BAB III METODE PENELITIAN
4.2. Hasil Uji Potensi Bakteri dalam Sektor Pertanian
Sebanyak 11 isolat bakteri terdeteksi mampu menyintesis AIA di media garam minimal. Semua isolat bakteri dapat menyintesis AIA yang ditandai dengan terbentuknya warna merah muda pada supernatant isolat bakteri setelah penambahan pereaksi Salkowski (Lampiran 4). Berdasarkan (Gambar 2). hasil konsentrasi hormon AIA yang telah dibandingkan dengan kurva larutan standar AIA (Lampiran 5), diperoleh konsentrasi hormon AIA tertinggi yaitu 1,14 ppm oleh L. xylanilyticus yang merupakan bakteri dari sampel tanah lahan rawa pasang surut KS, sedangkan isolat bakteri dari sampel tanah lahan rawa lebak SS diperoleh konsentrasi hormon AIA tertinggi sebesar 1,64 ppm oleh B. Pseudomycoides.
Hal ini juga menunjukkan kemampuan isolat bakteri dalam menghasilkan hormon AIA berbeda-beda walaupun termasuk dalam satu genus yang sama. Sejalan dengan penelitian Beneduzi et al. (2013), didapatkan beberapa isolat yang termasuk dalam satu genus yang sama tetapi menghasilkan konsentrasi hormon AIA berbeda. Isolat bakteri yang didapatkan antara lain, Stenotrophomonas, Burkholderia, dan Agrobacterium. Hormon AIA yang dihasilkan setiap isolat
bakteri berbeda-beda, hal ini dipengaruhi oleh kemampuan pertumbuhan masing-masing isolat bakteri, lingkungan, dan ketersediaan substrat (Herlina et al., 2017).
Gambar 2. Konsentrasi hormon AIA yang dihasilkan oleh 11 isolat bakteri lahan
rawa pasang surut KS dan lahan rawa lebak SS
Isolat bakteri lahan rawa pasang surut KS Isolat bakteri lahan rawa lebak SS Berdasarkan (Gambar 2), hormon AIA tertinggi yang dihasilkan oleh oleh B. pseudomycoides sebesar 1,64 ppm berasal dari lahan rawa lebak SS. Pada penelitian ini, pH tanah lahan rawa lebak SS lebih cenderung mendekati netral yaitu 4,05 dibandingkan pH tanah lahan rawa pasang surut KS yaitu 3,15 (Tabel 8). Menurut Accuna & Jorquenna (2011), pH tanah sangat memengaruhi bakteri dalam menyintesis hormon AIA, pH tanah yang cenderung netral lebih optimal bagi bakteri untuk menyintesis hormon AIA. Penelitian Larosa et al. (2013), melaporkan kondisi pH lingkungan yang terlalu masam (<4,5) dapat menghambat kerja enzim bakteri untuk proses metabolisme bakteri dalam menyintesis hormon AIA.
Sintesis hormon AIA oleh bakteri di dalam tanah dipicu karena keberadaan L-tryptophan. L-tryptophan merupakan prekursor dalam pembentukan hormon AIA. Penelitian oleh Aji & Lestari (2020), melaporkan isolat bakteri dari genus Enterobacter, Bacillus, Pseduomonas dan Staphylococcus yang diisolasi dari tanaman jeruk nipis mampu menghasilkan hormon AIA setelah diberi prekursor L-tryptofan. Reaksi perubahan L-tryptophan menjadi hormon AIA melalui beberapa tahapan, yaitu tahap deaminase dengan bantuan enzim
amino-transferase L-tryptophan diubah menjadi asam indol piruvat, selanjutnya tahap dekarboksilasi yang mengubah asam indol piruvat menjadi indol asetat dehid, dan tahap terakhir yaitu tahap hidrolisis dengan bantuan enzim AIA1d mengubah indol asetat dehid menjadi hormon AIA (Ahemad & Kibret, 2013; Patten et al., 2013; Duca et al., 2014; Pambudi et al. 2017). Gen dekarboksilase indolpiruvate putative (IpdC) menjadi enzim utama dalam pembentukan hormon AIA oleh bakteri (Xie et al., 2016; Grady et al., 2016).
