endofit dilaporkan dapat meningkatkan kebugaran tanaman, memacu pertumbuhan (Kirchhof et al. 2001) dan dapat menjadi agens hayati (Shimizu et al. 2009). Menurut Rosenblueth dan Martinez-Romero (2006) peran bakteri endofit bagi inangnya dapat sebagai pemacu pertumbuhan dan meningkatkan hasil panen, sebagai agens hayati, membantu melarutkan posfat, dan berkontribusi dalam ketersediaan nitrogen bagi tanaman. Dalam penelitian ini bakteri endofit diseleksi untuk mendapatkan kandidat yang berpotensi sebagai agens hayati terhadap X. oryzae pv oryzae, khususnya yang memiliki mekanisme menginduksi ketahanan dan berpengaruh baik terhadap pertumbuhan tanaman. Berdasarkan hasil seleksi di pembibitan terhadap 370 isolat bakteri endofit, diperoleh 8 isolat bakteri endofit yang dapat menginduksi ketahanan tanaman (Gambar 4) dan 9 isolat yang dapat memacu pertumbuhan tanaman padi (Gambar 5).
Gambar 4 Pengaruh perlakuan bakteri endofit terhadap rata-rata panjang hawar daun bakteri pada tanaman padi di pembibitan. Huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada taraf kepercayaan 95%.
Berdasarkan hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan bakteri endofit berpengaruh nyata terhadap induksi ketahanan tanaman padi (Lampiran
0 2 4 6 8 10 12 14 16
EA2 154 EA5 595 EB3 307 EB4 451 EB4 452 EB6 748 EB5 606 ED4 467 K sehat K sakit
R ata -ra ta pa njang ha wa r (mm) Bakteri endofit a b b b b b b b b b
1). Uji beda nyata rata-rata panjang hawar daun bakteri pada berbagai perlakuan bakteri endofit dan kontrol disajikan pada Gambar 4. Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa rata-rata panjang hawar pada perlakuan EA2 154, EA5 595, EB3 307, EB4 451, EB4 452, EB6 748, ED5 606, dan ED4 467 tidak berbeda nyata dengan kontrol tanaman sehat (K sehat), namun berbeda nyata dengan kontrol tanaman sakit (K sakit). Hal ini menunjukkan bahwa kedelapan isolat tersebut mampu menginduksi ketahanan tanaman padi.
Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa perlakuan bakteri endofit berpengaruh nyata terhadap tinggi dan panjang akar tanaman padi (Lampiran 2). Hasil uji beda nyata pengaruh perlakuan bakteri endofit terhadap tinggi dan panjang akar tanaman padi dapat dilihat pada Gambar 5. Perlakuan yang paling berpengaruh baik terhadap tinggi tanaman adalah ED1 63, namun tidak berbeda nyata dengan ED1 58, sedangkan isolat yang paling berpengaruh baik terhadap panjang akar adalah ED1 58, namun tidak berbeda nyata dengan EA1 9, EB3 337, ED2 213, dan kontrol tanaman sakit. Dari kesembilan perlakuan ini, tidak ada perlakuan bakteri endofit yang dapat menghambat pertambahan tinggi dan panjang akar tanaman padi. Hal ini dibuktikan dengan tidak adanya perlakuan yang memiliki nilai tinggi dan panjang akar yang lebih rendah dibandingkan kontrol tanaman sehat (K sehat).
Gambar 5 Pengaruh perlakuan bakteri endofit terhadap tinggi dan panjang akar tanaman padi di pembibitan. Huruf yang sama pada diagram dengan tipe arsiran yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada taraf kepercayaan 95%.
