Lokasi Pengambilan Sampel
Lokasi pengambilan sampel terletak di kawasan taman nasional gunung Merapi dan Merbabu. Lokasi pertama yaitu di kawasan Taman Nasional Gunung Merapi daerah Selo, titik koordinat lokasi S 07031’22.5” E 110027’05.07” dengan ketinggian 2111 mdpl. Lokasi kedua yaitu pada kawasan Taman Nasional Gunung Merbabu daerah Selo dengan titik koordinat S 07028’44.0” E 110027’35.4” dengan ketinggian 1975 mdpl. Lokasi ketiga yaitu pada Kawasan Taman Nasional Gunung Merapi daerah Cangkringan dengan titik koordinat S 07034,843” E 110026,586” dengan ketinggian 1140 mdpl (Gambar 1).
Gambar 1 lokasi pengambilan contoh
Gambar 2 Lokasi pengambilan sampel di 3 lokasi, (a) kawasan TNG merapi daerah selo, (b) kawasan TNG merbabu, dan (c) kawasan TNG merapi daerah cangkringan.
10
Kondisi lokasi pengambilan sampel seperti yang terlihat pada Gambar 2. Pertumbuhan tanaman A. decurrens tampak lebih padat di daerah Cangkringan dibandingkan dengan 2 lokasi lainnya. Selain itu, perbedaan lain dari ketiga lokasi pengambilan sampel tersebut yaitu ukuran pohon dan umur tanaman A. decurrens.
A. decurrens yang tumbuh dilokasi Selo relatif lebih tua terlihat dari pohon yang lebih besar dan tampak berbunga. Sedangkan di Cangkringan tampak sebagian besar akasia yang tumbuh di lokasi tersebut masih muda.
Hasil Isolasi Bakteri Endofit pada Tanaman Acacia decurrens
Sejauh ini, telah banyak penelitian yang melaporkan tentang keberadaan bakteri endofit dari berbagai jenis tanaman (Mocali et al. 2003; Gao et al. 2015). Kebanyakan bakteri endofit berasal dari rizosfer dan filosfer (Ryan et al. 2008). Pada penelitian ini, sebanyak 48 isolat bakteri endofit (24 dari akar, 10 dari batang, 11 dari daun) berhasil diisolasi dari jaringan tanaman A. decurrens yang tumbuh pada kawasan taman nasional gunung Merapi dan Merbabu. Ciri morfologi koloni isolat-isolat tersebut disajikan pada Lampiran 2. Isolat-isolat tersebut merupakan hasil seleksi berdasarkan penampakan warna dan bentuk koloni yang berbeda. Penelitian ini merupakan penelitian pertama yang melaporkan tentang keberadaan bakteri endofit pada tanaman A. decurrens
khususnya yang tumbuh pada kawasan taman nasional gunung Merapi dan Merbabu.
Tabel 1 Jumlah dan keragaman bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman
Acacia decurrens
Jaringan tanaman
Lokasi pengambilan sampel
Merbabu Merapi (Cangkringan) Merapi (Selo) Jumlah populasi (CFU ml-1) Keragaman Jumlah populasi (CFU ml-1) Keragaman Jumlah populasi (CFU ml-1) Keragaman Akar 105 10 104 5 105 9 Batang 102 3 103 4 102 3 Daun 103 6 104 5 102 3 Total 19 14 15
Tabel 1 menunjukkan sebaran bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman A. decurrens dari tiga lokasi yang berbeda. Lokasi eksplorasi serta bagian jaringan tanaman yang diisolasi mempengaruhi jumlah isolat bakteri endofit yang ada. Jumlah isolat bakteri endofit dari jaringan akar lebih banyak dibandingkan jaringan lainnya. Diduga karena hasil adaptasi antara akar tanaman dengan bakteri tanah khususnya daerah rizosfer yang kemudian masuk dan mengkolonisasi jaringan pada akar tanaman tersebut. Selain itu, sejarah keberadaan suatu tanaman akan mempengaruhi tingkat adaptasi bakteri lokal terhadap tanaman tersebut. Bakteri endofit pada batang dan daun lebih sedikit dibanding akar. Hal tersebut diduga dipengaruhi oleh keberadaan bakteri di udara lingkungan sekitar (Sundin dan Jacobs 1999).
