Isolasi dan Seleksi Cendawan Endofit
Hasil isolasi cendawan endofit dari akar, batang, daun dan benih tanaman cabai lokal diperoleh sebanyak 42 isolat masing-masing sebanyak 16, 12, 9 dan 5 isolat secara berturut-turut. Cendawan endofit paling banyak ditemukan pada bagian akar tanaman, hal ini sesuai dengan penelitian Ramdan (2014) yang telah melaporkan cendawan endofit ditemukan paling banyak dari akar tanaman cabai sebanyak 101 isolat dari total 138 isolat. Paul et al. (2012) juga telah melaporkan tanaman cabai pada fase pembuahan ditemukan 196 isolat cendawan endofit dari akar, 112 isolat dari batang dan 173 isolat dari daun. Sieber dan Grunig (2006) menjelaskan secara morfologi, fisik, dan kimianya jaringan akar tanaman merupakan bagian tanaman yang baik untuk perkembangbiakan berbagai mikroba tidak terkecuali cendawan endofit.
Hasil pengujian patogenisitas terhadap 42 isolat cendawan endofit pada benih cabai menunjukkan 30 isolat cendawan bersifat patogenik dan 12 isolat bersifat non patogenik. Sebanyak 4 isolat cendawan endofit non patogenik dari batang, 2 isolat benih,dan 6 isolat dari akar. Damayanti (2013) melaporkan dari 17 isolat cendawan endofit dari cabai diperoleh 4 isolat cendawan endofit non patogen dan 12 isolat potensial patogen. Ramdan (2014) telah mengisolasi cendawan endofit dari tanaman cabai di Garut dan Bogor sebanyak 138 isolat dan 18 isolat diantaranya bersifat nonpatogen.
Pada uji patogenisitas, cendawan endofit bersifat patogen menyebabkan gejala nekrotik pada kecambah benih cabai, benih tidak berkecambah dan mati, sedangkan cendawan endofit bersifat non patogen tidak menimbulkan gejala nekrotik maupun kematian pada kecambah dan benih cabai (Gambar 3). Cheplick dan Faeth (2009) menjelaskan cendawan endofit telah diketahui merupakan cendawan patogen minor yang berevolusi menjadi cendawan yang bersifat mutualisme dengan tanaman inangnya, sehingga dari semua cendawan endofit yang diperoleh tidak semua cendawan endofit non patogen dan sebagian besar cendawan endofit patogenik. Kondisi lingkungan, genetik tanaman dan cendawan endofit menjadi faktor penentu hubungan simbiosis antara tanaman dan cendawan di alam.
Gambar 3 Cendawan endofit pada benih cabai menyebabkan: benih mati tidak berkecambah (a), benih berkecambah kemudian mati (b), benih berkecambah mengalami nekrosis (c), benih berkecambah sehat (d)
12
Isolasi Cendawan Patogen Terbawa Benih Cabai
Hasil uji blotter test pada benih cabai diperoleh 6 isolat cendawan patogen yang menginfeksi benih cabai lokal Berastagi Medan, Sumatera Utara (Tabel 1). Alternaria spp., A. niger, Fusarium spp., A. flavus, Cladosporium spp., Penicillium spp., dan Rhizopus spp. merupakan cendawan patogen terbawa benih gandum (Joshaghani et al. 2013). Isolat cendawan patogen dengan tingkat infeksi tertinggi yaitu A. fumigatus, A. niger dan F. solani (Gambar 4), digunakan pada uji selanjutnya.
Tabel 1 Cendawan patogen terbawa benih cabai
Cendawan patogen Tingkat Infeksi (%)
A. fumigatus 52.5 A. niger 15.25 F. solani 12.75 A. flavus 11.5 Penicillium sp. 5 Curvularia sp. 3
Gambar 4 Isolat murni cendawan patogen, makroskopis dan mikroskopis: F. solani (a) A. fumigatus (b), A. niger (c) perbesaran 40x10
a
b
c
Makroskopis Mikroskopis Isolat Murni
Nahar et al. (2004) melaporkan hasil pengujian dengan metode standar blotter ditemukan 47 spesies cendawan, sedangkan pengujian metode blotter dengan modifikasi pendinginan -20 ᴼC ditemukan 23 spesies cendawan. Cendawan patogen yang menginfeksi benih cabai tersebut antara lain A. niger, A. flavus, F. solani, F. sporotrichioides Sherbakoff, F. subglutinans (wollenweber & Reinking) Nelson, Toussoun & Marasas, Colletotrichum capsici (Syd.) E.J. Butler & Bisby, Dreschslera sp. C. lunata, Epicoccum sp., Rhizoctonia solani, Verticillium sp., Phoma sp. F. moniliforme, Aspergillus sp, C. lunata, A. tenuis dan Cladosporium spp (Ali et al. 2008). Machenahalli et al. (2014) melaporkan cendawan patogen terbawa benih cabai adalah C. capsici, F. sporotrichioides dan F. oxysporum.
