PENGARUH SUHU, pH, DAN KONSENTRASI TERHADAP
SENYAWA BIOAKTIF ANTIFUNGI Ralstonia pickettii DALAM
MENEKAN PERTUMBUHAN Rhizoctonia solani
ELYSA FITRI
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
ABSTRACT
ELYSA FITRI. The effect of temperature, pH and the concentration of antifungal bioactive compound of Ralstonia pickettii to suppress the growth of Rhizoctonia solani. Supervised by GIYANTO.
Rice sheath blight disease, caused by Rhizoctonia solani is an important disease on rice and loss of harvest up to 30%. Ralstonia pickettii was one of the biological agent from the group of bacteria which was able to suppress the growth of R. solani. In the laboratory scale, a filtrate of R. pickettii antifungal bioactive compound was able to suppress the growth of fungi up to 100%. Temperature and pH were the factors which were expected to influence the bioactive compound activity. The concentration of this antifungal bioactive filtrate also influenced the growth of R. solani inhibition. Therefore, this research was aimed to know the effectiveness of temperature, pH and concentration of R. pickettii to suppress the growth of R. solani. This research used factorial randomize complete design (RAL) which temperature: 25oC, 30oC and 40oC as the first factor and pH: 5, 6, 7, 8, and 9, were the second factor in three times of repetition. The result of this research showed that at temperature of 25oC and 35oC, antifungal bioactive compound were effective to suppress R. solani activity and pH did not show significant effect to bioactive compound activity. The concentration of 7.5 and 10 % was able to suppress R solani with 40% of the inhibition value.
PENGARUH SUHU, pH, DAN KONSENTRASI TERHADAP
SENYAWA BIOAKTIF ANTIFUNGI Ralstonia pickettii DALAM
MENEKAN PERTUMBUHAN Rhizoctonia solani
ELYSA FITRI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Proteksi Tanaman
DEPARTEMEN PROTEKSI TANAMAN
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Judul Skrips : Pengaruh Suhu, pH, dan Konsentrasi terhadap Senyawa Bioaktif Antifungi Ralstonia pickettii dalam Menekan Pertumbuhan Rhizoctonia solani
Nama Mahasiswa : Elysa Fitri
NIM : A34080001
Disetujui,
Diketahui,
Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih, MSi. Ketua Departemen Proteksi Tanaman
Tanggal Lulus:
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lampung pada tanggal 5 Juli 1989, sebagai putri dari pasangan Bapak Jalal Sayuti dan Ibu Harlin Nuri. Penulis menyelesaikan pendidikan menengah atas di SMA Negeri 1 Pesisir Tengah Krui. Tahun 2008 penulis diterima di Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Ujian Seleksi Masuk IPB (USMI).
Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif di berbagai organisasi kemahasiswaan di IPB, antara lain sebagai staf BEM TPB tahun 2008-2009, staf LDK Alhurriyah tahun 2008-2010, Bendahara Departemen Eksternal BEM Fakultas Pertanian tahun 2009-2010, Ketua Departemen Pertanian BEM Fakultas Pertanian tahun 2010-2011, dan Sekretaris Kementerian Kebijakan Publik BEM Keluarga Mahasiswa IPB (2011-2012).Tahun 2011-2012 penulis juga aktif dalam Aliansi BEM se-Bogor dan BEM seluruh Indonesia (BEM SI). Selain itu, penulis juga pernah berkesempatan mengikuti berbagai kepanitiaan di IPB. Tahun 2008-2009 penulis menjadi Penanggung Jawab Kelompok (PJK) dalam Masa Perkenalan Kampus Mahasiswa Baru (MPKMB), Koordinator Divisi Acara dalam kepanitiaan Healthy Day 45, Sekretaris kegiatan Bhakti Sosial BEM TPB, Bendahara kegiatan Scholarship for All, anggota Divisi Acara dalam kepanitiaan Masa Perkenalan Fakultas (MPF) dan Departemen (MPD), dan menjadi Koordinator Acara Migratoria Departemen Proteksi Tanaman sekaligus juga pernah berpartisipasi sebagai sekretaris dalam kepanitiaan Kuliah Kerja Profesi Faperta-Fema (KKP) wilayah Tegal dan tahun 2012 penulis menjadi Steering Comitte (SC) panitia dalam Acara Gebyar Indonesia Berkarya 2012.
PRAKATA
Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan karunia dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“Pengaruh suhu, pH, dan konsentrasi terhadap senyawa bioaktif antifungi Ralstonia pickettii dalam menekan pertumbuhan Rhizoctonia solani” ini. Shalawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan untuk Rasulullah SAW. Skripsi ini dibuat dalam rangka memenuhi syarat sarjana di Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Penulis menyampaikan terima kasih kepada:
1. Dr. Ir. Giyanto, MSi. selaku dosen pembimbing yang telah dengan sabar memberikan arahan, masukan, dan motivasi kepada penulis.
2. Dr. Ir. Ali Nurmansyah, MSi. selaku dosen penguji tamu yang telah memberikan masukan, saran, dan motivasi kepada penulis.
