Uji Nematisidal Jamur Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) Terhadap Nematoda Puru Akar (Meloidogyne SPP.)

(1)

Rahmad Lingga : Uji Nematisidal Jamur Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) Terhadap Nematoda Puru Akar (Meloidogyne SPP.), 2010.

UJI NEMATISIDAL JAMUR ENDOFIT TANAMAN PADI

(Oryza sativa L.) TERHADAP NEMATODA PURU AKAR

(Meloidogyne SPP.)

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains

RAHMAD LINGGA

050805010

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PERSETUJUAN

Judul : UJI NEMATISIDAL JAMUR ENDOFIT TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) TERHADAP NEMATODA PURU AKAR (Meloidogyne spp.)

Kategori : SKRIPSI

Nama : RAHMAD LINGGA

Nomor Induk Mahasiswa : 050805010

Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI

Departemen : BIOLOGI

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di

Medan, Desember 2009

Komisi Pembimbing :

Pembimbing II Pembimbing I

Dr. Lisnawita, SP, M.Si Yurnaliza, S.Si, M.Si

(3)

PERNYATAAN

UJI NEMATISIDAL JAMUR ENDOFIT TANAMAN PADI

(Oryza sativa L.)

TERHADAP NEMATODA PURU AKAR (Meloidogyne

sp.)

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Desember 2009

(4)

Uji Nematisidal Jamur Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) terhadap Nematoda Puru Akar (Meloidogyne spp.)

ABSTRAK

Penelitian tentang “Uji Nematisidal Jamur Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) terhadap Nematoda Puru Akar (Meloidogyne spp.)” telah dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi FMIPA USU dan Laboratorium Penyakit Tumbuhan FP USU dari bulan April sampai Agustus 2009. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan nematisidal jamur endofit dari tanaman padi terhadap Meloidogyne spp. Isolat jamur endofit yang diperoleh sebanyak 10 isolat yang terdiri dari 5 genus yaitu Aspergillus, Monascus, Cochliobolus, Mucor, dan Penicillium. Hasil pengujian nematisidal In vitro

dalam melihat mortalitas juvenil Meloidogyne spp menunjukkan 2 isolat yang paling potensial yaitu Monascus sp. sebesar 45% dan Aspergillus sp1 sebesar 39,33%. Sedangkan untuk uji nematisidal In vivo menunjukkan perlakuan Monascus sp.dan

Mucor sp. sebagai perlakuan yang paling potensial dalam menekan jumlah puru akar. Perlakuan yang paling potensial dalam menekan jumlah populasi akhir dan faktor reproduksi Meloidogyne spp. adalah perlakuan Monascus sp. dan Aspergillus sp1. Untuk parameter pertumbuhan tanaman, perlakuan yang paling potensial adalah perlakuan

Aspergillus sp6 untuk berat tajuk tanaman dan panjang akar tanaman dan Aspergillus sp2 untuk tinggi tanaman. Mekanisme penghambatan perkembangan Meloidogyne spp. diduga adalah kemampuan jamur endofit dalam menghasilkan senyawa toksin bagi nematoda serta membentuk hifa yang menjerat juvenil nematoda tersebut.

(5)

Nematicidal Test of Endophyte Fungi of Rice (Oryza sativa l.) against Root-Knote Nematode (Meloidogyne spp.)

ABSTRACT

A Study on “Nematicidal Test of Endophyte Fungi of Rice (Oryza sativa L.) Against Root-knote Nematode (Meloidogyne spp.) has been conducted in Microbiology Laboratory, Biology Department, Mathematic and Natural Science Faculty and Phytopathology Laboratory, Agriculture Faculty, North Sumatera University, from April until August 2009. Ten endophyte fungi were succesfully cultured on Potato Dextrose Agar (PDA) medium. They consisted of five genera, such as, Aspergillus, Monascus, Penicillium, Cochliobolus, and Mucor. On In vitro test result showed that two potential endophyte fungi to killed juvenile of Meloidogyne spp., that were J1 Monascus sp. about 45% and Aspergillus sp1 about 39,33%. But on In vivo test result showed the potential endophyte fungi to reduced the number of root-knote were Monascus sp. and Mucor sp. In parametre of the number of final population and reproduction factor, Monascus sp. and

Aspergillus sp1 were the most potential. On parametre of plant growth the most potential endophyte fungi were Aspergillus sp6 on weight of plant and length of root, and J3

Aspergillus sp2 on posture of plants. The ability of endophyte fungi suspected by the effect of toxin metabolites and by trapped mechanism of endophytes fungi hiphae.

Keywords : Meloidogyne spp., Nematisidal, Monascus sp.

(6)

Rahmad Lingga : Uji Nematisidal Jamur Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) Terhadap Nematoda Puru Akar

2.3 Mekanisme dan Gejala Serangan Meloidogyne spp. 6

2.4 Jamur Endofit 7

2.5 Pengendalian Hayati Nematoda Dengan Endofit 9

Bab 3 Bahan dan Metoda 10

3.1 Waktu dan Tempat 10

3.2 Bahan 10

3.3 Isolasi dan Perbanyakan Nematoda 10

3.4 Isolasi dan Perbanyakan Endofit 11

3.5 Uji Aktifitas Nematisidal secara In Vitro 12

3.6 Uji Nematisidal secara In Vivo 12

(7)

4.2 4.3

4.4

Kemampuan Nematisidal secara In vitro

Kemampuan Nematisidal secaraIn vivo 4.3.1 Jumlah Puru Akar (Root Gall) 4.3.2. Indeks Reproduksi Meloidogyne spp Pengaruh Terhadap Pertumbuhan Tanaman

17 19 19 20 22

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 25

(8)

DAFTAR GAMBAR

Gambar Judul Halaman

2.1 Juvenil Meloidogyne spp. 11

(9)

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Judul Halaman

A Foto Penelitian Uji Nematisidal Jamur Endofit 29

B Output Perhitungan Uji Non Parametric Test dengan

Software SPSS Version 15.00

32

C Output Perhitungan Uji Anova dengan Software SPSS

Version 15.00

33

D Gambaran Koloni dan Hifa Jamur Endofit yang Diisolasi 36

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel Judul Halaman

4.1 Isolat Jamur Endofit yang diperoleh dari tanaman padi 14

4.2 Karakteristik Isolat Jamur Endofit yang diperoleh dari

tanaman padi.

