pengujian formulasi konsorsium bakteri untuk mengendalikan

PENGUJIAN FORMULASI KONSORSIUM BAKTERI SECARA IN
VITRO UNTUK MENGENDALIKAN PENYAKIT HAWAR DAUN
BAKTERI
DELLY TRIANGGANA
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
ABSTRAK
DELLY TRIANGGANA. Pengujian Formulasi Konsorsium Bakteri secara In Vitro untuk
Mengendalikan Penyakit Hawar Daun Bakteri. Dibimbing oleh NISA RACHMANIA MUBARIK
dan YADI SURYADI.
Pengembangan agens biokontrol (agens hayati) sebagai komponen pengendalian penyakit
padi perlu dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keefektifan formula konsorsium
bakteri sebagai pengendali penyakit hawar daun bakteri (HDB). Perlakuan isolat yang digunakan
masing-masing ialah A5 (B. firmus E65+ P. aeruginosa C32b), A6 (B. firmus E65+ P. aeruginosa
C32b + B. cereus II. 14), A8 (B. firmus E65+ P. aeruginosa C32b + B. cereus II. 14+ S.
marcescens E 31) serta penambahan bahan pembawa agensia yang diberikan pada masing-masing
perlakuan. Hasil uji konsorsium A5, A6, dan A8 secara in vitro dapat menghambat pertumbuhan
Xanthomonas oryzae pv. oryzae masing-masing 84,29%, 75,71%, dan 78,57%. Hasil uji viabilitas
menunjukkan konsorsium A8 memiliki jumlah sel yang tinggi yaitu setelah satu bulan
penyimpanan pada suhu ruang dibandingkan konsorsium A5 dan A6.
Kata kunci : Hawar Daun Bakteri, Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), konsorsium bakteri,
pengendali hayati.
ABSTRACT
DELLY TRIANGGANA. Test of Bacterial Consortium Formulation to Control of Bacterial Blight
Diseases on Rice. Supervised by NISA RACHMANIA MUBARIK and YADI SURYADI.
Development of biocontrol agents were used as component of rice diseases control needs
to be carry out. This study was aimed to determine the effectivity of bacterial consortium to
control bacterial blight diseases on rice plants. Formulation tested were A5 (B. firmus E65+ P.
aeruginosa C32b), A6 (B. firmus E65+ P. aeruginosa C32b + B. cereus II. 14), A8 (B. firmus
E65+ P. aeruginosa C32b + B. cereus II. 14+ S. marcescens E 31) by using carrier agents. The
results of in vitro test that formulations of A5, A6, and A8 showed percentage of inhibition to
Xanthomonas oryzae pv. oryzae i.e. 84,29%, 75,71%, 78,57% respectively. Viability test results
showed that the A8 consortium had the highest total cell than A5 and A6 consortia at 1 month
storage, room temperature.
Key Word: Bacterial Blight, Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo), bacterial consortium,
biological control.
PENGUJIAN FORMULASI KONSORSIUM BAKTERI SECARA IN
VITRO UNTUK MENGENDALIKAN PENYAKIT HAWAR DAUN
BAKTERI
DELLY TRIANGGANA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013
Judul
: Pengujian Formulasi Konsorsium Bakteri secara In Vitro untuk Mengendalikan
Penyakit Hawar Daun Bakteri pada Tanaman Padi
: Delly Trianggana
: G34061454
Nama
NIM
Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Nisa Rachmania Mubarik, M.Si.
NIP 19671127 199302 2 001
Ir. Yadi Suryadi, M.Sc.
NIP 19580925 198503 1 002
Mengetahui,
Ketua Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.S.
NIP 19641002 198903 1 002
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat,
nikmat, izin dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah dengan judul Pengujian
Formulasi Konsorsium Bakteri untuk Mengendalikan Penyakit Hawar Daun Bakteri pada
Tanaman Padi. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan januari 2012 sampai juli 2012. Penelitian ini
didanai dari dana KKP3T Departemen Pertanian, Republik Indonesia, tahun 2012.
Terima kasih kepada penulis ucapkan kepada Dr. Nisa Rachmania Mubarik, M. Si dan Ir.
Yadi Suryadi, M. Sc atas bimbingan dan pengarahan yang diberikan dalam penelitian ini. Ucapan
terima kasih disampaikan pula kepada Dr. Nunik Sri Ariyanti, M. Si atas arahan dan diskusi yang
diberikan. Penulis mengucapkan terima kasih kepada keluarga tercinta yang senantiasa memberi
doa dan dukungan. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Aminah, Pak Jajang, Pak
Eep, Ibu Endang, Mas Alam, dan Ibu Yuli di Laboratorium Konservasi Mikrob BB Biogen atas
segala bantuan dan saran selama berlangsungnya penelitian yang dilakukan.
Semoga penelitian ini bermanfaat.
Bogor, Febuari 2013
Delly Trianggana
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor, Provinsi Jawa Barat, pada tanggal 3 Agustus 1988 dari
pasangan Dedi Sukardi dan Muslimah. Penulis merupakan anak ketiga dari lima bersaudara.
