PPT

Plant Beneficial Microbes and Their Application in Plant
Biotechnology
Anna Russo1, Gian Pietro Carrozza4, Lorenzo Vettori2, Cristiana Felici4,
Fabrizio Cinelli3 and Annita Toffanin4
Andriyana setyawati
S611208001
PENDAHULUAN
Permasalahan yg ada
 Pertanian merupakan sektor ekonomi tertua di dunia
 lebih tergantung pada tanah yang subur dan iklim yang stabil
 Teknik pertanian dan kondisi kerangka ekonomi di seluruh dunia telah
mengalami semacam transformasi radikal bahwa pertanian telah menjadi
sumber utama pencemaran lingkungan
 Pencemaran air tanah oleh pencucian pupuk nitrogen, akumulasi nitrat dan
ketekunan bahan kimia yang digunakan dalam perlindungan tanaman adalah
penyebab keprihatinan
 pertanian modern, berdasarkan budidaya jumlah yang sangat terbatas spesies
tanaman dan kultivar, rentan terhadap wabah penyakit
 tidak ada fungisida efektif yang tersedia terhadap banyak penyakit jamur
Alternatif Bioteknologi
 Penerapan mikroorganisme yang menguntungkan merupakan alternatif
penting untuk beberapa teknik pertanian yang sangat mengubah
keseimbangan agroekosistem dan menyebabkan kerusakan serius pada
kesehatan
 Penggunaan mikroorganisme yang menguntungkan dalam penggantian
atau pengurangan bahan kimia telah sejauh dibuktikan (dobbelaere et
al, 2003;. Burdman et al, 2000.).
 stimulasi pertumbuhan Tanaman dan perlindungan tanaman dapat
ditingkatkan dengan aplikasi langsung dari sejumlah mikroorganisme
yang dikenal untuk bertindak sebagai pupuk hayati dan / atau biopelindung
 Mikroorganisme yang menguntungkan seperti bakteri Diazotrophs,
biological control agents (BCAs), plant growth promoting rhizobacteria
(PGPRs) dan jamur (PGPFs)
Interaksi Tanaman-Mikroorganisme: Implikasi Ekologis
 Mikroorganisme memiliki efek positif langsung pada tanaman
 Efek positif langsung pada tanaman yang diberikan oleh mikroorganisme
rizosfir melalui phytostimulation dan biofertilization tanaman; proses ini
melibatkan produksi fitohormon, non-simbiosis fiksasi nitrogen, dan
peningkatan ketersediaan fosfat dan nutrisi lainnya dalam tanah (burdman et
al. , 2000).
 Eksudat akar dan bahan tanaman yang membusuk menyediakan sumber
senyawa karbon untuk biota heterotrofik (barea et al, 2005;. Bisseling et al,
2009.).
 Jumlah bakteri dalam rhizosfer (daerah sempit tanah yang secara langsung
dipengaruhi oleh sekresi akar dan mikroorganisme tanah terkait) dan
rhizoplane (permukaan luar akar bersama dengan erat mengikuti partikel
tanah dan puing-puing) lebih tinggi daripada di tanah tanpa tanaman
 Berpengaruh merugikan densitas populasi setempat, dinamika dan aktivitas
metabolik patogen tanah, terutama melalui kompetisi, antibiosis, lisis, dan
hyperparasitism
 Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPRs)
 Efek dari PGPRs terutama terkait dengan pelepasan metabolit dan proses fiksasi nitrogen,
pemberian fosfor bioavailable untuk penyerapan tanaman, penyerapan zat besi oleh
siderophores, produksi hormon tanaman seperti auksin, cytochinins dan giberelin, dan
menurunkan tingkat pabrik etilen (Glick, 1995; Glick et al, 1999;.. Tortora et al, 2011)
 Beberapa PGPRs menimbulkan perubahan fisik atau kimia yang terkait dengan pertahanan
tanaman, proses sering disebut sebagai ISR, dan / atau toleransi terhadap cekaman abiotik,
seperti kekeringan, garam dan kelebihan atau kekurangan nutrisi.
 Biological Control Agents (BCAs)
 biokontrol terjadi melalui tindakan langsung dari BCA yang berinteraksi dengan patogen
tanah melalui beberapa mekanisme seperti antibiosis (produksi senyawa antimikroba),
kompetisi untuk zat besi dan nutrisi atau untuk situs kolonisasi, predasi dan parasitisme,
induksi faktor resistensi (misalnya tanaman sangat dirangsang untuk mensintesis substansi
yang disebut phytoalexins, molekul kecil dengan aktivitas antibiotik, yang dapat
menghambat pertumbuhan berbagai mikroorganisme patogen), produksi enzim seperti
kitinase, glukanase, protease dan lipase
Example…
Toleransi salinitas
 PGPR-menimbulkan toleransi tanaman terhadap stres garam telah dipelajari secara
intensif, menunjukkan bahwa dengan inokulasi bakteri endofit dapat mengurangi
efek stres garam dalam spesies tanaman yang berbeda
 Tinggi K + / Na + rasio ditemukan pada jagung garam stres di mana selektivitas
untuk Na +, K + dan Ca2 + diubah pada inokulasi Azospirillum (Hamdia et al., 2004).
