Metabolit Sekunder yang Dihasilkan oleh Kapang
Beberapa cendawan berfilamen menghasilkan metabolit sekunder (Calvoet al. 2002). Cendawan hanya disaingi oleh Actinomycetes dan tanaman dalam memproduksi berbagai metabolit sekunder.
Metabolitsekundermerupakanmetabolit yang biasanyamemiliki strukturkimia yang unik dantidak berperan dalam pertumbuhan somatik, tetapi berperan untuk bertahan hidup (Demain 1986). Metabolit sekunder yang diproduksi oleh cendawan sebagian besar dibentuk pada fase stasioner (Griffin 1994; Calvoet al. 2002). Produk metabolit pada fase ini sering berhubungan dengan diferensiasi dan sporulasi (Kavanagh 2005). Faktorlingkungandangenetik sangat mempengaruhiproduksimetabolitsekunder ini (Calvoet al. 2002; Fox & Howlett 2008). Beberapa metabolit memiliki aktivitas biologis, sehingga di antara metabolit ini sering dieksploitasi secara komersial (Kavanagh 2005).
Senyawa metabolit sekunder dapat tergolong sebagai antibiotik, biopestisida, mikotoksin, pigmen, terpenoid, steroid, flavonoid, alkaloid, fitohormon, dan enzim (Demain 1986; Calvo et al. 2002). Di antara metabolit sekunder ini, beberapa memiliki manfaat penting dalam pertanian, perkebunan, dan kehutanan seperti senyawa antifungi, antibiotik, asam amino, asam organik, serta fitohormon (Kavanagh 2005). Salah satu fitohormon yang tergolong metabolit sekunder dari cendawan ialah AIA (Bau 1981; Tuomi et al. 1995; Roco & Perez 2001; Hasan 2002). AIA merupakan salah satu jenis dari auksin (Taiz&Zeiger 2002; Davies 2004).
Biosintesis dan Fungsi Asam Indol Asetat
Asam indol asetat merupakan salah satu hormon auksin yang aktif berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Setelah penemuan AIA pada tumbuhan tinggi, aktivitas AIA juga ditemukan pada beberapa cendawan (Bau 1981; Tuomi et al. 1995; Roco & Perez 2001; Hasan 2002).
Gambar 1 Skema lintasan pembentukan AIA: (a) lintasan bergantung triptofan (b) lintasan tidak bergantung triptofan (Taiz&Zeiger 2002; Davies 2004; Woodward &Bartel 2005).
Ada dua jalur pembentukan AIA (Taiz&Zeiger 2002; Davies 2004; Woodward &Bartel 2005; Saupe et al. 2007) yaitu lintasan bergantung triptofan dan lintasan tidak bergantung triptofan (Gambar 1). Lintasan bergantung triptofan merupakan suatu lintasan biosintesis AIAyang memerlukan triptofan sebagai
Antranilat sintase Antranilat (b) (a) (a) Amin oksidase 3-indol asetamat Triptofan monooksigenase Indol gliserol fosfatsintase PR antranilat isomerase Khorismat 5-fosforibosilantranilat Antranilat PR-transferase 1-(o-karboksifenilamino) deoksiribosa 5-P Indol Serin + Triptofan sintase α Triptofan sintase β Triptofan
Asam 3-indol piruvat
Triptofan transaminase
Asam 3-indol piruvat dekarboksilase
Asam 3-indol asetaldehid
Asam 3-indol asetaldehid dehidrogenase
Asam 3-indol asetat (AIA)
Indol sintase Triptamin 3-indol asetaldoksim Nitrilase Indol Triptofan dekarboksilase 3-indol asetamat hidrolase (a) 3-Indol gliserol fosfat 3-indol asetonitril
prekursornya. Perubahan konfigurasi triptofan menjadi AIA dapat terjadi melalui proses: (1) transaminasi yang kemudian diikuti oleh dekarboksilasi; (2) dekarboksilasi yang kemudian diikuti oleh transaminasi; (3) pembentukan AIA melalui oxime (C=NOH) dan nitril (CN). Lintasan tidak bergantung triptofan merupakan lintasan biosintesis AIA yang tidak secara langsung menggunakan asam amino triptofan sebagai prekursor. Pembentukan AIA menggunakan senyawa-senyawa antara dalam lintasan pembentukan auksin (Taiz&Zeiger 2002; Davies 2004; Woodward &Bartel 2005; Saupe et al. 2007).