Penulis menyelesaikan pendidikan dasar dan menengah di SDN Pengadilan 3 Tasikmalaya pada
tahun 2000, SMPN 5 Bogor pada tahun 2003, dan SMAN 3 Bogor pada tahun 2006. setelah itu,
penulis melanjutkan pendidikan tinggi pada Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI).
Penulis mempunyai pengalaman sebagai asisten praktikum pada mata kuliah
Perkembangan Hewan pada tahun 2010/2011. Penulis juga pernah aktif dalam Paduan Suara
Mahasiswa IPB (PSM IPB) Agria Swara sebagai anggota kesekretariatan pada tahun 2007-2009,
Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) sebagai anggota informasi tahun 2007-2008,
Koordinator Acara Lomba cepat Tepat Biologi (LCTB) tahun 2008, Ketua Divisi Kepelatihan tim
PSM IPB Agria Swara Rimini International Choir Competition di Italia tahun 2009, anggota Divisi
Kepelatihan tim PSM IPB Agria Swara VI Harald Andersen Choir Competition di Finlandia tahun
2012 serta berpartisipasi dalam berbagai aktivitas keorganisasian di FMIPA, IPB. Selama
menempuh studi di Departemen Biologi, penulis juga pernah melakukan studi lapang berjudul
Eksplorasi dan Identifikasi Potensi Tumbuhan Survival di Kawasan Taman Wisata Alam Situ
Gunung, Sukabumi pada tahun 2008 dan praktik lapangan di BB Biogen dengan judul Pengujian
patogenitas Serratia marcescens terhadap Wereng Coklat (Nilaparvata lugens) dan Ulat
Hongkong (Tenebrio molitor) pada tahun 2011.
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL …………………………………………………………………………..
viii
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………………..
viii
DAFTAR LAMPIRAN……………………………………………………………………...
viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang ……………………………………………………………………….
1
Tujuan Penelitian……………………………………………………………………..
1
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat…………………………………………………………………...
1
Bahan ………………………………………………………………………………...
1
Peremajaan Isolat Bakteri ……………………………………………………………
2
Peremajaan Isolat Bakteri Patogen Xanthomonas oryzae pv oryza.....………………
2
Uji Antagonisme Bakteri terhadap Bakteri Xoo….………………………………….
2
Formulasi Bahan Pembawa Agensia Biokontrol..........................................................
2
Uji Viabilitas Isolat Bakteri..........................................................................................
3
HASIL
Peremajaan Isolat Bakteri ……………………………………………………………
3
Uji Antagonisme Bakteri terhadap Bakteri Xoo..........................................................
3
Uji Viabilitas Isolat Bakteri.........................................................................................
4
PEMBAHASAN ....................................................................................................................
4
SIMPULAN ...........................................................................................................................
5
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................
6
LAMPIRAN ...........................................................................................................................
7
DAFTAR GAMBAR
1
2
Halaman
Bahan pembawa formula……………………………….…..…………………………...
3
Hasil uji antagonisme isolat dan konsorsium bakteri terhadap pertumbuhan Xoo
setelah inkubasi 24-48 jam .........................…………………………………………….
3
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
Halaman
Daftar isolat bakteri yang digunakan pada penelitian ini…..…………………………...
2
Perlakuan uji antagonis secara in vitro untuk isolat dan konsorsium bakteri
biokontrol.....................................................…………………………………………….
2
Isolat konsorsium bakteri dan bahan pembawa …..…….……………………………...
3
Aktivitas penghambatan isolat dan konsorsium bakteri terhadap pertumbuhan bakteri
secara in vitro....................................................................................................................
4
Viabilitas isolat bakteri bulan ke-0………………………………………………..........
4
Viabilitas isolat bakteri pada formulasi bulan ke-1..........................................................
4
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Halaman
Ciri-ciri bakteri uji yang digunakan dalam penelitian…………………………………...
8
Komposisi media pertumbuhan bakteri.............................................................................
9
Hasil uji antagonisme formula bakteri terhadap Xoo........................................................
10
Data hasil uji antagonisme formula bakteri terhadap Xoo secara in vitro.........................
10
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Penyakit hawar daun bakteri (HBD)
merupakan salah satu penyakit padi terbesar
di berbagai ekosistem padi di negara-negara
penghasil padi, termasuk Indonesia. Penyakit
yang disebabkan oleh bakteri Xanthomonas
oryzae pv. oryzae (Xoo) ini merupakan
penyakit yang paling merugikan karena dapat
mengurangi hasil panen dengan tingkat yang
bervariasi (Niňo-Liu 2006). Penurunan
produksi yang diakibatkan oleh penyakit ini
bisa mencapai 50% (Vikal et al. 2007).
Penyakit ini mempunyai beberapa ras dari
jenis bakteri dan masing-masing mempunyai
perbedaan kemampuan untuk menginfeksi
tanaman padi (Sudarmo & Subiyakto 1991).
Pada tahun 2006, seluas 519.200 ha sawah
diserang organisme penganggu tanaman, dan
penyakit HDB menyerang 74.243 hektar
pertanaman padi dan merupakan serangan
terluas yang disebabkan oleh penyakit
(Deptan 2007).
