Jin, F. Ding, Y. Du, B. 2011. Genetic Diversity

UJI DAYA ANTAGONISME BAKTERI RHIZOSFER Bacillus pumilus DAN
Bacillus circulans PADA TANAMAN TEMBAKAU (Nicotiana tabacum L.)
TERHADAP KAPANG PATOGEN Phytophthora nicotianae SEBAGAI
KANDIDAT PENGENDALI HAYATI
Amanda Sofi Rachmania, Agung Witjoro, Endang Suarsini
Jurusan Biologi Universitas Negeri Malang
E-mail: [email protected]
ABSTRAK: Peningkatan mutu tembakau perlu dilakukan melalui pengendalian kapang patogen
Phytophthora nicotianae dengan menggunakan agen pengendali hayati untuk mengurangi efek
samping yang merugikan tanah. Tujuan penelitian ini ialah mengisolasi bakteri rhizosfer, menguji
daya antagonisme dan menentukan spesies bakteri rhizosfer yang mempunyai daya antagonisme
tinggi terhadap pertumbuhan kapang patogen Phytophthora nicotianae secara in vitro. Penelitian
ini menggunakan metode dual culture. Teknik isolasi bakteri adalah pengenceran berseri terhadap
sampel tanah yang diambil dari perakaran tembakau yang diambil dari perkebunan tembakau di
Desa Wringin Kabupaten Bondowoso. Kapang patogen Phytophthora nicotianae diperoleh dari
Laboratorium Fitopatologi Balai Penelitian Tanaman Tembakau (BALITTAS). Hasil penelitian
ialah daya antagonisme bakteri rhizosfer terhadap kapang patogen Phytophthora nicotianae adalah
Bacillus pumilus (9,30%) dan Bacillus circulans (9,24%).
Kata kunci: Bacillus pumilus, Bacillus circulans, Kapang patogen Phytophthora
nicotianae, antagonisme
PENDAHULUAN
Tembakau (Nicotiana tabacum L.) merupakan salah satu tanaman yang
daunnya memiliki nilai ekonomi tinggi. Daun tembakau (N. tabacum L.) merupakan
komoditas yang dibudidayakan sebagai bahan baku dari pembuatan rokok. Di Indonesia
gerakan anti rokok sudah mulai digalakkan, namun tidak bisa dipungkiri bahwa industri
rokok atau biasa disebut Industri Hasil Tembakau (IHT) justru sangat menguntungkan
masyarakat dan negara Indonesia. IHT mempunyai peran yang cukup besar terhadap
penerimaan negara melalui pajak, cukai, penyerapan tenaga kerja, penerimaan dan
perlindungan terhadap petani tembakau. Menurut Haryono (2007) IHT merupakan suatu
industri yang padat karya dimana memiliki peranan dari hulu sampai hilir untuk
menyejahterakan masyarakat. Dalam budidaya tembakau (N. tabacum L.) terdapat
beberapa kendala yang dihadapi, salah satunya adalah kapang patogen tular tanah.
Menurut Jin (2011) Salah satu kapang patogen tanah tersebut adalah kapang patogen
Phytophthora nicotianae. Kapang tersebut adalah agen penyebab penyakit shank hitam
(lanas) tembakau.
Penyakit shank hitam (lanas) pada tembakau tergolong ganas karena
kemampuannya tinggi merusak jaringan tanaman. Serangan patogen dapat menurunkan
produksi tanaman tembakau (N. tabacum L.) hingga 90% dari total produksi tembakau
dalam waktu yang singkat (Hidayah, 2010). Pengendalian pertumbuhan kapang patogen
P. nicotianae perlu dilakukan untuk mengurangi kerugian, salah satu cara ialah dengan
memberdayakan agen pengendali hayati yakni dengan menggunakan bakteri rhizosfer
sebagai mikroorganisme yang bersifat antagonis terhadap pertumbuhan kapang patogen
P. nicotianae. Rhizosfer adalah bagian pada tanah yang mendapatkan pengaruh
langsung dari aktivitas perakaran tanaman. Menurut
Hiltner (1994) rhizosfer
1
didefinisikan sebagai tanah yang mengelilingi akar yang dapat mempengaruhi
pertumbuhan mikroorganisme.
