SKRIPSI OLEH STEVEN TANIWAN DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2016

(1)

DEPARTEMEN BIOLOGI FMIPA USU

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI PELARUT FOSFAT

DAN PENGHASIL ASAM INDOL ASETAT DARI GUANO

GUA KAMPRET DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM

MENINGKATKAN PERTUMBUHAN TANAMAN

SKRIPSI

OLEH

STEVEN TANIWAN 110805020

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

(2)

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI PELARUT FOSFAT

DAN PENGHASIL ASAM INDOL ASETAT DARI GUANO

GUA KAMPRET DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM

MENINGKATKAN PERTUMBUHAN TANAMAN

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

OLEH

STEVEN TANIWAN 110805020

DEPARTEMEN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2016

(3)

PERSETUJUAN

Judul : Isolasi dan Identifikasi Bakteri Pelarut Fosfat dan Penghasil Asam Indol Asetat dari Guano Gua Kampret dan Uji Kemampuannya dalam Meningkatkan Pertumbuhan Tanaman

Kategori : Skripsi

Nama : Steven Taniwan

Nomor Induk Mahasiswa : 110805020

Program Studi : Sarjana (S1) Biologi

Departemen : Biologi

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara

Disetujui di Medan, Juni 2016

Komisi Pembimbing:

Pembimbing 2, Pembimbing 1,

Dr. Isnaini Nurwahyuni, M.Sc. Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc. NIP. 196005231985022001 NIP. 196404091994031003

Disetujui Oleh

Departemen Biologi FMIPA USU Ketua,

Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc NIP. 196301231990032001

(4)

PERNYATAAN

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI PELARUT FOSFAT DAN PENGHASIL ASAM INDOL ASETAT DARI GUANO GUA KAMPRET

DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN TANAMAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2016

Steven Taniwan 110805020

(5)

i

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan hasil penelitian ini dengan judul “Isolasi Dan Identifikasi Bakteri Pelarut Fosfat

Dan Penghasil Asam Indol Asetat Dari Guano Gua Kampret Dan Uji Kemampuannya Dalam Meningkatkan Pertumbuhan Tanaman”.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesarbesarnya kepada orang tua terkasih dan terbaik Ayahanda Tan Beng Jaw dan Ibunda Ong Sui Tju yang selalu memberikan doa, semangat, perhatian, kasih sayang dan pengorbanan yang begitu besar kepada penulis, serta adik Melissa Taniwan yang selalu memberikan dukungan semangat dan perhatian kepada penulis.

Penulis juga mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc selaku pembimbing I dan Ibu Dr. Isnaini Nurwahyuni, M.Sc. selaku pembimbing II yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga dan pikiran selama masa penelitian dan penulisan skiripsi ini, serta Ibu Dr. It Jamilah, M.Sc. selaku penguji I dan Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc. selaku penguji II yang telah memberikan banyak masukan dan arahan dalam penyempurnaan penulisan skripsi ini. Ibu Dr. Saleha Hannum, M.Si. selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan nasehat dan semangat selama masa perkuliahan, Ibu Dr. Nursahara Pasaribu M. Sc. selaku ketua Departemen Biologi FMIPA USU yang juga telah banyak memberikan semangat, dorongan, dan motivasi selama masa perkuliahan dan mengikuti kegiatan ON-MIPA PT. Ibu Nurhasni Muluk, Bang Endra Raswin dan Ibu Rosalina Ginting selaku staf pegawai Departemen Biologi FMIPA USU yang telah banyak membantu.

Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman Chandra Oktavianus Debataraja, Muhammad Taufik, Boby Pranoto Hutabarat, Halasson Parhorasan Purba, Petrus Sinaga, Laura Barus, Claudia Barus, dan Kenny Ritchie Barus yang telah banyak membantu dalam penelitian ini. Terimakasih kepada teman-teman angkatan Biologi 2011 (Jordani, Junaydy, Risky, Feby, Siren, Natanael, Maya, dan lain-lain), teman-teman seperjuangan di Laboratorium Mikrobiologi (Rasmin, Famela, Grace ‘itok’ Sonia, Greslum, Rani Artha, Virza, Ria Yelvi ‘Poppy’, Harnisya, Imelda, Sister, Dewi), serta rekan-rekan asisten Laboratorium Mikrobiologi (Bang Hendika, Kak Santa, Kak Dila, Kak Riris, Kak Devi, Adit, Agung, Ella, Icha, Novita, Dian, Zuzu, Rita, Ester) yang telah memberikan semangat dan canda tawa yang menghiasi hari-hari penulis selama penelitian dan penulisan skripsi ini. On this occasion, I’d also like to express my gratitude to Maria Mimette Adea, Fiona Junadi, David Bondoc, Ryan Alonzo, and Amogh Patkar for their invaluable assistance.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan hasil penelitian ini. Kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi kesempurnaan skripsi ini. Untuk segala partisipasi dan dukungannya penulis ucapkan terimakasih.

Medan, Juni 2016 Penulis

(6)

ii

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI PELARUT FOSFAT DAN PENGHASIL ASAM INDOL ASETAT DARI GUANO GUA KAMPRET

DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENINGKATKAN PERTUMBUHAN TANAMAN

ABSTRAK

Bakteri pelarut fosfat merupakan bakteri yang mampu melarutkan fosfat yang tidak tersedia menjadi tersedia sehingga dapat diserap oleh tanaman. Studi tentang isolasi dan identifikasi bakteri pelarut fosfat dan penghasil asam indol asetat dari guano gua kampret dan uji kemampuannya dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman telah dilakukan. Dua isolat bakteri pelarut fosfat berhasil diisolasi dan keduanya berasal dari kelompok bakteri Gram positif, yaitu ST02 dan ST03. Isolat bakteri diuji pada benih tanaman cabai merah selama 30 hari. Rata-rata pertambahan tinggi tanaman tertinggi diperoleh dari perlakuan bakteri ST03 sebesar 5,96 cm. Rata-rata pertambahan jumlah daun terbanyak diperoleh dari perlakuan kontrol pupuk sekitar 24 helai dan diikuti oleh kontrol guano sekitar 6 helai. Rata-rata berat basah tanaman tertinggi diperoleh dari perlakuan bakteri ST03 sebesar 4,71 gram. Rata-rata berat kering tertinggi juga diperoleh dari perlakuan bakteri ST03 sebesar 0,72 gram. DNA bakteri pelarut fosfat hasil isolasi diamplifikasi dengan primer 63f dan 1387r dan dianalisis dengan menggunakan elektroforesis pada 1% agarosa. Hasil pengamatan dengan menggunakan geldoct terlihat bahwa gen 16S rRNA bakteri isolat teramplifikasi dengan baik pada ukuran 1500 bp. Hasil sekuen gen 16S rRNA isolat ST02 menunjukkan 98% kesamaan dengan Bacillus sp., dan isolat ST03 menunjukkan 99% kesamaan dengan Lactobacillus plantarum.

(7)

iii

ISOLATION AND IDENTIFICATION OF PHOSPHATE SOLUBILIZING AND INDOLE ACETIC ACID PRODUCING BACTERIA FROM BAT

CAVE GUANO AND ITS POTENTIAL IN PROMOTING PLANT GROWTH

ABSTRACT

Phosphate solubilizing bacteria is a group of bacteria that dissolves unavailable phosphate into the form that can be absorbed by plants. Study about isolation and identification of phosphate solubilizing bacteria and indol acetic acid producing bacteria from bat cave guano and its potential in promoting plant growth has been done. Two phosphate solubilizing bacteria have been isolated and both were gram positive bacteria, which were ST02 and ST03. Both phosphate solubilizing bacterial isolates were tested on chilli seedlings for 30 days. The highest average plant height increasement was from ST03 treatment with value of 5.96 cm. The highest average of leaf number was from fertilizer control with value of 24.33 pieces and followed by guano control with value of 6.08 pieces. The highest average fresh weight was from ST03 treatment with value of 4.71 g. The highest average dry weight was from ST03 treatment with value of 0.72 g. Isolated phosphate solubilizing bacterial DNA were amplified using 63f and 1387r primer and analyzed using electrophoresis on 1% agarose gel. Geldoct imaging revealed that 16S rRNA gene was amplified well at 1500 bp. 16S rRNA gene sequence of PSB showed 98% similarity to Bacillus sp. for ST02 and 99% similarity to

Lactobacillus plantarum for ST03.