Auksin (AIA) berfungsi dalam proses: (1) perpanjangan sel dan pelenturan dinding sel; (2) diferensiasi sel, misalnya merangsang diferensiasi pada jaringan berkas pengangkut (xilem dan floem); (3) merangsang pembentukan gas etilen; (4) menghambat perpanjanganakar jika diberikan dengan konsentrasi AIA lebih dari 10-6 M; (5) merangsang pertumbuhan akar lateral, dan akar adventif; (6) merangsang pembungaan pada tanaman nenas dan cucurbitaceae; dan (7) mempengaruhi dominasi apikal(Taiz&Zeiger 2002; Davies 2004; Woodward &Bartel 2005; Saupe et al. 2007). AIA yang dihasilkan oleh meristem apikal baik yang di ujung batang maupun di ujung akar akan menghambat pertumbuhan tunas ketiak dan pembentukan akar. Penerapan auksin alami dan sintetis meningkatkan pertumbuhan akar lateral dan akar adventif(Patten & Glick 2002; Bao et al. 2004; Cornejo et al. 2009). Tanamanumumnyamemilikisatuataulebihakarprimerdengan akarlateral yang munculdenganpembelahanselperisikeltertentu (Patten & Glick 2002). PertumbuhanakardirangsangolehAIA pada konsentrasiyang relatifrendah (10-12dan10 -9
M)dan dihambatolehkonsentrasiAIAyang lebih tinggi (Alvarez et al. 1989).
Potensi Cendawan Penghasil AIA
Asam indol asetatmemegang perananpenting dalam pengendalian proses fisiologis pada tumbuhan. SintesisAIAtidakhanyaterbataspadatanamantinggi saja, tetapi juga disintesis oleh khamir dancendawan berfilamen.Produksi AIA oleh cendawan telah diketahui lebih tinggidibandingkan dengan tumbuhan tinggi, misalnya Lentinussajor-caju dalam menghasilkan 0,18 mg/mL (Yurekliet al. 2003).
Produksi AIAolehL. sajor-caju menurun jika medium kultur tidak mengandung sumber nitrogen (N) eksogen dan diinkubasi dengan paparan cahaya(Yurekliet al. 2003). Produksi AIA menjadi meningkat jika medium kulturmengandung sumber N eksogen, pada pH 7,5, dan diinkubasi dalam kondisi gelap, pada mesin penggoyang, serta pada suhu kamar. Dengan demikian, konsentrasiAIApada mediumkultur L. sajor-caju sangat bergantungpada cara inkubasi, suhu, kondisi kultur, pH, dan cahaya(Yurekliet al. 2003).
Cendawan lain sebagai penghasil AIA ialah Saccharomyces cerevisiae,Aspergillus nigerdanColletotrichumgloeosporioides. AIAdiproduksi oleh S. cerevisiae dan A. niger pada medium Czapek dengan penambahan triptofan, dalam kondisi asam (pH 4,0), pada suhu kamar, dan diinkubasi pada mesin penggoyang selama 10 hari di ruang gelap (Bau 1981). Prusty et al.(2004) menyatakan bahwa AIAmempengaruhi pengembangan morfogenetik S. cerevisiae.Pada konsentrasi tinggi, AIAmenghambat pertumbuhan sel-sel S. cerevisiae, sedangkan pada konsentrasi yang lebih rendah menginduksi pembentukan filamen dan adhesi.
Penambahan triptofan ke dalam medium umumnya dilakukan karena triptofan merupakan prekursor untuk pembentukan AIA(Taiz & Zeiger 2002; Davies 2004; Woodward &Bartel 2005; Saupe et al. 2007). Penambahan triptofan eksogen ke
dalam medium kultur ColletotricumgloeosporioidesdapatmeningkatkanbiosintesisAIA hingga 2,7kali
(Moar et al. 2004). Penelitian Moar et al. (2004) menunjukkan bahwa enzim untuk sintesis AIA pada tingkatbasal tetap dipertahankanoleh cendawanbahkantanpa adanya triptofan. Namun demikian, triptofanendogen dari cendawantidakmendukung dalam produksi AIA. AktivitasenzimatikmeningkatdanAIA dapat diproduksi ketikatriptofaneksogentelah tersediauntuk cendawan. Hasil inimenunjukkan bahwaC.gloeosporioides memproduksiAIA di dalam tumbuhan mampumemanfaatkantriptofan eksogen dari tumbuhan. Dengan demikian, tanaman yang terinfeksi oleh C.gloeosporioidesmengandungkadarAIA yang lebih tinggi dibandingkandengantanamantidak terinfeksi(Moar et al. 2004).
Subbarayan et al. (2010) telah melakukan penelitian terhadap Colletotricum sp. dalam memproduksi AIA. AIA asal Colletotricum sp. berpengaruh terhadap pembentukan kalus pada kultur jaringan Alternanthera sessilis. AIA yang dihasilkan sebesar 25 ppm dengan penambahan triptofan pada medium Czapek yang diinkubasi di ruang gelap dengan suhu 26°C selama 5 hari.