Uji Dual Culture Cendawan Endofit terhadap Cendawan Patogen
Hasil pengujian dual culture menunjukkan 12 isolat cendawan endofit non patogen mampu menekan pertumbuhan A. niger berkisar antara 29.5%-66.2%, terhadap A. fumigatus berkisar antara 34.4-65.7%, dan terhadap F. solani berkisar antara 34.8%-63.3% (Tabel 2).
Tabel 2 Daya hambat isolat cendawan endofit terhadap 3 isolat cendawan patogen terbawa benih cabai pada pengamatan hari ke-5
Isolat Daya hambat terhadap pertumbuhan cendawan patogen (%) F. solani A. niger A. fumigatus
CECL 45 40.2 46.1 49.4 CECL 34 41.7 43.9 48.3 CECL 19 63.3 66.2 65.7 CECL 42 47.6 46.7 47.1 CECL 5 45.2 48.6 45.6 CECL 38 49.5 47.6 50.0 CECL 46 45.3 46.7 43.3 CECL 9 43.3 29.5 41.9 CECL 28 48.9 47.6 49.5 CECL 37 34.8 40.0 42.0 CECL 33 38.3 37.2 34.4 CECL 40 50.6 51.4 48.9
Isolat CECL 19 merupakan isolat cendawan endofit dengan daya hambat tertinggi yaitu berkisar 63.3-66.2%. Sebanyak 4 isolat cendawan endofit yaitu CECL 19, CECL 38, CECL 28 dan CECL 40 dipilih untuk uji selanjutnya karena memiliki daya hambat yang tinggi terhadap ketiga isolat cendawan patogen. Gambar 5 menunjukkan isolat cendawan endofit memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan cendawan patogen dengan uji dual culture. Dalal dan Kulkarni (2014) melaporkan 15 endofit actinomycetes menghasilkan aktivitas antagonis terhadap pertumbuhan R. solani, F. oxysporum, Sclerotium rolfsii Sacc., Collectotrichum truncatum (Schwein.) Andrus & W.D. Moore.
14
Gambar 5 Uji antagonis cendawan endofit CECL 19 (kiri) dan cendawan patogen (kanan) A. fumigatus (a), F. solani (b), (c). A. niger pada pengamatan hari ke-5
Cendawan edofit tanaman Sapindus saponaria L. mampu menghambat pertumbuhan E. coli, S. aureus, dan Salmonella typhi Lignieres (Garcia et al. 2012). Isolat cendawan endofit dari tanaman Mezzetia parviflora Becc, kode MpR mampu menghambat pertumbuhan cendawan patogen Candida albicans (C.P. Robin) & Berkhout, Malazesia furfur, A. niger dan Rhizopus sp. dan isolat kode MpD2 menunjukkan aktivitas yang kurang mampu menghambat pertumbuhan A. niger dan Rhizopus sp. (Mufidah et al. 2013). Isolat cendawan endofit dari daun Acacia hindsii Benth memiliki aktivitas antagonis terhadap Pseudomonas syringae Van Hall (González-Teuber et al. 2014).
Cendawan endofit dari akar kuning dapat menghasilkan metabolit sekunder sebagai antimikroba berspektrum luas terhadap bakteri S. aureus, E. coli, dan C. albicans (Anggraini 2012). Mekanisme cendawan endofit dalam menghambat pertumbuhan cendawan patogen antara lain terjadi persaingan nutrisi dan ruang, penghambatan pertumbuhan patogen dengan Parasitisme, menginduksi ketahanan tanaman, menghasilkan senyawa antibiotik dan enzim litik (Arnold et al. 2003; Chaves et al. 2009; Gao et al. 2010; Gazis et al. 2010). Ramdan (2014) melaporkan mekanisme penghambatan isolat cendawan endofit terhadap pertumbuhan P. capsici adalah antibiosis, kompetisi ruang dan nutrisi. Cendawan endofit mampu menekanan pertumbuhan Phytophthora palmivora Butler dengan mekanisme antibiosis (Tondok et al. 2012). Keberadaan cendawan endofit pada tanaman secara tidak langsung akan memicu peningkatan ketahanan tanaman terhadap serangan patogen penyebab penyakit pada tanaman tersebut (Slusarenko et al. 2000).