3. Ir. Djoko Prijono, MSc.Agr selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan motivasi dan membimbing penulis selama belajar di IPB.
4. Ayahanda Jalal Sayuti (alm), Ibunda Harlin Nuri, Ibu Nizawati, wo Inta Rosmida dan udo Iskandar Arifin, udo Fahrurrozi dan kaka Linda, bang Syahrul (alm) dan kaka Suriyana, bang Alwin Iman dan kaka Lekat Yana, bang Andi R dan kaka Satri, bang yan, bang Dir, dan kak Joni serta keluarga besar Jalal Sayuti (alm) yang selalu memberi bantuan, semangat dan motivasi.
5. Teman-teman seperjuangan (anisah, ginta, eka, widia, leli, arina, elsa, mba yofi, mba ray, mba ade, nunik, suci, filda, imun, yusti, rahma, veni, dll) yang selalu memberi inspirasi.
6. Keluarga Kebijakan Publik BEM KM (ramdan, raudoh, herma, winni, kenin, dewi, dadan, ida, yusti, yosa, dll) yang selalu memberi dukungan, bantuan dan keceriaan.
7. Teman-teman Andika House (mba ria, mba ummi, mba wini, alia, ani, rita, engkun, nindy, darsi, laras, leni, nadira, nurul, hani) yang selalu memberi dukungan.
8. Keluarga Proteksi Tanaman 45 serta seluruh civitas akademika Departemen Proteksi Tanaman yang telah memberikan motivasi dan masukan, serta membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam skripsi ini. Penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk perbaikan ke depan. Penulis juga berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan.
Bogor , Juni 2013
DAFTAR ISI
Peremajaan Isolat R. pickettii dan R. solani 3
Uji Aktivitas Senyawa Bioaktif Antifungi R. pickettii terhadap R.
solani 3
Pengujian Pengaruh Suhu dan pH terhadap Aktivitas Senyawa
Bioaktif Antifungi R. picketti dalam menekan R. solani 3
Persiapan Filtrat Uji 4
Uji Aktivitas Senyawa Bioaktif Antifungi R. pickettii terhadap
R. solani 4
Pengujian Konsentrasi Senyawa Bioaktif Antifungi terhadap
Pertumbuhan R. solani 4
Pengolahan Data 5
HASIL DAN PEMBAHASAN 7
Aktivitas Senyawa Bioaktif Antifungi R. pickettii dalam
Menghambat Pertumbuhan R. solani 7
Pengaruh Suhu dan pH terhadap Aktivitas Senyawa Bioaktif
Antifungi R. pickettii dalam Menghambat Pertumbuhan R. solani 8
Pengaruh Suhu 9
Pengaruh pH 10
Pengaruh Konsentrasi Senyawa Bioaktif Antifungi R. pickettii
DAFTAR TABEL
1. Tingkat penghambatan senyawa bioaktif antifungi R. pickettii
terhadap R. solani pada berbagai suhu 9
2. Tingkat penghambatan senyawa bioaktif antifungi R. pickettii
terhadap R. solani pada berbagai pH 10
3. Tingkat penekanan pertumbuhan R. solani oleh senyawa bioaktif
antifungi R. pickettii pada berbagai konsentrasi 11
DAFTAR GAMBAR
1. Aktivitas penghambatan pertumbuhan R. solani oleh senyawa bioaktif antifungi R. pickettii, kontrol (a) dan perlakuan dengan senyawa
bioaktif antifungi (b) pada umur tiga hari setelah perlakuan 8 2. Koloni R. solani pada PDA yang telah diracuni dengan filtrat senyawa
bioaktif antifungi R. pickettii pada suhu 250C dan pH 7 dengan
konsentrasi 0%(a),10%(b),25% (c), 50%(d), 75% (e), dan 100% (f) 12
DAFTAR LAMPIRAN
1. Analisis ragam pengaruh suhu dan pH terhadap aktivitas senyawa
bioaktif antifungi R. pickettii dalam menekan pertumbuhan R. solani 19 2. Penekanan senyawa bioaktif antifungi R. pickettii terhadap R. solani
(%) 19
3. Hasil pengamatan makroskopis morfologi miselium R. solani akibat
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Hawar pelepah padi yang disebabkan oleh Rhizoctonia solani merupakan salah satu penyakit penting pada padi. Di Indonesia, hawar pelepah mudah ditemukan pada ekosistem padi dataran tinggi hingga dataran rendah. Sejak dikembangkan varietas padi yang beranakan banyak dan didukung oleh penggunaan pupuk yang berlebih terutama pupuk nitrogen, serta cara tanam dengan jarak yang rapat menyebabkan perkembangan hawar pelepah padi berkembang semakin parah. Kehilangan hasil akibat penyakit hawar pelepah mencapai 30% (BBPadi-Deptan 2009).