Penyakit HDB dapat menginfeksi
tanaman padi pada semua fase tanaman dari
mulai persemaian sampai menjelang panen.
Namun yang paling umum ialah terjadi pada
saat tanaman mulai mencapai anakan
maksimum sampai fase berbunga. Bakteri
Xoo menginfeksi tanaman padi pada bagian
daun melalui luka daun atau lubang alami
berupa stomata dan merusak klorofil daun.
Hal tersebut menyebabkan menurunnya
kemampuan untuk melakukan fotosintesis
dan pertumbuhan tanaman terhambat.
Sedangkan infeksi yang terjadi pada fase
berbunga, proses pengisian gabah menjadi
tidak sempurna menyebabkan gabah tidak
terisi penuh atau bahkan hampa.
Pengendalian penyakit HDB dengan
varietas tahan sangat efektif dan mudah
diterapkan. Namun teknologi ini terhambat
oleh pembentukan berbagai patotipe (galur)
patogen Xoo baru yang lebih virulen
menyebabkan ketahanan varietas tidak
bertahan lama. Selain itu, pengendalian
menggunakan pestisida pun marak dilakukan,
namun akibat efek samping yang ditimbulkan
dari residu yang ditinggalkan dapat bersifat
racun dan karsinogenik. Oleh karena itu
pengembangan agens biokontrol (agens
hayati) sebagai komponen pengendalian
penyakit HDB secara terpadu yang ramah
lingkungan
tetap
dikembangkan
dan
diharapkan menjadi alternatif pengendalian
yang penting dalam era pertanian yang
berkelanjutan. Keuntungan biokontrol antara
lain: lebih aman, tidak terakumulasi dalam
rantai makanan, adanya proses reproduksi
sehingga dapat mengurangi pemakaian yang
berulang-ulang dan dapat digunakan secara
bersama-sama dengan pengendalian yang
telah ada (Suwanto 1994).
Sejumlah bakteri telah dilaporkan efektif
sebagai agens hayati pengendali hama dan
penyakit tanaman di antaranya ialah dari
genus-genus
Bacillus,
Bdellovibrio,
Dactylella,
Gliocladium,
Penicillium,
Pseudomonas, dan Trichoderma (Fravel
1988). Zuraidah (2012) melaporkan bahwa
bakteri P. aeruginosa dan B. cereus memiliki
potensi yang baik dalam menghambat
pertumbuhan bakteri patogen tanaman padi
Xoo. Bacillus spp. dapat digunakan sebagai
agen hayati pengendali penyakit tanaman
yang aman dan lebih efektif daripada
penggunaan bahan kimia (Kim et al. 2009).
Bacillus merupakan bakteri Gram positif
penghasil endospora sehingga tahan pada
kondisi kering dan panas. Bacillus cocok
untuk aplikasi di lapangan sebagai pengendali
hayati tanaman (Mubarik et al. 2010).
Pseudomonas dan Serratia termasuk bakteri
Gram negatif yang dapat tumbuh pada kondisi
nutrisi sederhana dan mudah berkolonisasi di
rhizosfer
(Pseudomonas)
dan
filosfer
(Serratia) tanaman padi. Bahan pembawa
formulasi yang banyak digunakan dalam
pengendali hayati antara lain bentuk padat
(granul), tepung, dan suspensi (Ardakani et al.
2009; Riana 2011; Syachroni 2011).
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
keefektifan formula konsorsium bakteri secara
in vitro sebagai pengendali penyakit hawar
daun bakteri.
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan
Januari 2012 sampai Juli 2012 di
Laboratorium Konservasi Mikrob Balai Besar
Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi
dan Sumber Daya Genetika Pertanian (BB
Biogen), Bogor.
Bahan
Bakteri yang digunakan dalam penelitian
ini antara lain ialah: Pseudomonas aeruginosa
C32b, Serratia marcescens E31, Bacillus
firmus E65, dan isolat patogen Xoo koleksi
Laboratorium Konservasi Mikrobiologi Balai
Besar
Penelitian
dan
Pengembangan
2
Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik
Pertanian Bogor (Lampiran 1). Selain itu juga
terdapat isolat bakteri Bacillus cereus II.14
koleksi IPBCC, Departemen Biologi, FMIPAIPB, Bogor (Tabel 1).