16

4.3 Mortalitas juvenil Meloidogyne spp. akibat pengaruh

pemberian ekstrak jamur endofit.

18

4.4 Jumlah Puru Akar Tanaman Padi setelah diinokulasi 100

juvenil Meloidogyne spp. selama 40 hari.

19

4.5 Faktor Reproduksi Meloidogyne spp. 21

4.6 Pengamatan pengaruh Inokulasi jamur endofit terhadap

pertumbuhan tanaman.

(11)

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Indonesia sebagai negara yang sedang berkembang dengan jumlah penduduk yang banyak, sangat membutuhkan usaha penyediaan pangan terutama beras, karena beras merupakan makanan pokok bagi hampir 200 juta rakyat Indonesia (Sudarmo, 1991). Berbagai program untuk meningkatkan hasil tanaman padi telah dilakukan. Program tersebut antara lain meliputi pemilihan bibit unggul, pengolahan tanah, penanaman, pengairan dan pengendalian hama penyakit.

(12)

penyakit bertujuan untuk mengamankan produksi atau membatasi kehilangan hasil (Anonimus, 1973).

Salah satu jenis penyakit yang umum menyerang tanaman padi adalah nematoda. Banyak genus nematoda parasitik tumbuhan yang ditemukan berasosiasi dengan tanaman padi, tetapi tidak semua memberikan pengaruh yang merugikan secara ekonomi. Mereka mempunyai sifat parasitik yang berbeda-beda, tetapi semua dapat menyebabkan kerusakan mekanis dan atau diikuti perubahan fungsi fisiologi selama masa pertumbuhan tanaman. Hal ini mengakibatkan hambatan pertumbuhan dan kehilangan hasil ( Luc et al., 1995). Gejala serangan nematoda yang sering muncul adalah tanaman yang terinfeksi menjadi kerdil, menguning dan kehilangan ketahanan, pertumbuhan tidak normal, timbul pembengkakan dan puru pada sistem perakaran (Luc et al., 1995), kerdil dan cenderung layu pada hari-hari panas (Sudarmo, 1991).

Beberapa teknik pengendalian nematoda telah dilakukan seperti penggunaan nematisida kimia, bahan organik, kultur teknis dan kultivar yang resisten, tetapi belum memberikan hasil yang memuaskan. Pengendalian biologi dengan menggunakan fungi endofit merupakan salah satu alternatif pengendalian nematoda parasit tanaman. Keunggulan jamur ini sebagai agen pengendali hayati yaitu mampu meningkatkan ketersediaan nutrisi, menghasilkan hormon pertumbuhan dan mengendalikan penyakit tumbuhan (Kloepper et al., 1992) serta menginduksi ketahanan tanaman (Hallmann, 2001).

(13)

Spingomonas pancimobilis dapat mengurangi populasi Meloidogyne incognita pada mentimun sampai 50% (Hallman et al., 1995). Selanjutnya menurut Sarbini (1993) bahwa beberapa jamur memperlihatkan prospek dalam mengendalikan nematoda Meloidogyne

spp. seperti spesies-spesies dari Kelas Basidiomycetes dan Kelas Deutromycetes antara lain Genus Gliocladium dan Paecilomyces. Akan tetapi informasi tentang pemanfaatan jamur endofit masih sangat sedikit, sehingga perlu dilakukan penelitian terhadap pemanfaatan jamur sebagai agen pengendali hayati nematoda.

1.2Permasalahan

Beberapa jenis jamur memperlihatkan prospek yang baik dalam mengendalikan

Meloidogyne spp. seperti dari Kelas Basidiomycetes dan Deuteromycetes (Sarbini, 1993). Akan tetapi belum diketahui bagaimana kemampuan jamur endofit pada akar padi dalam mengendalikan nematoda puru akar padi.

1.3Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jenis dan kemampuan nematisidal jamur endofit dari tanaman padi dalam mengendalikan nematoda puru akar.

(14)

Jamur endofit pada tanaman padi memiliki kemampuan dalam mengendalikan nematoda puru akar tanaman padi.

1.5Manfaat

Penelitian ini memberikan informasi mengenai kemampuan jamur endofit akar padi sebagai pengendali nematoda puru akar tanaman padi.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tanaman padi

(15)

Padi termasuk Genus Oryza yang meliputi lebih kurang 25 spesies, tersebar di daerah tropik dan daerah subtropik seperti Asia, Afrika, Amerika dan Australia. Padi berasal dari dua benua, yaitu Asia dan Afrika. Oryza fatua Koenig dan Oryza sativa L berasal dari benua Asia, sedangkan jenis padi lainnya yaitu Oryza stapfii Roschev dan

Oryza glaberima Steund berasal dari Afrika barat. Padi yang ada sekarang ini merupakan persilangan antara Oryza officinalis dan Oryza sativa Spontania (Dinas Pertanian dan Kehutanan Kabupaten Bantul, 2009)

Tanaman padi dapat hidup baik di daerah yang berhawa panas dan banyak mengandung uap air. Curah hujan yang baik rata-rata 200 mm per bulan atau lebih, dengan distribusi selama 4 bulan. Curah hujan yang dikehendaki per tahun sekitar 1500-2000 mm. Suhu yang baik untuk pertumbuhan tanaman padi 230C. Tinggi tempat yang cocok untuk tanaman padi berkisar antara 0-1500 mdpl (Dinas Pertanian dan Kehutanan Kabupaten Bantul, 2009).

2.2 Nematoda parasit padi

Nematoda adalah binatang yang bergerak aktif, lentur dan berbentuk seperti pipa, hidup pada permukaan yang lembab atau lingkungan yang berair. Mereka mempunyai sistem organ yang lengkap sebagaimana binatang mempunyai organ kompleks, tetapi mereka tidak memiliki sistem peredaran darah (Dropkin, 1989).