4.2.2. Hasil Uji Bakteri Penghasil Bakteri Siderofor
Berdasarkan (Tabel 4), hasil penelitian dari 11 isolat bakteri yang diuji menghasilkan siderofor, semua isolat mampu menghasilkan siderofor yang diindikasikan dengan perubahan warna biru media Fe-CAS agar menjadi warna oranye (Gambar 3). Perubahan warna media Fe-CAS agar terjadi karena bakteri penghasil siderofor mengikat Fe yang terkandung pada pewarna blue dye pada media Fe-CAS agar (Farisna, 2015).
Tabel 4. Skrining bakteri penghasil siderofor pada media Fe-CAS agar
Isolat Pertumbuhan pada media
Lysinibacillus xylanilyticus + Bacillus cereus + Bacillus cereus + Bacillus pseudomycoides + Bacillus siamensis + Brevibacillus halotolerans + Paenibacillus alvei + Lysinibacillus xylanilyticus + Bacillus nitratireducens + Bacillus sp + Bacillus sp + Keterangan:
Berdasarkan kemampuan isolat bakteri tumbuh pada media siderofor. Tanda - = koloni bakteri tidak tumbuh; + = koloni bakteri tumbuh. Isolat bakteri lahan rawa pasang surut KS Isolat bakteri lahan rawa lebak SS
Terdapat tiga macam tipe siderofor yaitu, tipe katekolat (merah muda/ungu), hidroksamat (oranye), dan karboksilat (coklat) (Carroll & Moore, 2018). Siderofor berwarna oranye yang dihasilkan 11 isolat bakteri termasuk siderofor tipe hidroksamat. Hal ini sejalan dengan Ahmed & Holmstrom (2014), tipe siderofor hidroksamat dan katekolat umumnya disintesis oleh mikroorgsanisme seperti bakteri dan cendawan, sedangkan tipe karboksilat umumnya disintesis oleh tanaman (Glick & Pasternack, 2013). Prihatiningsih et al. (2017), melaporkan 1 isolat B. subtilis teridentifikasi menyintesis siderofor tipe katekolat dan 4 isolat B. subtilis lainnya menyintesis siderofor tipe hidroksamat. Siderofor dihasilkan oleh bakteri bermanfaat untuk mengikat senyawa besi yang tersedia di lingkungan bagi tanaman. Selain itu, juga mencegah pemanfaatan senyawa besi bagi mikoroorganisme patogen yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman (Radhakrishnan et al., 2014). Penelitian oleh Agustiansyah et al. (2013), melaporkan B. subtilis, P. aeruginosa dan, P. dimunata mampu menyintesis senyawa siderofor dan menghambat pertumbuhan Xanthomonas oryzae pv.oryzae (Xoo) pada tanaman padi.
Gambar 3. Pertumbuhan isolat bakteri penghasil siderofor pada media Fe-CAS
agar. A. Isolat bakteri penghasil siderofor ditandai dengan koloni berwarna oranye
Dalam kondisi lingkungan miskin unsur besi, siderofor yang dihasilkan oleh bakteri dapat mereduksi Fe3+ bersifat tidak larut di dalam tanah menjadi Fe2+ yang bersifat larut dan dapat dimanfaatkan oleh bakteri maupun tanaman (Wittenwiller, 2007; Raza & Shen, 2010). Siderofor disintesis oleh bakteri melalui nonribosomal peptide synthetases (NRPSs) yang dikodekan oleh kelompok gen untuk
mengkomplekskan besi, kemudian unsur besi yang telah kompleks dikenali oleh reseptor membran spesifik yang disebut sebagai spesific membrane-anchored substrate-binding proteins (SBPs) lalu dipindahkan ke dalam sel bakteri untuk dimanfaatkan dalam proses metabolisme (Wen et al., 2011; Hertlein et al., 2014).