Potensi produksi AIA asal cendawan juga dilaporkan oleh Tuomi et al.(1995). Tuomi et al. (1995) menyatakan bahwa sebanyak 59% kapang yang diisolasi dari kecambah gandum diantaranya ialah Fusarium sp., Alternaria infectoria, Aspergillus flavus, Penicillium chrysogenum, Penicillium corylophilum, Epicoccum nigrum, dan Hypocrea pulvinata mampu memproduksi AIA.AIA diproduksi oleh kapang-kapang tersebut pada kultur dengan sumber karbon yang terbatas (glukosa), sumber nitrogen berupa amonium tartrat, pH 5,8, dan kemudian diinkubasi di atas mesin penggoyang (190 rpm) selama 9 hari pada suhu 27°C di ruang gelap (Tuomi et al. 1995). Sebaliknya, menurut Hasan (2002), hanya F. oxysporum yang mampu memproduksi AIA, sedangkan A. flavus, P. chrysogenum, dan P. corylophilum tidak dapat memproduksi AIA. F. oxysporum yang dikulturkan di dalam 50 ml medium Czapek dengan penambahan pepton 1% sebagai sumber N, dan 1% glukosa sebagai sumber C, dan diinkubasi selama 15 hari pada suhu 28°C dapat menghasilkan AIA(Hasan 2002).
Trichoderma virens mampu menghasilkan senyawa kompleks indolik seperti AIA, asam indol asetaldehid (AIAld), dan indol etanol (iet). Senyawa-senyawa ini diduga berperan dalam pertumbuhan tanaman (Cornejo et al. 2009). Trichodermasp.IPBCC 09.622 asal serasah tanaman hutan meranti dapat memproduksi AIA hingga 12,42 kali lipat dari kontrol setelah penambahan pepton 1% dan 3 kali lipat dari kontrol setelah penambahan triptofan (Imaningsih 2010).
Tanah Masam
Tanahasam adalah tanah yang memiliki nilai pHkurangdari7,0. Setengah daritanahsuburdi seluruh dunia, khususnyadi daerah yang
selalumengandungprotonbebaspadakonsentrasilebih besar dari1mmol m-3.Misalnya tanahdidaerah hutan tropislembab dantanahdilahan basah, tanahnya sangat dipengaruhi olehreaksi oksidasi serta aktivitas biota (Sposito 2008).
pH tanah sering disebut sebagai variabel utama dan sangat berpengaruh dalam proses dan reaksi kimia di dalam tanah. Semua asam mengandung ion hidrogen dan kekuatan asamnya tergantung kepada derajat ionisasi (pelepasan ion hidrogen) dari suatu senyawaasam (Sparks2003).Berdasarkan derajat kemasamannya, Sparks (2003) menggolongkan tanah menjadi beberapa kelompok yaitu kemasaman tanah:(1) ekstrem masam (pH tanah <4,5); (2) masam sangat kuat (pH tanah antara 4,5-5,0); (3) sangat masam (pH tanah antara 5,1-5,5); (4) moderat masam (pH tanah antara 5,6-6,0); (5) masam ringan hingga netral(pH tanah antara 6,1-7,3); dan (6) basa ringan (pH tanah antara 7,4-7,8).
pH tanah yang masam berpengaruh nyata terhadap mikroorganisme dan kelarutan nutrisi tanaman di dalam tanah (Sparks 2003). pH tanah yang terlalu rendah menyebabkan tidak tersedianya unsur hara tanaman di dalam tanah, seperti hara P, K, Ca, Mg dan unsur mikro yang menyebabkan tanaman kekurangan unsur hara sehingga pertumbuhan dan hasil tanaman tidak optimal (Ispandi& Munip 2005).
Hujanasammemilikiefekyang signifikantidak hanyapadapohontetapijugapadakimiatanah.Pengapuranhutanjarang
dilakukandanhujanasamdapatmenyebabkanpencuciankationnutriensepertiCa2+, K+, Mg2+, di dalam tanah, mengakibatkanpH rendahdanlogamberacunsepertiAl3+danMn2+
Lahan tanah masammasih memiliki potensi untuk pengembangan pertanian, baik tanaman pangan,perkebunan, maupun tanaman hutan. Secara alami, tanah ini mempunyai kesuburan yang rendah dan peka terhadaperosi.Wilayah lahan masam denganrelief datar hingga berombak dapat dimanfaatkan untuk tanaman pangan semusim, sedangkanrelief berbukit dapat dikembangkan dengan tanaman tahunanatau perkebunan dan hutan tanaman industri. Teknologi pengelolaanlahan seperti pemupukan untuk memperbaiki kandungan hara tanah, pengapuran untuk
meningkatkan pH tanahdan menurunkan reaktivitas Al3+, serta tindakan konservasi tanah sangat disarankan(Suharta 2010).