Menurut Janse (2005) ada beberapa kemungkinan mekanisme yang bisa terjadi dalam pemanfaatan agens hayati dalam menekan perkembangan patogen, diantaranya secara langsung yaitu melalui antibiosis, kompetisi, dan parasitisme, maupun secara tidak langsung yaitu melalui induksi ketahanan tanaman. Menurut Rosenblueth dan Martinez-Romero (2006) jika bakteri endofit digunakan sebagai agens hayati dari patogen yang berada di perakaran, maka bakteri endofit dapat
0 5 10 15 20 25 30 EA1 9 EA2 154
EB3 325 EB3 337 EB4 451 EB4 452 ED1
58 ED1 63 ED2 213 K se ha t K s aki t T ing g i da n pa njang a ka r tana man pa di (c m) Bakteri endofit Tinggi Panjang akar
b b b b b b a ab b b b a-d b-d c-d ab b-d b-d a a-c d a-d b-d
membantu menekan perkembangan patogen dengan menghasilkan senyawa anticendawan, antibakteri, siderofor, kompetitor nutrisi, atau induksi ketahanan inang. Dalam penelitian ini bakteri endofit diaplikasikan melalui perendaman benih agar dapat mengolonisasi dan menyebar dalam jaringan tanaman seiring dengan pertumbuhan tanaman. Sedangkan inokulasi patogen X. oryzae pv oryzae dilakukan pada bagian daun dengan cara memotong bagian daun menggunakan gunting yang telah dicelupkan dalam suspensi patogen. Menurut Kloepper dan Ryu (2006) fenomena dimana aplikasi bakteri pada salah satu bagian tanaman berakibat pada penurunan kejadian penyakit atau keparahan penyakit secara signifikan setelah inokulasi patogen pada bagian lain tanaman disebut sebagai induksi ketahanan tanaman. Sehingga penurunan gejala hawar pada tanaman padi yang diberi perlakuan bakteri endofit berdasarkan proses seleksi ini lebih mengarah pada mekanisme pengendalian X. oryzae pv oryzae secara tidak langsung yaitu melalui induksi ketahanan tanaman. Untuk memperkuat dugaan ini maka dilakukan pengujian lebih lanjut. Isolat bakteri endofit kandidat agens penginduksi ketahanan tanaman diaplikasikan pada tanaman padi di rumah kaca, kemudian diamati pengaruhnya terhadap beberapa parameter induksi ketahanan yang meliputi ekspresi gen PR1 dan PBZ1, aktivitas enzim peroksidase, periode inkubasi, serta perkembangan penyakit HDB. Namun sebelum dilakukan pengujian tersebut, bakteri endofit diseleksi kembali berdasarkan uji HR pada daun tembakau untuk menapis isolat yang bersifat patogen tumbuhan.
Bakteri Endofit Hasil Seleksi Berdasarkan Uji HR
Uji HR terhadap 14 isolat bakteri endofit hasil seleksi di pembibitan menghasilkan 7 isolat dengan HR positif, dan 7 lainnya dengan HR negatif pada tanaman tembakau. Isolat yang terpilih berdasarkan seleksi pada tahap ini adalah isolat bakteri endofit yang tidak bersifat patogen tumbuhan, yaitu yang memiliki HR negatif pada tanaman tembakau. Ketujuh isolat tersebut adalah EA2 154, EB3 307, EB4 451, EB4 452, EB6 748, ED1 63, dan ED4 467. Ketujuh isolat ini merupakan hasil isolasi dari sampel padi asal Sleman, Yogyakarta. Diantara ketujuh isolat tersebut 1 diantaranya diisolasi dari bagian akar (EA2 154), 4 dari bagian batang (EB3 307, EB4 451, EB4 452, dan EB6 748), dan 2 dari bagian daun (ED1 63 dan ED4 467).