Gejala penyakit hawar pelepah bercak-bercak pada pelepah daun. Awalnya bercak berbentuk elips atau oval, agak tidak beraturan, berwarna abu-abu kehijauan, dengan ukuran bercak 1-3 cm. Pada bagian tengah bercak berwarna putih keabu-abuan dengan pinggiran berwarna kecoklatan. Di dalam bercak dapat terbentuk sklerotia dan sklerotia ini mudah terlepas. Warna dan ukuran bercak sangat tergantung pada kondisi lingkungan. Pada kondisi lembab miselium cendawan dapat tumbuh menutupi permukaan pelepah daun dan dapat menyebar hingga jarak beberapa sentimeter dalam waktu 24 jam (Ou 1985).
Pengendalian penyakit hawar pelepah daun padi dapat dilakukan dengan pengaturan jarak tanam, penggunaan pupuk nitrogen yang seimbang, serta sanitasi lahan dari gulma dan sisa tanaman. Teknik pengendalian lain adalah dengan penyemprotan menggunakan fungisida seperti benomyl dan iprodione, dan antibiotik seperti validamycin dan polyoxin. Dari hasil penelitian Prayudi (2000), gabungan sifat-sifat padi lokal dan varietas unggul yang memiliki ciri jumlah anakan yang lebih sedikit, dan pelepah daun keempat dan atau kelima tidak saling bersambungan, menyebabkan padi lokal rawa pasang surut lebih tahan terhadap penyakit hawar pelepah padi. Varietas padi yang tahan terhadap hawar pelepah padi belum ditemukan. Akan tetapi menurut Rustam (2012) varietas Cibogo tergolong agak tahan terhadap penyakit hawar pelepah padi (indeks penyakit 4,9).
Pengendalian hayati menggunakan bakteri antagonis merupakan salah satu solusi dalam menekan perkembangan penyakit hawar pelepah padi. Prinsip pengendalian dengan menggunakan bakteri antagonis tidak dimaksudkan untuk memusnahkan patogen tetapi menekan dan menghambat perkembangan patogen sehingga dapat meminimalkan kerugian yang diakibatkan patogen tersebut. Bakteri antagonis juga hidup dan banyak ditemukan di alam sehingga pengembangan dan pemanfaatannya relatif lebih mudah dan aman bagi makhluk hidup dan lingkungan.
sebuah penelitian yang dilakukan oleh Fett et al (2003), R. pickettii telah terbukti tahan terhadap lingkungan sampai dengan 1200 mg / mL Cu dan hidup dengan menggunakan fosfat untuk menyita logam.
Menurut Rustam (2012), isolat bakteri ini berpotensi dikembangkan sebagai agens hayati untuk pengendalian penyakit hawar pelepah daun padi, baik dalam bentuk kultur sel hidup maupun dalam bentuk filtrat biakan yang mengandung senyawa aktif antifungi. Bentuk filtrat dapat menghasilkan efektifitas penghambatan hingga 100%. Filtrat ini diduga merupakan senyawa bioaktif antifungi atau metabolit sekunder dari R. pickettii.
Menurut Khatab (2008) dalam Hardiningtyas (2009) senyawa bioaktif adalah senyawa kimia aktif yang dihasilkan oleh organisme melalui jalur biosintetik metabolit sekunder. Metabolit sekunder dihasilkan untuk merespon kekurangan nutrisi. Kemampuan menghasilkan metabolit sekunder tidak dimiliki oleh semua mikroorganisme sehingga metabolit sekunder yang dihasilkan oleh suatu mikroorganisme merupakan ciri khas dari mikroorganisme tersebut.
Metabolit sekunder terdiri dari protein dan bukan protein. Aktivitas protein atau enzim dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat, pH, dan suhu (Pelczar dan Chan 1986). Menurut Rustam (2012) suhu berpengaruh terhadap produksi metabolit sekunder, semakin tinggi suhu yang diberikan efektifitas metabolit sekunder akan semakin menurun.
Untuk itu perlu dilakukan pengujian untuk mendapatkan kondisi suhu dan pH yang lebih akurat dan tepat. Hal ini dimaksudkan untuk lebih mengefektifkan waktu, tenaga, dan biaya yang dikeluarkan terutama dalam produksi metabolit sekunder skala besar. Selain itu, juga diperlukan adanya pengujian pengaruh konsentrasi. Pengujian konsentrasi ini dimaksudkan untuk mendapatkan konsenttrasi yang paling optimum dalam menekan R. solani.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan:
1. Mempelajari pengaruh suhu, pH, serta pengaruh keduanya terhadap aktivitas senyawa bioaktif antifungi dalam menghambat pertumbuhan R. solani.
2. Mempelajari pengaruh konsentrasi filtrat senyawa bioaktif antifungi R. pickettii dalam menghambat R. solani.
Manfaat Penelitian
3
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, pada Mei 2012 hingga Agustus 2012.
