POTENSI CENDAWAN ENDOFIT NONPATOGEN ASAL AKAR TANAMAN
CABAI (Capsicum annuum L.) SEBAGAI BIOFUNGISIDA PATOGEN Fusarium oxysporum
Oleh : Asniah1), Dian Lestari2), Mariadi1), dan Lili Darlian3) ABSTRACT
Endophytic fungus is a fungus that is associated with healthy host tissues without causing disease symptoms. This study aimed to isolate and evaluate the potency of nonpathogenic endophytic fungi from the roots of chilli crops (Capsicum annuum L.) as biofungicide of pathogenic Fusarium oxysporum. Research steps were the isolation of endophytic fungi from the roots of chilli pepper and testing of inhibition percentage of the endophytic fungi against pathogenic F. oxysporum. Observed parameters were the percentages of germination, root infection, and re-isolation. The research found 5 (five) nonpathogenic isolates of endophytic fungi from the roots of chilli pepper potentially as biofungicide against F. oxysporum. The five nonpathogenic isolates of endophytic fungi were Penicillium sp. (2 isolate), Trichoderm sp., sterile hyphae and isolate AC9 (unidentified). The isolate AC9 showed the highest inhibition percentage against the pathogenic F. oxysporum by 57.72 %.
Keywords : chilli pepper, fungi endophytic, F. oxysporum
PENDAHULUAN
Fusarium oxysporum merupakan
patogen tular tanah atau “soil-borne
pathogen” yang banyak menyebabkan
penyakit pada tanaman budidaya. Cendawan ini menular melalui tanah atau rimpang yang berasal dari tanaman sakit, dan menginfeksi melalui luka. Luka tersebut dapat terjadi karena pengangkutan benih, penyiangan, pembumbunan, atau melalui vektor serangga dan nematoda. Tanaman inang dari cendawan F. oxysporum ini umumnya dari kelompok solanaceae yang menyebabkan penyakit layu Fusarium.
Penyakit layu Fusarium yang disebabkan oleh cendawan Fusarium oxysporum menginfeksi pada bagian akar
atau pangkal batang tanaman. Gejala layu fusarium tampak pada bagian atas tanaman. Penyakit tular tanah umumnya, sulit dikendalikan karena memiliki kisaran inang
yang luas dan dapat bertahan hidup dalam tanah dengan waktu yang lama, serta gejala awal sulit di identifikasi, akibatnya penyakit sering dapat diketahui ketika serangan sudah lanjut.
Pengendalian organisme pengganggu tanaman yang dilakukan petani umumnya masih menggunakan pestisida sintetik berupa fungisida, karena petani menganggap cara ini yang paling mudah dan efektif. Dampak yang timbul akibat penggunaan bahan kimia tersebut diantaranya timbulnya organisme pengganggu tanaman yang resisten terhadap senyawa sintetik, musnahnya musuh alami dan agen antagonis, serta keracunan bagi konsumen. Wilia, et al. (2011) pengendalian dengan menggunakan fungisida sintetik dapat memberi dampak yang negatif bagi lingkungan dan dapat menyebabkan kanker terutama dari kelompok organochlorisme, karbamat dan organofosfat. Mengingat dampak negatif tersebut maka, diperlukan
1) Staf Pengajar Jurusan Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Halu Oleo Kendari, 177
2)
pengendalian alternatif yang aman dan berkesinambungan di alam, yaitu pengendalian hayati. Salah satu pengendalian hayati penyakit tumbuhan adalah dengan penggunaan agens hayati cendawan endofit nonpatogen. Cendawan endofit adalah cendawan yang hidup dan menginfeksi jaringan tanaman dengan tidak menimbulkan gejala penyakit (Clay, 1992).
Cendawan endofit yang berasosiasi dengan tanaman dapat meningkatkan bobot basah tajuk tanaman brokoli 34% (Asniah et
al., 2013). Pengendalian menggunakan agens
hayati dengan cendawan endofit yaitu suatu pengendalian yang memanfaatkan cendawan untuk menghambat pertumbuhan patogen dengan cara menginfeksi tumbuhan sehat pada jaringan tertentu dan mampu menghasilkan mikotoksin, enzim serta antibiotika (Simarmata dan Rumilla, 2007). Kelompok cendawan endofit yang mampu memproduksi senyawa antibiotika yang aktif melawan bakteri maupun cendawan patogenik terhadap manusia, hewan dan tumbuhan. Asosiasi beberapa cendawan endofit dengan tumbuhan inang mampu melindungi tumbuhan inangnya dari beberapa patogen virulen, baik bakteri maupun cendawan
Berdasarkan pada uraian di atas maka penelitian ini penting untuk mengisolasi cendawan endofit nonpatogen dan mengevaluasi potensi cendawan endofit asal akar tanaman cabai (Capsicum annuum L.) sebagai fungisida biologi terhadap pathogen
F. oxysporum.
METODE PENELITIAN Isolasi cendawan endofit.