Uji Daya Hambat Metabolit Cendawan Endofit
Metabolit isolat cendawan terpilih mampu menekan pertumbuhan cendawan F. solani antara 19.5%-32.2%, meskipun tidak berbeda nyata antar konsentrasi dari masing-masing metabolit (Tabel 3). Demikian juga metabolit cendawan endofit terpilih mampu menekan pertumbuhan A. niger berkisar 1.85%-52.2% dan A. fumigatus berkisar 8.9%-57.4%. Taraf konsentrasi mempengaruhi besar daya hambat, semakin besar konsentrasi metabolit, semakin besar pula daya hambat metabolit terhadap pertumbuhan F. solani, A. niger, A. fumigatus (Gambar 6).
c b
Tabel 3 Daya hambat metabolit cendawan endofit pada 3 taraf konsentrasi terhadap pertumbuhan F. solani
Isolat Konsen trasi (%)
Daya hambat metabolit (%) pada hari ke-
1 2 3 4 5 6 7
CECL 28 5 40.0a 43.6a 36.7c 42.2b 32.9cde 28.3bc 25.5bc 10 43.3a 44.9a 45.0a 49.4a 38.2abc 31.7ab 29.2ab 20 46.7a 48.7a 47.5a 50.0a 39.1ab 34.2ab 30.7ab CECL 40 5 23.3bc 29.5bc 30.0d 33.9c 31.9de 28.3bc 29.6ab 10 26.7bc 44.9a 43.3ab 45.6ab 35.3abcd 34.6a 30.7ab 20 40.0a 43.6a 48.3a 49.4a 40.6a 34.2ab 32.2a CECL 19 5 16.7c 25.6cd 29.2d 26.7d 19.8g 19.4d 19.5c 10 23.3bc 19.2d 20.8e 28.9d 25.1f 22.8cd 21.4c 20 23.3bc 26.9cd 25.0de 33.3c 29.0ef 25.7c 25.1bc CECL 38 5 0.0d 33.3bc 35.8c 42.8b 36.7abcd 32.9ab 28.1ab 10 23.3bc 38.5ab 38.3bc 43.9b 34.8bcd 34.2ab 29.2ab 20 36.7ab 46.2a 47.5a 49.4a 39.6ab 33.8ab 31.1ab Angka-angka pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Tabel 4 Daya hambat metabolit cendawan endofit pada 3 taraf konsentrasi terhadap pertumbuhan A. niger
Isolat Konsen trasi (%)
Daya hambat metabolit (%) pada hari ke-
1 2 3 4 5 6 7
CECL 28 5 0.0c 10.8h 15.2e 19.0f 10.2d 9.8c 1.9d 10 0.0c 19.4efgh 32.6cd 39.5cde 32.4c 29.8b 23.3c 20 6.7bc 32.3abcd 42.8abc 52.8ab 50.7a 48.6a 45.9a CECL 40 5 15.6ab 24.7defg 37.7bc 42.1bcd 29.8c 27.8b 24.4bc
10 8.9bc 37.6abc 46.4ab 53.9ab 53.3a 52.6a 49.6a 20 24.4a 41.9a 50.7a 57.4a 54.7a 54.5a 52.2a CECL 19 5 0.0c 11.8h 14.5e 27.2ef 25.3c 25.1b 19.6c 10 4.4c 16.1gh 22.5de 33.9de 32.0c 31.4b 28.9b 20 6.7bc 17.2fgh 25.4de 37.4cde 36.9bc 34.1b 33.7b CECL 38 5 6.7bc 28.0cdef 33.3cd 37.5cde 32.0c 30.2b 25.6bc
10 2.2c 29.0bcde 40.6abc 49.7abc 48.0ab 46.7a 45.2a 20 22.2a 39.8ab 48.6ab 55.4ab 52.9a 52.9a 50.4a Angka-angka pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
16
Tabel 5 Daya hambat metabolit cendawan endofit pada 3 taraf konsentrasi terhadap pertumbuhan A. fumigatus
Isolat Konsen trasi (%)
Daya hambat metabolit (%) pada hari ke-
1 2 3 4 5 6 7
CECL 28 5 16.7c 28.9ef 31.1d 39.1d 32.0e 28.6e 22.2e 10 28.6bc 37.8bcd 43.2c 50.0bc 46.1cd 44.1cd 41.5d 20 28.6bc 42.2b 44.7c 54.2b 51.1bc 50.4bc 47.4bcd CECL 40 5 0.0d 25.6f 27.3d 42.2d 42.0d 41.3d 40.7d
10 35.7ab 40.0bc 45.5c 54.2b 52.1b 53.2ab 49.6bc 20 45.2a 57.8a 58.3a 62.5a 60.7a 59.1a 57.4a
CECL 19 5 0.0d 0.0g 0.8f 2.6g 0.9g 0.8g 0.0g
10 0.0d 0.0g 2.3f 14.1f 5.5g 4.8g 0.0g
20 0.0d 3.3g 15.9e 22.9e 17.8f 17.5f 8.9f CECL 38 5 38.1ab 32.2def 40.9c 48.4c 45.7cd 44.8cd 43.0cd
10 35.7ab 33.3def 41.7c 49.5c 46.6cd 45.6cd 43.3cd 20 26.2bc 53.3a 53.0b 58.9b 57.5a 56.8ab 54.1ab Angka-angka pada kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Gambar 6 Pertumbuhan cendawan patogen: F. solani (a), A. niger (b), A. fumigatus (c) pada campuran media PDA dan tiga taraf konsentrasi metabolit cendawan endofit CECL 40 (20%, 10%, 5%), K(-), dan K(+)
a
b
c
Berdasarkan hasil uji metabolit 4 isolat cendawan endofit terhadap pertumbuhan ketiga isolat cendawan patogen, 2 isolat cendawan endofit yaitu CECL 40 dan CECL 38 pada konsentrasi 20% mempunyai daya hambat tertinggi masing-masing terhadap F. solani sebesar 32.21% dan 31.09%, A. niger sebesar 52.22% dan 50.37%, A. fumigatus sebesar 57.41% dan 54.07% secara berturut-turut. Isolat CECL 40 dan CECL 38 pada taraf konsentrasi 20% digunakan pada uji selanjutnya terhadap benih cabai dengan perlakuan perendaman dan penyimpanan Isolat-isolat cendawan endofit dari tanaman Triticum durum menghasilkan persentase penghambatan terhadap F. oxysporum f.sp. albedinis tertinggi sebesar 58.33% dan terendah sebesar 7.50% (Sadrati et al. 2013).