Tabel 1 Daftar isolat bakteri yang digunakan
pada penelitian ini
Kode Spesies
Asal isolat Tahun
isolat bakteri
koleksi
C32b Pseudomonas Lumpur,
2007
aeruginosa
Sidoarjo,
Jawa
Timur
E31
Seratia
Padi,
2004
marcescens
Sukabumi,
Jawa Barat
E65
Bacillus
Padi,
2004
firmus
Sukabumi,
Jawa Barat
II.14 Bacillus
Cabai,
2007
cereus
Bogor,
Jawa Barat
Peremajaan Isolat Bakteri
Semua isolat bakteri diperbanyak dengan
memindahkan kultur pada medium nutrient
agar (NA) dan diinkubasi pada suhu ruang
selama 24-48 jam. Isolat tersebut diremajakan
dan
diperiksa
kemurniannya
dengan
menggunakan metode kuadran. Biakan yang
telah murni ditumbuhkan pada media agaragar miring dan disimpan dalam lemari
pendingin pada suhu -200C. Seluruh biakan
bakteri yang telah diinkubasi selama 24 jam
pada media agar-agar miring NA dilakukan
pengenceran serial menggunakan garam
fisologis 0,85% dan dihitung jumlahnya.
berumur 24 jam dikeringanginkan, kemudian
diletakkan di tengah cawan petri yang berisi
biakan bakteri Xoo. Biakan diinkubasi selama
24-48 jam kemudian diamati zona hambat di
sekeliling cakram. Perlakuan kontrol terdiri
atas, kontrol negatif menggunakan akuades
dan kontrol positif menggunakan pembanding
kimia (streptomisin sulfat). Konsorsium isolat
yang digunakan untuk diseleksi yaitu: B.
firmus E65 + P. aeruginosa C32b, B. cereus
II.14 + B. firmus E65 + P. aeruginosa C32b,
B. cereus II.14 + P. aeruginosa C32b + S.
marcescens E31, dan B. cereus II.14 + B.
firmus E65 + P. aeruginosa C32b + S.
marcescens E31 (Tabel 2). Setiap perlakuan
dilakukan tiga ulangan. Isolat yang dapat
menghambat pertumbuhan Xoo ditunjukkan
dengan luasnya zona bening di sekitar koloni
yang
kemudian
dihitung
indeks
penghambatannya. Indeks Penghambatan (IP)
dihitung dengan menggunaan persamaan
sebagai berikut (Findy 2009):
IP (%) = Φ zona bening – Φ koloni x 100%
Φ koloni
Keterangan : Φ = Diameter (cm)
Tabel 2
Perlakuan uji antagonis secara in
vitro untuk isolat dan konsorsium
bakteri biokontrol
Pelakuan
Isolat
A1
Bacillus cereus II.14
A2
Bacillus firmus E65
A3
Pseudomonas aeruginosa C32b
A4
Serratia marcescens E31
A5
B. firmus E65 + P. aeruginosa
C32b
Peremajaan Isolat Bakteri Patogen
Xanthomonas oryzae pv oryzae
Bakteri Xoo ditumbuhkan pada medium
Wakimoto Agar (WA) (Lampiran 3) dan
diinkubasi pada suhu ruang selama 24-48 jam.
Peremajaan dilakukan pada media WA
dilakukan setiap satu bulan sekali.
A6
Uji Antagonisme Bakteri terhadap Bakteri
Xoo
Uji antagonisme secara in vitro dilakukan
dengan. Sebanyak 800µL (107cfu/ml) kultur
cair bakteri patogen diinokulasi ke dalam 80
ml WA semipadat lalu dituang pada
permukaan cawan WA padat masing-masing
sebanyak 10 ml. Setelah permukaan media
memadat, potongan kertas saring Whatman
No.2 (diameter 0,7 cm) yang telah direndam
dalam larutan yang mengandung bakteri yang
A9
A10
A7
A8
B. cereus II.14 + B. firmus E65 +
P. aeruginosa C32b
B. cereus II.14 + P. aeruginosa
C32b + S. marcescens E31
B. cereus II.14 + B. firmus E65
+ P. aeruginosa C32b + S.
marcescens E31
Streptomisin sulfat
Akuades
Formulasi Bahan Pembawa Agensia
Biokontrol
Bahan pembawa utama yang digunakan
yaitu kaolin, bentonit, minyak, dan suspensi
yang kemudian dibuat formulasi (Tabel 3).
Komposisi dari formula yaitu: (a) formulasi
kaolin 300 ml suspensi isolat bakteri, 1 kg
3
kaolin, 10 g CMC, 15 g CaCO3 , (b) formulasi
bentonit: 300 ml suspensi isolat bakteri, 1 kg
bentonit, 10 g CMC, 15 g CaCO3 , (c)
formulasi minyak: 300 ml suspensi isolat
bakteri, 6 ml minyak sawit, 0,15 ml Triton X100, dan (d) formulasi suspensi: 300 ml
suspensi isolat bakteri dengan jumlah sel 109
cfu/ml.
(a)
(b)
(c)
Gambar 1 Bahan pembawa formula (a) kaolin,
(b) bentonit, dan (c) minyak sawit
Proses pencampuran bahan-bahan yang
digunakan untuk formulasi kaolin dan
bentonit dilakukan dalam wadah kantung
plastik, sedangkan minyak dan suspensi dalam
labu erlenmeyer (Gambar 1).