Cendawan endofit diisolasi dari akar tanaman cabai sehat. Asal tanaman cabai sehat yang diambil dari daerah Kabupaten Konawe Selatan. Metode isolasi diawali dengan sterilisasi permukaan menggunakan metode yang dilakukan oleh Rodrigues
(1994) yang telah dimodifikasi. Akar tanaman cabai dibersihkan dengan air mengalir selanjutnya permukaannya disterilkan secara bertahap melalui perendaman dalam ethanol 70% selama 1 menit, NaOCl 1% selama 2 menit, dan selanjutnya akar tanaman dibilas dengan aquades steril yang diulang sebanyak 3 kali dan dikeringanginkan. Akar dipotong-potong dengan ukuran 0,5 cm dan selanjutnya dimasukkan pada media Potato Dextrose
Agar (PDA) dan diinkubasi pada suhu ruang. Penentuan cendawan endofit nonpatogen.
Penentuan cendawan endofit nonpatogen ditentukan berdasarkan uji pengaruh cendawan endofit terhadap benih cabai secara in-vitro, persentase infeksi akar dan re-isolasi yang dilakukan pada bibit tanaman cabai. Uji pengaruh cendawan endofit terhadap benih cabai terlebih dahulu dilakukan sterilisasi benih dengan cara benih dicuci dengan ethanol 70% selama 1 menit, NaOCl 1 % selama 2 menit dan selanjutnya dibilas dengan aquades steril sebanyak 3 kali. Benih tersebut selanjutnya dikecambahkan pada biakan murni cendawan endofit yang berumur 7 hari pada medium PDA. Pengamatan dilakukan dengan menghitung benih yang tidak berkecambah dan berkecambah normal. Uji infeksi akar dan re-isolasi dilakukan pada bibit tanaman cabai umur 3 minggu setelah semai. Infeksi akar dilakukan dengan cara pewarnaan akar menggunakan methilen blue kemudian diamati potongan akar dibawah mikroskop stereo. Sedangkan re-isolasi dilakukan dengan cara akar ditumbuhkan kembali pada medium PDA.
Cendawan endofit nonpatogen ditandai dengan respon benih yang berkecambah normal yang diduga memiliki kemampuan penyerapan nutrisi yang baik dan lebih vigor. Sedangkan benih yang menunjukan respon tidak berkecambah ditetapkan sebagai cendawan endofit yang bersifat pathogen pada benih cabai. Isolat
yang menunjukan respon berkecambah normal kemudian diidentifikasi berdasarkan buku identifikasi Alexopoulos et al. (1996) dan Watanabe (2002).
Pengujian cendawan endofit nonpatogen dalam menghambat cendawan patogen Fusarium oxysporum.
Cendawan endofit yang telah ditetapkan sebagai cendawan endofit nonpatogen selanjutnya diuji potensinya dalam menghambat perkembangan cendawan patogen F. oxysporum pada medium PDA secara in-vitro. Uji daya hambat cendawan endofit dilakukan dengan cara koloni cendawan endofit dan cendawan patogen yang berdiameter 0,5 cm diletakkan dalam medium PDA dengan jarak 3 cm. pengamatan dilakukan setiap hari selama 7 hari. Persentase daya hambat dihitung dengan menggunakan rumus Sudantha (2011) yakni:
Dimana:
DH = Persentase daya hambat
R1 = Jari-jari pathogen kearah tepi cawan petri
R2 = Jari-jari pathogen kearah cendawan endofit
Data persentase daya hambat dianalisis dengan menggunakan sidik ragam, jika terdapat pengaruh maka dilanjutkan dengan uji DUNCAN taraf kepercayaan 95%.
HASIL Cendawan Endofit.