(16)

Arkansas. Sebelumnya nematoda tersebut diidentifikasi oleh Steiner sebagai Heterodera marioni Cornu pada tahun 1979. Pada tahun 1934, Steiner melaporkan bahwa nematoda puru akar pada Oryza sativa dan dua tanaman sayuran yang berassosiasi pada lahan padi,

Amaranthus spinosus L. dan Echinochloa crusgalli (L.) Beauv. Beberapa spesies nematoda diketahui dapat menyebabkan kerusakan pada semua lingkungan tanaman padi, sedangkan informasi mengenai yang lain masih jarang diketahui.

Nematoda puru akar, Meloidogyne sp. telah dijumpai pada tanaman padi di banyak negara. M. graminicola banyak tersebar di Asia Tenggara, Myanmar, Bangladesh, Laos, Tahiland, Vietnam, India dan mungkin juga terdapat di negara-negara di sekitar kawasan tersebut (Luc et al., 1995).

Meloidogyne graminicola memiliki siklus hidup 23-27 hari (dari telur ke telur) pada suhu 260C dan terjadi pada banyak daerah pertumbuhan meliputi Laos, India, Thailand dan bagian selatan Amerika Serikat. Golden dan Birchfield melaporkan ada tujuh varietas asing dan 23 varietas lokal padi yang kebal terhadap nematoda puru akar. Penelitian mereka bertujuan mengetahui persebaran inang dari M. graminicola serta keragaman genotip beberapa kultivar padi yang mungkin memiliki bibit penyakit untuk penyeleksian resistensi terhadap nematoda tersebut (Yik and Birchfield, 1978).

2.3 Mekanisme dan Gejala Serangan Meloidogyne spp.

(17)

terutama terdiri dari protein, polisakarida seperti pektin selulase dan hemiselulose serta pati sukrosa dan glikosid menjadi bahan-bahan lain. Meloidogyne spp. mengeluarkan enzim selulase yang dapat menghidrolisis selulosa enzim endopektin metil transeliminase yang dapat menguraikan pektin. Dengan terurainya bahan-bahan penyusun dinding sel ini maka dinding sel akan rusak dan terjadilah luka. Selanjutnya nematoda ini bergerak diantara sel-sel atau menembus sel-sel menuju jaringan sel yang terdapat cukup cairan makanan, kemudian menetap dan berkembangbiak kemudian nematoda tersebut masih mengeluarkan enzim proteolitik dengan melepaskan IAA ( Asam Indol Asetat ) yang merupakan heteroauksin tritopan yang diduga membantu terbentuknya puru (Bird,1972).

Menurut Dropkin (1991) bahwa apabila akar terinfeksi oleh Meloidogyne spp. maka diferensiasi xilem dan floem pada akar tanaman terganggu yang mengakibatkan pengangkutan zat hara ke bagian tanaman di atas permukaan tanaman makin berkurang, dengan demikian tanaman yang terinfeksi memerlukan lebih banyak energi untuk pertumbuhan tanaman di atas permukaan tanah. Ditambahkan lagi oleh Lambert (1979) bahwa infeksi oleh Meloidogyne spp. menyebabkan terjadi proliferasi dan hipertropi sel-sel korteks, sehingga menyebabkan terjadinya pembengkakan dan abnormalitas sel-sel-sel-sel terjadi karena dirangsang oleh sekresi yang dikeluarkan melalui stiletnya sehingga terbentuk sel-sel raksasa. Puru akar merupakan pembesaran dari akar yang disebabkan karena nematoda mengambil nutrisi dari akar tersebut menyebabkan pembentukan sel-sel raksasa pada jaringan inang dan pertumbuhan sel itu terangsang menyebabkan pembentukan puru.

(18)

tunggang tanaman. Meskipun pada beberapa spesies nematoda puru akar akan membentuk tipe puru akar yang sama,sehingga sulit dibedakan antara satu dengan yang lainnya.

Nematoda bengkak akar (Meloidogyne spp.) dikenal sebagai parasit akar pada berbagai jenis tanaman, terutama di daerah tropik dan subtropik. Interaksinya dengan tanaman inang menimbulkan gejala yang khas pada bagian akar di bawah permukaan tanah (Sudarmo, 1991). Tanaman yang terinfeksi menjadi kerdil dan menguning dan kehilangan ketahanan, pertumbuhan tidak normal, timbul pembengkakan dan puru pada sistem perakaran (Luc et al., 1995), kerdil dan cenderung layu pada hari-hari panas (Sudarmo, 1991). Ujung akar yang terserang membengkak dan membengkok, merupakan gejala yang khas oleh M. graminicola dan M. oryzae. Pada lahan kering dan lahan yang kadangkala tergenang air dangkal, semua spesies mampu menyebabkan hambatan pertumbuhan yang parah, gabah yang tidak berisi, anakan berkurang, klorosis, layu dan hasilnya rendah (Luc et al., 1995).

2.4 Jamur endofit

(19)

Ditinjau dari sisi taksonomi dan ekologi, jamur ini merupakan organisme yang sangat heterogen. Petrini et al. (1992) menggolongkan jamur endofit dalam kelompok Ascomycotina dan Deuteromycotina. Keragaman pada jasad ini cukup besar seperti pada Loculoascomycetes, Discomycetes, dan Pyrenomycetes. Strobell et al. (1996) , mengemukan bahwa jamur endofit meliputi genus Pestalotia, Pestalotiopsis, Monochaetia, dan lain-lain. Sedangkan Clay (1988) melaporkan, bahwa jamur endofit dimasukkan dalam famili Balansiae yang terdiri dari 5 genus yaitu Atkinsonella, Balansiae, Balansiopsis, Epichloe dan Myriogenospora. Genus Balansiopsis umumnya dapat menginfeksi tumbuhan tahunan dan hidup secara simbiosis mutualistik dengan tanaman inangnya. Dalam simbiosis ini, jamur dapat membantu proses penyerapan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman untuk proses fotosintesis serta melindungi tanaman inang dari serangan penyakit, dan hasil dari fotosintesis dapat digunakan oleh jamur untuk mempertahankan hidupnya (Bacon, 1991 ; Petrini et al., 1992 ; Rao, 1994).