11
Seleksi Isolat Bakteri Endofit Uji Hemolisis
Hasil uji hemolisis 48 bakteri endofit disajikan pada Tabel 2. Pada pengujian ini, reaksi hemolisis dapat diamati setelah ± 17 jam masa inkubasi yaitu melaui zona bening yang terbentuk disekitar koloni (Gambar 3). Diantara 48 isolat bakteri endofit terdapat 13 isolat yang menunjukkan reaksi hemolisis bertipe beta (β) pada media agar darah dengan zona bening yang terbentuk di sekitar koloni pada ± 17 jam masa inkubasi, dan 35 dengan hasil negatif atau tidak berpotensi pathogen terhadap hewan dan manusia (Tabel 2). Menurut Zimbro et al. (2009), terdapat 4 tipe hemolisis pada pengujian menggunakan media agar darah, alpha (α)-hemolysis yaitu media disekitar koloni berwarna kehijau-hijauan akibat reduksi hemoglobin menjadi met-hemoglobin, beta ( )-hemolysis yaitu sel darah merah lisis menghasilkan zona bening disekitar koloni, gamma ( )-hemolysis
berarti tidak ada hemolisis dikarenakan tidak adanya kerusakan sel darah merah dan perubahan pada media, dan alpha-prime (ά)-hemolysis yaitu suatu zona kecil dari hemolisis sempurna yang dikelilingi oleh sebagian area lisis.
Gambar 3 Hasil uji hemolisis dengan media agar darah setelah 17 jam masa inkubasi, a) reaksi positif ditandai dengan adanya zona bening disekitar koloni, b) reaksi negatif
Tabel 2 Uji hemolisis dan hipersensitif isolat bakteri endofit Kode
isolat Sumber isolat
Uji hemolisis
Uji hipersensitif
Aa1 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Aa2 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Aa3 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Aa4 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi + td
Aa5 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Aa6 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Aa7 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi + td
Aa8 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - +
Aa9 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Ab1 Batang A. decurrens asal Selo KTNG Merapi + td
Simbol: + (patogen), – (tidak patogen); td (tidak diuji)
a
12
Lanjutan Tabel 2 Kode
isolat Sumber isolat
Uji hemolisis
Uji hipersensitif Ab2 Batang A. decurrens asal Selo KTNG Merapi + td Ab3 Batang A. decurrens asal Selo KTNG Merapi + td
Ad1 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Ad2 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Ad3 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merapi - -
Ba1 Akar A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi + td Ba2 Akar A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi - - Ba3 Akar A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi - - Ba4 Akar A. decurrens asal cangkringan KTNG Merapi - - Ba5 Akar A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi + td Bb1 Batang A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi + td Bb2 Batang A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi + td Bb3 Batang A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi - - Bb4 Batang A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi - - Bd1 Daun A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi + td Bd2 Daun A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi - - Bd3 Daun A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi - - Bd4 Daun A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi - - Bd5 Daun A. decurrens asal Cangkringan KTNG Merapi - - Ca1 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Ca2 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - + Ca3 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Ca4 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Ca5 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Ca6 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu + td Ca7 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Ca8 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu + td Ca9 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Ca10 Akar A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Cb1 Batang A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Cb2 Batang A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Cb3 Batang A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu + td Cd1 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Cd2 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Cd3 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - + Cd4 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Cd5 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - - Cd6 Daun A. decurrens asal Selo KTNG Merbabu - -
Simbol: + (patogen), – (tidak patogen); td (tidak diuji)
Uji Respon Hipersensitif
Hasil uji respon hipersensitif terhadap 35 bakteri endofit yaitu 32 yang menunjukkan hasil negatif yang berarti tidak berpotensi patogen terhadap tanaman dan 3 bakteri yang menunjukkan hasil positif atau berpotensi menyebabkan
13
penyakit pada tanaman (Tabel 2). Respon hipersensitif yang ditunjukkan dengan reaksi nekrosis merupakan bentuk pertahanan yang ditunjukkan tanaman dari serangan pathogen (Hammond-Kosack dan Jones 1996). 32 bakteri endofit dengan hasil negatif setelah 48 jam pengamatan, tidak menunjukkan gejala seperti bercak kuning (Gambar 4) ataupun mengering seperti 3 isolat dengan hasil positif.