Keyword: indole acetic acid, phosphate solubilizing bacteria, chili plant, guano,

(8)

DEPARTEMEN BIOLOGI FMIPA USU iv DAFTRAR ISI PENGHARGAAN Halaman i ABSTRAK ii ABSTRACT iii DAFTAR ISI iv DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL vi vii

DAFTAR LAMPIRAN viii

BAB 1 PENDAHULUAN 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Permasalahan 3 1.3. Tujuan Penelitian 1.4. Manfaat Penelitian 3 3

BAB 2 TINJUAN PUSTAKA 4

2.1 Gua Kampret (Bat Cave) 4

2.2 Peranan Unsur P Bagi Tanaman 4

2.3 Guano 5

2.4 Plant Growth Promoting Bacteria 6

2.5 Bakteri Pelarut Fosfat 8

2.6 Pemanfaatan Bakteri Pelarut Fosfat 8

BAB 3 BAHAN DAN METODE 10

3.1 Waktu dan Tempat 10

3.2 Pengambilan Sampel 10

3.3 Isolasi Bakteri Pelarut Fosfat 10

3.4 Karakterisasi Morfologi dan Biokimia Bakteri Pelarut Fosfat 11 3.5 Pengujian Kemampuan Bakteri Pelarut Fosfat dalam

Melarutkan Fosfat

11 3.6 Pengujian Bakteri Pelarut Fosfat dalam Menghasilkan Zat

Pemacu Tumbuh Asam Indol Asetat

11 3.7 Uji Aplikasi BPF Pada Benih Tanaman Cabai Merah 12 3.8 Identifikai BPF Berdasarkan Gen Penyandi 16S rRNA 13

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 15

4.1 pH Sampel Guano 15

4.2 Karakterisasi Isolat Bakteri dari Guano 15 4.3 Kemampuan Pelarutan Fosfat Secara Kualitatif 17 4.4 Kemampuan Bakteri Pelarut Fosfat dalam Menghasilkan

IAA secara in-vitro

18 4.5 Uji Aplikasi Bakteri Pelarut Fosfat pada Benih Tanaman

Cabai Merah

(9)

v

4.6 Identifikasi Bakteri Pelarut Fosfat Berdasarkan Gen Penyandi 16S rRNA

24

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 27

5.1 Kesimpulan 28

5.2 Saran 28

DAFTAR PUSTAKA 28

(10)

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar Judul Halaman

1 Pembentukan zona Bening di sekitar koloni bakteri pada media Pikovskaya padat

18 2 Perbedaan benih tanaman cabai setelah 30 hari 19 3 Grafik rata-rata pertambahan tinggi tanaman pada

Setiap Perlakuan

20 4 Grafik rata-rata pertambahan jumlah daun pada

setiap perlakuan

22 5 Grafik rata-rata berat basah tanaman pada setiap

perlakuan

23 6 Grafik rata-rata berat kering setiap perlakuan 23

(11)

vii

DAFTAR TABEL

Tabel Judul Halaman

1 Karakteristik morfologi dan sifat gram bakteri isolat dari guano

15 2 Karakteristik biokimia bakteri isolat guano 16 3 Indeks pelarutan fosfat BPF dari guano 17

4 Konsentrasi IAA oleh BPF 18

5 Hasil Perhitungan Jumlah Bakteri Sebelum dan Sesudah Aplikasi

(12)

viii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran Judul Halaman

1 Komposisi media Pikovskaya dan reagen Salkowski 33

2 Kurva Standar IAA 34

3 Elektroferogram Hasil Sekuensing 16S rRNA 35