Peremajaan Isolat R. pickettii dan R. solani
Isolat bakteri R. pickettii TT47 (isolat koleksi Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Proteksi Tanaman, IPB) dibiakkan pada media Nutrient Agar (NA) (peptone 1 gr, beef extract 0.6 gr, NaCl 1 gr, agar 3 gr, dan aquades 200 ml). Isolat R. solani (koleksi dari Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Proteksi Tanaman, IPB) ditumbuhkan pada media Potato Dextrose Agar (PDA) (kentang 200 g, dextrose 20 g, agar 15 g, aquades 1 l). Baik R. pickettii maupun R. solani ditempatkan pada pH 7 dan suhu ruang.
Uji Aktivitas Senyawa Bioaktif Antifungi R. pickettii terhadap R. solani Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui aktivitas senyawa bioaktif antifungi terhadap R. solani. Biakan bakteri R. pickettii untuk pengujian antagonis ditumbuhkan pada NA selama 1-2 hari, kemudian dibiakkan ke dalam Luria Broth (LB) (yeast extract 1 gr, tryptone 2 gr , NaCl 2 gr, aquades 200 ml) selama 1 malam. Biakan R. solani ditumbuhkan pada PDA selama 2-3 hari. Biakan bakteri diambil supernatannya dan digunakan untuk meracuni media PDA, selanjutnya biakan R. solani ditumbuhkan pada media tersebut. Kemampuan penghambatan R. pickettii dapat diukur dengan perhitungan persentase penghambatan seperti di bawah ini. R. solani yang ditumbuhkan pada media PDA yang tidak diracuni dianggap sebagai
Pengujian Pengaruh Suhu dan pH terhadap Aktivitas Senyawa Bioaktif Antifungi R. picketti dalam menekan R. solani
Percobaan ini menggunakan rancangan Faktorial Rancangan Acak Lengkap (RAL). Faktor pertama adalah suhu dengan taraf 25oC, 30oC, 35oC, dan 40oC, sedangkan faktor kedua adalah pH dengan taraf 5, 6, 7, 8, dan 9. Masing-masing terdiri dari 3 ulangan sehingga terdapat 60 unit percobaan.
Sebanyak 1 lup biakan R. pickettii umur 2 hari dibiakkan ke dalam 5 ml LB. Biakan ini kemudian diinkubasi pada inkubator bergoyang (120 rpm, suhu ruang, selama 1 malam). Kemudian biakan diambil sebanyak 1 ml dan dipindahkan ke dalam 25 ml LB dengan taraf yang telah diukur pH nya menggunakan indikator universal (dengan larutan KCl 0.5 M dan NaOH 0.5 M). Selanjutnya, biakan cair diinkubasi pada waterbath dengan perlakuan suhu yang telah ditentukan (dengan kecepatan 120 rpm selama 48 jam). Setelah 48 jam, biakan dari masing-masing unit percobaan diambil 2 ml dan dimasukkan ke dalam tabung mikro ukuran 2 ml. Tiap perlakuan diambil sebanyak 3 tabung mikro. Selanjutnya, biakan dalam tabung mikro disentrifuse untuk mendapatkan supernatannya (10000 rpm, 20oC selama 15 menit). Supernatan diambil dengan syrange steril dan disaring dengan milifor steril 0.22 µm.
Uji Aktivitas Senyawa Bioaktif Antifungi R. pickettii terhadap R. solani
Sebanyak 2 ml filtrat dipindahkan ke dalam tabung sentrifuse (50 ml) yang telah diisi dengan PDA steril ±20 ml. Pencampuran dilakukan saat suhu media PDA ± 45oC. Sediaan kemudian dicampur secara merata. Sediaan dibiarkan dingin dalam cawan petri kemudian potongan miselium biakan (diameter 0.5 cm) R. solani ditempatkan di bagian tengah atas media. Selanjutnya biakan diinkubasi pada suhu ruang. Hambatan pertumbuhan koloni R. solani diamati saat miselium R. solani pada kontrol memenuhi cawan petri (9 cm) (umur 3 hari). Parameter yang diamati adalah diameter cendawan pada tiap perlakuan yang dikonversi ke dalam persentase penghambatan dengan rumus berikut:
D1-D2 D1
D1= Diameter cendawan tanpa perlakuan (9 cm); D2= Diameter cendawan dengan perlakuan (cm).
Pengujian Konsentrasi Senyawa Bioaktif Antifungi terhadap Pertumbuhan R. solani
Uji ini dilakukan untuk mengetahui berapa konsentrasi yang efektif dalam penghambatan cendawan patogen. Dalam uji ini digunakan filtrat dengan suhu dan pH paling efektif dari pengujian sebelumnya. Konsentrasi yang diuji adalah 10.0%, 7.5%, 5.0%, 2.5%, 1.0%, dan 0.0%. Metode pengujian pengaruh konsentrasi filtrat terhadap penekanan R. solani sama dengan uji sebelumnya. Sebanyak 2 ml filtrat dipindahkan ke tabung sentrifuse (50 ml) yang telah diisi dengan PDA steril ±20 ml. Pencampuran dilakukan saat suhu PDA ± 45oC. Sediaan dicampur secara merata dan dibiarkan dingin di dalam cawan petri. Potongan miselium biakan (diameter 0.5 cm) R. solani ditempatkan di bagian tengah cawan petri selanjutnya diinkubasi pada suhu ruang. Hambatan pertumbuhan koloni R. solani diamati saat miselium R. solani pada kontrol memenuhi cawan petri. Parameter yang diamati adalah persen penghambatan R. pickettii terhadap R. solani dengan rumus yang sama seperti di atas.