Upaya untuk peningkatan kualitas dan kuantitas produk pertanian khususnya
tembakau dapat dilakukan dengan pemanfaatan agen hayati. Gerakan kembali ke alam
(back to nature) yang dilandasi oleh kesadaran pentingnya kesehatan dan kelestarian
lingkungan kini menjadi gaya hidup masyarakat dunia. Cara untuk mengatasi masalah
serangan kapang patogen P. nicotianae tanpa menggunakan bahan kimia dapat
dilakukan dengan meningkatkan peran mikroba tanah. Berdasarkan keadaan ini maka
eksplorasi dan skrining agen hayati pada keanekaragaman hayati harus dilakukan dalam
rangka untuk menemukan sumber daya genetik baru yang berpotensi sebagai agen
pengendalian hayati penyakit tanaman yang ramah lingkungan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi bakteri rhizosfer pada perakaran
tembakau (N. tabacum L.) yang bersifat antagonis terhadap kapang patogen P.
nicotianae, menguji daya antagonisme antara bakteri rhizosfer terhadap pertumbuhan
kapang patogen P. nicotianae secara in vitro, dan menentukan spesies bakteri rhizosfer
yang mempunyai daya antagonisme tinggi terhadap pertumbuhan kapang patogen
P.nicotianae secara in vitro.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian eksperimen laboratorium (in vitro)
menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) untuk menentukan daya antagonisme
tertinggi dari beberapa isolat bakteri rhizosfer dalam menghambat pertumbuhan kapang
patogen P. nicotianae secara in vitro. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah
rhizosfer dari perakaran tanaman tembakau yang bersifat antagonis dan isolat kapang
patogen P. nicotianae. Variabel terikat dalam penelitian ini adalah daya antagonisme.
Variabel kontrol dalam penelitian ini adalah variabel yang diusahakan sama untuk
semua perlakuan meliputi suhu inkubasi, umur biakan murni, kandungan medium
(Potato Dextrose Agar), lama inkubasi (inkubasi selama 7 hari).
Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi FMIPA UM
Penelitian dilaksanakan mulai Maret 2014 sampai Agustus 2014. Objek dalam
penelitian ini adalah bakteri rhizosfer yang diisolasi dari daerah perakaran tanaman
tembakau (N. tabacum L.) sehat diambil dari perkebunan tembakau di Desa Wringin
Kabupaten Bondowoso dan Kapang patogen P. nicotianae diperoleh dari Laboratorium
Fitopatologi Balai Penelitian Tanaman Tembakau (BALITTAS). Teknik yang
digunakan untuk isolasi bakteri adalah pengenceran bertingkat terhadap sampel tanah
yang diambil dari perakaran tanaman tembakau (N. tabacum L). Uji daya antagonisme
antara bakteri rhizosfer dengan kapang patogen P. nicotianae dilakukan dengan metode
dual culture. Pengamatan daya antagonisme dilakukan selama 7 hari secara berturutturut. Data yang diperoleh dihitung dengan rumus indeks penghambatan. Analisis data
dilakukan dengan statistik one-way anava dilanjutkan dengan uji Duncan 5%. Spesies
bakteri yang memiliki daya antagonisme tinggi terhadap pertumbuhan kapang patogen
Phytohthora nicotianae diidentifikasi dengan metode Microbact GNB 1a/b/e/,24e di
Laboratorium Bakteriologi Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya Malang.
Penelitian ini dilakukan dengan dua tahap, yakni tahap persiapan dan tahap
pelaksanaan. Tahap persiapan meliputi sterilisasi alat dan pembuatan media. Tahapan
pelaksanaan penelitian meliputi : isolasi bakteri rhizosfer, persiapan biakan bakteri
2
rhizosfer, persiapan biakan kapang patogen P. nicotianae dan dual kultur bakteri
rhizosfer dengan kapang patogen P. nicotianae.
Sterilisasi Alat
Sterilisasi alat dengan menggunakan oven kering pada suhu 150º C selama 2
jam. Peralatan yang disterilkan dengan oven kering antara lain : Beaker glass, corong,
cawan petri, pengaduk kaca, scapel, jarum inokulasi, botol selai dan sekop besi.
Medium Tryptic Soy Agar (TSA) , medium Potato Dextrose Agar (PDA), dan Corn
Meal Agar (CMA) disterilkan dengan autoklaf dengan suhu 121º C dengan tekanan 15
lbs selama 15 menit. Tube micropipet disterilkan dengan autoklaf.
Pembuatan Medium
Zat yang diperlukan untuk membuat media ditimbang sesuai takaran. (TSA:
TSA 4 gram; agar 7 gram; aquades 1 Liter), (PDA : kentang 250 gram; Agar 11 gram;
dextrosa 20 gram; aqudes 1 Liter), (CMA : CMA instan 28,3 gram; 1 Liter). Larutan
diaduk dan dipanaskan hingga homogen di atas kompor. Larutan homogen dituangkan
ke cawan petri dengan menggunakan micropipet 10 ml, kemudian disterilkan dengan
menggunakan autoklaf pada suhu suhu 121º C dengan tekanan 15 lbs selama 15 menit
Isolasi Bakteri Rhizosfer
Sampel tanah diambil dari sekitar perakaran tanaman tembakau (N. tabacum L.).