Dewasa ini, lahan tanah masambanyak dimanfaatkan untuk pertanaman perkebunan, seperti kelapa sawit, karet, lada, hutan tanaman industri,dan hanya sebagian kecil untuk tanaman pangan(Suharta 2010).
BAHAN DAN METODE
Bahan
Bahanyang digunakan dalam penelitian ini ialah sebanyak 51biakan kapang asal serasah tanaman hutan koleksi IPBCC yaitu 19 kapang asal Katingan, Kalimantan Tengah (Tabel 1) dan 32 kapang asal Tarakan, Kalimantan Timur (Tabel 2), media potato dextrose agar (PDA), media Czapek Dox cair, pereaksi Salkowski, pepton, kertas saring Whatman No.1.
Tabel 1 Kapang asal serasah tanaman hutan dari Katingan
No. Nama Cendawan No. Aksesi
1 Acremonium sp. IPBCC 07.548
2 Aspergillus ornatus IPBCC 07.554 3 Gliocladium deliquescens IPBCC 07.543
4 Paecylomyces sp. IPBCC 07.550
5 Penicillium herqueii IPBCC 07.557 6 Penicillium janthinellum IPBCC 07.542 7 Penicillium miczynskii IPBCC 07.541 8 Penicillium notatum IPBCC 07.555
9 Penicillium sp. IPBCC 07.536
10 Penicillium sp. IPBCC 07.537
11 Penicillium sp. IPBCC 07.538
12 Penicillium sp. IPBCC 07.539
13 Penicillium velutenum IPBCC 07.535 14 Trichoderma harzianum IPBCC 07.545
15 T. harzianum IPBCC 07.546
16 T. harzianum IPBCC 07.547
17 Trichoderma koningii IPBCC 07.552 18 Trichoderma longibranchiatum IPBCC 07.556 19 Trichoderma viridae IPBCC 07.551
Tabel 2 Kapang asal serasah tanaman hutan dari Tarakan
No. Nama Cendawan No. Aksesi
1 Acremonium sp. IPBCC 08.574
2 Acremonium sp. IPBCC 08.600
3 Acremonium sp. IPBCC 08.601
4 Aspergillus foetidus IPBCC 08.575 5 Aspergillus japanicum IPBCC 08.576
6 A. japonicum IPBCC 08.608
7 A. japonicum IPBCC 08.609
8 Aspergillus niger IPBCC 08.610
9 Aspergillus Ochraceus IPBCC 08.577 10 Aspergillus parasiticus IPBCC 08.611
11 Diplodina sp. IPBCC 08.579
12 Gliocladium roseum IPBCC 08.614
13 Gliocladium sp. IPBCC 08.584
14 Gliocladium sp. IPBCC 08.585
15 Gliocladium sp. IPBCC 08.607
16 Penicillium aurantiocandidum IPBCC 08.587
17 P. aurantiocandidum IPBCC 08.588
18 Penicillium citrinum IPBCC 08.589 19 Penicillium corylophilum IPBCC 08.590
20 P. corylophilum IPBCC 08.591
21 P. corylophilum IPBCC 08.592
22 Penicillium decumbens IPBCC 08.616 23 Penicillium piscarium IPBCC 08.593 24 Penicillium roseopurpureum IPBCC 08.594
25 P. roseopurpureum IPBCC 08.595
26 P. roseopurpureum IPBCC 08.596
27 P. roseopurpureum IPBCC 08.603
28 Penicillium steckii IPBCC 08.597
29 P. steckii IPBCC 08.598
30 Trichoderma harzianum IPBCC 08.605
31 Trichoderma sp. IPBCC 08.599
Metode
Penelitian ini dilakukan secara bertahap mengikuti alur penelitian pada Gambar 2. Data yang diperoleh selanjutnya dianalisis secara statistik dengan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL).
Gambar 2 Alur penelitian. penapisan isolat berdasarkan asal isolat, dan cara inkubasi
dalam produksi AIA
penapisan Isolat terpilih dalam produksi AIA setelah biakan menjalani prosespenyimpanan
uji toleransi kapang terpilih terhadap pH asam
uji produksi AIA pada beberapa konsorsium kapang terpilih
uji antagonistik antar isolat terpilih
konfirmasi produksi AIA
isolat dan cara inkubasi terpilih
isolat terpilih
isolat terpilih
Peremajaan Biakan
Kultur stok diremajakan pada media PDA selama 7-10 hari dan digunakan sebagai sumber biakan kerja.
Penapisan Kapang yang Berpotensi dalam Produksi AIA
Potensi kapang dalam produksi AIA diukur sebelum dan setelah kapang disimpan selama tiga bulan di dalam lemari pendingin pada suhu 10°C.