5
Pengolahan Data
Data yang diperoleh dari pengujian keefektifan suhu dan pH serta konsentrasi senyawa bioaktif antifungi disajikan dalam tabel analisis ragam (anova) yang diolah dengan menggunakan SAS for windows versi 9.0 dan perlakuan yang memberikan pengaruh nyata diuji dengan Duncan multiple range test (DMRT) pada taraf nyata
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Aktivitas Senyawa Bioaktif Antifungi R. pickettii dalam Menghambat Pertumbuhan R. solani
Isolat yang digunakan adalah R. pickettii. R. pickettii memiliki ciri-ciri koloni berwarna kuning dengan bentuk bundar dan tepian licin serta elevasi seperti tetesan. R. solani memiliki miselia berwarna putih kemudian berubah menjadi cokelat ketika sudah berumur tua. R. pickettii membentuk sklerotia jika tekanan lingkungan tinggi dan nutrisi tempat tumbuhnya habis.
Senyawa bioaktif antifungi merupakan salah satu bentuk senyawa yang dihasilkan oleh bakteri. Penggunaan senyawa bioaktif antifungi yang dihasilkan dari mikroorganisme seperti antibiotik sudah banyak digunakan. Beberapa jenis antibiotik yang biasa digunakan diantaranya adalah streptomisin, tetrasiklin, sikloheksamid dan blastisidin. Antibiotik jenis streptomisin dapat mengendalikan beberapa jenis bakteri dan cendawan patogen tanaman dengan berbagai aplikasi seperti penyemprotan, aplikasi ke tanah atau perlakuan benih (Agrios 2005). Penggunaan senyawa bioaktif antifungi memiliki manfaat mengendalikan dan mengurangi kehilangan hasil, serta meningkatkan kualitas tanaman. Selain itu, senyawa bioaktif antifungi lebih bersifat ramah lingkungan.
Menurut Rustam (2012) R. pickettii memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan R. solani. R. pickettii tidak fitotoksik, menghasilkan siderofor, enzim kitinase dan memiliki kemampuan dalam pelarutan fosfat. Miselium berukuran tetap dan menunjukkan keadaan tidak normal seperti lebih tipis, longgar, dan pucat. R. solani yang tumbuh pada PDA tidak diracuni akan terus tumbuh hingga miseliumnya memenuhi cawan petri. Hal ini menunjukkan bahwa aktivitas senyawa bioaktif antifungi bersifat aktif menghambat hingga cendawan patogen tidak dapat tumbuh dan berkembang. Menurut Rustam (2012) aktivitas senyawa bioaktif antifungi dari biakan R. pickettii berkorelasi positif dengan pertumbuhan selnya.
yang tidak normal seperti lebih tipis, semakin longgar dan tidak kompak serta warna yang semakin memucat (Gambar 1b). Kondisi ini disebabkan penekanan pertumbuhan oleh senyawa bioaktif antifungi di dalam media tumbuh R. solani. Senyawa ini dapat mematikan atau menghambat pertumbuhan mikroorganisme dengan beberapa cara yaitu menghambat biosintesis dinding sel, menghambat sintesis protein, menghambat sintesis DNA/RNA dan menghambat sintesis prekursor DNA/RNA (Walsh 2003). Selain itu, penekanan pertumbuhan juga dapat disebabkan oleh kekurangan nutrisi dan ruang bagi patogen untuk tumbuh (Goto 1990). Demain (1998) dalam Nofiani (2008) menyatakan bahwa keterbatasan nutrisi dan penurunan kecepatan pertumbuhan akan menghasilkan sinyal yang mempunyai efek regulasi sehingga menyebabkan diferensiasi kimia dan diferensiasi morfologi (morfogenesis).
Gambar 1 Aktivitas penghambatan pertumbuhan R. solani oleh senyawa bioaktif antifungi R. pickettii, kontrol (a) dan perlakuan dengan senyawa bioaktif antifungi (b) pada umur tiga hari setelah perlakuan.
Tabarez (2005) menyatakan bahwa pembentukan senyawa bioaktif antifungi diatur oleh nutrisi, penurunan kecepatan pertumbuhan, inaktivasi enzim, dan induksi enzim. Beberapa mikroba penghasil senyawa bioaktif antifungi dapat juga kehilangan kapasitas menghasilkan senyawa ini setelah penyimpanan (Tabarez 2005). Penyebab hal ini adalah tidak terpenuhinya kebutuhan nutrisi atau strain penghasil senyawa bioaktif antifungi. Penyebab lainnya adalah bakteri berada dalam keadaan stres atau lingkungan abiotik seperti suhu dan pH yang tidak menguntungkan. Oleh karena itu, efek penghambatan senyawa bioaktif antifungi ditemukan berbeda-beda pada perlakuan suhu dan pH yang diberikan.