Gambar 4 Hasil uji respon hipersensitif terhadap isolat bakteri endofit pada daun tembakau. Contoh reaksi positif yang ditunjukkan oleh isolat Aa8 setelah masa inkubasi 48 jam
Uji Daya Kecambah dan Daya Tumbuh
Pada pengamatan daya kecambah benih padi, rata-rata daya kecambah benih padi yang diaplikasikan dengan 32 isolat berkisar 95-100%. Selain daya kecambah, parameter yang diamati yaitu daya tumbuh benih padi meliputi panjang akar, panjang pucuk, berat segar dan berat kering. Respon yang beragam ditunjukkan benih padi pada pengamatan panjang akar, panjang pucuk, bobot segar dan bobot kering (Tabel 3). Hal tersebut menunjukkan bahwa bakteri endofit berpengaruh terhadap daya tumbuh benih padi dengan kemampuan dalam memacu pertumbuhan yang berbeda-beda.
Berdasarkan seluruh parameter pengamatan (Tabel 3), tidak semua perlakuan pemberian isolat bakteri endofit menunjukkan reaksi positif atau lebih baik dari kontrol. Beberapa isolat bahkan ada yang bereaksi negatif atau tidak lebih baik dari kontrol. Hasil tersebut menunjukkan bahwa tidak semua bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman yang memiliki kemampuan tumbuh cepat memiliki potensi pemacu pertumbuhan tanaman. Kemampuan bakteri endofit berbeda-beda, ada yang berpotensi sebagai pemacu pertumbuhan (Feng et al. 2006) agen biokontrol (Duan et al. 2013), hingga pada pemanfaatan potensi bakteri endofit dalam mendegradasi polutan organik (Afzal et al. 2014).
Isolat Ca1 menunjukkan nilai persentasi peningkatan pertumbuhan benih padi terbaik dari yang lainnya. Reaksi positif tersebut berbanding terbalik dengan hasil yang ditunjukkan isolat Bd5. Respon negatif dengan nilai persentasi perbandingan lebih rendah dibanding kontrol juga bisa diartikan bahwa isolat Bd5 menghambat pertumbuhan benih padi. Pada parameter panjang akar, isolat Aa2 memilik persentasi panjang akar 55,7% di atas kontrol. Sebaliknya pada parameter panjang pucuk perlakuan pemberian isolat Aa2 hanya mampu meningkatkan 0,23% di atas kontrol.
Reaksi positif
14
Tabel 3 Rata-rata panjang akar, panjang pucuk, bobot basah dan bobot kering serta hasil skoring pertumbuhan padi setelah 7 hari masa inkubasi dibanding kontrol (%) Kode Isolat Panjang Akar Skor (15%) Panjang Pucuk Skor (15%) Bobot Segar Skor (20 %) Bobot Kering Skor (30%) Total Skor Ca1 12.48 1.87 40.94 6.14 39.92 7.98 5.97 1.79 25.77 Aa2 55.70 8.36 0.23 0.04 40.16 8.03 0.67 0.20 24.65 Ba3 7.31 1.10 5.65 0.85 47.94 9.59 6.72 2.01 23.13 Ba2 3.82 0.57 13.71 2.06 46.66 9.33 5.73 1.72 23.01 Ad1 39.25 5.89 4.43 