Dengan ini saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa tesis Pseudomonas sp. sebagai Pemacu Pertumbuhan dan Pengendali Hayati Fungi Patogen Akar Tanaman Kedelaiadalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Juli 2008
Parjono G 351060021
ABSTRACT
PARJONO. Pseudomonas sp. as Growth Promoting and Biological Control Agents of Pathogenic Fungi of Soybean Root. Under the direction of ARIS TRI WAHYUDI and ABDJAD ASIH NAWANGSIH.
Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) are the groups of root- colonizing isolates from the rhizosphere, which have been shown to promote plant growth. Some of the rhizobacteria have been used as diseases control agents and plant growth enhancement. The aim of this study is to examinePseudomonas sp. isolated from soybean rhizosphere that are potential as growth promoting of plant and biocontrol of pathogenic fungi causing root-rot diseases. Fifteen isolates of Pseudomonas sp. were observed on soybean seedlings as plant growth promoting and tested for their hypersensitive reaction. Three isolates, i.e. Pseudomonas sp. Crb97, Crb102, and Crb106 were significantly promote shoot growth and number of lateral roots. Furthermore 8 isolates (Crb102, Crb109, Crb110, Crb111, Crb112, Crb113, Crb114, and Crb115) were classified as non- pathogenic. Three isolates (Crb3, Crb17, and Crb102) were categorized as non- pathogenic strains and they did not produce antibacterial compound against Bradyrhizobium japonicum Bj11. These Pseudomonas sp. isolates Crb3, Crb17, and Crb102 were subsquently examined to control the phytopathogenic fungi, i.e. Rhizoctonia solani, Fusarium oxysporum, and Sclerotium rolfsii in the green house. Pseudomonas sp. Crb3 and Crb102 were able to promote plant growth and suppress root-rot diseases caused by fungi, significantly. Co-inoculation with B. japonicum Bj11, Crb3, Crb17, or Crb102 revealed that Pseudomonas sp. Crb3, Crb17, and Crb102 were able to enhance colonization/nodulation of soybean plant. Based on the result we suggest Pseudomonas sp. Crb3 and Crb102 can be recommended as potential strains to promote plant growth and control root-rot diseases as well as root nodulation promotion of soybean plant.
RINGKASAN
PARJONO. Pseudomonas sp. sebagai Pemacu Pertumbuhan dan Pengendali Hayati Fungi Patogen Akar Tanaman Kedelai. Dibimbing oleh ARIS TRI WAHYUDI dan ABDJAD ASIH NAWANGSIH
Pengendalian secara hayati merupakan salah satu alternatif dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman dan produksi kedelai. Rizobakteri pemacu pertumbuhan tanaman (RPPT) merupakan bakteri rizosfer yang memberikan pengaruh positif bagi pertumbuhan tanaman untuk pemacuan pertumbuhan dengan menyediakan nutrisi dan hormon serta dapat bersifat antagonis terhadap bakteri dan fungi fitopatogen. Salah satu kelompok rizobakteri yang berperan dalam pemacuan pertumbuhan dan pengendali hayati diantaranya Pseudomonas sp. Peran rizobakteri dalam meningkatkan pertumbuhan dan produksi kedelai berhubungan dengan kemampuannya memproduksi hormon, antibiotik, siderofor, HCN, enzim, dan memfiksasi nitrogen, serta melarutkan posfat.
Telaah pemacuan pertumbuhan kecambah dilakukan dengan menginokulasikan suspensi sel Pseudomonas sp. pada kecambah kedelai, setelah berumur 7 hari diamati dan diukur pertumbuhannya. Patogenisitas RPPT dideteksi menggunakan uji hipersensitivitas yaitu dengan menginjeksikan isolat Pseudomonas sp. pada permukaan bawah helaian daun tembakau. Setelah 24-48 jam, diamati adanya bercak nekrosis kecoklatan disekitar tempat injeksi yang menunjukkan reaksi hipersensitif positif atau isolatnya bersifat patogen. Sifat antagonis agens pengendali hayati dideteksi menggunakan uji aktivitas produksi senyawa anti bakteri yaitu dengan menumbuhkan bakteri Pseudomonas sp. pada media King’s B kemudian kertas saring bulat dicelupkan pada suspensi Bradyrhizobium japonicum dan diletakkan pada permukaan cawan berisi Pseudomonas sp.. Setelah 1-5 hari diamati ada atau tidaknya zona bening disekitar kertas saring bulat. Uji biokontrol di rumah kaca dilakukan dengan menanam kedelai yang diberi agens biokontrol dan fungi patogen akar menggunakan botol Leonard selama 42 hari. Peubah pertumbuhuhan yang diamati adalah berat kering akar, jumlah bintil, aktivitas enzim peroksidase dan kejadian penyakit. Kejadian penyakit dihitung berdasarkan jumlah tanaman yang mati pada waktu panen. Pengukuran aktivitas peroksidase dilakukan pada akar tanaman kedelai yang berumur 45 hari. Akar dicampur bufer fosfat dan dihancurkan kemudian disentrifugasi. Supernatan yang diperoleh kemudian ditambah pirogalol dan H2O2 dan diukur nilai absorbansinya setiap 30 detik selama 150 detik menggunakan spektrofotometer. Rata-rata nilai absorban (∆OD = b) dari suatu pengamatan dicari dengan menggunakan persamaan regresi (Y=a+bx). Unit aktivitas enzim (UAE) dihitung dengan rumus: UAE = ∆OD x sumber enzim (ml)/ bobot basah sample (g).