Pengaruh Aplikasi Bakteri Endofit terhadap Induksi Ketahanan dan Pertumbuhan serta Hasil Panen Padi di Rumah Kaca
Pengaruh Aplikasi Bakteri Endofit Terhadap Ekspresi Gen PR1 dan PBZ1 Gen PR1 dan PBZ1 merupakan gen pada tanaman yang berperan dalam sistem pertahanan tanaman terhadap infeksi patogen (Agrawal et al. 2001). Gen ini akan aktif ketika ada rangsangan dari luar, baik rangsangan oleh patogen atau bahan kimia tertentu. Menurut Kim et al. (2001) gen PR1 dapat terinduksi oleh patogen atau bahan kimia seperti salicylic acid (SA), methyl 1-2,6- dichloroisonicotinic acid (INA) dan benzo (1,2,3) thiadiazole-7-carbothioic acid S-methyl ester (BTH). Gen PBZ1 pada tanaman padi dapat diinduksi oleh probenazole (3-allyloxy-1, 2 benzisothiazole-1, 1-dioxide) yang dapat
meningkatkan aktivitas enzim yang berkaitan dengan sistem pertahanan pada tanaman, seperti peroksidase (Nakashita et al. 2001).
Pengaruh perlakuan bakteri endofit terhadap ekspresi gen PR1 disajikan pada Gambar 6. Gambar 6a, 6b, dan 6c menunjukkan bahwa ketujuh isolat bakteri endofit (EA2 154, EB3 307, EB4 451, EB4 452, EB6 748, ED1 63, dan ED4 467) mampu menginduksi ekspresi gen PR1 pada saat sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae dengan intensitas ekspresi yang berbeda-beda. Ketujuh isolat tersebut konsisten mampu menginduksi ekspresi gen PR1 baik pada perlakuan W1, W2, maupun W3. Gambar 6a menunjukkan bahwa intensitas ekspresi gen PR1 pada W1 yang paling tinggi adalah perlakuan EB4 452, yaitu mencapai 28% dibandingkan kontrol dan perlakuan lainya. Gambar 6b dan 6c menunjukkan bahwa intensitas ekspresi gen PR1 pada perlakuan bakteri endofit cenderung sama rata, yaitu berkisar antara 9.11 sampai 18.62%.
Gambar 6 Ekspresi gen PR1 hasil RT-PCR pada perlakuan bakteri endofit sebelum dan setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae, a = W1 sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae, b = W2 sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae, c = W3 sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae, d = W1 setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae, e = W2 setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae, f = W3 setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae, W1 = aplikasi pada benih saja, W2 = aplikasi pada benih dan 4 MST; W3 = aplikasi pada benih, 4 dan 6 MST.
Gambar 6a, 6b, dan 6c membuktikan bahwa perlakuan bakteri endofit saja sudah mampu menginduksi ekspresi gen PR1. Hal ini menunjukkan bahwa rangsangan yang diberikan oleh bakteri endofit sudah mampu mengaktifkan sistem pertahanan tanaman, khususnya ekspresi gen PR1. Sedangkan Gambar 6d, 6e, dan 6f menunjukkan bahwa ekspresi gen PR1 cenderung mengalami peningkatan pada saat setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae kecuali perlakuan ED1 63 pada W3.
Gambar 7 Ekspresi gen PBZ1 hasil RT-PCR pada perlakuan bakteri endofit sebelum dan setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae, a = W1 sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae, b = W2 sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae, c = W3 sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae, d = W1 setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae, e = W2 setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae, f = W3 setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae, W1 = aplikasi pada benih saja, W2 = aplikasi pada benih dan 4 MST; W3 = aplikasi pada benih, 4 dan 6 MST.
Gambar 7 menunjukkan pengaruh perlakuan bakteri endofit terhadap ekspresi gen PBZ1. Perlakuan bakteri endofit yang mampu menginduksi ekspresi gen PBZ1 pada saat sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae adalah EA2 154, EB3 307, EB4 451, EB4 452 pada W1, W2, dan W3, serta EB6 748, ED1 63, dan ED4 467 pada W2 dan W3 saja dengan intensitas ekspresi yang berbeda-beda (Gambar 7a, 7b, dan 7c). Bakteri endofit yang secara konsisten mampu menginduksi
ekspresi gen PBZ1 pada sebelum maupun setelah inokulasi adalah EA2 154, EB3 307, EB4 451, dan EB4 452.