Tabel 3 Isolat konsorsium bakteri dan bahan
pembawa
Formula
Bahan Pembawa
A5
Kaolin
Bentonit
Minyak
Suspensi
A6
Kaolin
Bentonit
Minyak
Suspensi
A8
Kaolin
Bentonit
Minyak
Suspensi
Uji Viabilitas Isolat Bakteri
Uji viabilitas isolat bakteri pada bahan
pembawa agensia dengan mengencerkan 1
gram formulasi (kaolin dan bentonit) dengan 9
ml garam fisiologis steril, kemudian dilakukan
pengenceran serial. Perhitungan populasi sel
dilakukan dengan metode cawan sebar atau
total plate count. Uji viabilitas dilakukan pada
bulan bulan ke-0 (sebelum formulasi) dan 1
bulan setelah formulasi. Formulasi disimpan
pada suhu ruang (± 250C).
HASIL
Peremajaan Isolat Bakteri
Isolat bakteri dapat tumbuh dengan baik
dan didapat biakan murni yang segar setelah
48 jam pada media NA, sedangkan untuk
bakteri Xoo diperlukan waktu 7 hari untuk
tumbuh maksimal pada media WA. Koloni
tunggal bakteri Xoo berbentuk bulat,
berwarna kuning pucat hingga kuning,
berlendir, permukaan timbul, dengan tepian
rata.
Uji Antagonisme Bakteri terhadap Bakteri
Xoo
Hasil uji antagonisme menunjukkan
adanya aktivitas penghambatan oleh isolat dan
konsorsium terhadap bakteri Xoo. Hal ini
terlihat dengan terbentuknya zona hambat.
Hasil perhitungan luas penghambatan bakteri
terhadap Xoo menunjukkan bahwa isolat dan
konsorsium A2, A5, A6, dan A8 sebagai isolat
terbaik dengan luas daerah penghambatan
yang paling besar. Isolat perlakuan A2, A5,
A6,
dan
A8
memiliki
persentase
penghambatan
masing-masing
sebesar
92,86%, 84,29%, 75,71%, 78,57% (Tabel 4).
Perlakuan A10 (kontrol negatif) merupakan
kontrol yang tidak diberikan formulasi
menunjukkan
tidak
ada
aktivitas
penghambatan terhadap bakteri Xoo (Gambar
2, Lampiran 3).
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Gambar 2 Hasil uji antagonisme isolat dan
konsorsium
bakteri
terhadap
pertumbuhan Xoo setelah inkubasi 24-48
jam (a) isolat A2, (b) konsorsium A5, (c)
konsorsium A6, (d) konsorsium A8, dan
(e) kontrol negatif (A10).
4
Tabel 4 Aktivitas penghambatan isolat dan konsorsium bakteri terhadap pertumbuhan bakteri
secara in vitro
Perlakuan
Rataan Luas Zona Hambat (cm) ±
SE
A1
0,01±0,005
A2
0,65±0,016
A3
0,37±0,008
A4
0,01±0,005
A5
0,59±0,019
A6
0,53±0,017
A7
0,28±0,026
A8
0,55±0,041
A9
0,23±0,024
A10
0
keterangan: SE = standard error (nilai rataan ± SE, n = 3)
Uji Viabilitas Isolat Bakteri
Pengamatan viabilitas isolat bakteri
dilakukan pada saat sebelum pembuatan dan
satu bulan setelah formulasi. Formulasi padat
dan cair disimpan di suhu ruang. Jumlah isolat
bakteri rata-rata sebelum pembuatan formulasi
yaitu sebesar 4,0x109 cfu/ml. Isolat bakteri S.
marcescens memiliki jumlah terbanyak yaitu
6,0 x 109 cfu/ml (Tabel 5).
Setelah isolat dibuat formulasi jumlah sel
bakteri yang terkandung menjadi 2,28x108
cfu/ml pada konsorsium A5, 1,39x108 cfu/ml
pada konsorsium A6, dan 7,75x109 cfu/ml
pada konsorsium A8. Jumlah sel terbanyak
ditemukan pada formula konsorsium A8
dengan bahan pembawa bentonit yaitu 9,8 x
109 cfu/ml. Sedangkan jumlah sel paling
sedikit ditemukan pada formula konsorsium
A5 dengan bahan pembawa suspensi yaitu 1,6
x 108 cfu/ml (Tabel 6).
Berdasarkan jumlah sel yang terkandung
maka
formula
yang
efektif
dalam
penyimpanan dalam jangka waktu satu bulan
yaitu penggunaan formula A8 dengan bahan
pembawa bentonit.
Tabel 5 Viabilitas isolat bakteri bulan ke-0
Isolat
Jumlah sel (cfu/ml)
II.14
2,5 x 109
E65
2,6 x 109
E31
6,0 x 109
C32b
5,1 x 109
Rata-rata
4,0 x 109
Tabel
A6
A8
Penghambatan
1,43
92,86
52,86
1,43
84,29
75,71
40
78,57
32,86
0
6
Formula
A5
Indeks
(%)
Viabilitas isolat bakteri
formulasi bulan ke-1
Bahan
Pembawa
Kaolin
Bentonit
Minyak
Suspensi
Kaolin
Bentonit
Minyak
Suspensi
Kaolin
Bentonit
Minyak
Suspensi
pada
Jumlah sel
(cfu/ml)
1,28 x 108
2,98 x 108
4,57 x 108
2,8 x 107
4,4 x 107
1,6 x 108
1,6 x 108
1,9 x 108
9,4 x 109
9,8 x 109
3,2 x 108
8,6 x 109
PEMBAHASAN
Bakteri penyebab HDB termasuk bakteri
aerobik Gram negatif, berbentuk batang
tunggal dan jarang berpasangan, bergerak
dengan flagel (Ou 1985), serta koloninya
berwarna kuning (Abadi 2003). Koloni
dengan warna kuning ini dijumpai pada hasil
pengamatan peremajaan bakteri Xoo pada
media
WA.