Pengaruh Suhu dan pH terhadap Aktivitas Senyawa Bioaktif Antifungi R.
pickettii dalam Menghambat Pertumbuhan R. solani
Suhu dan pH memiliki peranan penting dalam menentukan efektivitas penghambatan R. pickettii terhadap R. solani. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa tidak ada interaksi suhu dan pH terhadap penekanan pertumbuhan R. solani (lampiran 1). Akan tetapi, secara terpisah suhu memberikan pengaruh nyata terhadap penekanan R. solani, sedangkan pH tidak berpengaruh nyata.
9
Pengaruh Suhu
Suhu menunjukkan pengaruh nyata terhadap penekanan R. solani. Hasil uji lanjut Duncan multiple range test (DMRT) pada taraf nyata 5% (α = 0.05) menunjukkan suhu 25oC tidak berbeda nyata terhadap suhu 35oC. Namun, suhu 25 oC berbeda nyata terhadap suhu 30oC dan 40oC (Tabel 1). Rustam (2012) menyatakan bahwa R. pickettii memiliki kemampuan antagonis yang efektif pada suhu normal 25-27oC.
Tabel 1 Tingkat penghambatan senyawa bioaktif antifungi R. pickettii terhadap R. solani pada berbagai suhu menggunakan Duncan multiple range test (DMRT) pada taraf nyata 5% (α = 0.05).
Pengujian pada suhu 25oC dan 35oC menunjukkan pengaruh yang tidak berbeda nyata. Demikian juga pada suhu 30oC dan 40oC menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata. Sebaliknya, pada suhu 25oC dan 35oC dengan suhu 30oC dan 40oC menunjukkan hasil yang berbeda nyata. Penghambatan pertumbuhan cendawan pada suhu 30oC dan 400C tidak begitu signifikan dan lebih rendah dibandingkan dengan penghambatan pada suhu 25oC dan 35oC. Faktor ini dapat disebabkan oleh kemampuan cendawan yang mampu tumbuh dan bertahan lebih kuat pada suhu tersebut dibandingkan suhu 25oC dan 35oC.
Berdasarkan hasil perhitungan penghambatan rata-rata, suhu 35oC menunjukkan nilai penghambatan paling tinggi. Pengaruh yang sama juga diberikan oleh suhu 25oC. Meskipun rata-rata penghambatan pada suhu 25oC lebih rendah daripada suhu 35oC, namun suhu 25oC memiliki pengaruh yang sama karena keduanya tidak berbeda nyata. Secara morfologis, suhu 25oC memiliki penghambatan yang cenderung konstan dibandingkan dengan suhu 35oC. Suhu 30 oC menunjukkan perbedaan dibandingkan dengan suhu 25 oC dan 35 oC. Perbedaan ini diduga disebabkan perlakuan suhu 30 oC tidak menggunakan waterbath, tet di suhapi menggunakan suhu ruang biasa. Oleh karena itu, kondisi lingkungan perlakuan seperti kelembaban, cuaca dan lain-lain tidak stabil. Hal inilah yang diduga menyebabkan suhu 30 oC memiliki penekanan yang lebih kecil dibandingkan suhu 25
o
C.
terbentuk tumbuh secara tidak normal. Menurut Pelczar (1986) keragaman suhu dapat mengubah proses metabolik tertentu dan morfologi sel. Semakin tinggi suhu menyebabkan efektivitas senyawa antifungi yang dihasilkan oleh bakteri cenderung menurun. Pertumbuhan cendawan di dalam PDA semakin baik karena efektivitas kerja senyawa antifungi menurun.
Pengaruh pH
Hasil analisis ragam menunjukkan pH tidak berpengaruh nyata terhadap penekanan R. solani. Meskipun pH tidak memberikan pengaruh yang berbeda nyata, namun pH 7 menunjukkan penghambatan rata-rata terbaik yakni sebesar 65.4% (Tabel 2). Sementara itu, pada pH yang lain pengaruh senyawa bioaktif antifungi cenderung sama. Penekanan yang paling kecil terdapat pada pH 9. Hal ini disebabkan penekanan pertumbuhan bakteri penghasil senyawa bioaktif antifungi sehingga senyawa bioaktif yang dihasilkan menjadi rendah. Penyebab lainnya diduga adalah keadaan basa yang menyebabkan R. solani tumbuh terhambat. Menurut menggunakan Duncan multiple range test (DMRT) pada taraf nyata 5% (α = 0.05).
Pirt (1975) menuliskan bahwa pH dapat memengaruhi laju pertumbuhan, metabolisme, komposisi biomassa, dan morfologi bakteri. R. pickettii termasuk bakteri yang hidup baik pada pH netral. Oleh karena itu, kondisi pH di bawah atau di atas pH netral, metabolisme R. pickettii menjadi terhambat. Akibatnya, produksi senyawa bioaktif antifungi R. pickettii juga terhambat. Selain itu, pengaruh pH juga ditunjukkan oleh perkembangan miselium R. solani. Pada pH 7 pertumbuhan miselium cendawan sangat tidak merata. Dengan kata lain, pH 7 memliki penghambatan yang cenderung lebih stabil. Menurut Cappucino dan Sherman (1996), umumnya bakteri dapat tumbuh optimum pada pH netral yakni 6.5-7.5.