Rekha dan Shivanna (2014) menyatakan bahwa hasil uji antimikrobial secara invitro menunjukkan bahwa cendawan endofit menghasilkan aktivitas antimikrobial yang berbeda terhadap setiap patogen. Cendawan endofit menghasilkan aktivitas antimikrobial yang tinggi terhadap bakteri tetapi rendah terhadap cendawan. Isolat DC-1 dari daun cabai menunjukkan penghambatan yang paling tinggi yang menunjukkan bahwa pada konsentrasi ekstrak 10 μL/disk mampu menghambat pertumbuhan E. coli, S. aureus dan P. aeruginosa Schröter (Rante et al. 2013).
Perbedaan daya hambat pertumbuhan ketiga isolat cendawan patogen terjadi setiap harinya. Daya hambat tertinggi terhadap cendawan patogen terjadi pada hari keempat kemudian menurun pada hari selanjutnya. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan senyawa metabolit hanya mampu menghambat secara efektif terhadap pertumbuhan cendawan patogen hingga 4 hari. Senyawa metabolit cendawan endofit pada media tumbuh telah berkurang sedikit demi sedikit karena telah diabsorbsi oleh cendawan patogen, sehingga daya hambat menurun pada hari kelima hingga ketujuh, selain itu sangat dimungkinkan cendawan patogen dapat beradaptasi terhadap metabolit cendawan endofit. Cendawan sebagai mikroorganisme telah diketahui memiliki kemampuan adaptasi yang tinggi dengan lingkungan hidupnya. Cendawan dapat bertahan hidup pada kondisi yang ekstrim dan beradaptasi dengan lingkungannya dengan melakukan perubahan genetik untuk dapat bertahan hidup (Kurzai et al. 2002).
Identifikasi Cendawan Endofit Potensial
Berdasarkan pengamatan makroskopis dan mikroskopis serta merujukan buku kunci identifikasi cendawan menurut Wanatabe (2002), Barnet dan Hunter (2006), cendawan endofit CECL 40 diidentifikasi sebagai hifa steril dan CECL 38 sebagai Paecilomyces sp. (Tabel 6).
18
Tabel 6 Hasil Identifikasi morfologi cendawan endofit uji Kode Isolat Hasil
Identifikasi
Koloni Cendawan Mikroskopis CECL 40 Hifa steril
CECL 38 Paecilomyces sp.
Analisis Senyawa Metabolit
Analisis senyawa metabolit cendwan endofit menggunakan alat Pirolisis kromatografi gas spektrometri massa (Py-GC-MS), merupakan penguraian senyawa-senyawa volatil kompleks menjadi lebih sederhana. Analisis dilakukan di Laboratorium Hasil Hutan, Puslitbang Kehutanan Bogor dengan menggunakan Shimadzu Type GCMS-QP2010. Cara kerja Py-GC-MS pada suhu pirolisis 280 °C selama 1 jam, suhu injeksi 280 °C, dan suhu awal kolom 50 °C. Identifikasi senyawa dilakukan dengan mencocokkan data waktu retensi, spektrum masa beserta fragmentasi ion suatu senyawa dengan data yang ada dalam pangkalan data WILEY 7th library (Octaviani 2015).