Suhu
optimum
untuk
pertumbuhan Xanthomonas antara 25-300C
dan suhu minimum berkisar antara 5-100C.
Suhu yang cocok untuk pertumbuhan awal
ialah 200C pada suspensi yang agak encer.
Derajat keasaman (pH) untuk menumbuhkan
bakteri ini berkisar antara 6,2-6,4 atau yang
5
berbeda tergantung strain bakteri dan medium
yang dipakai (Ou 1985).
Perlakuan bakteri tunggal dan konsorsium
pada penelitian ini menunjukkan variasi
aktivitas pada keduanya. Campuran dari dua
bakteri B. firmus dan P. aeruginosa lebih
efektif
menekan
pertumbuhan
Xoo
dibandingkan dengan pencampuran dengan
campuran menggunakan B. cereus dan S.
marcescens.
Formulasi suspensi hanya berisi media
nutrient broth (NB) dan isolat bakteri.
Pembuatan formulasi dengan menggunakan
bahan pembawa bentonit dan minyak
menggunakan penambahan Carboxymethyl
cellulose (CMC) yang berfungsi sebagai zat
aditif agar formulasi dapat menempel pada
permukaan organ tumbuhan serta penambahan
CaCO3 sebagai sumber nutrisi kalsium untuk
pertumbuhan bakteri dan menetralkan pH
pada media bahan pembawa (Ardakani et al.
2010).
Uji antagonisme dilakukan untuk
menyeleksi isolat dan konsorsium yang
memiliki aktivitas penghambatan terhadap
pertumbuhan Xoo. Hasil pengujian in vitro
menunjukkan penghambatan pertumbuhan
Xoo terbesar oleh isolat A2 dan konsorsium
A5, A6, dan A8 dibandingkan dengan yang
lainnya. Perlakuan A2
yang hanya
mengandung
Bacillus
firmus
(E65)
merupakan isolat endofit (Zuraidah 2012)
yang dalam penelitian ini digunakan sebagai
pembanding untuk perlakuan konsorsium.
Zona hambat terbentuk disebabkan oleh zat
antimikrob
yang
dihasilkan
bakteri.
Pembentukan senyawa antimikrob disebabkan
berkurangnya nutrisi yang dibutuhkan untuk
pertumbuhan sel (Zou et al. 2006). Pada
pengujian in vitro isolat A1 dan A4
menghasilkan zona hambat terkecil, hal ini
diduga bahwa antimikrob kedua isolat ini
kurang
efektif
dalam
menghambat
pertumbuhan Xoo. Sedangkan zona hambat
terbesar dihasilkan oleh konsorsium A5, A6,
dan A8. Hasil uji ini dapat dijadikan acuan
untuk menjadikan ketiga konsorsium tersebut
sebagai agen pengendali hayati penyakit HDB
yang akan dikembangkan dalam bentuk
formulasi kaolin, bentonit, minyak dan
suspensi.
Mekanisme kerja dari agen pengendali
hayati pada umumnya digolongkan sebagai
aktivitas kompetisi zat makanan, parasitisme,
dan antibiosis (Fravel 1988; Weller 1988).
Kemampuan agens hayati mengendalikan
patogen berhubungan dengan kemampuan
bakteri dalam memproduksi siderofor, HCN,
senyawa antibiotik, dan enzim yang
menginduksi ketahanan sistemik pada
tanaman (Siddiqui 2005; van Loon 2007).
Berdasarkan hal tersebut, dalam penelitian ini
mekanisme penghambatan isolat bakteri
terhadap Xoo diduga akibat aktivitas senyawa
antibiotik yang dihasilkan bakteri. Bacillus
memproduksi berbagai macam antibiotik
untuk bakteri dan cendawan (He et al. 1994).
Menurut Arwiyanto et al. (2007) biakan P.
aeruginosa mampu memproduksi endotoksin
dan produk ekstraseluler yang mendukung
invasi lokal dan penyebaran mikroorganisme.
Aktivitas yang terjadi pada formulasi
konsorsium bakteri diduga merupakan proses
quorum sensing (QS). QS menghasilkan dan
melepaskan senyawa kimia sebagai bentuk
komunikasi mereka yang disebut dengan
autoinduser (AI). AI yang digunakan oleh
Gram negatif yaitu Acylade homoserin
lactones dan Gram positif menggunakan
proses oligopeptida (Bassler & Miller 2001).
Gram positif dan Gram negatif suatu bakteri
menggunakan QS pada berbagai sifat regulasi.