Assosiasi jamur endofit dengan tumbuhan inangnya, oleh Carrol (1988) digolongkan dalam dua kelompok, yaitu mutualisme konstitutif dan induktif. Mutualisme konstitutif merupakan assosiasi yang erat antara jamur dengan tumbuhan terutama rumput-rumputan. Mutualisme induktif adalah assosiasi antara jamur dengan tumbuhan inang, yang penyebarannya terjadi secara bebas melalui air dan udara. Jenis ini hanya menginfeksi bagian vegetatif inang dan seringkali berada dalam keadaan metabolisme inaktif pada periode yang cukup lama.

(20)

diperkirakan memiliki kemampuan yang sama dengan bahan aktif yang dihasilkan oleh tanaman induknya. Telah banyak penelitian yang dilakukan untuk mengisolasi mikroorganisme endofit pada beberapa tanaman, misalnya pada tanaman obat (Tan and Zhou, 2001), Tanaman budidaya seperti padi (Ziniel et al, 2002).

2.5 Pengendalian Hayati Nematoda Dengan Endofit

Mikroorganisme endofit merupakan salah satu agen pengendali hayati. Menurut FAO (1988) faktor awal yang sangat menentukan keberhasilan pengembangan agens hayati untuk pengendalian patogen tanaman adalah ketepatan dalam pemilihan jenis dan sumber agen hayati yang akan dikembangkan. Pada umumnya jenis agen hayati yang dikembangkan adalah mikroba alami, baik yang hidup sebagai saprofit di tanah, air dan bahan organik, maupun yang hidup dalam jaringan tanaman (endofit) yang bersifat menghambat pertumbuhan dan berkompetisi dalam ruang dan nutrisi dengan patogen sasaran, dan bersifat menginduksi ketahanan tanaman.

Pengendalian biologi dengan menggunakan mikroorganisme endofit merupakan salah satu alternatif pengendalian nematoda parasit tanaman. Aplikasi bakteri endofit melalui perlakuan benih dapat mengurangi 30-50% jumlah bengkak (puru) M. Incognita

(21)

Mikroorganisme lain yang efektif sebagai musuh alami Meloidogyne spp. yaitu

Dactilella sp., Dactylaria sp., Artrobotrys sp., dan Botrytis sp. Semua spesies jamur tersebut mampu membentuk hifa perangkap yang dapat menangkap larva nematoda setiap saat di daerah rhizosfer. Akhir-akhir ini banyak penelitian ditujukan pada jamur oportunistik untuk mengendalikan nematoda. Jamur tersebut antara lain Fusarium, Verticillium, Aspergillus, Penicillium dan Paecilomyces, yang mudah ditemukan di dalam tanah dengan kandungan bahan organik yang cukup tinggi. Sejauh ini keefektifan jamur oportunistik dalam mengendalikan nematoda telah banyak dilaporkan. Mekanisme pengendalian diduga akibat pengaruh toksin yang dihasilkan jamur yang berpengaruh negatif terhadap kehidupan nematoda parasit. Namun peneliti lain membuktikan bahwa jamur oportunistik dapat mengkolonisasi nematoda betina sebelum nematoda tersebut bertelur (Sayre, 1971).

BAB 3

(22)

3.1Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilakukan pada bulan April 2009 sampai September di Laboratorium Mikrobiologi FMIPA USU dan Laboratorium Penyakit Tumbuhan Fakultas Pertanian USU, Medan.

3.2 Bahan

Bahan-bahan yang digunakan adalah akar padi (Oryza sativa L.), natrium hipoklorit 1,5 %, natrium hipoklorit 5,3 %, akuadest, HgCl2 0,01 %, streptomisin sulfat 0,1 %, potato dextrose agar (PDA), etanol, methanol, dan streptomisin sulfat, gliserin, HCl pekat, acid fuksin.

3.3Isolasi dan Perbanyakan Nematoda

(23)

yang berumur satu minggu. Isolat nematoda dituangkan ke bagian akar muda yang ditanam pada tanah yang steril. Selanjutnya, nematoda diekstraksi kembali setelah satu bulan.

Gambar 2.2.1. Juvenil Stadium 2 Meloidogyne spp.

3.4 Isolasi dan Perbanyakan Endofit

Isolasi fungi endofit dari akar padi dilakukan dengan metode Radu and Kqueen (2002) dengan modifikasi. Akar dan batang padi dicuci dengan air mengalir selama 20 menit, dikeringkan dengan tissu, disterilisasi dengan etanol 2 menit, natrium hipoklorit 5,3 % selama 5 menit. Terakhir dibilas dengan akuades steril sebanyak 2 kali, dan dikeringkan dengan kertas saring steril. Batang padi dipotong 4 bagian dan sedangkan bagian akar dihaluskan terlebih dahulu kemudian diambil ekstraknya, diletakkan pada media PDA. Jamur endofit yang diperoleh diinkubasi pada suhu ruang selama 5 hari. Koloni jamur yang diperoleh dibuat biakan murninya untuk diidentifikasi berdasarkan ukuran, bentuk, pinggir, warna permukaan bawah koloni, serta pengamatan mikroskopik hifa.

(24)

Uji nematisidal jamur endofit dilakukan terhadap ekstrak jamur endofit. Koloni biakan murni jamur endofit yang berumur 6 hari ditambahkan dengan 0,2 ml streptomisin sulfat 0,1%, digerus dengan jarum ose yang ujungnya dibengkokkan dan ditampung ekstraknya. Ekstrak jamur dituangkan ke dalam microwhell, diinokulasikan sebanyak 100 juvenil nematoda puru akar (Lampiran A), diinkubasi pada suhu ruang. pengamatan mortalitas juvenil nematoda puru akar (Lampiran A) dilakukan setelah 24 jam dengan mempergunakan mikroskop cahaya. Nematoda dapat dianggap mati apabila tidak menunjukkan pergerakan setelah disentuh dengan jarum.

Uji nematisidal In vitro ini dilakukan dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Non Faktorial. Perlakuanterdiri dari jamur endofit, air, dan ekstrak agar. Setiap perlakuan dibuat dengan 3 kali ulangan.