Pyrolysis Gass Chromatography Mass Spectrometry digunakan untuk menganalisis kandungan kimia metabolit isolat CECL 40 (Tabel 7) dan CECL 38 (Tabel 8). Sebanyak 29 senyawa dapat di deteksi dalam metabolit isolat cendawan endofit CECL 40 dan 20 senyawa dalam metabolit CECL 38. Metabolit cendawan endofit terdiri atas berbagai komponen senyawa yang dapat bersifat sebagai antioksidan, antikanker, antidiabetes, antibakteri dan anticendawan. Phenol, 2,6-dimethoxy- (CAS), 2,6-Dimethoxyphenol dan 1,6-anhydro-beta-d-glucopyranose (levoglucosan) merupakan salah satu komponen yang berperan sebagai antimikrobial dan antidiabetes yang ditemukan pada tanaman kayu manis padang dan jawa (Anggriawan et al. 2013).
Cendawan endofit CECL 40 sebagai cendawan hifa steril menghasilkan senyawa-senyawa antimikrobial. Hasil eksplorasi oleh Ramdan (2014) menyatakan 3 dari 138 isolat cendawan endofit dari cabai merupakan kelompok hifa steril yang menghasilkan senyawa berupa hormon pemicu tinggi tanaman dan senyawa bersifar antimikrobial. Rikmawati (2011) menambahkan bahwa hifa steril IIIa3 menghasilkan senyawa bersifat antimikrobial terhadap cendawan patogen terbawa benih kacang panjang.
Tabel 7 Senyawa metabolit yang dihasilkan cendawan endofit isolat CECL 40 hasil Py-GC-MS
No Conc (%) Nama Senyawa
1 2.13 acetic acid (cas) ethylic acid,
2 1.08 2-propanone, 1-hydroxy- (cas) acetol, 3 1.22 phenol (cas) izal,
4 3.16 2-cyclopenten-1-one
5 1.91 2,5-dimethyl-4-hydroxy-3(2h)-furanone, 6 2.47 butanal, 3-methyl- (cas) 3-methylbutanal, 7 1.14 3-ethyl-2-hydroxy-2-cyclopenten-1-one,
8 1.42 4h-pyran-4-one, 2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl- (cas) 3,5-dihydroxy,
9 1.90 isosorbid,
10 3.73 2-furancarboxaldehyde, 5-(hydroxymethyl)- (cas) hmf, 11 1.89 phenol, 2,6-dimethoxy- (cas) 2,6-dimethoxyphenol, 12 1.01 2-heptanol, 5-ethyl- (cas) 5-ethyl-2-heptanol, 13 1.82 2-propenamide, 2-methyl-n-phenyl-,
14 5.48 lactone g,
15 12.56 1,6-anhydro-beta-d-glucopyranose (levoglucosan), 16 13.30 1-dodecanol (cas) n-dodecanol,
17 18.01 6,8-dioxabicyclo(3.2.1)octan-3.beta.-ol, 18 1.62 heptanal (cas) n-heptanal,
19 1.21 L-glutamic acid (cas) glutamic acid, 20 4.17 n,n'-diacetylputrescine,
21 2.52 hexadecanoic acid (cas) palmitic acid,
22 1.94 1,4-diaza-2,5-dioxo-3-isobutyl bicyclo[4.3.0]nonane, 23 2.29 9-octadecenoic acid, methyl ester
24 0.93 hexadecanoic acid, butyl ester (cas) n-butyl palmitate, 25 1.27 2-methyl-10-undecenal,
26 1.74 6,10,14-trimethylpentadecan-2-ol,
27 2.33 1,4-diaza-2,5-dioxo-3-isobutyl bicyclo[4.3.0]nonane, 28 2.90 2-decene, 3-methyl-, (z)- (cas),
29 2.83 3-benzyl-1,4-diaza-2,5-dioxobicyclo[4.3.0]nonane. Senyawa-senyawa dalam metabolit cendawan endofit CECL 40 antara lain 6,8-dioxabicyclo(3.2.1)octan-3.beta.-ol, 1-dodecanol (cas) n-dodecanol, merupakan senyawa turunan alkohol. Phenol (cas) izal, phenol, 2,6-dimethoxy- (cas) 2,6-dimethoxyphenol merupakan senyawa turunan fenol, acetic acid (cas) ethylic acid, hexadecanoic acid, dan octadecanoic acid telah dilaporkan merupakan senyawa-senyawa bersifat antimikrobial. Metabolit cendawan endofit C. gloeosporioides Penz. dari Phlogacanthus thyrsiflorus Nees. juga telah dilaporkan menghasilkan senyawa fenol, hexadecanoic acid, octadecanoic acid (Devi dan Singh 2013). Fenol adalah salah satu senyawa metabolit yang
20
dihasilkan cendawan endofit F. solani yang bersifat antibakteri terhadap E. coli dan S. aureus (Hateet et al. 2014). Octaviani (2015) melaporkan asam asetat adalah kandungan kimia metabolit T. harzianum dan Gliocladium sp. yang sangat berperan sebagai antimikroba.