Aktivitas ini diduga terjadi dalam konsorsium
A8 yang terdiri atas bakteri Gram positif dan
Gram negatif.
Hasil uji viabilitas menunjukkan bahwa
formulasi A8 dengan bahan pembawa bentonit
memiliki jumlah sel yang lebih tinggi
dibandingkan dengan suspensi, hal ini diduga
karena adanya kandungan zat yang tidak
dimiliki dalam suspensi. Formulasi suspensi
merupakan formula yang hanya berisi media
nutrient broth (NB) dan konsorsium bakteri.
Pemberian bubur Bordeaux (campuran CaCO3
dan CuSO4), beberapa jenis antibiotik
streptomisin, kandungan Cu dan Hg terbukti
efektif mencegah bakteri hawar daun, tetapi
mengakibatkan kerusakan pada gabah ketika
disemprotan pada fase pembungaan di lapang
(Liu et al. 2006).
SIMPULAN
Konsorsium bakteri A5 (B. firmus E65 +
P. aeruginosa C32b), A6 (B. cereus II.14 + B.
firmus E65 + P. aeruginosa C32b) dan A8 (B.
cereus II.14 + B. firmus E65 + P. aeruginosa
C32b + S. marcescens E31) memiliki
kemampuan untuk menghambat X. oryzae pv.
oryzae secara in vitro. Konsorsium A8
kecenderungan memiliki viabilitas sel lebih
tinggi dibandingkan konsorsium A5 dan A6
setelah satu bulan penyimpanan.
6
DAFTAR PUSTAKA
Abadi LA. 2003. Pertahanan Tumbuhan
dalam Ilmu Penyakit Tumbuhan. Malang:
Bayumedia Publishing dan Fakultas
Pertanian Univesitas Brawijaya.
Ardakani SS, Heydari A, Khorasani N,
Arjmandi R. 2010. Development of new
bioformulation
of
Pseudomonas
fluorescens and evaluation of these
products againts damping-off of cotton
seedlings. J Plant Pathol 92: 83-88.
Arwiyanto T, Maryudani YMS, Azizah NN.
2007. Sifat-sifat fenotik Pseudomonas
fluorescens, agensia pengendali hayati
penyakit
lincat
pada
Tembakau
Temanggung. J Biodiversitas 8:147-151.
Bassler BL, Miller MB. 2001 Quorum sensing
in bacteria. Ann Rev Microbiol 55:165199.
[Deptan] Departemen Pertanian, Direktorat
Perlindungan Tanaman Pangan. 2007.
OPT Padi di Indonesia. Jakarta:
Departemen Pertanian RI.
Findy K. 2009. Aktivitas penghambatan
Bacillus sp. terhadap Xanthomonas
oryzae pv. oryzae, Pseudomonas syringae
pv.
glycines,
dan
Pseudomonas
fluorescens [skripsi]. Bogor: FMIPA, IPB
Fravel DR. 1988. Role of antibiosis in the
biocontrol of plant disease. Ann Rev
Phytopathol 26:75-91.
He HLA, Laura ASS, Handelsman J, Clardy J.
1994. Zwittermicin A: and antifungal and
plat protection agent from Bacillus
cereus. Tetrahedon Lett 35:2499.
Kim GH, Lim MT, Hur JS, Yum KJ, Koh YJ.
2009. Biological control of tea
anthracnose using an antagonistic
bacterium of Bacillus subtilis isolated
from tea leaves. J Plant Pathol 25:99102.
Liu DO, Ronald PC, and Bogdanovie AJ.
2006. Xanthomonas oryzae pathovars:
model patogen of a model crop. Mol
Plant Pathol 7 : 303-324.
Mubarik NR, Mahagiani I, Putri AA, Santoso
S, Rusmana I. 2010. Chitinolytic bacteria
isolated from chili rhizosphere: chitinase
characterization and application as
biocontrol for whitefly (Bemisia tabaci
Genn.). Am J Agric Biol Sci 5:430-535.
Niňo-Liu DO, Ronald PC, Bogdanove AJ.
2006. Xanthomonas oryzae pathovars:
model pathogens of model crop. Mol
Plant Pathol 7:303-324.
Ou SH. 1985. Rice Disease. Ed. Ke-2. Kew
Surrey: Commonwealth Mycological
Institute.
Riana E. 2011. Seleksi dan Formulasi
Konsorsium
Bakteri
untuk
Mengendalikan
Penyakit
Blas
(Pyricularia oryzae) pada Tanaman Padi
[skripsi]. Bogor: FMIPA, IPB.
Siddiqui ZA. 2005. PGPR: Prospective
Biocontrol Agents of Plant Pathogens.
Amsterdam: Springer.
Sudarmo, Subiyakto. 1991. Pengendalian
Serangan Hama Penyakit dan Gulma
Padi. Yogyakarta: Kanisius.
Suwanto A. 1994. Mikroorganisme untuk
biokontrol,
strategi
penelitian
&
penerapannya
dalam
bioteknologi
pertanian. Agrotek 2:4.