Pengambilan tanah dilakukan secara aseptik dengan botol selai yang telah disterilkan
dengan oven kering pada suhu 150ºC selama 2 jam dan sekop besi yang disemprot
alkohol 70%. Tanah diambil dari 1 tanaman tembakau (N. tabacum L.) yang sehat yaitu
tanah di sekitar bagian pangkal akar, bagian tengah akar dan bagian ujung akar
kemudian semua sampel tersebut dicampurkan sampai merata. Tanah ditimbang dengan
menggunakan neraca pegas sebanyak 10 gram secara aseptik, selanjutnya dilakukan
pengenceran dengan menghomogenkan 10 gram sampel tanah dengan 90 ml aquades
steril sehingga diperoleh suspensi dengan tingkat pengenceran 10-1. Dilakukan
pengenceran bertingkat dengan cara mengambil 1 ml suspensi tersebut, kemudian
dilarutkan ke dalam 9 ml aquades steril sehingga diperoleh suspensi dengan tingkat
pengenceran 10-2. Pengenceran dilakukan sampai dengan tingkat pengenceran 10-5.
Setelah itu suspensi tersebut diinokulasikan pada medium TSA 10%. Setelah
diinkubasi selama 2 x 24 jam akan muncul koloni-koloni bakteri. Dari beberapa koloni
bakteri tersebut dipilih koloni bakteri yang paling dominan pada masing-masing tingkat
pengenceran.
Persiapan Biakan Bakteri Rhizosfer
Medium miring Trypthic Soy Agar (TSA) 10% disiapkan. Bakteri yang telah
diberi tanda yakni bakteri yang koloninya paling dominan dari hasil pengenceran
bertingkat sampel tanah perakaran tanaman tembakau (N. tabacum L.) diinokulasikan
dengan menggunakan jarum inokulum secara aseptik. Biakan diinkubasi selama 1 x 24
jam. Biakan siap untuk diuji dual culture. Diambil 1 ose dengan menggunakan jarum
inokulum.
3
Persiapan Biakan Kapang Patogen Phytophthora nicotianae
Medium lempeng Corn Meal Agar (CMA) disiapkan. Biakan murni Kapang
patogen P. nicotianae disiapkan. Kapang patogen P. nicotianae diambil beserta
mediumnya kemudian diinokulasikan pada medium CMA sebanyak 5 titik. Diinkubasi
selama 7 x 24 jam. Sebelum digunakan dual culture, Kapang patogen P. nicotianae
dicetak dengan cork borer dengan ukuran 0,5 cm. Kapang patogen P. nicotianae siap
diuji dual culture.
Dual Kultur Bakteri Rhizosfer dengan Kapang Patogen Phytophthora nicotianae
Medium lempeng Potato Dextrose Agar ( PDA) disiapkan. Bagian dasar cawan
petri diberi tanda untuk peletakan bakteri dan kapang patogen P. nicotianae yang akan
diuji. Diberi tanda garis 3 cm sebelah kiri, 3 cm sebelah kanan (Gambar 1). Pada sisi
kanan medium cawan diinokulasikan biakan bakteri rhizosfer yang berusia 1 x 24 jam
sebanyak 1 ose. Pada sisi sebelah kiri medium cawan diinokulasikan kapang patogen P.
nicotianae yang dicetak dengan cork borer dengan diameter 0,5 cm. Dilakukan
pengamatan selama 7 hari secara berturut-turut.
Gambar 1. Pola yang Digunakan Dual Culture antara Bakteri Rhizosfer dengan Kapang Patogen P.
nicotianae (A) Bakteri rhizosfer; (B) kapang patogen P. nicotianae.
HASIL DAN ANALISIS
Isolasi dari daerah sekitar perakaran (rhizosfer) tanaman tembakau (N. tabacum
L.) ditemukan 10 bakteri dominan yang diberi kode BRS 1- BRS 10. Isolasi bakteri dan
pengamatan morfologi dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data Pengamatan Morfologi Bakteri Rhizosfer BRS 1- 10
NO
Bakteri
Rhizosfer
Tepi
Warna
Berlendir/
Tdk berlendir
Gram
bakteri
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
BRS 1
BRS 2
BRS 3
BRS 4
BRS 5
BRS 6
BRS 7
BRS 8
bergerigi
bergerigi
bergelombang
mengakar
bergelombang
bergerigi
rata
Rata
Putih kekuningan
Putih susu
Putih susu
Putih susu
Putih kekuningan
Putih kekuningan
Putih kekuningan
Putih kekuningan
berlendir
berlendir
berlendir
berlendir
berlendir
berlendir
berlendir
berlendir
Negatif
Negatif
Negatif
Negatif
Negatif
Positif
Negatif
Positif
9.