Sebanyak tiga potong biakan kerja (masing-masing berdiameter 5 mm) diinokulasikan ke dalam 50 ml media Czapek Dox cair (Lampiran 1) dengan ditambahkan sumber N berupa pepton 1% (Hasan 2002). Kultur diinkubasi dalam keadaan statis dan di atas mesin penggoyang pada suhu ruang dengan kondisi gelapselama 9 hari.
Pada akhir masa inkubasi, kadar AIA ditetapkan berdasarkan metode Patten dan Glick (2002) yang dimodifikasi. Sebanyak 5 ml filtrat disentrifugasi pada kecepatan 1.957 x g selama 5 menit. Sebanyak 1 ml supernatan ditambahkan dengan 4 ml pereaksi Salkowski (Lampiran 2). Selanjutnya supernatan dikocok dengan vorteks dan didiamkan di ruang gelap pada suhu ruang selama 20 menit untuk pengembangan warna.Perubahan warna menjadi merah muda menandakan adanya AIA.Absorbansi supernatandibaca dengan menggunakan spektrofotometer Thermospectronic Genesys20 pada panjang gelombang 530 nm. Konsentrasi AIA (ppm) yang dihasilkan diperoleh melalui konversi absorbansi dengan menggunakan kurva standar AIA.
Kapang-kapang dengan potensi produksi AIA tertinggi dipilih untuk digunakan dalam penelitian selanjutnya. Cara inkubasi yang menghasilkan kadar AIA tertinggi dipilih sebagai metode inkubasi.
Toleransi Kapang terhadap pH Asam
Sebanyak tiga potong biakan kerja kapang terpilih (masing-masing berdiameter 5 mm) diinokulasikan ke dalam 50 ml media Czapek Dox cair dengan ditambahkan sumber N berupa pepton 1% (Hasan 2002). Kultur diinkubasi selama 9
hari dengan cara inkubasi terpilih pada suhu ruang dengan beberapa tingkat pH yang berbeda (4,5; 5,0; dan 5,5). Tingkat keasaman diatur dengan menggunakan bufer sitrat (0,1 M, pH 3,0-6,2) sebagai pelarut. Pada akhir masa inkubasi, sebanyak 5 ml filtrat disentrifugasi pada kecepatan 1.957 x g selama 5 menit. Kadar AIA pada supernatan ditetapkan dengan metode Patten dan Glick (2002). Pertumbuhanyang dinyatakan dalam berat kering biomasa dan pH akhir medium juga diamati. Kapang yang menghasilkan AIA dengan kadar AIA tertinggi dan toleran terhadap kondisi asam digunakan dalam uji produksi AIA selanjutnya. pH medium yang menunjukkan produksi AIA maksimum digunakan untuk penelitian selanjutnya.
Uji Antagonistik
Sebelum produksi AIA dalam bentuk konsorsium, kapang terpilih terlebih dahulu diuji potensi antagonistiknya. Uji antagonistik dilakukan dengan menggunakan uji konfrontasi langsung dua koloni secara in vitro(Abdel-Sater 2001) antar isolat kapang terpilih. Interaksi antagonistik antar isolat kapang terpilih dilakukan dengan menumbuhkan kedua kapang tersebut pada satu media PDA cawan petri 10 cm secara berdampingan dengan jarak antar koloni 2 cm. Pertumbuhan kedua kapang diukur setiap hari hingga hari kesembilan. Sifat antagonistik ditetapkan berdasarkan persentase penghambatan. Persentase penghambatan pertumbuhan diukur berdasarkan persamaan (r1-r2)/r1 x100%, dengan r1 adalah jari-jari dalam dari kapang kontrol, dan r2
Sebanyak tiga potong biakan kerja kapangterpilih (masing-masing berdiameter 5 mm) diinokulasikan ke dalam 50 ml media Czapek Dox cair dengan ditambahkan sumber N berupa pepton 1% (Hasan 2002). Kultur diinkubasi selama 9 adalah jari-jari dalam dari kapang yang sama pada perlakuan(Abdel-Sater 2001). Masing-masing perlakuan dan kontrol dilakukan sebanyak tiga ulangan. Kapang-kapang yang tidak menunjukkan sifat antagonis dijadikan sebagai sumber inokulum dalam uji produksi AIA dengan bentuk konsorsium.
hari dengan cara inkubasi terpilih dan pH optimum pada suhu ruang dengan beberapa bentuk konsorsiumdua biakan, tiga biakan, dan empat biakan kapang terpilih. Pada akhir masa inkubasi, sebanyak 5 ml filtrat disentrifugasi pada kecepatan 1.957 x g selama 5 menit. Kadar AIA pada supernatan ditetapkan dengan metode Patten dan Glick (2002).