Syachroni FA. 2011. Efektivitas formulasi
konsorsium bakteri sebagai pengendali
penyakit hawar pelepah daun tanaman
padi [skripsi]. Bogor: FMIPA, IPB.
Tay L, Goh KT, Tan SE. 2008. An outbreak
of Bacillus cereus food pisoning.
Singapore J Medic 23:214-217.
van Loon LC. 2007. Plant response to plant
growth-promoting rhizobacteria. Eur J
Plant Pathol 119:243-254.
Vikal Y, Das A, Patra B, Goel LK, Sindhu JS,
Singh K. 2007. Identifiction of news
sources of bacterial blight (Xanthomonas
oryzae pv. oryzae) resitence in wild
oryza species and O. glaberrima. Plant
Genet Res 5: 108-112.
Weller DM. 1988. Biological control of
soilborne pathogens in rhizosphere with
bacteria. Ann Rev Phytopathol 26:379407.
Zou LF, Wang XP, Xiang Y, Zhang B, Chen
OY. 2006. Elucidation of the hrp gene
clusters of Xanthomonas oryzae pv.
oryzicola that control the hypersensitive
response in a nonhost tobacco and
pathogenicity in susceptible host rice.
Appl Environ Microbiol 72: 6212-6224.
Zuraidah. 2012. Potensi beberapa bakteri
penghambat pertumbuhan Xanthomonas
oryzae pv. oryzae penyebab penyakit
hawar daun bakteri pada tanaman padi
[tesis]. Bogor: Sekolah Pascasarjana IPB.
LAMPIRAN
8
Lampiran 1 Ciri-ciri bakteri uji yang digunakan dalam penelitian ini
Bakteri
Bacillus cereus
(Tay et al. 2008)
Bacillus firmus
Pseudomonas aeruginosa
Serratia marcescens
-
Ciri-ciri
Bakteri Gram positif yang berbentuk batang besar
Sering bersusun sepasang atau rantai dan melingkar
Ukuran 0,5-2,5 x 1,2-10 μm
Membentuk endospora
Beberapa motil
Bersifat fakultatif aerobic
Bakteri Gram positif yang berbentuk batang panjang
Ukuran 0,6-1,0 x 1,2-3,8 μm
Membentuk endospora dengan diameter <0,9 μm
Bersifat aerobik
Bakteri Gram negatif yang berbentuk batang
Bersusun tunggal, berpasangan, dan terkadang membentuk
rantai pendek
Ukuran panjang sekitar 0,6 x 2 μm
Tidak membentuk spora
Tumbuh pada suhu optimum 420C
Bersifat aerobik
Bakteri Gram negatif yang berbentuk batang
Beberapa galur membentuk kapsul
Berdiameter 0,5-0,8 μm dan panjang 0,9-2 μm
Bersifat fakultatif anaerobik
Menghasilkan pigmen berwarna merah
9
Lampiran 2 Komposisi media pertumbuhan bakteri
Media nutrient agar (NA)
Komposisi
Nutrient broth
Agar-agar
Akuades
Jumlah
8g
20 g
1000 ml
Media nutrient broth (NB)
Komposisi
Nutrient broth
Akuades
Jumlah
8g
1000 ml
Media wakimoto agar (WA)
Komposisi
Ca(NO3)2 . 4H2O
Na2HPO4 . 12H2O
Pepton
Sukrosa
FeSO4 . 7H2O
Agar-agar
Akuades
Jumlah
0,5 g
2g
5g
15 g
0,5 g
15 g
1000 ml
10
Lampiran 3 Hasil uji antagonisme formula bakteri terhadap Xoo
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(i)
(j)
Keterangan:
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
Bacillus cereus II.14
Bacillus firmus E65
Pseudomonas aeruginosa C32b
Serratia marcescens E31
B. firmus E65 + P. aeruginosa C32b
B. cereus II.14 + B. firmus E65 + P. aeruginosa C32b
B. cereus II.14 + P. aeruginosa C32b + S. marcescens E31
B. cereus II.14 + B. firmus E65 + P. aeruginosa C32b + S. marcescens E31
Streptomisin sulfat
Akuades
Lampiran 4 Data hasil uji antagonisme formula bakteri terhadap Xoo secara in vitro
1
ulangan
2
A1
II.14
0,01
0,02
0,01
0,01±0,005
A2
E65
0,67
0,63
0,65
0,65±0,016
A3
C32b
0,38
0,36
0,37
0,37±0,008
A4
E31
0,01
0
0,01
0,01±0,005
A5
E65 + C32b
0,56
0,60
0,60
0,59±0,019
A6
II.14 + E65 + C32b
0,52
0,51
0,55
0,53±0,017
A7
A8
II.14 + C32b + E31
0,24
0,50
0,29
0,60
0,30
0,55
0,28±0,026
0,55±0,041
0,20
0,23
0,26
0,23±0,024
0
0
0
0
Isolat
Formula
A9
II.14 + E65 + C32b + E31
Streptomisin sulfat
A10
Akuades
3
Rataan±standar
deviasi