BRS 9
bergerigi
Putih susu
berlendir
Negatif
10.
BRS 10
bergelombang
Putih susu
berlendir
Negatif
Tabel 1. Menunjukkan bahwa ada 10 bakteri rhizosfer yang berhasil diisolasi
diberi kode BRS 1-10. Selanjutnya dilakukan pengamatan morfologi bakteri yang
meliputi tepian koloni bakteri, warna koloni bakteri, berlendir atau tidaknya koloni
bakteri, dan Gram bakteri. Bakteri BRS 1, BRS 2, BRS 6 dan BRS 9 tepian koloni
4
bakteri berbentuk gerigi. Bakteri BRS 3, BRS 5 dan BRS 10 tepian koloni bakterinya
adalah bergelombang. BRS 7 dan BRS 8 tepian koloni bakterinya adalah rata dan BRS
4 tepian koloni bakterinya berbentuk mengakar. Pengamatan warna koloni bakteri BRS
1, BRS 5, BRS 6, BRS 7 dan BRS 8 adalah putih kekuningan sedangkan BRS 2, BRS 3,
BRS 4, BRS 9 dan BRS 10 koloni bakterinya berwarna putih susu. Semua bakteri
berlendir. Hasil pengamatan Gram bakteri menunjukkan bahwa bakteri BRS 6 dan BRS
8 memiliki Gram positif. Selanjutnya dilakukan uji daya antagonisme dengan metode
dual culture.
Uji daya antagonisme dilakukan dengan menghitung diameter bakteri dan
diameter kapang patogen P. nicotianae kemudian dimasukan rumus indeks
penghambatan. Metode ini disebut dual culture. Pengamatan dilakukan selama tujuh
hari setelah inokulasi. Data indeks penghambatan dapat dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Data Pengukuran Jari-Jari Koloni Patogen dan Hasil Presentase Daya Antagonisme
Bakteri
Ulangan
BRS 1
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
I
II
III
BRS 2
BRS 3
BRS 4
BRS 5
BRS 6
BRS 7
BRS 8
BRS 9
BRS 10
R1
R2
3,3
4,2
3,3
3
3,5
3,5
4,2
4,3
4,5
2
1,7
2,1
3,5
3,8
4
4,5
5,5
4,5
2,8
2,8
3,7
4,3
4
4,2
4
4,3
4
1,5
0,5
0,5
Daya antagonisme (%)
1,5
1,3
1,4
0,8
1,2
1
1,7
1,8
1,7
6
5
5
1,5
1,5
1,3
0,7
0,6
0,7
0,9
0,9
0,8
0,6
0,6
0,7
0,9
0,9
1,2
5,5
5
5,5
54,54
69,04
57,57
73,33
65,71
71,42
59,52
58,13
62,22
0
0
0
57,14
60,52
67,5
84,44
89,09
84,44
67,85
67,85
78,37
86,04
85
83,33
77,50
79,06
70
0
0
0
Tabel 2. Merupakan data hasil pengamatan diameter kapang patogen P.
nicotianae (R1) dan diameter bakteri rhizosfer ( R2) yang dilakukan pada masa inkubasi
7 x 24 jam. Hasil pengamatan dihitung dengan rumus indeks penghambatan dan
diperoleh nilai daya antagonisme. Daya antagonisme diuji statistik dengan
menggunakan one-way anova untuk membandingkan bakteri BRS berdasarkan daya
antagonisme terhadap pertumbuhan kapang patogen P. nicotianae, akan tetapi
sebelumnya dilakukan uji normalitas menggunakan uji Kolmogorov-Smirnov dan uji
homogenitas dari data tersebut dengan bantuan software SPSS 16.
5
Hasil uji normalitas dan homogenitas menunjukkan bahwa nilai signifikasi 0,00
(α < 0,05) dan 0,00 (α < 0,05) yang berarti data tersebut berdistribusi normal tetapi
variasi datanya tidak homogen. Data dengan varian tidak homogen harus ditransformasi
terlebih dahulu sebelum dilakukan uji anava. Transformasi yang dilakukan dengan
menggunakan transformasi akar 0,5. Data yang telah ditransformasi kemudian di uji
dengan metode one-way anava dengan bantuan software SPSS 16. Hasil pengujian
disajikan sebagai berikut Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Pengujian Anova
Sum of Squares
Between Groups
Within Groups
Total
295.49
1.27
296.76
Df
Mean Square
9
20
29
F
32.83
.06
514.34
Sig.