3.6Uji Nematisidal Jamur Endofit secara In Vivo

3.6.1 Inokulasi Jamur Endofit dan Nematoda Puru Akar

(25)

3.6.2 Evaluasi Ketahanan terhadap Nematoda Puru Akar

Evaluasi ketahanan ditentukan dengan menggunakan Metode Sasser et al. (1984), yaitu dengan menentukan indeks puru dan faktor reproduksi. Indeks puru akar ditentukan dengan Metode Canto-Saenz (1985), yaitu dengan menghitung jumlah puru (Lampiran A), selanjutnya diskoring sebagai berikut :

1. Skala 0 : tidak ada puru akar 2. Skala 1 : terdapat 1-15 puru 3. Skala 2 : terdapat 16-35 puru 4. Skala 3 : terdapat 36-50 puru 5. Skala 4 : terdapat 51-100 puru 6. Skala 5 : terdapat lebih dari 100 puru

(26)

Faktor reproduksi (pf) ditentukan dengan membandingkan jumlah populasi awal dengan jumlah populasi akhir, dengan rumus:

pf = p0/pi

dimana

:

pf = faktor reproduksi

pi = populasi akhir total

p0 = populasi awal yang diinokluasi

3.6.3 Pengamatan Pertumbuhan Tanaman

(27)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Isolasi Jamur Endofit

Hasil isolasi jamur endofit dari tanaman padi diperoleh sebanyak 10 isolat yang terdiri dari 5 genus, 3 famili dan 3 ordo serta berasal dari 2 kelas yaitu Ascomycetes dan Zigomycetes. Kelima genus isolat tersebut adalah Aspegillus, Cochliobolus, Mucor, Penicillium dan Monascus (Tabel 4.1). Kelas Ascomycetes merupakan kelas yang paling banyak diisolasi yaitu sebanyak 9 isolat, sedangkan Kelas Zigomycetes yang diisolasi hanya 1 genus.

Tabel 4.1 Isolat Jamur Endofit yang diperoleh dari tanaman padi

Genus/Spesies Famili Ordo Kelas

Aspergillus sp 1 Eurotiaceae Eurotiales Ascomycetes

Cochliobolus lunatus

(28)

Monascus sp. Monascaceae Eurotiales Ascomycetes

Mucor sp. Mucoraceae Mucorales Zygomycetes

Penicillium sp. Eurotiales Eurotiales Ascomycetes

Aspergillus merupakan genus yang paling banyak ditemukan dengan persentase kehadiran sebesar 60%. Sedangkan genus lainnya hanya ditemukan masing-masing 1 isolat dengan persentase kehadiran 10% ( Gambar 4.1). Hal ini mungkin dikarenakan Aspergillus merupakan jamur yang bersifat kosmopolitan (tersebar di seluruh permukaan bumi).

Gambar 4.1 Persentase kehadiran genus yang diisolasi dari tanaman padi

(29)

menghasilkan konidia. Aspergillus merupakan jamur yang memiliki keragaman jenis yang cukup tinggi, terdapat sekitar 180 jenis anamorf dan 70 jenis teleomorf (Samsons et al., 1995). Genus ini memiliki kemampuan dalam mengikat N bebas dan melarutkan pospat dalam tanah (Goenadi et al., 1995). Genus ini juga memiliki fungsi yang sangat penting bagi tanaman, karena dapat melarutkan pospat dan mengikat nitrogen (Rao, 1982).

Tabel 4.2 Karakteristik Isolat Jamur Endofit yang diperoleh dari tanaman padi

Jenis Warna Koloni Permukaan

Koloni

Konidia

Atas Bawah

Aspergillus Sp.1 Hijau krem Hijau Kasar Ovate Aspergillus Sp.2 Cokelat

kekuningan

Krem Halus Ovate

Aspergillus Sp.3 Kuning kecokelatan

Cokelat Halus Ovate

Aspergillus Sp.4 Hijau kecokelatan

Abu-abu Kasar Ovate

Aspergillus sp.5 Hijau Hijau Halus Globose

Aspergillus sp.6 Hitam Hitam Kasar Ovate

Cochliobolus lunatus

Hitam abu-abu Hitam Halus Geniculate

Monascus sp. Putih Kuning kemerahan

(30)

bersifat heterotalik. Askomata terbentuk sesudah perkawinan dari hifa pada stromata berbentuk kolumnar, dan pematangan setelah 20 hari. Spesies ini banyak sekali ditemukan di daerah tropis, terutama pada tumbuh-tumbuhan, dan telah diisolasi dari sawah, perkebunan, kacang-kacangan, rhizosfer padi. Spesies ini memiliki suhu pertumbuhan optimum 240C-300C. Spesies ini dapat bertahan hidup selama 2 tahun dalam tanah dalam bentuk sklerotia.

Isolat Penicillium sp. yang diperoleh memiliki ciri koloni yang berwarna hijau krem, permukaan kasar (Tabel 4.2) Menurut Gilman (1971) Genus Penicillium memiliki hifa vegetatif yang menjalar, bersekat, dan pada bagian apeks memiliki vertisilia yang muncul dari percabangan primer yang tegak lurus, dan masing-masing vertisilia memilki percabangan sekunder (metula) dan terkadang memiliki percabangan tersier (phialid). Konidianya berbentuk globose, bulat telur (oval) atau elips, halus ataupun kasar Genus ini merupakan jamur yang kosmopolit yang bersifat saprofit dan parasit pada tanaman tingkat tinggi. Penicillium digitatum misalnya telah berhasil diisolasi dari tanaman padi dan jagung (Samsons et al., 1995).

(31)

Mucor sp. yang diisolasi memiliki karakteristik warna koloni berwarna krem, tekstur permukaan kasar, dan konidia bentuk ovate(Tabel 4.2). Menurut Gilman (1971), miselium Mucor tersebar luas di dalam atau diluar substrat, tanpa rhizoid, dan umumnya memiliki banyak percabangan. Sporangia biasanya tegak lurus pada simpodial sporangiospor, dan memiliki banyak warna. Memiliki kolumela, dengan variasi bentuk dan tipe, ada yang berwarna dan ada yang tidak. Raymond and Poitcelot (1978) dalam Hidayati (2005) menyatakan Mucor termasuk kelompok jamur termofilik dan hidup dalam kondisi asam serta mampu mendegradasi senyawa kompleks menjadi senyawa organik sederhana.