11 hal ini adalah media tumbuh dari cendawan. Menurut Pratomo (2006) media tumbuh (PDA) dengan sumber karbon gugus monosakarida lebih mampu menunjang pertumbuhan miselium cendawan Rhizoctonia sp. sehingga cendawan ini mampu mentoleransi cekaman dari pengaruh lingkungan sampai pH yang relatif tinggi (pH 10).
Pengaruh Konsentrasi Senyawa Bioaktif Antifungi R. pickettii terhadap Penekanan R. solani juga memiliki pengaruh yang sama dengan 2 ml filtrat dalam 20 ml PDA. Artinya, pada konsentrasi 1.0% senyawa bioaktif antifungi mampu menekan patogen. Dengan kata lain bahwa rata-rata penghambatan pertumbuhan patogen berbanding lurus dengan konsentrasi yang diberikan. Semakin banyak konsentrasi senyawa bioaktif antifungi yang diberikan, penghambatan pertumbuhan patogen semakin besar.
Tabel 3 Tingkat penekanan pertumbuhan R. solani oleh senyawa bioaktif antifungi R. pickettii pada berbagai konsentrasi menggunakan Duncan multiple range test (DMRT) pada taraf nyata 5% (α = 0.05).
Tabel 3 juga menunjukkan bahwa penghambatan pada konsentrasi 7.5% dan 10.0% memiliki penekanan hampir sama yakni di atas 40%. Persentase ini mengindikasikan bahwa konsentrasi 7.5% mempunyai daya hambat yang setara dengan konsentrasi 10.0%. Penekanan tidak hanya terlihat secara kuantitatif tetapi juga terlihat secara kualitatif yakni berupa ketidaknormalan pertumbuhan miselium. Konsentrasi 7.5% dan 10.0% memperlihatkan ciri miselium yang sama yaitu tipis, transparan, tidak merata dan longgar dengan warna kekuningan. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa konsentrasi 7.5% filtrat senyawa bioaktif antifungi R. pickettii memiliki efektivitas yang sama dengan konsentrasi 10.0% dalam menekan R. solani, baik pada pertumbuhan maupun perkembangan miseliumnya.
menghambat perkembangan patogen. Ciri yang ditunjukkan berupa hifa yang tumbuh tipis, berwarna kecoklatan dan tidak merata.
Efektifitas penghambatan terlihat sama pada konsentrasi 5.0% dan 2.5%. Kedua konsentrasi ini menunjukkan angka yang tidak berbeda nyata terhadap 10.0% dan 1.0%. Pertumbuhan miselium hampir sama dengan konsentrasi 1.0% dan 2.5%, namun perkembangan miselium yang ditunjukkan tidak jauh berbeda dengan konsentrasi 1.00% (Gambar 2).
Gambar 2 Koloni R. solani pada PDA yang telah diracuni dengan filtrat senyawa bioaktif antifungi R. pickettii pada suhu 250C dan pH 7 dengan konsentrasi 0%(a), 1.0% (b), 2.5% (c), 5.0% (d), 7.5% (e), dan 10.0% (f). Semakin besar konsentrasi yang diberikan hifa cendawan semakin menunjukkan perkembangan yang tidak normal. Pada konsentrasi 7.5% hifa terlihat longgar, tipis dan tidak kompak. Sementara itu, pada konsentrasi 5.0% dan 2.5% hifa terlihat sedikit pucat, tipis dan hifa longgar meskipun ukuran diameternya sama dengan konsentrasi 1.0%. Sedangkan pada konsentrasi 1.0% hifa tumbuh secara penuh seperti 0.0%, namun warna hifa terlihat lebih pucat, struktur tidak merata dan longgar.
Tingkat konsentrasi senyawa bioaktif antifungi R. pickettii berpengaruh signifikan terhadap pertumbuhan R. solani. Semakin besar konsentrasi yang diberikan, aktivitas senyawa bioaktif ini akan semakin baik. Berdasarkan percobaan Budiarti (2012) mengenai efektifitas konsentrasi terhadap pertumbuhan S. aureus didapatkan bahwa konsentrasi 500 ppm merupakan konsentrasi terendah yang efektif dalam menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dibandingkan dengan konsentrasi 750 ppm dan 1000 ppm. Demikian juga dalam penelitian ini, konsentrasi senyawa bioaktif antifungi R. pickettii terendah yang efektif dalam menghambat pertumbuhan R. solani adalah 2.5%.