Tabel 8 Senyawa metabolit yang dihasilkan cendawan endofit isolat CECL 38 hasil Py-GC-MS
No Conc (%) Nama senyawa
1 2.08 Phenol, 2,6-dimethoxy- (cas) 2,6-dimethoxyphenol, 2 2.00 1-dodecanol (CAS) n-dodecanol,
3 2.57 2-nonenal, (Z)- (cas) cis-non-2-enal, 4 4.39 hexanoic acid (cas) n-hexanoic acid, 5 3.88 dodecanoic acid (cas) lauric acid
6 23.53 Octane, 1-(ethenylthio)- (cas) sulfide, octyl vinyl (cas), 7 3.57 ethanol, 2-(dodecyloxy)- (cas) dodecoxyethanol, 8 2.49 undecanoic acid (cas) undecylic acid,
9 2.37 1-tetradecanol (cas) alfol 14,
10 1.56 hexadecanoic acid (cas) palmitic acid, 11 8.89 9-octadecenoic acid, methyl ester
12 5.70 9-octadecenoic acid (z)- (cas) oleic acid, 13 6.07 1-heptanol (cas) heptanol,
14 7.57 hexanal, 3-(hydroxymethyl)-4-methyl- (cas) 3-((s)-sec-butyl)-4-hydroxyl,
15 3.32 hexadecanoic acid, 2-hydroxy-1,3-propanediyl ester (cas) glycerol,
16 9.69 hexanal, 3-(hydroxymethyl)-4-methyl- (cas) 3-((s)-sec-butyl)-4-hydroxyl,
17 2.66 octadecanoic acid, 2-hydroxy-1,3-propanediyl ester (cas)glycerol,
18 3.25 Octadecanoic acid, 2-[(1-oxotetradecyl)oxy]-1,3-propanediyl ester (CAS) glyceryl-2- MYRISTATE 19 2.60 hexadecanoic acid, 2-hydroxy-1,3-propanediyl ester
(cas) glycerol,
20 1.81 1,2-benzenedicarboxylic acid, dioctyl ester (cas)dioctyl phthalate
Cendawan endofit CECL 38 (Paecilomyces sp.) menghasilkan senyawa metabolit bersifat antimikrobial yaitu octane. Sunesson et al. (1995) melaporkan senyawa metabolit volatil bersifat toksik dari hidrokarbon yaitu octane dihasilkan oleh cendawan endofit Paecilomyces variotii. Wang et al. (2002) melaporkan cendawan endofit Paecilomyces sp. menghasilkan metabolit bersifat racun yaitu brefeldin A. Słaba et al. (2013) melaporkan P. marquandii menghasilkan metabolit bersifat herbisida.
Senyawa kimia dalam metabolit cendawan endofit CECL 38 yang telah dilaporkan juga bersifat antimikrobial adalah phenol, hexadecanoic acid, dan
octadecanoic acid. Sugijanto et al. (2014) melaporkan ekstrak cendawan endofit dari tanaman Aglaia odorata Lour merupakan senyawa fenol, steroid, terpenoid dan terpen memiliki aktivitas sebagai antimikrobial. Marante et al. (2012) juga melaporkan P. variotii menghasilkan metabolit berupa hexadecanoic acid (cas) palmitic acid, octadecenoic acid, methyl ester, (e)-(cas) methyl elaidate, 9-octadecenoic acid (z)- (cas) oleic acid, hexadecanoic acid (cas)-2-hydroxy-1,3-propanediyl ester (cas, octadecanoic acid, 2-hydroxy-1,3-(cas)-2-hydroxy-1,3-propanediyl ester (cas)glycerol, yang merupakan senyawa-senyawa kimia yang sama dengan yang ditemukan dalam metabolit CECL 38.
Perendaman Benih dengan Metabolit Cendawan Endofit
Perlakuan perendaman benih cabai dengan metabolit cendawan endofit potensial mampu menekan tingkat infeksi cendawan patogen terbawa benih cabai. Aktivitas metabolit cendawan endofit masih efektif menekan cendawan patogen terbawa benih cabai setelah masa penyimpanan benih cabai 2 minggu (Tabel 9, 10, 11).