Cendawan endofit yang berhasil diisolasi dari akar tanaman cabai dari daerah Konawe Selatan sebanyak 7 isolat (Tabel 1.), dengan morfologi warna koloni dan bentuk
miselium yang berbeda. Hasil isolasi menunjukkan bahwa cendawan endofit yang ditemukan mempunyai warna koloni putih,putih kekuningan, hijau, putih keabu-abuan dan abu-abu kehitaman. Sedangkan bentuk miseliumnya adalah aerial dan nonaerial. Hasil pengamatan perkecambahan 5 isolat cendawan endofit mampu berkecambah dengan normal dan 2 isolat tidak dapat berkecambah yang diduga merupakan patogen (Tabel 1.). Hasil pengamatan persentase daya kecambah, infeksi akar dan re-isolasi dilakukan tabulasi sederhana yang disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Rata-rata persentase daya kecambah
(%), infeksi (%) dan re-isolasi (%) Cendawan Endofit asal akar tanaman cabai. No Isolat Daya Kecambah (%) Infeksi (%) Re-Isolasi (%) 1. AC1 94 87,67 82,22 2. AC2 44 83,33 40,00 3. AC5 86 73,33 66,67 4. AC6 10 70,00 15,56 5. AC7 0 - -6. AC8 0 - -7. AC9 96 93,33 86,67
Keterangan: - isolat AC7 dan AC8 tidak dilakukan pengujian infeksi akar dan re-isolasi karena daya kecambah 0%.
Tabel 1. menunjukan pada pengamatan persentase daya kecambah isolat yang paling tinggi persentase berkecambahannya yaitu isolat AC9 dengan rata-rata persentase 96% dan yang paling rendah yaitu isolat AC7 dan AC8 yakni 0%. Pada uji infeksi akar dan re-isolasi isolat yang digunakan uji adalah isolat cendawan endofit nonpatogen pada benih cabai. Isolat cendawan endofit AC9 menunjukkan uji infeksi dan re-isolasi tertinggi yakni berturut-turut 93,33% dan 86,67%.
Uji Daya Hambat Cendawan Endofit terhadap Patogen Fusarium oxysporum
Hasil pengamatan uji daya hambat cendawan endofit terhadap patogen F.
oxysporum berpengaruh nyata pada
pengamatan 2 sampai 7 HSI sedangkan pengamatan 1 HSI berpengaruh tidak nyata. Rata-rata persentase daya hambat cendawan endofit terhadap patogen F. oxysporum disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Rata-rata Persentase daya hambat (%) Cendawan Endofit terhadap patogen F.
oxysporum pada berbagai waktu pengamatan.
Isolat Persentase daya hambat (%) pada pengamatan ke....HSI
1 2 3 4 5 6 7 AC1 6,67tn 11,72b 16,71b 20,05b 23,85b 30,37b 36,19b AC2 3,33 8,32b 16,99b 24,73b 31,09b 34,79b 39,25b AC5 6,67 12,67b 28,17a 38,88a 47,30a 51,75a 54,08a AC6 3,33 8,81b 15,20b 20,37b 25,22b 32,05b 38,74b AC9 6,67 23,62a 37,03a 40,84a 43,91a 47,94a 57,72a
Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada taraf kepercayaan 95%.
Tabel 2. menunjukkan bahwa persentase daya hambat berbeda sangat nyata pada pengamatan, 2 HSI sampai dengan pengamatan 7 HSI. Penghambatan tertinggi diperlihatkan oleh isolat AC9 pada semua waktu pengamatan yakni 1 sampai 7 HSI
PEMBAHASAN
Cendawan endofit dapat diisolasi dari berbagai jenis tanaman dan pada berbagai bagian tanaman. Akar tanaman merupakan bagian tanaman yang memiliki kelimpahan cendawan endofit tertinggi. Asniah (2009) melaporkan bahwa terdapat beberapa jenis cendawan endofit nonpatogen yang berhasil diisolasi dari akar rumput dan teki. Selanjutnya Ramdan et al., 2013 juga melaporkan bahwa akar tanaman cabai memiliki kelimpahan cendawan endofit tertinggi dibanding dengan bagian daun dan batang. Berdasarkan karakteristik kultur dan morfologi, 5 isolat cendawan endofit nonpatogen pada benih cabai diidentifikasi sebagai Penicillium sp. (isolat AC1 dan AC6), Trichoderma sp. (isolat AC5), hifa
steril (isolat AC2) dan cendawan endofit tidak teridentifikasi (AC9). Identifikasi
cendawan endofit berdasarkan pada
morfologi koloni dan spora yang terbentuk seringkali tidak dapat memberikan kepastian identitas suatu isolat. Hal tersebut disebabkan karena morfologi koloni cendawan endofit dapat berubah ubah, sebagian cendawan endofit tumbuh sangat lambat dan sering kali tidak terjadi sporulasi (Hyde dan Soytong,
2008). Oleh karena itu perlu melakukan
metode molekuler untuk memastikan jenis cendawan endofit (Legiastuti dan Aminingsih, 2012).