.00
Berdasarkan hasil uji Anova pada Tabel 3. perbandingan antara beberapa bakteri
BRS berdasarkan penghambatan pertumbuhan kapang patogen P. nicotianae
menghasilkan nilai signifikansi 0,00 (α < 0,05), sehingga dinyatakan bahwa terdapat
perbedaan yang sangat nyata antara beberapa bakteri BRS berdasarkan penghambatan
pertumbuhan tersebut, sehingga dapat dilakukan pengujian lanjutan untuk mengetahui
perbedaan tersebut. Uji lanjutan dapat diketahui dari Tabel 4.
Tabel 4. Uji Lanjutan Duncan
Bakteri
N
Notasi
BRS 4
3
(a)
BRS 10
3
(a)
BRS 1
3
(b)
BRS 3
3
(b)
BRS 5
3
(b)
BRS 2
3
(c)
BRS 7
3
(c)
BRS 9
3
(c)
BRS 8
3
(d)
BRS 6
3
(d)
Tabel 4. Hasil uji lanjut duncan menunjukkan adanya perbedaan daya
antagonisme bakteri rhizosfer terhadap pertumbuhan kapang patogen P. nicotianae.
Daya antagonisme bakteri rhizosfer dengan kode BRS 6 dan BRS 8 berbeda nyata
dengan bakteri rhizosfer lainnya yang ditunjukkan dengan notasi d. Hal tersebut
menunjukkan bahwa bakteri BRS 6 dan BRS 8 merupakan bakteri rhizosfer yang
memiliki daya antagonis tinggi dalam menghambat pertumbuhan kapang patogen P.
nicotianae.
Berdasarkan hasil presentase diketahui bahwa bakteri BRS 6 memiliki ratarata penghambatan pertumbuhan tinggi pertama sebesar 9.30 % dengan deviasi standar
sebesar 0,14. Bakteri BRS 8 memiliki rata-rata penghambatan tinggi kedua dengan nilai
sebesar 9.24% dengan deviasi standar sebesar 0,08. Dari hasil analisis tersebut dapat
diketahui terdapat dua bakteri yang berpotensi melawan kapang patogen P. nicotianae
yakni bakteri rhizosfer dengan kode BRS 6 dan bakteri BRS 8. Selajutnya, dilakukan
identifikasi terhadap kedua bakteri yang terbukti memiliki daya antagonisme tinggi
terhadap pertumbuhan kapang patogen P. nicotianae.
6
Identifikasi dilakukan di Laboratorium Bakteriologi Fakultas Kedokteran
Universitas Brawijawa Malang. Hasil identifikasi dari bakteri rhizosfer dengan kode
BRS 6, disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Identifikasi Isolat BRS 6
JENIS TES
HASIL
BGP
POSITIF
SPORA
POSITIF
FERMENT GULA-GULA
Glukosa
POSITIF
Xylosa
NEGATIF
Mannitol
POSITIF
Laktosa
NEGATIF
Sukrosa
POSITIF
Maltosa
POSITIF
Arabinosa
POSITIF
SUHU PERTUMBUHAN
200C
POSITIF
0
37 C
POSITIF
400C
POSITIF
450C
POSITIF
TUMBUH DI
Nutrient Broth
POSITIF
SDA
NEGATIF
TSI
A/A,H2S-
CITRAT
POSITIF
INDOL
POSITIF
VP
POSITIF
NaCl 7%
POSITIF
Motilitas
POSITIF
Starch hydrolysis
NEGATIF
Casein hydrolysis
PENICILLIN
POSITIF
SENSITIV
BETA-HEMOLISA
POSITIF
Katalase
POSITIF
Oksidase
POSITIF
Reduksi Nitrat
NEGATIF
Reduksi Methylene Blue
NEGATIF
DX. LAB.
B. pumilus
Tabel 5. Hasil identifikasi membuktikan bahwa BRS 6 merupakan Spesies
Bacillus pumilus. Metode yang digunakan untuk mengidentifikasi bakteri tersebut
adalah Microbact GNB 1a/b/e, 24e Identification Kits. Identifikasi dilakukan di
Laboratorium Bakteriologi Universitas Brawijaya Malang. Berdasarkan hasil
identifikasi diperoleh hasil BGP positif. Bakteri B. pumilus positif memiliki spora. Hasil
uji fisiologi bakteri diketahui bahwa bakteri B. Pumilus dapat menfermentasi gula-gula
antara lain glukosa, mannitol, sukrosa, maltosa dan arabinosa, sedangkan bakteri B.
pumilus tidak memiliki kandungan gula xylosa dan laktosa. Uji daya pertumbuhan
bakteri B. pumilus mampu tumbuh dalam beberapa suhu yakni suhu 20º C, 37º C, 40º C
dan 45º C. Setiap bakteri membutuhkan media tumbuh yang didalamnya terdapat nutrisi
yang dibutuhkan oleh bakteri. Bakteri B. pumilus terbukti tumbuh pada beberapa media
7
yakni Nutrient Broth, CITRAT, INDOL,VP dan NaCl 7%. Bakteri B. pumilus memiliki
kemampuan motilitas. Bakteri B. pumilus bersifat Casein hydrolysis yang diartikan
dapat menghidrolisis Casein. Sifat bakteri B. pumilus sensitif terhadap Penicillin. Hasil
uji beta-hemodialisa menunjukkan hasil yang positif. Uji katalase positif dapat diartikan
bahwa bakteri tersebut dapat mengkatalisis substrat hidrogen peroksida (H2O2).