Konfirmasi Produksi AIA
Konsorsium terpilih diproduksi ulang untuk pengujian konfirmasi produksi AIA dengan menggunakan high performance liquid chromatography (HPLC). Analisis HPLC dilakukan di Laboratorium Residu Bahan Agrokimia, Balai Penelitian Lingkungan Pertanian, Departemen Pertanian, Bogor dengan berdasarkan pada prosedur analisis dari lembaga tersebut (Lampiran 6). Sebanyak 1 ml sampel ditambahkan dengan 1 ml eter, kemudian dikocok dengan vorteks selama 1 menit. Pembilasan dengan eter tersebut dilakukan sebanyak tiga kali. Filtrat eter ditampung dan dikeringkan, kemudian dilarutkan dengan 2 ml metanol 60% dan dikocok dengan vorteks. Selanjutnya filtrat disaring dengan milifor 0,45 µm, kemudian sebanyak 10 µL filtrat disuntikkan ke HPLC. HPLC yang digunakan yaitu merk Shimadzu L20344700989 35 Mpa, dengan kolom C18, detektor SPD-M 20, fase gerakmenggunakan metanol 60%, kecepatan aliran 0,5 ml/menit, waktu 15 menit,suhu 40°C, dan pada panjang gelombang 530 nm. Konsentrasi AIA (ppm) ditentukan melalui konversi luas daerah serapan sampel terhadap kurva standar AIA dikali faktor pengenceran.
HASIL
Penapisan Kapang yang Berpotensi dalam Produksi AIA
Sebanyak 51 kapang asal serasah tanaman hutan yaitu 19 dari Katingan (Tabel 1) dan 32 dari Tarakan (Tabel 2) telah diuji potensinya dalam memproduksi AIA. Kapang-kapang yang berasal dari dua daerah ini seluruhnya mampu menghasilkan AIA dengan kadar yang sangat bervariasi (Lampiran 3). Secara umum, kapang-kapang asal Katingan memproduksi AIA (1,92±0,26 ppm) lebih tinggi dibanding kapang-kapang asal Tarakan (1,08±0,14 ppm) (Gambar 3a). Isolat kapang asal Katingan merupakan isolat kapang terpilih dalam memproduksi AIA.
Produksi AIA dengan cara inkubasi statis (2,72±0,89 ppm) lebih tinggi dibandingkan dengan cara digoyang (1,92±0,26 ppm) (Gambar 3b). Cara inkubasi statis merupakan cara inkubasi yang dipilih dalam produksi AIA.
Gambar 3 (a)Rataan kadar AIA yang dihasilkan oleh isolat kapang asal Katingan dan Tarakan dengan inkubasi digoyang;(b) Rataan kadar AIA yang dihasilkan oleh isolat kapang asal Katingan dengan inkubasi statis dan digoyang.
Pengaruh penyimpanan terhadap produksi AIA dari 19 isolat kapang asal Katingan bervariasi tergantung kepada jenis kapangnya. Sebesar 36,84% isolat kapang asal Katingan dipengaruhi oleh proses penyimpanan dalam produksi AIA. Produksi AIA pada kapang yang lainnya (63,16%) tidak dipengaruhi oleh proses penyimpanan. Jika produksi AIA dipengaruhi oleh proses penyimpanan, maka sebanyak 31,58% mengalami penurunan produksi AIA secara nyata dan sebaliknya sebanyak 5,26% mengalami kenaikan produksi AIA secara nyata (Tabel 3).
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 Katingan Tarakan K ad ar A IA (p p m ) Asal Isolat 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 Statis digoyang K ad ar A IA (p p m ) Cara Inkubasi (a) (b)
Tabel 3 Produksi AIA dari isolat asal Katingan sebelum dan setelah proses penyimpanan selama tiga bulan pada suhu 10°C
Nama Kapang No. Aksesi
Kadar AIA (ppm) Sebelum penyimpanan Setelah penyimpanan Acremonium sp. IPBCC 07.548 7,83±0,16 b 3,52±0,46 a
Aspergillus ornatus IPBCC 07.554 1,85±0,09 a 4,50±0,92 b
Gliocladium deliquescens IPBCC 07.543 6,96±2,18 b 2,23±0,38 a
Paecylomyces sp. IPBCC 07.550 0,94±0,71 a 1,33±0,08 a Penicillium herqueii IPBCC 07.557 1,38±0,18 a 1,46±0,05 a Penicillium janthinellum IPBCC 07.542 0,88±1,24 a 1,23±0,05 a Penicillium miczynskii IPBCC 07.541 0,33±0,15 a 1,12±0,00 a
Penicillium notatum IPBCC 07.555 7,20±0,11 b 5,06±0,46 a
Penicillium sp. IPBCC 07.536 4,48±2,80 b 1,25±0,52 a Penicillium sp. IPBCC 07.537 4,75±2,64 b 2,21±0,57 a Penicillium sp. IPBCC 07.538 0,82±1,15 a 1,00±0,16 a Penicillium sp. IPBCC 07.539 1,82±1,15 a 0,77±0,11 a Penicillium velutenum IPBCC 07.535 1,57±0,09 a 0,88±0,38 a Trichoderma harzianum IPBCC 07.545 0,50±0,71 a 0,71±0,08 a T. harzianum IPBCC 07.546 2,13±0,88 a 0,46±0,05 a T. harzianum IPBCC 07.547 0,39±0,51 a 0,81±0,05 a Trichoderma koningii IPBCC 07.552 2,07±0,62 a 1,54±0,33 a Trichoderma
longibranchiatum IPBCC 07.556 1,13±0,18 a 1,29±0,46 a Trichoderma viridae IPBCC 07.551 4,75±0,35 b 0,75±0,03 a
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT).