4.2.3. Hasil Uji Bakteri Penghasil ACC Deaminase
Berdasarkan (Tabel 5), 11 isolat bakteri yang diuji menunjukkan hasil positif menghasilkan enzim ACC Deaminase. Hal ini ditandai dengan pertumbuhan 11 isolat bakteri yang tumbuh di media DF, DF + amonium sulfat, dan DF + ACC (Gambar 4). Sebanyak 11 isolat yang mampu tumbuh pada media DF tanpa sumber nitrogen (Tabel 5), menjadi indikasi bahwa ke 11 isolat merupakan bakteri diazotrof. Bakteri diazotrof adalah bakteri yang mampu menambat N2 dari udara sebagai sumber untuk memenuhi kebutuhan nitrogennya (Sari et al., 2015; Santoso et al., 2019). Islam et al. (2019), melaporkan 18 isolat bakteri yang diisolasi dari tanah perkebunan kelapa sawit memiliki potensi menambat nitrogen dari udara.
Berdasarkan (Tabel 5), semua isolat bakteri lahan rawa menjadi isolat dugaan dalam menghasilkan enzim ACC Deaminase yang ditandai dengan pertumbuhan koloni yang tumbuh pada media DF + Ammonium sulfat (Gambar 5). Husen (2011), melaporkan 292 isolat bakteri diisolasi dari rhizosfer maupun akar padi dan rumput liar menjadi isolat dugaan menghasilkan ACC Deaminase. Pertumbuhan bakteri pada media DF + amonium sulfat menjadi kontrol positif bakteri diduga menghasilkan ACC Deaminase. Hal ini dikarenakan amonium sulfat merupakan sumber nitrogen utama bagi bakteri untuk menghasilkan enzim ACC Deaminase (Singh et al., 2015). Semua isolat bakteri yang dapat tumbuh pada media DF dan DF + Ammonium sulfat ditumbuhkan pada media DF + ACC dan didapatkan 11 isolat mampu menghasilkan enzim ACC Deaminase dengan ditandai pertumbuhan isolat bakteri pada media DF + ACC (Tabel 5).
Mekanisme utama yang dilakukan oleh bakteri penghasil ACC Deaminase yaitu dengan menghidrolisis ACC pada media DF + ACC menggunakan enzim ACC Deaminase yang disintesis oleh bakteri. ACC merupakan prekursor pembentukan gas etilen pada tanaman (Ghosh et al., 2018; Saikia et al., 2018).
Enzim ACC Deaminase dapat mendegradasi ACC menjadi amonia dan α-ketobutirat, sehingga produksi gas etilen pada tanaman dapat diminimalisir (Gamalero & Glick, 2015; Singh et al., 2015; Raghuwanshi & Prasad, 2018).
Tabel 5. Skrining bakteri penghasil ACC Deaminase pada media DF dan DF yang
dimodifikasi
Isolat
Pertumbuhan pada media
Keterangan DF Agar DF + Amonium Sulfat DF + ACC L. xylanilyticus + + + Menghasilkan ACC Deaminase B. cereus + + + Menghasilkan ACC Deaminase B. cereus + + + Menghasilkan ACC Deaminase B. pseudomycoides + + + Menghasilkan ACC Deaminase B. siamensis + + + Menghasilkan ACC Deaminase B. halotolerans + + + Menghasilkan ACC Deaminase P. alvei + + + Menghasilkan ACC Deaminase L. xylanilyticus + + + Menghasilkan ACC Deaminase B. nitratireducens + + + Menghasilkan ACC Deaminase B. cereus + + + Menghasilkan ACC Deaminase B. cereus + + + Menghasilkan ACC Deaminase Keterangan:
Berdasarkan kemampuan isolat bakteri tumbuh pada media DF, DF + amonium sulfat, dan DF + ACC. Tanda - = koloni bakteri tidak tumbuh; + = koloni bakteri tumbuh. Isolat bakteri lahan rawa pasang surut KS Isolat bakteri lahan rawa lebak SS
Gambar 4. Pertumbuhan bakteri penghasil ACC Deaminase. A. Pertumbuhan
bakteri di media DF; B. Pertumbuhan bakteri di media DF + amonium sulfat; C. Pertumbuhan bakteri di media DF + ACC
4.3. Keanekaragaman Bakteri Lahan Rawa Pasang Surut Kalimantan