Bakteri rhizosfer yang berpotensi memiliki daya antagonisme tinggi kedua
adalah bakteri BRS 8. Hasil identifikasi disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6. Hasil Identifikasi Isolat BRS 8
JENIS TES
HASIL
BGP
POSITIF
SPORA
POSITIF
FERMENT GULA-GULA
Glukosa
POSITIF
Xylosa
POSITIF
Mannitol
POSITIF
Laktosa
NEGATIF
Sukrosa
NEGATIF
Maltosa
NEGATIF
Arabinosa
POSITIF
SUHU PERTUMBUHAN
200C
POSITIF
0
37 C
POSITIF
400C
POSITIF
0
POSITIF
45 C
TUMBUH DI
Nutrient Broth
POSITIF
SDA
NEGATIF
TSI
A/A,H2S-
CITRAT
NEGATIF
INDOL
POSITIF
VP
NEGATIF
NaCl 7%
NEGATIF
Motilitas
POSITIF
Starch hydrolysis
POSITIF
Casein hydrolysis
PENICILLIN
POSITIF
SENSITIV
BETA-HEMOLISA
POSITIF
Katalase
POSITIF
Oksidase
POSITIF
Reduksi Nitrat
NEGATIF
Reduksi Methylene Blue
NEGATIF
DX. LAB.
B. circulans
Pada Tabel 6. menunjukkan bahwa Bacillus circulans merupakan bakteri yang
memiliki potensi antagonis terhadap kapang patogen P. nicotianae berdasarkan hasil
8
uji analisis statistik. Bakteri ini diisolasi dari tanah yang berada di daerah sekitar
perakaran dari tanaman tembakau (N. tabacum L.). Identifikasi dilakukan dengan
metode Microbact GNB 1a/b/e, 24e Identification Kits. Berdasarkan hasil identifikasi
diperoleh hasil BGP positif. B. circulans memiliki spora. Hasil uji fisiologi fermen
gula-gula, bakteri B. circulans dapat memfermentasi beberapa gula yakni glukosa,
xlylosa, mannitol dan arabinosa. B. circulans dapat tumbuh pada suhu 20ºC, 37º C,
40º C dan 45ºC. B. circulans dapat tumbuh pada beberapa media antara lain Nutrient
Broth dan indol.
Motilitas bakteri bersifat positif yang berarti bahwa bakteri tersebut dapat
bergerak aktif. B. circulans dapat menghidrolisis starch dan casein. Uji sensitivitas pada
Penicillin dibuktikan bahwa bakteri tersebut bersifat sensitif terhadap Penicillin. Hasil
uji hemodialisa menunjukkan hasil yang positif. Uji katalase dan uji peroksida juga
menunjukkan hasil yang positif.
PEMBAHASAN
Daya Antagonisme Antara Bakteri Rhizosfer (BRS 1-10 ) terhadap Pertumbuhan
Kapang Patogen Phytophthora nicotianae secara In Vitro.
Kapang patogen P. nicotianae merupakan salah satu kapang patogen yang
sangat berbahaya pada tanaman tembakau (N. tabacum L.) karena daya serang yang
cukup potensial, sehingga dapat menyebabkan infeksi dan kematian tanaman. Bahaya
dari kapang patogen P. nicotianae selain menyebabkan kematian adalah penyebarannya
melalui tanah serta sebagian besar siklus hidupnya berada dalam tanah, hal ini dapat
menganggu proses pertumbuhan pada tanaman budidaya. Menurut Hidayah (2010)
terdapat dua tipe serangan kapang patogen P. nicotianae terhadap beberapa tanaman
khususnya tanaman tembakau (N. tabacum L.). Serangan pertama adalah pada saat
pembibitan, daun berwarna kuning, layu kemudian menjadi busuk coklat yang akhirnya
pembibitan tampak seperti disiram air panas. Serangan pada pembibitan cepat meluas
sehingga mengakibatkan kerusakan pada bibit. Serangan yang kedua adalah pada saat
masa pertanaman, daun pada tanaman mendadak layu terkulai dan akhirnya mati, saat
dicabut terlihat bahwa pangkal batang busuk, tetapi akarnya sehat.