0.67 35.13 7.03 4.09 1.23 21.83 Ca9 9.36 1.40 25.73 3.86 35.45 7.09 5.67 1.70 21.15 Bb4 21.71 3.26 5.78 0.87 31.66 6.33 2.28 0.68 17.47 Bd3 4.84 0.73 10.62 1.59 33.97 6.79 1.62 0.48 16.39 Ba1 12.26 1.84 7.53 1.13 28.24 5.65 6.62 1.99 16.25 Ad2 15.31 2.30 11.09 1.66 23.72 4.74 5.89 1.77 15.21 Aa3 40.26 6.04 4.08 0.61 14.73 2.95 4.73 1.42 13.96 Cb1 37.13 5.57 -6.18 -0.93 26.15 5.23 -4.67 -1.40 13.70 Cd4 31.27 4.69 -4.43 -0.67 26.15 5.23 -3.51 -1.05 13.43 Ad3 7.85 1.18 5.60 0.84 26.79 5.36 2.01 0.60 13.34 Bd2 -10.46 -1.57 10.22 1.53 32.27 6.45 -0.44 -0.13 12.74 Ca4 -8.79 -1.32 18.71 2.81 23.91 4.78 4.16 1.25 12.30 Cd5 -16.31 -2.45 19.74 2.96 25.26 5.05 5.05 1.51 12.13 Cd3 -25.96 -3.89 19.15 2.87 22.21 4.44 7.34 2.20 10.07 Bb3 -1.57 -0.24 0.13 0.02 23.99 4.80 0.13 0.04 9.42 Aa6 25.57 3.84 -9.10 -1.37 19.37 3.87 -4.82 -1.45 8.77 Ba4 -32.28 -4.84 6.45 0.97 25.86 5.17 3.17 0.95 7.42 Aa5 -2.28 -0.34 -3.38 -0.51 22.02 4.40 -3.81 -1.14 6.81 Cb2 -3.09 -0.46 -10.27 -1.54 22.75 4.55 -2.32 -0.70 6.40 Ca5 -19.86 -2.98 17.84 2.68 13.84 2.77 1.67 0.50 5.74 Aa1 -9.45 -1.42 -13.54 -2.03 22.16 4.43 -2.62 -0.79 4.63 Cd1 -29.93 -4.49 8.48 1.27 10.21 2.04 8.75 2.63 3.49 Ca7 -24.26 -3.64 8.04 1.21 14.53 2.91 -0.03 -0.01 3.37 Bd1 -22.16 -3.32 2.02 0.30 9.68 1.94 2.44 0.73 1.58 Ca10 -48.37 -7.26 -3.65 -0.55 7.95 1.59 8.36 2.51 -2.11 Ca3 -47.38 -7.11 -2.92 -0.44 7.52 1.50 6.72 2.02 -2.52 Aa9 -51.29 -7.69 -18.95 -2.84 0.42 0.08 5.73 1.72 -8.65 Bd5 -65.35 -9.80 -20.70 -3.10 -15.22 -3.04 1.27 0.38 -18.62
Angka positif menunjukkan lebih tinggi dibanding kontrol, 0 sama dengan kontrol ,dan minus (-) lebih rendah dari kontrol.
Respon yang berbeda-beda ditunjukkan pada masing-masing parameter pengamatan. Respon positif benih padi yang telah diberi isolat bakteri endofit menunjukkan kemampuan bakteri endofit tersebut dalam memacu pertumbuhan benih padi. Hasil serupa dilaporkan pada penelitan sebelumnya dimana aplikasi perlakuan bakteri endofit mampu meningkatkan pertumbuhan benih cardon cactus (Pachycereus pringlei) (Puente et al. 2009). Bakteri endofit juga dilaporkan
15
mampu memacu pertumbuhan bibit batang bawah tanaman karet (Hidayati 2014) dan meningkatkan pertumbuhan sambiloto (Gusmaini 2014). Berdasarkan hasil uji daya kecambah dan daya tumbuh benih padi, dipilih 10 isolat terbaik untuk diuji lebih lanjut. Sepuluh isolat tersebut yaitu: Ca1, Aa2, Ba3, Ba2, Ad1, Ca9, Bb4,Bd3, Ba1 dan Ad2. Kesepuluh isolat tersebut merupakan isolat-isolat yang memiliki total skor tertinggi dengan hasil lebih baik dari kontrol.