Tabel 9 Tingkat infeksi cendawan patogen pada benih cabai dengan metode blotter test setelah perlakuan perendaman
Lama penyimpanan
Tingkat infeksi (%) Daya hambat infeksi (%) K(+) K(-) CECL 40 CECL 38 CECL 40 CECL 38
Minggu ke- F. solani
0 0 8 1 1 87.50 87.50 1 0 3 1 1 66.67 66.67 2 0 8 4 4 50.00 50.00 3 0 12 7 8 41.67 33.33 4 0 12 11 11 8.33 8.33 A. niger 0 0 10 2 3 80.00 70.00 1 0 12 3 4 75.00 66.67 2 0 13 5 6 61.54 53.85 3 0 10 7 9 30.00 10.00 4 0 11 10 11 9.09 0.00 A. fumigatus 0 0 40 17 18 57.50 55.00 1 0 44 20 22 54.55 50.00 2 0 43 23 25 46.51 41.86 3 0 40 32 35 20.00 12.50 4 0 40 37 39 7.50 2.50
22
Tabel 10 Tingkat infeksi cendawan patogen pada benih cabai dengan metode kertas gulung setelah perlakuan perendaman
Lama penyimpanan
Tingkat infeksi (%) Daya hambat infeksi (%) K(+) K(-) CECL 40 CECL 38 CECL 40 CECL 38
Minggu ke- F. solani
0 0 8 1 2 87.50 75.00 1 0 8 2 3 75.00 62.50 2 0 6 3 3 50.00 50.00 3 0 3 2 2 33.33 33.33 4 0 1 1 1 0.00 0.00 A. niger 0 0 3 2 3 81.82 72.73 1 0 14 4 5 71.43 64.29 2 0 14 5 6 64.29 57.14 3 0 18 10 11 44.44 38.89 4 0 20 12 14 40.00 30.00 A. fumigatus 0 0 40 11 14 72.50 65.00 1 0 47 14 17 70.21 63.83 2 0 49 22 24 55.10 51.02 3 0 53 35 38 33.96 28.30 4 0 59 40 50 32.20 15.25
K(+): benih direndam pestisida, K(-): benih direndam air steril
Tabel 11 Tingkat infeksi cendawan patogen pada benih cabai dengan media water agar setelah perlakuan perendaman
Lama penyimpanan
Tingkat infeksi (%) Daya hambat infeksi(%) K(+) K(-) CECL 40 CECL 38 CECL 40 CECL 38
Minggu ke- F. solani
0 0 9 3 4 66.67 55.56 1 0 9 4 4 55.56 55.56 2 0 6 3 3 50.00 50.00 3 0 4 3 3 25.00 25.00 4 0 2 2 2 0.00 0.00 A. niger 0 0 15 5 6 66.67 60.00 1 0 23 10 11 56.52 52.17 2 0 26 12 13 53.85 50.00 3 0 30 18 20 40.00 33.33 4 0 35 22 27 37.14 22.86 A. fumigatus 0 0 43 18 20 58.14 53.49 1 0 50 23 25 54.00 50.00 2 0 53 32 38 39.62 28.30 3 0 55 40 45 27.27 18.18 4 0 60 49 55 16.67 8.33
Secara umum daya hambat metabolit cendawan endofit potensial menurun seiring masa simpan benih setelah perlakuan. Semakin lama benih disimpan, semakin tinggi tingkat infeksi Aspergillus, sedangkan semakin lama benih disimpan semakin menurun tingkat infeksi F. solani. Hal ini dapat dikarenakan terjadi kompetisi antara Fusarium dan Aspergillus. Fusarium yang daya tumbuhnya lambat kurang mampu bersaing dengan Aspergillus yang daya tumbuhnya relatif cepat. Putri et al. (2011) juga melaporkan semakin lama waktu penyimpanan semakin banyak benih terinfeksi Aspergillus sp., sedangkan semakin lama waktu penyimpan semakin berkurang untuk Fusarium sp. pada benih mahoni. Penyimpanan benih cabai pada kondisi kelembapan dan kadar benih yang tinggi dapat menyebabkan semakin tinggi tingkat infeksi Alternaria, Aspergillus, Chaetomium, Colletotrichum, Penicillium, dan Rhizopus (Doijode 2001).
Semakin lama benih disimpan, semakin kecil daya hambat infeksi metabolit terhadap cendawan patogen. Hal ini kemungkinan terjadi karena penyimpanan benih pada suhu 27-30 ᴼC menyebabkan residu dari metabolit cendawan endofit berkurang dan rusak. Sebagian besar metabolit dilaporkan berupa enzim dan senyawa antibiotik yang sangat rentan terhadap perubahan suhu. Antosianin merupakan salah satu kandungan metabolit sekunder tanaman ubi jalar ungu (Ipomea batatas L.) sangat rentan terhadap suhu selama penyimpanan dan suhu proses pengolahan (Febrianti et al. 2014). Suhu sangat menentukan kadar kandungan metabolit sekunder seperti flavonoid dan fenolat (Hermani dan Nurdjanah 2009). Masih perlu penelitian lebih lanjut mengenai hal ini. Selain hal itu, penurunan daya hambat metabolit cendawan endofit disebabkan kelembapan dan kadar air benih yang mendukung untuk pertumbuhan cendawan patogen. Putri et al. (2011) melaporkan penyimpanan benih mahoni pada kadar air yang lebih tinggi mengakibatkan meningkatkan laju infeksi cendawan gudang seperti Aspergillus sp., dan Fusarium sp.. Charlile et al. (2001) menyatakan kelompok Aspergillus toleran terhadap kadar air yang rendah dan dapat bersporulasi pada kelembapan yang relatif rendah. A. fumigatus adalah cendawan yang termotoleran dapat hidup pada suhu 52 ᴼC (Webster dan Weber 2007).