4.2 Kemampuan Nematisidal secara In vitro

(32)

pengurai kutikula, sehingga larva melekat dan selanjutnya terjadi penguraian lapisan kutikula yang menyebabkan kematian larva nematoda tersebut. Peneliti lain membuktikan bahwa jamur oportunistik dapat mengkolonisasi nematoda betina sebelum nematoda tersebut bertelur (Sayre, 1971).

Tabel 4.3 Mortalitas juvenil Meloidogyne spp. akibat pengaruh pemberian ekstrak jamur endofit.

Cochliobolus lunatus 22.33 bc

Mucor sp. 16.00 c

Penicillium sp. 21.67 bc

Keterangan: Huruf yang berbeda menunjukkan nilai yang berbeda nyata berdasarkan uji Duncan, = 0, 05.

4.3 Kemampuan Nematisidal Jamur Endofit terhadap Meloidogyne spp. secara In vivo

4.3.1 Jumlah Puru Akar (Root Gall)

(33)

oleh perlakuan isolat Monascus sp. sebanyak 27 puru dengan indeks puru akar skala 2 (Tabel 4.4). Sedikitnya jumlah puru akar ini kemungkinan disebabkan kemampuan jamur endofit dalam menghambat pertumbuhan nematoda puru akar sehingga tidak dapat berkembang membentuk puru akar. Sedangkan perlakuan isolat Penicillium sp. memperlihatkan jumlah puru akar tertinggi yaitu sebanyak 56,33 puru dengan indeks puru akar skala 4. Jumlah puru akar pada perlakuan isolat Penicillium sp. lebih tinggi daripada perlakuan kontrol (tanpa inokulasi jamur endofit). Hal kemungkinan disebabkan karena Penicillium sp. tidak memiliki kemampuan dalam menghambat perkembangan nematoda puru akar.

Tabel 4.4 Jumlah Bengkak Akar Tanaman Padi setelah diinokulasi 100 juvenil Meloidogyne spp. selama 40 hari.

Perlakuan Rata-Rata (Puru) Indeks Puru Akar

Kontrol 35.67 bcde 3

Keterangan : Huruf yang berbeda menunjukkan nilai berbeda nyata antar perlakuan

berdasarkan uji Duncan, = 0, 05.

.

(34)

dibandingkan dengan pemberian nematisida Temik 10% G pada dosis 25 kg/ha, Nemacur 5% G pada dosis 50 kg/ha dan Furadan 5% G pada dosis 50 kg/ha serta pemberian bahan organik pada dosis 10 ton/ha. Sarbini (1993) mengemukakan bahwa jamur yang memparasiti telur Meloidogyne spp. terutama berasal dari genus Gliocladium dan Paecilomyces mempunyai prospek untuk dikembangkan sebagai agen pengendali secara hayati untuk mengendalikan Meloidogyne spp. Morgan-Jones et al. (1984) mempelajari mekanisme paratisitisme P. lilacinus terhadap telur dan larva Meloidogyne arnearia . Hifa cendawan P. lilacinus masuk ke dalam kulit telur melalui lubang kecil. Cendawan kemudian tumbuh dan menghancurkan khitin dan lipid dari lapisan kulit serta menghancurkan isi telur. Cara yang sama terjadi pada larva stadium kedua. Menurut Jatala (1985) telur Meloidogyne spp. yang terletak di dalam matrik gelatin sangat mudah diserang oleh P. lilacinus. Jamur yang menginfeksi massa telur, tumbuh sangat cepat dan akhirnya memparasit semua telur yang ada di dalam massa telur tersebut.

4.3.2. Faktor Reproduksi Meloidogyne spp.

(35)

jumlah populasi akhir nematoda terbesar yaitu sebanyak 3329 individu dengan nilai faktor reproduksi 0,03.

Table. 4.5 Faktor Reproduksi Meloidogyne spp.

Perlakuan

Aspergillus sp3 1150.00 bcdefg 1311.33 ef 2461.33 efg 0.04

Aspergillus sp4 1130.67 bcdef 1034.00 cd 2164.67 d 0.05

Aspergillus sp5 1101.67 bcde 1172.67 de 2274.33 de 0.04

Aspergillus sp6 1079.00 bc 1394.00 efg 2473.00 efg 0.04

Cochliobolus

lunatus 1151.67 bcdefgh 1648.33 i 2800.00 h 0.04

Mucor sp. 1034.67 b 824.67 b 1859.33 c 0.05

Penicillium sp. 1318.33 cdefghi 1864.00 ij 3182.33 i 0.03

(36)

Mekanisme nematisidal jamur endofit yang diperlakukan dapat berupa pembentukan hifa yang mampu menjerat juvenil, membunuh dengan toksin yang dihasilkan jamur tersebut. Hal ini sesuai dengan pernyataan Bills et al. (2002) dalam Strobel and Daysi (2003) bahwa endofit yang terdapat di daerah tropis menghasilkan senyawa metabolit sekunder dalam jumlah yang cukup banyak. Nematoda Meloidogyne

spp. biasanya menembus jaringan epidermis akar dan bergerak ke jaringan korteks untuk mengambil makanan tidak mampu bertahan akibat adanya metabolit yang bersifat toksin tersebut. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sayre (1971) bahwa selain dengan mekanisme pembunuhan akibat toksin yang dihasilkan sebagian jamur opotunistik dapat mengkolonisasi nematoda betina sebelum bertelur.

Jumlah puru akar berbanding lurus dengan jumlah populasi akhir nematoda. Tetapi pada penelitian ini ada sedikit penyimpangan, dimana jumlah puru akar terbanyak adalah perlakuan isolat Penicillium sp. sedangkan jumlah populasi akhir nematoda puru akar terbanyak adalah perlakuan kontrol. Hal ini kemungkinan disebabkan perbedaan jumlah populasi nematoda yang terdapat dalam puru akar yang berbeda-beda. Sehingga ada kemungkinan jumlah puru akar yang sedikit memiliki jumlah populasi yang lebih besar.