Cendawan endofit adalah cendawan yang hidup dan menginfeksi jaringan hidup tanaman dengan tidak menimbulkan gejala penyakit. Pada pengujian pewarnaan akar dan re-isolasi akar tanaman cabai 5 isolat yang mampu berkecambah normal membuktikan mampu hidup dalam jaringan tanaman cabai dengan tidak menimbulkan gejala penyakit. Cendawan endofit isolat AC9 menunjukkanpersentase infeksi dan re-isolasi yang tinggi yakni berturut-turut 93,33% dan 86,67%.
Pengujian daya kecambah dari kelima isolat cendawan endofit tidak menghambat perkecambahan benih cabai. Hal ini diduga isolat cendawan tersebut tidak bersifat patogen pada benih cabai seperti patogen penyebab penyakit rebah kecambah dan busuk pangkal batang. Wilia et al. (2011) menyatakan bahwa benih yang mampu berkecambah pada koloni cendawan endofit yang ditumbuhkan pada media PDA diduga merupakan cendawan endofit nonpatogen. Cendawan endofit isolat AC9 dengan morfologi koloni yang berwarna gelap menunjukkan persentase daya kecambah tertinggi yakni 96%. Hal ini diduga cendawan endofit isolat AC9 menghasilkan auksin yang lebih tinggi dibanding isolat lainnya sehingga mampu memacu perkecambahan pada benih cabai.
Kemampuan cendawan endofit dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman bergantung pada kemampuannya memproduksi sejumlah metabolit pemacu tumbuh yang tinggi (Ramdan et al., 2013). Srivastava (2002) melaporkan bahwa konsentrasi auksin dapat mempengaruhi pertumbuhan radikula pada benih. Cendawan endofit dapat memproduksi zat pengatur tumbuh seperti giberelin, auksin, dan sitokinin (Dai et al., 2008)
Pengujian potensi cendawan endofit sebagai biofungisida terhadap patogen F.
oxysporum menunjukkan bahwa cendawan
endofit mampu menghambat patogen F.
oxysporum secara in-vitro (Tabel 2.).
Mekanisme penghambatan cendawan endofit diduga memiliki kemampuan berkompetisi terhadap ruang dan nutrisi yang ditunjukkan dengan pertumbuhan koloni yang cepat menutupi permukaan media PDA sehingga menghambat pertumbuhan koloni pathogen.
Selain itu juga diduga menghasilkan suatu zat kimia yang berupa antibiotika. Radji (2005) menyatakan bahwa cendawan endofit dapat membentuk metabolit sekunder yang bersifat antibiotika yang berfungsi
untuk pertahanan dari pengaruh patogen lain. Yedidia et al., (1999; 2000) mengatakan bahwa interaksi antara cendawan endofit dan akar kemungkinan mampu menginduksi ketahanan tanaman terhadap patogen.
Cendawan endofit juga mampu meningkatkan ketahanan tanaman terhadap stress air/kekeringan (Azevedo et al., 2000). Asniah et al. (2013) melaporkan cendawan asal perakaran bambu menjadi endofit
Paecilomyces sp. mampu menekan kejadian
penyakit akar gada pada tanaman brokoli sebesar 18,75%. Jamila (2011) melaporkan bahwa adanya penghambatan terhadap pertumbuhan diameter koloni patogen diduga karena adanya enzim dan senyawa metabolit yang mampu merusak dinding sel patogen sehingga menyebabkan pertumbuhan diameter koloni patogen menjadi lambat dan tidak berkembang.
KESIMPULAN
Dari hasil pengamatan dan pembahasan maka dapat disimpulkan terdapat 5 (lima) isolat cendawan endofit nonpatogen yang berasosiasi dengan akar tanaman cabai dan berpotensi sebagai fungisida biologi terhadap patogen F. oxysporum. Cendawan endofit nonpatogen isolat AC9 dengan karakteristik morfologi koloni yang gelap merupakan cendawan endofit yang menunjukkan
persentase penghambatan terhadap
F. oxysporum tertinggi yakni 57,72% secara in-vitro.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini didanai melalui Penelitian Hibah Bersaing, Direktorat Perguruan Tinggi, Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia tahun 2013-2014.