Bahaya serangan kapang patogen P. nicotianae dapat ditanggulangi dengan
beberapa cara, salah satu cara adalah dengan mencari musuh alami dari kapang patogen
tersebut sehingga dapat mengurangi efek kimia pada tanah. Penyebaran kapang patogen
P. nicotianae melalui tanah sehingga dibutuhkan agen hayati yang habitat alaminya
adalah tanah. Menurut Lugtenberg (1999) menyatakan bahwa mikroba tanah akan
berkumpul di dekat perakaran tanaman (rhizosfer) yang menghasilkan semacam sisa
metabolit yang berasal dari akar dan serpihan tudung akar sebagai sumber makanan
mikroba tanah. Bila populasi mikroba disekitar rhizosfer didominasi oleh mikroba yang
menguntungkan maka akan menguntungkan daerah disekitar tanah tersebut.
Bakteri dari tanah khususnya disekitar perakaran (rhizosfer) merupakan bakteri
yang ampuh untuk melawan kapang patogen P. nicotianae. Hasil uji antagonis yang
dilakukan menunjukkan bahwa ada beberapa bakteri rhizosfer yang berpotensi dalam
melawan kapang patogen P. nicotianae. Menurut Bloemberg (2001) ada beberapa
bakteri yang ditemukan di daerah perakaran (rhizosfer). Dalam penelitian ini ditemukan
2 bakteri yang berhasil diisolasi dari daerah rhizosfer tanah yakni bakteri B. pumilus dan
B. circulans.
9
Daya Antagonisme Tertinggi Spesies Bakteri Rhizosfer terhadap Pertumbuhan
Kapang Patogen Phytophthora niotianae secara In Vitro.
Daya antagonisme bakteri rhizosfer terhadap kapang patogen P. nicotianae
membuktikan bahwa Bakteri B. pumilus merupakan bakteri yang memiliki daya
antagonisme tinggi pertama dalam melawan kapang patogen P. nicotianae. Hasil uji
analisis statistik menyatakan bahwa bakteri tersebut memiliki nilai rata-rata
penghambatan sebesar 9.30%, hal ini berarti bahwa Bakteri B. pumilus memiliki ratarata penghambatan tertinggi diantara 10 bakteri yang telah terisolasi.
Mekanisme penghambatan bakteri B. pumilus adalah antibiosis. Antibiosis
merupakan bentuk interaksi negatif antar mikroflora, karena terjadi penghambatan atau
penghancuran suatu organisme oleh zat yang diproduksi oleh organisme lain yang hidup
bersama. Dalam hal ini dapat diartikan bahwa ada interaksi antara bakteri rhizosfer
yakni bakteri B. pumilus terhadap kapang patogen P. nicotianae, bakteri B. pumilus
mengeluarkan sekret atau toksin yang menghambat pertumbuhan kapang patogen P.
nicotianae. Menurut Parvathi (2009) Bakteri B. pumilus memiliki kemampuan untuk
menghasilkan enzim dan zat anti mikroba, selain itu bakteri ini juga memiliki faktor
toksigenik yang cukup potensial. Faktor toksigenik dari bakteri B. pumilus dapat
menghambat pertumbuhan dari kapang patogen P. nicotianae. Faktor toksigenik dari B.
pumilus juga dibenarkan oleh Brophy (1982) bakteri B. pumilus dapat mengeluarkan
senyawa asam lemak dengan keasaman mencapai > 60% sehingga dapat beracun
terhadap mikroorganisme lain. Tingkat keasaman yang begitu tinggi mencemari media
tumbuh sehingga dapat menghambat pertumbuhan dari kapang patogen P. nicotianae.
Bakteri B. pumilus dibuktikan mampu menghambat pertumbuhan kapang patogen P.
nicotianae, dalam penelitian ini diketahui bahwa dari hasil isolasi bakteri dari daerah
perakaran (rhizosfer) B. pumilus merupakan bakteri yang memiliki daya antagonisme
tinggi pertama.
Bakteri B. circulans merupakan bakteri yang mempunyai potensial dalam
menghambat pertumbuhan kapang patogen P. nicotianae, hasil uji antagonisme bakteri
ini memiliki rata-rata penghambatan sebesar 9.24 %. Mekanisme penghambatan dari
bakteri B. circulans terhadap kapang Patogen P. nicotianae dengan cara antibiosis dan
kompetisi. Bakteri B. circulans memiliki kemampuan antibiosis yakni mengeluarkan
semacam sekret atau hasil sisa metabolisme yang berupa asam lemak. Dragutinovic
(2012) menyatakan komponen seluler paling melimpah dalam B. circulans adalah asam
lemak mencapai 85%. Kandungan asam lemak yang dimiliki oleh bakteri B. circulans
mencemari medium pertumbuhan sehingga dapat menghambat pertumbuhan dari
kapang patogen P. nicotianae.