4.4 Pengaruh Inokulasi Jamur Endofit terhadap Pertumbuhan Tanaman

(37)

tinggi 23 cm. Hal ini kemungkinan akibat adanya pengaruh yang diberikan jamur endofit dalam meningkatkan kemampuan tanaman dalam menyerap unsur hara sehingga mempengaruhi pertumbuhan tanaman. Thakiura et al. (2004) menyatakan jamur endofit memiliki kemampuan dalam menginduksi tanaman untuk menghasilkan hormon pertumbuahn auksin.

Tabel 4.6 Pengamatan pengaruh jenis jamur endofit terhadap pertumbuhan tanaman.

Keterangan : Keseluruhan data yang ditampilkan tidak berbeda nyata berdasarkan uji

Duncan , = 0,05

(38)

dengan perlakuan yang hanya menggunakan Meloidogyne spp. selanjutnya ditambahkan oleh Gaspard (1986) yang menyatakan bahwa jamur P. lilacinus memberikan efek pengendalian yang baik terhadap Meloidogyne spp.

Mekanisme jamur endofit dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman adalah dengan melarutkan fosfat, fiksasi nitrogen (Thakiura et al. , 2004). Menurut Rao (1982), mikroorganisme yang dapat mengubah fosfat tidak larut dalam tanah menjadi bentuk yang dapat larut dengan jalan mensekresikan asam organik tertentu. Contoh asam organik tersebut antara lain asam format, asetat, propionat, laktat dan suksinat. Jenis jamur yang umum dikelompokkan kedalam kelompok ini adalah jamur berfilamen seperti Aspergillus dan Penicillium. Selanjutnya Bacon (1991) dan Petrini et al. (1992) menambahkan fungi endofit dapat membantu proses penyerapan unsur hara yang dibutuhkan oleh tanaman untuk proses fotosintesis serta melindungi tanaman inang dari serangan penyakit, dan hasil fotosintesis dapat digunakan oleh fungi untuk mempertahankan kelangsungan hidupnya.

Pada tanaman perlakuan yang menunjukkan gejala pertumbuhan yang terganggu kemungkinan disebabkan oleh pengaruh serangan nematoda pada jaringan akar tanaman tersebut. Hal ini didukung oleh Dropkin (1991) bahwa apabila akar terinfeksi oleh

Meloidogyne spp. maka diferensiasi xilem dan floem pada akar tanaman terganggu yang mengakibatkan pengangkutan zat hara kebagian tanaman diatas permukaan tanaman makin berkurang, dengan demikian tanaman yang terinfeksi memerlukan lebih banyak energi untuk pertumbuhan tanaman diatas permukaan tanah.

(39)

tanaman, panjang akar) nilai terendah adalah perlakuan kontrol (Tabel 4.6). Sedangkan perlakuan yang paling efektif dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman adalah perlakuan Aspergillus sp6 dan Aspergillus sp2. Hal ini menunjukkan bahwa Aspergillus

sp. memiliki kemampuan dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

(40)

1. Hasil isolasi yang diperoleh dari tanaman padi sebanyak 10 isolat jamur endofit yang terdiri dari 5 genus yaitu Penicillium, Monascus, Mucor Cochliobolus lunatus, dan Aspergillus

2. Isolat Monascus sp. memperlihatkan kemampuan nematisidal tertinggi dilihat dari persentase mortalitas Meloidogyne sp. dan rendahnya jumlah puru akar dan populasi akhir nematoda pada tanaman padi perlakuan

3. Isolat J7 Aspergillus sp3 memperlihatkan pengaruh terbaik terhadap pertumbuhan tanaman , meliputi berat tajuk, panjang akar, tinggi tanaman.

5.2Saran

Perlu dilakukan penelitian tentang mekanisme nematisidal jamur endofit tehadap Nematoda Puru Akar (Meloidogyne spp.) maupun isolasi bahan aktif yang dikandung jamur endofit tanaman padi tersebut.

DAFTAR PUSTAKA

(41)

Bacon, C. 1991. Isolation, Culture and Maintenance of Endophytic Fungi and Grasses. In Hand Book of Mycology ( D.K. Aurora, D. Rai, K.G. Mukeri, dan G.R. Knudsen, Vol.I). Athens. Georgia.

Blog Fahri, 2009. Pengendalian Nematoda Puru Akar (Meloidogyne spp.) dengan Cendawan Rhizosfer dan Glomus fasciculatus.

Brown, M.S. and J.L. Goldstein. 1991. Drugs Used in The Treatment of Hiperlipoproteinemia . Pharmacological Basis of Therapeutics. 8th edition. New York: Mc.Graw Hill Book.

Carrol, G.C. 1988. Fungal endophytes in stems and leaves. From latent pathogens to mutualistic symbiont. Ecology. 69: 2-9

Clay, K. 1988. Fungal endophytes of grasses : A Devensive Mutualism Between Plants and Fungi. Ecology 69 (1) : 10-16

Dinas Pertanian dan Kehutanan Kabupaten Bantul. 2009

Dropkin, H.V. 1989. Pengantar Nematologi Tumbuhan. Penerjemah Ir. Supratoyo. Yogyakarta: Gadjah mada University Press.

Gandjar, I., R.A. Samsons, K van den Tweel-Vermeulen, A. Oetari and I. Santoso. 1999. Pengenalan Kapang Tropik Umum. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.

(42)

Goenadi, D.H., R. Saraswati., N. N. Nganro, & J.A. S. Adiningsih. 1995. Nutrient solubilizing and aggregate-stabilizing microbes isolated from selected humic tropical soil. Menara Perkebunan. 63(2) : 60-66.

Hallmann J, Kloepper JW, Rodriguez-Kabana R, Sikorara. 1995. Endophytic rhizobacteria as antagonists of Meloidogyne incognita on Cucumber.

Harni, R., Supramana, A. Munif, I. Mustika. 2006. Pengaruh Metode Aplikasi Bakteri Endofit Terhadap Perkembangan Nematoda Peluka Akar (Pratylenchus. Brachyurus) Pada Tanaman Nilam. Departemen Proteksi Tanaman. Bogor: ITB.