(a) (b) (c) (d)
Gambar 4 Koloni kapang pada media PDA dan ciri mikroskopis dari (a) Acremonium sp.IPBCC 07.548, (b) A. ornatusIPBCC 07.554, (c) G. deliquescensIPBCC 07.543, dan (d) P. notatumIPBCC 07.555.
Empat isolat kapang yang menghasilkan AIA tertinggi dijadikan sebagai sumber inokulum pada uji selanjutnya. Empat isolat kapang tersebut diambil dari hasil uji produksi AIA setelah penyimpanan ialah Acremonium sp.IPBCC 07.548(Gambar 4a) memproduksi AIA sebesar 3,52±0,46 ppm, A. ornatusIPBCC 07.554 (Gambar 4b)memproduksi AIA sebesar 4,50±0,92 ppm, G. deliquescensIPBCC 07.543 (Gambar 4c)memproduksi AIA sebesar 2,23±0,38 ppm, dan P. notatumIPBCC 07.555(Gambar 4d) memproduksi AIA sebesar 5,06±0,46 ppm.
Toleransi Kapang terhadap pH Asam
Produksi AIA dari keempat kapang terpilih dipengaruhi oleh pH medium. pH optimum untuk produksi AIA bervariasi tergantung kepada jenis kapangnya (Gambar 5a). Namun secara umum, produksi AIA mencapai maksimum pada pH 5,5. pH medium pada akhir masa produksi AIA berubah (meningkat atau menurun) dari pH awalnya (Tabel 4).
Gambar 5 (a) Kadar AIA dan (b) bobot kering biomasa dari (
■
) Acremonium sp.IPBCC 07.548, (▲) A. ornatusIPBCC 07.554, (♦
) G. deliquescensIPBCC 07.543, dan (●
) P. notatumIPBCC 07.555.0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 4,5 5,0 5,5 7,3 K ad ar A IA (p p m ) pH Awal 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 700,00 4,5 5,0 5,5 7,3 B obot K er in g B iom as a ( m g ) pH Awal (a) (b)
Bobot kering biomasa tidak berkorelasi nyata terhadap produksi AIA pada berbagai pH awal medium.Pertumbuhan miselium (bobot kering biomasa)menunjukkan pertumbuhan yang baik pada pH asam. Bobot kering biomasa miselium A. ornatus IPBCC 07.554, G. deliquescens IPBCC 07.543,dan P. notatum IPBCC 07.555 cenderung menurun dengan kenaikan pH media kultur. Sebaliknya, bobot kering biomasa miselium Acremonium sp.IPBCC 07.548 cenderung meningkat(Gambar 5b).
Tabel 4 pH awal dan pH akhir dalam produksi AIA pada kapang terpilih
pH awal pH akhir Acremonium sp.IPBCC 07.548 A. ornatus IPBCC 07.554 G. deliquescens IPBCC 07.543 P. notatum IPBCC 07.555 4,5 4,70±0,00 c 3,05±0,07 a 4,50±0,00 b 4,65±0,07 c 5,0 5,20±0,28 bc 3,15±0,07 a 5,45±0,21 c 4,85±0,07 b 5,5 5,40±0,00 bc 3,55±0,07 a 5,45±0,07 c 5,30±0,00 b 7,3 5,85±0,07 c 2,30±0,14 a 7,25±0,07 d 3,65±0,07 b
Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5% (DMRT).