Sama halnya dengan ekspresi gen PR1, ekspresi gen PBZ1 juga cenderung mengalami peningkatan setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae (Gambar 7d, 7e, 7f). Penigkatan ekspresi gen PR1 dan PBZ1 pada saat setelah inokulasi patogen X. oryzae pv. oryzae terjadi karena patogen juga berperan dalam menginduksi ekspresi gen PR1 dan PBZ1. Pada tanaman kontrol (K), yaitu hanya ada pengaruh patogen saja, ekspresi gen PR1 dan PBZ1 justru sangat kuat. Hal ini diduga karena inokulasi X. oryzae pv. oryzae berperan sebagai inokulasi tantangan yang umumnya dapat meningkatkan ekspresi gen ketahanan. Selain itu hal ini terjadi sebagai mekanisme alami tanaman dalam menghadapi serangan patogen. Menurut Agrios (2005) agar ketahanan terinduksi dapat muncul, maka diperlukan adanya lag periode antara pemberian agens penginduksi (bakteri endofit) dan inokulasi tantangan (X. oryzae pv. oryzae). Waktu tersebut dibutuhkan untuk menyintesis dan mendistribusikan zat-zat secara sistemik dari bagian tanaman yang diberi perlakuan agens penginduksi ke bagian lain tanaman tersebut. Ketahanan terinduksi diduga dapat berkembang jika sel-sel inang mampu melakukan transkripsi dan menghasilkan enzim atau protein yang mengaktifkan gen yang bertanggung jawab dalam mekanisme pertahanan tanaman tersebut.
Aplikasi bakteri endofit pada W1, W2, atau W3 sama-sama dapat menginduksi ekspresi gen PR1 dan PBZ1. Berdasarkan hasil penelitian ini dapat diketahui bahwa perlakuan beberapa bakteri endofit pada W1 saja sudah cukup untuk menginduksi ekspresi gen PR1 dan PBZ1. Semua isolat cenderung selalu konstan dalam menginduksi ekspresi gen PR1 dan PBZ1 terutama isolat EA2 154, EB3 307, EB4 451, dan EB4 452.
Secara umum ekspresi gen PR1 dan PBZ1 mengalami peningkatan setelah adanya inokulasi tantangan dari patogen, kecuali ekspresi gen PR1 pada W3 yang dipengaruhi perlakuan ED1 63. Pada perlakuan ini ekspresi gen PR1 setelah inokulasi patogen justru semakin melemah. Hal ini diduga karena menurunnya respon pertahanan tanaman terhadap rangsangan dari bakteri endofit dan patogen X. oryzae pv. oryzae.
Gen PR1 dan PBZ1 merupakan bagian dari Phatogenesis Related protein (PR protein). Menurut Van Loon dan Van Stein (1999) PR protein merupakan kelompok gen yang dimiliki tanaman dan akan aktif atau terekspresi sebagai respon tanaman terhadap infeksi patogen atau rangsangan tertentu. Ekspresi gen- gen ini tidak hanya terakumulasi pada bagian tanaman yang mengalami rangsangan saja, tetapi juga dapat bersifat sistemik atau diseluruh bagian tanaman. Umumnya ekspresi PR protein sering berkaitan dengan systemic acquired resistance (SAR) akibat dari infeksi patogen seperti cendawan, bakteri, dan virus. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa ekspresi PR protein, khususnya gen PR1 dan PBZ1 juga berkaitan dengan ISR. PR protein tersebut dapat menghambat patogenesis, mendegradasi dinding sel patogen yang tersusun oleh polisakarida, meningkatkan ketahanan terhadap beberapa patogen tertentu, dan bersifat antimikroba (Gee et al. 2001).