Karakterisasi Isolat Bakteri Endofit
Kemampuan Menambat N2, Melarutkan Fosfat, Kalium dan Menghambat Pertumbuhan Mikrob Patogen
Berbagai jenis bakteri endofit penambat N2 dari bermacam-macam tanaman telah diteliti (Wang et al. 2006; Terakado-Tonooka et al. 2008) dan beberapa metode yang umum digunakan seperti menumbuhkan pada media bebas N (Baldani et al. 1992), mengukur aktifitas nitrogenase dengan menghitung produksi gas C2H4 (Mollica et al. 1985; Zayed 2012) dan mendeteksi keberadaan gen nif (Bürgmann et al. 2004; Zhang et al. 2007). Pada penelitian ini, 10 isolat bakteri endofit yang diisolasi dari akar, batang dan daun A. decurrens
menunjukkan hasil positif baik secara kualitatif (menumbuhkan pada media bebas N) maupun kuantitaif (aktifitas nitrogenase) dalam menambat N2 (Tabel 4).
Tabel 4 Kemampuan menambat N2, melarutkan fosfat, melarutkan kalium dan menghambat pertumbuhan mikrob patogen
Kode isolat Menambat N2 Pelarut fosfat Pelarut kalium Antagonis terhadap ARA(µ mol C2H4/µL/jam) Media NFB X. oryzae R. solani Ca1 0.222 + + - - - Aa2 0.141 + - - - - Ba3 0.394 + + - - - Ba2 0.258 + + - - - Ad1 0.241 + + - - - Ca9 0.252 + - - + - Bb4 0.338 + + - - + Bd3 1.168 + - - - - Ba1 0.566 + - - - - Ad2 0.145 + + - - -
Simbol: + ( mampu), - (tidak mampu); ARA: acetylene reduction assay, NFB: nitrogen free broth
Kemampuan bakteri endofit dalam menambat N2 secara kualitatif dapat dilihat pada Gambar 5. Keseluruhan isolat mampu tumbuh dan membentuk pelikel putih dibawah permukaan media NFB semi padat setelah 5 hari masa inkubasi. Karakteristik tersebut umumnya ditunjukkan oleh bakteri penambat N2 dari kelompok Spirillum spp. (Muthukumarasamy et al. 2007). Hasil positif juga ditunjukkan pada uji kemampuan bakteri endofit dalam menambat N2 secara kuantitatif. Keseluruhan isolat positif dalam mereduksi acetilen berkisar dari
16
0.141 hingga 1.168 µ mol C2H4/µL/jam. Acetylene reduction assay (ARA) merupakan metode pengujian secara tidak langsung untuk mengetahui aktivitas enzim nitrogenase dalam mereduksi acetilen menjadi gas etilen yang dapat dihitung menggunakan gas chromatography (Doty et al. 2009). Semakin tinggi produksi gas etilen berbanding lurus dengan aktivitas nitrogenase dan semakin tinggi pula aktivitas penambatan N2.
Gambar 5 Kemampuan bakteri endofit dalam menambat N2 secara kualitatif terlihat dengan terbentuknya pelikel putih di bawah permukaan media NFB pada 10 isolat uji
Sepuluh isolat tersebut secara tidak langsung mewakili jaringan akar, batang dan daun tanaman A. decurrens. Hasil dengan kemampuan terbaik ditunjukkan pada isolat Bd3. Isolat tersebut merupakan salah satu isolat yang diisolasi dari daun tanaman A. decurrens. Daun yang mendapatkan paparan langsung dari udara diduga memberi kemungkinan bagi bakteri dari jaringan tersebut menambat N2 dengan optimal.
Pada uji kemampuan melarutkan fosfat, 6 diantara 10 isolat uji mampu melarutkan tricalcium phosphate (Ca3(PO4)2) yang merupakan sumber P dalam media Pikovskaya (Tabel 4). Hasil positif ditunjukkan dengan terbentuknya zona bening di sekitar koloni (Gambar 6). Kemampuan mikroorganisme dalam melarutkan fosfat tergantung dari aktifitas biokimianya terutama dalam memproduksi dan melepaskan asam-asam organik yang kemudian mengkelat kation terikat dan mengkonversi fosfat kedalam bentuk terlarut (Kpomblekou-a dan Tabatabai 1994). Hasil tersebut mengungkapkan bahwa beberapa bakteri endofit yang diisolasi dari jaringan tanaman A. decurrens mampu menambat N2, beberapa juga mampu melarutkan fosfat. Beberapa penelitian sebelumnya mengungkapkan bahwa tidak jarang suatu mikroorganisme mampu mensekresikan beberapa hasil metabolit yang bermanfaat bagi tanaman seperti IAA, fosfat dan siderofor oleh Enterobacter asburiae strain PS2 (Ahemad dan Khan 2010) dan
Pseudomonas fluorescens (Parani dan Saha 2012) dan fosfat dan kalium (Diep dan Hieu 2013).