Produksi AIA oleh Acremonium sp.IPBCC 07.548 optimum pada pH 5,5 (Gambar 5a), tumbuh optimum pada pH 7,3 (Gambar 5b), dan pH awal medium cenderung tidak berubah kecuali pada pH awal medium 7,3menurun menjadi 5,85±0,07(Tabel 4).A. ornatus IPBCC 07.554sangat menurunkan pH mediumawalnya (Tabel 4). A. ornatus IPBCC 07.554menunjukkan toleransi yang kuat terhadap asam karena A. ornatus IPBCC 07.554tumbuh baik di pH asam dan tumbuh optimum pada pH 5,0 (Gambar 5b). Namun demikian, produksi AIA dari A. ornatus IPBCC 07.554 sangat rendah pada pH asam tetapi optimum pada pH 7,3 (Gambar 5a), padahal pada pH 7,3 tumbuhnya relatif terhambat (Gambar 5b).Pada akhir produksi AIA, pH akhir medium G. deliquescens IPBCC 07.543 relatif tidak berubah dari pH awalnya (Tabel 4). Produksi AIA oleh G. deliquescens IPBCC 07.543 mencapai maksimum pada pH 5,5 dan tumbuh optimum pada pH 4,5 (Gambar 5b), tetapi pada pH ini produksi AIA relatif rendah (Gambar 5a). pH akhir medium P. notatum IPBCC 07.555 cenderung menurun (Tabel 4) dan menunjukkan toleransi terhadap kondisi asam. Hal ini ditunjukkan oleh pertumbuhannya yang baik di pH asam dan optimum pada pH 4,5 (Gambar 5b).P. notatum IPBCC 07.555 selain menunjukkan pertumbuhan yang baik di pH asam juga mampu memproduksi AIA dengan kadar yang cukup tinggi pada pH
asam (Gambar 5a). Produksi AIA dari P. notatum IPBCC 07.555 optimum pada pH 5,0 dan 5,5 (Gambar 5a).
Sifat Antagonistik
Uji antagonistik menunjukkan bahwa isolat-isolat kapang terpilih tidak bersifat antagonis. Hal ini ditunjukkan oleh nilai persentase hambatan dari setiap kapang yang diuji sangat rendah yaitu berkisar antara 0,00-0,65% (Tabel 5). Dengan demikian, semua isolat kapang terpilih digunakan dalam uji produksi AIA dalam bentuk konsorsium.
Tabel 5 Interaksi penghambatan pertumbuhan antara dua isolat kapang terpilih
Isolat Persentase (%) penghambatan isolat kapang terhadap
Acremonium sp. A. ornatus G. deliquescens P. notatum
Acremonium sp. - 0,00±0,00 0,00±0,00 0,13±0,14
A. ornatus 0,08±0,04 - 0,00±0,00 0,39±0,18
G. deliquescens 0,53±0,12 0,65±0,09 - 0,57±0,13
P. notatum 0,00±0,00 0,00±0,00 0,00±0,00 -
Produksi AIApada Beberapa Konsorsium Kapang
Secara umum, produksi AIA pada beberapa konsorsium kapang lebih tinggi dibandingkan dengan bentuk kultur tunggal. Produksi AIAP. notatum IPBCC 07.555 dalam bentuk kultur tunggal menghasilkan AIA tertinggi. Kehadiran P. notatum IPBCC 07.555 pada bentuk konsorsium apapun selalu menghasilkan kadar AIA yang tinggi (Gambar 6).
Gambar 6 Produksi AIA dari kultur tunggal dan beberapa konsorsiumkapang. Keterangan: (A)Acremonium sp.IPBCC 07.548, (B)A. ornatusIPBCC 07.554, (C) G.
deliquescensIPBCC 07.543, (D)P. notatumIPBCC 07.555, (E)IPBCC 07.543+548, (F)IPBCC 07.543+554,(G) IPBCC 07.543+555, (H)IPBCC
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 A B C D E F G H I J K L M N O K ad ar A IA (p p m ) Konsorsium
07.548+554, (I)IPBCC 07.548+555, (J)IPBCC 07.554+555, (K)IPBCC 07.543+548+554, (L)IPBCC 07.543+548+555, (M)IPBCC 07.543+554+555, (N)IPBCC 07.548+554+555, (O)IPBCC 07.543+548+554+555.
Kemampuan kapang dalam produksi AIA bervariasi menurut bentuk konsorsiumnya, yaitu berkisar 3,28±0,07 ppm hingga 10,51±1,25 ppm. Produksi AIA tertinggi diperoleh oleh konsorsium G yaitu antara G. deliquescens IPBCC 07.543 denganP. notatum IPBCC 07.555 yang diikuti oleh konsorsium M, L, dan O (Gambar 6). Produksi AIA tertinggi dari setiap bentuk konsorsium dikultur ulang untuk uji konfirmasi produksi AIA dengan menggunakan HPLC.
Konfirmasi Produksi AIA
Uji konfirmasi produksi AIA dengan menggunakan HPLC dari konsorsium terpilih (G, L, M dan O) menunjukkan bahwa produksi AIAtertinggi diperoleh oleh