PR1 merupakan gen yang pertama kali berhasil diidentifikasi dan merupakan kelompok yang paling dominan dari PR protein. Gen PR1 ditemukan pada padi, gandum, tomat, tembakau, A. thaliana, barley dan beberapa tanaman lainnya. Protein PR1 terakumulasi oleh induksi bahan kimia tertentu dan infeksi
patogen seperti Uromyces fabae, Phytophthora infestans, Erysiphe graminis (Selitrennikoff 2001). Pada tanaman padi gen PR1 diinduksi oleh Bipolaris sorokiniana, P. syringae pv. syringae (Schweizer et al. 1997) dan Magnaporthe grisea (Suharsono et al. 2002). Sedangkan gen PBZ1 merupakan gen yang mengkode PR protein intraseluler (Mizobuchi et al. 2002). Pada tanaman padi gen ini berperan penting dalam peningkatan ketahanan tanaman sebagai respon terhadap infeksi patogen (Midoh & Iwata 1996). Gen ini dapat diinduksi oleh probenazole (3-allyloxy-1, 2 benzisothiazole-1, 1-dioxide) yang dapat meningkatkan aktifitas enzim yang berkaitan dengan sistem pertahanan pada tanaman, seperti peroksidase, polyphenoloxidase, ammonia-lyase dan catechol-O- methyltransferase serta asam α-linolenik yang berfungsi sebagai penghambat perkecambahan konidia cendawan (Nakashita et al. 2001). Gen PBZ1 pada tanaman padi juga dapat diinduksi oleh infeksi patogen M. grisea, namun tidak oleh pelukaan biasa saja (Midoh & Iwata 1996).
Hasil penelitian ini membuktikan bahwa bakteri endofit mampu menginduksi ekspresi gen PR1 dan PBZ1. Fenomena terjadinya ekspresi gen PR1 dan PBZ1 akibat rangsangan bakteri endofit pada saat sebelum inokulasi X. oryzae pv. oryzae diduga berkaitan dengang ISR. Aktifnya sistem pertahanan tanaman sebelum terjadi infeksi patogen menyebabkan tanaman lebih siap untuk mengatasi serangan patogen tersebut. Ekspresi gen PR1 dan PBZ1 pada saat setelah inokulasi X. oryzae pv. oryzae diduga lebih didominasi oleh peran patogen X. oryzae pv. oryzae. Infeksi patogen X. oryzae pv. oryzae juga dapat menginduksi tanaman padi untuk mengekspresikan gen PR1 dan PBZ1. Terjadinya ekspresi gen PR1 dan PBZ1 setelah infeksi patogen berkaitan dengan SAR. Hal ini merupakan respon lebih lanjut dari tanaman terhadap infeksi patogen yang menyebabkan gejala nekrotik pada tanaman.
Pengaruh Aplikasi Bakteri Endofit terhadap Aktivitas Enzim Peroksidase
Aktivitas enzim peroksidase merupakan salah satu penanda terjadinya induksi ketahanan selain asam salisilat dan ekspresi gen PR. Peningkatan aktivitas peroksidase dapat terjadi karena cekaman faktor biotik maupun abiotik. Faktor biotik yang mempengaruhi diantaranya adalah serangan patogen tumbuhan seperti X. oryzae pv oryzae.
Aktivitas enzim peroksidase pada 2 hari setelah inokulasi X. oryzae pv oryzae tersaji pada Gambar 8. Waktu aplikasi yang berbeda cenderung mempengaruhi aktivitas enzim peroksidase. Aktivitas enzim peroksidase dari awal sampai akhir pengamatan cenderung mengalami peningkatan. Perlakuan yang mempengaruhi aktivitas enzim peroksidase lebih tinggi dibandingkan kontrol adalah EB4 451, EB4 452, EB6 748, dan ED1 63 pada W1, serta EB4 451, EB4 452, EB6 748, dan ED4 467 pada W2. Rata-rata nilai absorban setiap perlakuan berkisar antara 0.15 sampai 0.3, kecuali EA2 154 dan EB3 307.
Secara umum aktivitas enzim peroksidase pada perlakuan bakteri endofit tidak terlalu berbeda nyata dengan kontrol kecuali pada beberapa perlakuan. Hal