Berdasarkan uji pemacuan pertumbuhan diketahui bahwa terdapat 3 isolat Pseudomonas sp. yang secara signifikan mampu memacu pertumbuhan kecambah kedelai jika dibandingkan dengan kontrol, yakni Pseudomonas sp. Crb97, Crb102 dan Crb106. Hasil uji reaksi hipersensitif menunjukan bahwa 8 isolat yakni Pseudomonas sp. Crb102, Crb109, Crb110, Crb111, Crb112, Crb113, Crb114, dan Crb115 bersifat negatif. Berdasarkan uji aktivitas produksi senyawa anti bakteri diketahui bahwa isolat Pseudomonas sp. Crb3, Crb17 dan Crb102 tidak menghasilkan senyawa anti bakteri terhadap B. japonicum Bj11.
Aplikasi isolat campuran Pseudomonas sp. Crb3 + B. japonicum Bj11 mampu meningkatkan secara nyata rata-rata berat kering akar dan jumlah bintil dibandingkan dengan perlakuan tunggal B. japonicum Bj11. Perlakuan campuran Pseudomonas sp. Crb17 + B. japonicumBj11 mampu meningkatkan secara nyata rata-rata berat kering akar dan jumlah bintil dibandingkan dengan perlakuan tunggal B. japonicumBj11. Aplikasi campuran isolat Pseudomonas sp. Crb102 + B. japonicum Bj11 mampu meningkatkan rata-rata berat kering akar dan jumlah bintil dibandingkan dengan perlakuan tunggal B. japonicum Bj11, tetapi tidak berbeda nyata. Campuran Pseudomonas sp.Crb3 + R. solani dan campuran Pseudomonas sp.Crb3 + R. Solani + B. japonicum mampu menekan kejadian penyakit sebesar 83.33% dibandingkan dengan perlakuan tunggal R. solani. Tanaman yang diinokulasi dengan Pseudomonas sp. Crb102 tingkat kejadian penyakitnya 66.67% lebih rendah dibandingkan dengan tanaman yang mendapat perlakuan tunggal S. rolfsii. Pada tanaman yang mendapat aplikasi Pseudomonas sp. Crb102 + S. rolfsii + B. japonicum Bj11 hanya mampu menekan kejadaian penyakit sebesar 50% dibanding dengan tanaman yang mendapat perlakuan tunggal S. Rolfsii. Perlakuan menggunakan Pseudomonas sp.Crb3+ R. solani + B. japonicum Bj11dan Pseudomonas sp.Crb3 + R. solani mampu meningkatkan aktifitas peroksidase dan berbeda nyata dibandingkan dengan perlakuan tunggal R. solani. Perlakuan menggunakan Pseudomonas sp.Crb17 + F. oxysporum + B. japonicum Bj11 dan Pseudomonas sp.Crb17 + F. Oxysporum mampu meningkatkan aktifitas peroksidase tetapi tidak berbeda nyata dibandingkan dengan perlakuan F. oxysporum. Pada tanaman yang diberi perlakuan campuran Pseudomonas sp.Crb102 + S. rolfsii + B. japonicum Bj11 atau Pseudomonas sp.Crb102 + S. rolfsii aktifitas enzim peroksidasenya lebih rendah dibandingkan dengan tanaman yang hanya mendapat perlakuan tunggal S. rolfsii
Hasil penelitian menunjukan bahwa isolat Pseudomonas sp. Crb3, dan Crb102 yang diaplikasikan pada tanaman kedelai di rumah kaca dapat meningkatan berat kering akar dan jumlah bintil serta menekan kejadian penyakit. Isolat Pseudomonas sp. Crb17 mampu meningkatkan rata-rata berat kering akar dan jumlah bintil secara signifikan dibandingkan dengan kontrol.