17
Gambar 6 Uji bakteri endofit dalam melarutkan fosfat setelah 4 hari masa inkubasi, a) reaksi positif terlihat dari zona bening disekitar koloni, b) reaksi negatif
Aktifitas metabolism yang tidak kalah penting lainnya yaitu kemampuan bakteri dalam menghasilkan asam-asam organik. Asam oksalat merupakan salah satu jenis asam organik yang berperan penting dalam melarutkan kalium terikat (Shu-Xin et al. 2007). Berbeda halnya dengan uji penambatan N2 atau pelarutan fosfat, hal sebaliknya ditunjukkan dari hasil uji bakteri endofit dalam melarutkan kalium. Sepuluh isolat uji menunjukkan hasil negatif (Tabel 4). Hal yang berbeda dari peneltian Zhang dan Kong (2014) dan Meena et al. (2015) yang melaporkan bahwa bakteri yang diisolasi dari area risosfer tersebut mampu melarutkan kalium dari bentuk yang tidak tersedia menjadi tersedia bagi tanaman. Hal tersebut diduga karena isolat uji tidak mampu melarutkan kalium yang terikat dengan mineral-mineral feldspar yang diujikan dalam media Alexandrof.
Metode dual culture pada uji antagonisme bakteri endofit dengan mikrob patogen tanaman menunjukkan bahwa isolat bakteri endofit strain Bb4 mampu menghambat pertumbuhan R. solani yang merupakan cendawan penyebab penyakit pada tanaman. Sama halnya dengan isolat Ca9 yang menunjukkan aktifitas antagonisme terhadap pertumbuhan phytopathogenic bacterium X. oryzae
pv. oryzae yang diamati melalui zona hambat antar keduanya (Tabel 4). Salah satu jenis bakteri endofit strain Pseudomonas fluorosence juga dilaporkan mampu berperan sebagai agen biokontrol karena kemampuannya menghambat pertumbuhan Rhizoctonia solani (Grosch et al. 2005).
Kemampuan Menghasilkan Indol-3-Acetat Acid (IAA)
Keseluruhan isolat uji terbukti mampu menghasilkan hormon IAA (Gambar 7). Kemampuan sepuluh isolat bakteri endofit dalam menghasilkan hormon IAA berkisar dari 79,89 hingga 99,87 ppm. Sama halnya dengan hasil uji penambatan N2, kemampuan terbaik dalam memproduksi IAA ditunjukkan oleh isolat Bd3. Isolat-isolat tersebut diuji setelah masa inkubasi selama 24 jam pada media cair dimana pada waktu tersebut merupakan fase eksponensial eksponensial bagi seluruh isolat uji. Hal tersebut sedikit berbeda dengan hasil penelitian sebelumnya yang melakukan uji auxin pada fase stationer (Ji et al. 2014).
18
Auksin atau IAA merupakan substansi kimia pengatur pertumbuhan tanaman (plant growth regulators = PGR) (Gardner et al. 1985). Kemampuan sepuluh bakteri endofit dalam menghasilkan hormon tumbuh berupa IAA dan juga menambat N2 mendukung hasil yang diperoleh dalam uji kemampuan bakteri endofit dalam meningkatkan daya kecambah dan pertumbuhan benih padi.