Faktor lain yang mempengaruhi daya antagonisme antara bakteri B. circulans
dengan kapang patogen P. nicotianae adalah kompetisi. Menurut Suwanto (1994)
Kompetisi dilakukan untuk merebut nutrisi, ruang udara, dan substrat yang terbatas.
Mikroorganisme yang memiliki kemampuan kompetisi akan dapat hidup mendominasi
dan mengalahkan mikroorganisme disampingnya. Penelitian ini antara bakteri rhizosfer
dengan kapang patogen P. nicotianae ditumbuhkan dalam suatu media sehingga dapat
diketahui mikroorganisme yang paling mendominasi di dalam media tersebut. Berkaitan
dengan kemampuan bakteri B. circulans dalam hal kompetisi, Dragutinovic (2012)
menyatakan bahwa bakteri B. circulans menunjukkan reaksi positif dalam fermentasi
ribosa, glukosa, fruktosa, N-asetil glukosamin, arbutine, esculine, salicine, selobiosa,
maltosa, trehalosa, glycogene, glukonat, gliserol dan hidrolisis gelatin dan pati.
Kemampuan bakteri B. circulans yang dapat memfermentasi beberapa zat, menjadikan
10
bakteri tersebut dapat mendominasi media pertumbuhan karena kemampuannya dalam
perebutan nutrisi.
SIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa isolasi bakteri rhizosfer
di tanah perkebunan Tembakau (N. tabacum L.) ditemukan 10 bakteri yang diberi kode
BRS 1-10, Daya antagonisme bakteri rhizosfer terhadap kapang patogen P. nicotianae
adalah B. pumilus (9,30%) dan B. pumilus (9,24%), dan Spesies Bakteri B. pumilus
mempunyai daya antagonisme tertinggi terhadap kapang patogen P. nicotianae.
SARAN
Berdasarkan simpulan di atas, dapat diberikan beberapa saran sebagai berikut.
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai pengujian daya antagonisme Bakteri B.
pumilus dan Bakteri B. circulans yang telah ditemukan dalam penelitian ini terhadap
kapang patogen lain yang diisolasi dari tanaman yang berbeda, serta Perlu dilakukan
pengkajian aplikasi secara in vivo sebelum diaplikasikan ke lapang.
DAFTAR RUJUKAN
Bloemberg, G.V., and B. JJ. Lugtenberg. 2001. Molecular basis of plant growth
promotion and biocontrol by rhizobacteria. Leiden University, Institute of
Molecular Plant Sciences, Netherlands.
Brophy, P.F.; Knoop, F.C. (1982). Bacillus pumilus in the induction of
clindamycinassociated
enterocolitis in guinea pigs. Infect. Immun., 35(1), 289-295.
Dragutinovic, V. Vrvic, M. Swiecicka, I. Cvetcovic, O. Beric, T. Stancovic, S. (2012).
Characterisation of New Bacillus circulans Strain Isolated from Oil Shale.
Biotechnol. 50 (1) 123–127 (2012)
Haryono, I. 2007. Road Map 2007–2020 Industri Hasil Tembakau dan Kebijakan
Cukai. Direktorat Minuman dan Tembakau, Departemen Perindustrian.
Hidayah, N., Yulianti, T. 2010. Pengaruh Waktu Inokulasi Dan jumlah Inokulum
Terhadap Patogenitas Phytophthora nicotianae pada Bibit Tembakau. Jurnal
Buletin Tanaman Tembakau, Serat dan Minyak Industri 2(2) : 75-80
Hilter, S. 1994. Preface to pastoral Theology. Nashville, Tennessee : Abingdon Press.
Jin, F. Ding, Y. Du, B. 2011. Genetic Diversity and Phylogeny of Antagonistic Bacteria
against Phytophthora nicotianae Isolated from Tobacco Rhizosphere.
International journal of moleculer sciences.12 (5): 3055-3071
Lugtenberg, B.J.J and Lev V Kravchenko. 1999. Tomato Seed And Root Exudate
Sugars:Composition, Utilization By Pseudomonas Biocontrol Strains And Role
In Rhizosphere Colonization. Enviromental Microbiology. Vol 1 (5). Hal 439446)
Parvathi, Ammini. Krishna, Kiran. Jose, Jiya. Joseph, Neetha. Nair, Santha. 2009.
Biochemical and molecular characterization of Bacillus pumilus isolated from
coastal environment in Cochin, India. Jurnal Braz. J. Microbiol.: 40; 2009;
269-275.
Suwanto, A. 1994. Mikroorganisme untuk biokontrol, strategi penelitian dan penerapan
dalam bioteknologi pertanian. Agrotek 2: 40-46.
11