Hackenberg, G., A.Muehlchen, T. Forge, T. Vrain. 2000. Pseudomonas chlororaphis strain Sm3, bacterial antagonist of Pratylenchus penetrans. J of Nematol. 32: 183-189.

Hawksworth, L.D. and J.D. Pitt. 1983. A New Taxonomy for Monascus sp. Based on Cultural and Microscopical Characters. Australian Journal of Botany 34: 51.

Hidayati, Y.A., E. Harlia, T. Benito, A. Kurnani. 2005.Identifikasi Jamur dan Bakteri pada Proses Pengomposan Kotoran Domba sebagai Penunjang Sanitasi Lingkungan. UNPAD Press. 4.

Jatala, P., R. Kaltenbach, and M. Bocangel. 1980. Field Aplication of Paecilomyces lilacinus for Controlling Meloidogyne incognita on Potato. J. Nematol. 12, 226-227.

Lamberti, F and C.E Taylor,1979. Root Knot Nematodes Biology and Control. Academic Press,London.pp 173-375

(43)

Morgan-Jones, G., J.F. White and R. Rodriguez-Kabana. 1984. Phytonematode Phatology: Ultra-structure Studies. Parasitism of Meloidogyene arenaria eggs and larvae by Paecilomyces lilacinus. Nematropica 14, 57-71

Petrini,O., T.N. Sieber, L. Toti dan O. Viret., 1992. Ecology Metabolite Production and Substrate Utilization in Endophytic Fungi. Natural Toxins. 1:185-196.

Rao, S. N. S. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Edisi Kedua. Jakarta: Penerbit Universitas Indonesia.

Samsons, R.A., E.S. Hoekstra, J.C. Prisvad and O. Filtenborg. 1995. Introduction to Food Borne Fungi. 4rth Edition. Netherland :Ponsen & Looyen.

Sarbini,G.,1993. Prospek Beberapa Cendawan Parasit Telur Meloidogyne spp. Sebagai Agen Pengendali secara Hayati. Buletin Unhas No. 20 – 21. Vol VIII. hlm. 20-24

Sastrahidayat, I.R, 1985. Ilmu Penyakit Tumbuhan. Usaha Nasional.Surabaya. hlm. 218-219

Sayre, 1971. Biotic Influences in Soil Environment. Chap. 9 pp. 235-256. In B.M. Zuckerman, W.F. Mai and R.A. Rohde. (Eds) Plant Paracitic Nematodes. Vol.I. 345 pp. Academic Press, New York

Steiner, G. 1934. Root-knot and other Nematodes Attacking Rices and Some Weeds. Phytopatology 24:916-928.

(44)

Sudarmo. 1991. Pengendalian hama penyakit dan gulma padi. Yogyakarta: Kanisius.

Suwanto, A. 1985. Produksi Angkak sebagai Zat Pewarna Makanan. Media Teknologi dan Pangan. 11: 8-14.

Tan, R.X, and W.X.Zou. 2001. Endophytes: A Rich of functional metabolites. Nat. Prod. Rep. 18: 448-459.

Tullis, E.C. 1934. The root-knote nematode n rice. Phytopatology. 24: 938-942.

Yik, C.P and Birchfield, W. 1978. Host studies and reaction of rice cultivars to

Meloidogyne graminicola. Loussiana State university. Los Angeles

Ziniel, D.K, P. Lambrecht, N. B Haris, Z. Feng, D. Kuczmarski, P, Higley, C.A. Himaru, A. Arunakumari, R.G. Barletta, and A.K. Viadder. 2002. Isolation and characterization of endophytic colonizing bacteria from agronomics crops and prairie plants. Applied and Environmental Microbiology. 68 (5) : 2198-2208

(45)

LAMPIRAN A. Foto Penelitian Uji Nematisidal Jamur Endofit

A. Prosedur inokulasi nematoda

B. Pengamatan Mortalitas Meloidogyne spp.

(46)

E. Tanaman Perlakuan F. Perlakuan J3

(47)

G. Perlakuan Kontrol H. Akar Tanaman Kontrol

J. Cara menghitung Puru Akar

(48)

L. Akar perlakuan J1

Lampiran B. Output Perhitungan Uji Non Parametric Test dengan Software SPSS Version 15.00

(49)

Rahmad Lingga : Uji Nematisidal Jamur Endofit Tanaman Padi (Oryza sativa L.) Terhadap Nematoda Puru Akar

N Mean Rank Sum of Ranks

Lampiran C. Output Perhitungan Uji Anova dengan Software SPSS Version 15.00

Bonferroni

(I) popul (J) popul

Mean

Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval

Lower Bound

Upper Bound

Lower

Bound Upper Bound Lower Bound

J0 J1 2372.33333(*) 76.26138 .000 2080.1459 2664.5207

J2 1994.66667(*) 76.26138 .000 1702.4793 2286.8541

J3 872.33333(*) 76.26138 .000 580.1459 1164.5207

J4 867.66667(*) 76.26138 .000 575.4793 1159.8541

(50)

(51)

(52)

(53)

(54)

J4 721.00000(*) 76.26138 .000 428.8126 1013.1874

J5 1017.66667(*) 76.26138 .000 725.4793 1309.8541

J6 908.00000(*) 76.26138 .000 615.8126 1200.1874

J7 709.33333(*) 76.26138 .000 417.1459 1001.5207

J8 382.33333(*) 76.26138 .003 90.1459 674.5207

J9 _{1323.00000(*)} _76.26138 _.000 _1030.8126 _1615.1874

* The mean difference is significant at the .05 level

(55)

Aspergillus sp.1 Aspergillus sp.2 Aspergillus sp.

(56)

Penicillium sp. Cochliobolus lunatus Monascus sp.

Mucor sp. Hifa Monascus sp. Hifa Mucor sp.

(57)

Hifa Penicillium sp. Hifa Cochliobolus lunatus

Lampiran E. Contoh perhitungan populasi akhir

Volume tanah = 1000 gram

Ulangan 1(/100 gram) = 112

Total = 285

Rata-rata(/100 gram) = 95 individu

Populasi total = rata-rata x 10

= 95x10

(58)