Gambar 7 Kemampuan 10 isolat bakteri endofit dalam menghasilkan hormon IAA
Pengaruh Bakteri Endofit terhadap Pertumbuhan Vegetatif Tanaman Padi Pengaruh pemberian isolat bakteri endofit yang berasal dari tanaman A. decurrens dalam memacu pertumbuhan tanaman padi diamati mulai dari umur 1-4 MST. Kemampuan bakteri endofit dalam memacu pertumbuhan tanaman padi (tinggi tanaman dan jumlah daun) terlihat berbeda mulai dari umur tanaman dua minggu hingga pada umur empat minggu. Berdasarkan uji statistik pada parameter tinggi dan jumlah daun, beberapa perlakuan pemberian inokulan bakteri endofit berbeda nyata terhadap kontrol (½ dosis NPK anjuran).
Perlakuan pemberian bakteri endofit + ½ dosis NPK anjuran berpengaruh terhadap tinggi tanaman padi pada umur 4 MST (Tabel 5). Beberapa isolat menunjukkan hasil yang lebih baik dari NPK 50% dan tidak berbeda nyata dengan NPK 100%. Hasil terbaik terlihat pada isolat Bb4 dengan rata-rata tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah anakan terbaik diantara bakteri endofit lainnya dan setara dengan kontrol (1 dosis anjuran NPK). Perbedaan jumlah daun antara perlakuan terlihat mulai umur 2-4 MST. Beda nyata pada parameter pengamatan jumlah daun maupun jumlah anakan di umur 4 MST terlihat pada Tabel 5. Respon bakteri endofit yang berbeda-beda dipengaruhi salah satunya tingkat kemampuan bakteri endofit tersebut dalam bertahan hidup dan bersaing dengan mikrob lokal.
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00
CA1 Aa2 Ba3 Ba2 Ad1 Ca9 Bb4 Bd3 Ba1 Ad2
K ad ar H o r m o n (p p m ) Bakteri endofit IAA
19
Tabel 5 Tinggi tanaman, jumlah daun dan jumlah anakan setelah 4 MST (37 hari) Perlakuana Tinggi tanaman
(cm)b Jumlah daun c Jumlah anakand Ca1 48.84 ab 14.8 bc 2.8 abcd Aa2 48.52 ab 12.6 ab 2.2 ab Ba3 49.96 b 13 abc 2.2 ab Ba2 44.44 a 14.4 bc 2.6 abc Ad1 49.44 b 14.2 bc 2.6 abc Ca9 49.96 b 14.8 bc 3.6 cde Bb4 50.94 b 16.4 c 4.2 e Bd3 50.56 b 15.6 bc 3.6 cde Ba1 50.04 b 14.4 bc 3 bcd Ad2 48.08 ab 13.2 abc 2.2 ab NPK 50% 44.18 a 10.8 a 1.8 a NPK 100% 50.48 b 16.4 c 3.8 de a
Semua perlakuan inokulan bakteri dipupuk dengan NPK ½ dosis rekomendasi, b, c, dangka-angka
yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (Duncan’s multiple range test)
Pada parameter pengamatan bobot segar (akar, batang dan daun) umur 4 MST (Tabel 6), beberapa perlakuan menunjukkan hasil yang lebih baik dibanding kontrol (½ dosis NPK anjuran). Hasil terbaik ditunjukkan isolat Bb4 dengan nilai rata-rata bobot segar daun dan batang 4,44 gram yang setara dengan kontrol NPK sesuai dosis anjuran. Kemampuan tanaman dalam menyerap unsur hara dari tanah tidak lepas dari fungsi dan kinerja akar tanaman tersebut. Pada pengamatan bobot segar akar, perlakuan dengan inokulan bakteri endofit berpengaruh terhadap peningkatan bobot segar akar. Terdapat beberapa perlakuan dengan hasil setara dengan kontrol pemberian pupuk NPK sesuai dosis anjuran ditinjau dari hasil uji lanjut DMRT yang tidak berbeda nyata pada taraf nyata 5%.