DAFTAR PUSTAKA
Alexopoulos C.J., C.W. Mims, M, Blackwell, 1996. Introductory Mycology. John Wiley & Sons, Inc.
Canada America.
Asniah, 2009. Potensi cendawan endofit asal rumput dan teki dalam mengendalikan penyakit akar gada pada tanaman brokoli. J Agriplus 19(2):71-79.
Asniah, Widodo, dan S. Wiyono. 2013. Potensi cendawan asal tanah perakaran bambu sebagai endofit dan agen biokontrol penyakit akar gada pada tanaman brokoli. J. Hama dan
Penyakit Tumbuhan Tropika. Vol. 13
(1) : 61-68.
Azevedo J.L, J.R. Maccheroni, J.O. Pereira dan W.L. Araujo. 2000. Endophytic
microorganism: a review on insect control and recent advances on tropical plants. Elect. Journal. Biotech. 3:1-4.
Clay K. 1992. Fungal endophytes of tree leaves. di dalam : Andrews JH, Hirano SS, editor. Microbial Ecology
of Leaves. Berlin : Springer Verlag.
hlm : 341 – 349.
Dai C., Yu B., Li X. 2008. Screening of endophytic fungi that promote the growth of Euphorbia pekinensis. Afr J Biotechnol, 7(19):3505-3510.
Hyde KD., Soytong K. 2008. The fungal endphyte dilemma. Fungal Deversity 33:163-173
Jamilah, R. 2011. Potensi Trichoderma
harzianum (T38) dan Trichoderma pseudokoningii (T39) sebagai Antagonis Terhadap Ganoderma sp. Penyebab Penyakit Akar Pada Pohon Sengon (Paraserianthes falcataria
(L) Nielsen.). Skripsi Sarjana.
Departemen Silvikultur. Fakultas Kehutanan Institut Pertanian. Bogor. (Tidak dipublikasikan).
Legiastuti TS., Aminingsih T. 2012. Identifikasi cendawan endofit menggunakan teknik Polymerase
chain reaction. J Fitopatol Indones
8(2):31-36.
Maria, G.L., K.R. Sridhar dan NS. Raviraja. 2001. Antimicrobial and enzyme activity of mangrove endophytic fungi of South West Coast of India. Jurnal of Agricultural Technologyl. Radji, M. 2005. Peranan bioteknologi dan
mikroba endofit dalam pengembanga obat herbal. Majalah Ilmu
Kefarmasian.
Ramdan EP., Widodo, Tondok ET., Wiyono S. Hidayat SH. 2013. Cendawan endofit nonpatogen asal tanaman cabai dan potensinya sebagai agens pemacu pertumbuhan. J Fitopatol Indones 9(5):139-144. DOI: 10.14692/jfi.9.5.139
Simarmata, Rumilla. 2007. Isolasi Mikroba
Endofitik dari Tanaman Obat
Sambung Nyawa Gynura
Procumbens) dan Analisis Potensinya sebagai Antimikroba. Jurnal
penelitian Hayati 13:85-90.
Srivastava, L. M. 2002. Plant Growth and
Development, Hormones and Environment. Academic Press,
Orlando.
Sudanta, I. M., I. M. Kesratarta, I. Sudana, 2011. Uji Antagonisme Beberapa Jenis Jamur Saprofit Terhadap
Fusarium oxysporum f. sp. cubense
Penyebab Penyakit Layu Pada Tanaman Pisang serta Potensinya Sebagai Agens Pengurai Serasah. UNRAM NTB. Jurnal Agroteknos. Watanabe T. 2002. Pictorial Atlas of Soil and
Seed Fungi. Ed ke-2. Washington (US):CRC Pr.
Wilia, Yulia Alia dan Trias Novita. 2011.
Eksplorasi cendawan endofit dari beberapa varietas Kedelai sebagai agens pemacu pertumbuhan tanaman.
Fakultas Pertanian, Universitas Jambi Kampus Pinang Masak, Mendalo Darat, Jambi.
Yedidia I, N. Benhamou dan I. Chet. 1999. Induction of defense responses in cucumber plants (Cucumis sativus L.) by the biocontrol agent Trichoderma
harzianum. Appl. Environ. Microbial.
65:1061-1070
Yedidia I, N. Benhamou, Y. Kapulnik dan I. Chet. 2000. Induction and accumulation of PR protein activity
during early stages of root colonization by the mycoparasite
Trichoderma harzianum strain T-203. Plant Physiol. Biochem. 38: 863-873.