a
f e
c
d
13
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa suhu dan pH tidak memiliki interaksi yang nyata tehadap aktivitas senyawa bioaktif antifungi yang dihasilkan oleh R. pickettii dalam menekan R. solani. Suhu 25oC dan 35oC memberikan pengaruh yang tidak berbeda nyata dan merupakan suhu yang paling baik bagi efektivitas senyawa bioaktif antifungi R. pickettii dalam menekan R. solani dengan tingkat penekanan lebih dari 70%. Fermentasi R. pickettii pada pH 7 mendukung aktivitas senyawa bioaktif antifungi dalam menekan pertumbuhan R. solani dengan penekanan 65% dibandingkan kontrol. Uji keefektifan konsentrasi senyawa bioaktif antifungi R. pickettii dalam menekan R. solani menunjukkan pengaruh yang tidak nyata. Konsentrasi 7.5% dan 10.0% memiliki keefektifan yang sama dengan nilai hambatan lebih dari 40% terhadap pertumbuhan R. solani.
Saran
15
DAFTAR PUSTAKA
Adley C, Pembroke J, Ryan M. 2007. Ralstonia pickettii in environmental biotechnology potential and applications. J Appl Microbiol. 103(5): 754-764. Agrios GN. 2005. Plant Pathology. Ed ke-5. San Diego (US): Academic Press. [BB Padi] Balai Besar Penelitian Tanaman Padi. 2009. Penyakit hawar pelepah
(Rhizoctonia solani kuhn). Subang (ID): Balai Besar Penelitian Tanaman Padi
Budiarti RS. 2012. Efektivitas konsentrasi ekstrak patikan kerbau (euporbhia hirta l) terhadap pertumbuhan Bakteri staphylococcus aureus. Biospecies 5(5): 29-32. Cappucino JG, Sherman N. 1996. Microbiology: a Laboratory Manual. Edisi ke-4.
California (US): The Benjamin & Cummings Publishing Company.
Coenye T, De Vos P, Goris J, Vandamme P. 2003. Classification of Ralstonia pickettii-like isolates from the environment and clinical samples as Ralstonia insidiosa. J International Systematic and Evolutionary Microbiol. 53(3) : 1075-1080.
Fett J, Konstantinidis K, Isaacs N, Long D, Marsh T. 2003. Microbial diversity and resistance to copper in metal-contaminated lake sediment. J Microbiol Ecolog. 45(4): 191-202.
Goto M. 1990. Fundamental of Bacterial Plant Pathology. Tokyo (JP): Academic Press.
Hardiningtyas. 2009. Aktivitas antibakteri ekstrak karang lunak Sarcophyton sp. yang difragmentasi dan tidak difragmentasi di perairan Pulau Pramuka, Kepulauan Seribu [Tesis]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Nofiani R. 2008. Urgensi dan mekanisme biosintesis metabolit sekunder mikroba laut.J Nat Indo10 (2): 120-125.
Pirt SJ. 1975. Principles of Microbe and Cell Cultivation. London (EN): Blakewell Scientific Publications.
Pratomo R. 2006. Pengaruh macam, pH, dan penggoyangan media terhadap pertumbuhan cendawan Rhizoctonia sp.[Skripsi]. Bogor (ID): Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.
Prayudi B. 2000. Toleransi padi lokal rawa pasang surut terhadap penyakit hawar pelepah daun padi (Rhizoctonia solani). Bul Agron. 28(5): 37-40.
pengendalian penyakit hawar pelepah padi [Disertasi]. Bogor (ID): Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Tabarez, M.R. 2005.Discovery of the new antimicrobial compound 7-o-malonyl macrolactin a [Disertasi]. Wilhelmina (JE): Universitat Carolo-Wilhelmina. Walsh C. 2003. Antibiotics: Action, Origins, Resistance. Washington DC (US):
17
19 Lampiran 1 Analisis ragam pengaruh suhu dan pH terhadap aktivitas senyawa
21
6 Hifa tumbuh tidak normal, jarang dan tranparan kekuningan 7 Hifa tumbuh tidak normal, tipis, tidak merata, dengan warna
putih pucat
8 Hifa tumbuh tidak normal, tipis, tidak merata dan transparan 9 Hifa tumbuh tidak normal, tipis dan tidak merata
pertumbuhannya
30
5 Bentuk melingkar, hifa tumbuh terhambat dengan warna putih kemerahjambuan dengan ujung transparan
6 Hifa tumbuh tidak normal dan merata dengan warna putih kemerahjambuan
7 Hifa tumbuh terhambat dengan pinggiran transparan dan warna putih kemerahjambuan
8 Hifa tumbuh tipis dengan warna putih pucat dan ujung kemerahjambuan
9 Hifa tumbuh normal seperti kontrol tetapi lebih tipis dan tidak merata
35
5 Hifa berwarna jingga, tipis
6 Hifa tumbuh tidak merata, sedikit tipis berwarna putih
7 Hifa berwarna jingga trasparan, berwarna putih dan terlihat
6 Hifa tumbuh tidak normal dengan warna putih ke kreman dan trasnparan
7 Hifa tumbuh tidak normal dengan warna putih ke kreman dan ujung trasnparan
8 Hifa tumbuh normal dengan warna kejinggaan dan pinggiran transparan