Pengukuran bobot kering tanaman padi penting dilakukan untuk mengetahui berat biomassa hasil fotosintesis tanaman dengan bantuan bakteri endofit. Kemampuan bakteri endofit dalam meningkatkan bobot kering (akar, daun dan batang) pada Tabel 6 menunjukkan hasil yang bervariasi. Melalui perbandingan dengan kontrol separuh dosis pupuk anjuran, beberapa isolat mampu lebih baik dan berbeda nyata baik pada bobot kering akar maupun pada bobot kering daun dan batang. Hasil yang bervariasi tersebut menunjukkan bahwa pemberian isolat bakteri endofit berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman padi pada umur 4 MST. Berdasarkan seluruh parameter pengamatan, perlakuan dengan isolat BB4, Bd3 dan Ca9 (Gambar 8) ditambah separuh dosis anjuran secara statistic mampu setara dengan kontrol pemberian pupuk NPK sesuai dosis anjuran. Isolat-isolat tersebut merupakan isolat-isolat terbaik yang berpotensi dalam meningkatkan pertumbuhan vegetatif tanaman padi dengan mengurangi separuh dosis pupuk sintetik.
20
Tabel 6 Bobot segar dan kering akar, batang dan daun setelah 4 MST (37 hari) Perlakuana Bobot segar daun
dan batang (g)b
Bobot segar akar (g)c
Bobot kering daun dan batang (g)d
Bobot kering akar (g)e Ca1 3.24 abc 3.85 b 0.78 ab 0.38 abc Aa2 3.09 ab 2.30 a 0.67 ab 0.29 ab Ba3 2.99 ab 2.86 ab 0.67 ab 0.34 abc Ba2 2.66 ab 2.17 a 0.60 a 0.25 a Ad1 2.89 ab 3.17 ab 0.72 ab 0.35 abc Ca9 3.64 bc 3.64 b 0.88 bc 0.41 bcd Bb4 4.44 c 3.88 b 0.90 bc 0.41 bcd Bd3 3.92 bc 3.87 b 0.91 bc 0.46 bcd Ba1 3.31 abc 3.17 ab 0.77 ab 0.37 abc Ad2 2.78 ab 3.16 ab 0.69 ab 0.36 abc NPK 50% 2.10 a 2.52 a 0.52 a 0.31 abc NPK 100% 4.48 c 3.88 b 1.07 c 0.55 d
a
Semua perlakuan inokulan bakteri dipupuk dengan NPK ½ dosis rekomendasi, b, c, d, eangka-angka
yang diikuti oleh huruf yang sama pada satu kolom, tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (Duncan’s multiple range test)
Dalam hal pemanfaatan bakteri sebagai agen pemacu tumbuh tanaman, telah banyak dilaporkan temuan-temuan mengenai peningkatan pertumbuhan tanaman dengan aplikasi bakteri pemacu pertumbuhan tanaman. Sebagai contoh, kombinasi antara bakteri Azotobacter chroococcum dengan separuh dosis pupuk mampu meningkatkan pertumbuhan vegetatif Sesamum indicum dan setara dengan perlakuan dengan satu kali dosis anjuran (Maheswari et al. 2012). Pengaruh pemberian inukulan juga dilaporkan Sharma et al. (2012) dimana peningkatan yang signifikan pada pertumbuhan vegetatif apel ditunjukkan dengan pemberian simbiosis antara Glomus dan Azotobacter. Sama halnya dengan isolat Ca9, Bb4 dan Bd3 yang berdasarkan uji lanjut Duncan’s multiple range test tidak berbeda nyata di setiap parameter pengamatan dengan perlakuan NPK 100%. Isolat- isolat tersebut berpotensi mengurangi separuh penggunaan pupuk N, P dan K pada pertumbuhan vegetatif tanaman padi. Faktor pendukung ketiga bakteri endofit tersebut mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman selain karena penambahan separuh dosis rekomendasi, juga karena kemampuan isolat-isolat tersebut dalam menambat N2 dan menghasilkan zat pemacu tumbuh tanaman berupa IAA. Beberapa faktor yang membedakan isolat Bb4, Bd3 dan Ca9 dalam hal peningkatan pertumbuhan dengan isolat-isolat lainnya yaitu potensi isolat Bb4 dan Ca9 dalam menghambat pertumbuhan mikrob potogen dan isolat Bd3 mampu menambat N2 dan memproduksi IAA lebih baik dari isolat-isolat lainnya.
Peranan bakteri endofit yang diisolasi dari jaringan tanaman A. decurrens