F. solani, A. niger dan A. fumigatus merupakan cendawan patogen benih yang dapat menyebabkan benih busuk, kematian kecambah, serta nekrotik daun dan batang tanaman cabai pada water agar maupun kertas gulung (Gambar 7). Cendawan patogen benih dapat menurunkan daya kecambah benih, mengubah bentuk benih, menyebabkan bercak pada benih, perubahan warna benih. Varietas dan sumber benih sangat menentukan tingkat serangan cendawan pada benih padi (Bhuiyan et al. 2013). Cendawan patogen terbawa benih dapat memperlambat perkecambahan, benih busuk, nekrotik pada akar dan daun kecambah, mati pucuk, layu, dan rebah kecambah (Sharma et al. 2013).
Pada media tanam kertas merang gulung, tingkat infeksi patogen lebih rendah dibandingkan media water agar. Hal ini dikarenakan tidak ada nutrisi yang diperoleh patogen selain dari benih, sedangkan pada media tanam water agar, meskipun media yang rendah nutrisi tetapi kaya akan air yang sangat berperan
dalam mempercepat laju infeksi cendawan patogen gudang khususnya A. fumigatus yang mampu menginfeksi benih pada kondisi dengan kelembapan
yang tinggi. Fusarium merupakan cendawan patogen tular tanah, tetapi juga sering ditemukan menginfeksi biji-bijian selama penyimpanan (Agrios 2005).
24
Gambar 7 Infeksi patogen terbawa benih cabai dapat menyebabkan: benih tidak berkecambah, kecambah nekrotik (tanda panah), kecambah mati (tanda panah), pada kertas gulung (a), pada water agar (b)
Jumlah benih berkecambah pada perlakuan metabolit yang lebih banyak bila dibandingkan dengan kontrol negatif K(-) (Tabel 12). Hal ini menunjukkan bahwa metabolit cendawan endofit tidak berpengaruh negatif terhadap perkecambahan benih cabai. Akan tetapi, terjadi penurunan daya kecambah benih setiap minggunya baik pada benih yang direndam dengan pestisida, aquades maupun metabolit CECL 40 dan CECL 38.
Tabel 12 Pengaruh setiap perlakuan terhadap daya kecambah benih cabai lokal selama 4 minggu pengamatan
Lama penyimpanan Daya berkecambah (%)
K(+) K(-) CECL 40 CECL 38
Minggu ke- Kertas gulung
0 100 50 99 99 1 98 47 90 94 2 92 30 87 90 3 88 25 85 87 4 85 23 80 85 Water agar 0 99 15 79 80 1 95 11 75 78 2 90 7 68 70 3 86 3 60 67 4 82 2 58 60
K(+): benih direndam pestisida, K(-): benih direndam aquadest
Secara umum benih mengalami penurunan daya kecambah seiring berjalannya waktu. Daya kecambah benih sangat dipengaruhi oleh faktor internal
a
b
(genetik dan patogen terbawa benih) dan eksternal benih (kadar air benih dan suhu selama penyimpanan). Putri et al. (2011) melaporkan penyimpanan benih mahoni pada kadar air yang lebih tinggi mengakibatkan penurunan daya berkecambah secara cepat. Julianti et al. (2005) daya simpan benih sangat dipengaruhi oleh kadar air sebelum dan selama penyimpanan yang dapat mempengaruhi viabilitas benih. Yuniarti et al. (2013) melaporkan Fusarium sp. dan Aspergillus sp. dapat menurunkan viabilitas benih dan vigor bibit sengon (Paraserianthes falcataria). Jogi et al. (2010) juga melaporkan Aspergillus sp., F. oxysporum dan C. capsici adalah cendawan utama pada semua kultivar cabai, cendawan-cendawan ini mampu mengurangi perkecambahan dan vigor persemaian secara signifikan.
Metabolit cendawan endofit pada penelitian ini dapat menurunkan tingkat infeksi cendawan patogen terbawa benih cabai lokal, hal ini membuktikan bahwa metabolit cendawan endofit bersifat anticendawan. Metabolit cendawan endofit dari tanaman obat Paris polyphylla var. yunnanensia menunjukkan aktivitas anticendawan dengan menghambat perkecambahan spora Magnoporthe oryzae (Zhao et al. 2010). Eksplorasi cendawan endofit dalam menghasilkan metabolit sangat bermanfaat dalam bidang pertanian khususnya dalam mengurangi penggunaan pestisida.
26