Toleransi kekerigan
 Mekanisme yang memungkinkan tanaman untuk mengatasi cekaman kekeringan
diatur oleh perubahan dalam ekspresi gen, gen diatur kekeringan dapat dibagi
dalam dua kelompok: gen fungsional (pengkodean untuk transporter, enzim
detoksifikasi, biosintesis enzim osmolyte dll) dan gen pengatur, yang mengkode
untuk faktor transkripsi (Aroca & Ruiz-Lozano, 2009).
 Secara keseluruhan, efek menguntungkan dari PGPR pada toleransi kekeringan
tanaman disebabkan oleh perubahan hormonal isi, terutama yang dari ABA, etilen
dan sitokinin
Pertimbangan Eksperimental
Menguntungkan
Tentang
Bakteri
Tanaman
 Penggunaan microorganims menguntungkan sebagian besar berorientasi untuk
meningkatkan pertumbuhan tanaman dan perlindungan dalam konteks
pertanian
 Pseudomonas fluorescent (Russo dkk, 1996;. 2001; 2005), Bacillus subtilis (Felici
et al, 2008.), Rhizobium spp (Toffanin et al, 2000;.. Casella et al, 2006), adalah
beberapa bakteri menguntungkan diterapkan dalam eksperimental / karya ilmiah
kita sebagai pupuk hayati dan / atau agen biokontrol di bidang pertanian
 Pseudomonas fluorescent (Russo dkk, 1996;. 2001; 2005), Bacillus subtilis (Felici
et al, 2008.), Rhizobium spp (Toffanin et al, 2000;.. Casella et al, 2006), adalah
beberapa bakteri menguntungkan diterapkan dalam eksperimental / karya ilmiah
kita sebagai pupuk hayati dan / atau agen biokontrol di bidang pertanian
Mikropropagasi
 Mikropropagasi merupakan metode yang efisien menyebarkan sejumlah besar
tanaman genetik seragam (Honda & Kobayashi, 2004)
 menggunakan PGPR Azospirillum brasilense Sp245 untuk meningkatkan budidaya
pohon cherry plum (Prunus cerasifera) (Russo dkk., 2008). Kami telah meneliti
kemampuan A. brasilense untuk mempromosikan perakaran eksplan selama kultur
in vitro dalam tes pertumbuhan ruang dan untuk mempromosikan pertumbuhan
tanaman dan kesehatan tanaman selama ex vitro aklimatisasi di rumah kaca
Strategi Co-inokulasi
Efek positif, seperti peningkatan parameter biomassa, nitrogen konten dan hasil
telah ditemukan dalam kacang-kacangan diinokulasi dengan Rhizobium dan
Azospirillum. Efek positif ini dapat dikaitkan dengan awal dan meningkat
nodulasi, ditingkatkan tingkat fiksasi N2, dan perbaikan umum perkembangan
akar
Jamur kombinasi Azospirillum-AM tampaknya cocok untuk praktik pertanian
berkelanjutan, karena kedua jenis mikroorganisme yang kompatibel dengan
satu sama lain.
Bioremediasi dan fitoremediasi
 metode menjanjikan baru untuk membersihkan dari tanah yang terkontaminasi
oleh logam berat. Phytoextraction, ditekan oleh hyperaccumulating atau nonhyperaccumulating spesies, dapat ditingkatkan dengan menggunakan sistem
tanaman-mikroba (Zhuang et al. 2007)
 Kemampuan phytoextraction mungkin dievaluasi dalam Myrtus communis L. dan
Laurus nobilis L., sebelumnya dipilih di antara jenis tanaman lainnya yang
ditemukan dapat tumbuh di daerah yang terkontaminasi, berdasarkan kandungan
Pb (Emission Spectrophotometer Atomic Plasma, ICP-AES ), kecepatan tumbuh dan
habitus vegetatif.
 A. brasilense Sp245 dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman di tanah yang
terkontaminasi Pb dan mempengaruhi jumlah kandungan timbal tanaman.
Percobaan rumah kaca dilakukan untuk 2 dan 9 bulan, dan tanaman ditanam dalam
pot di hadapan dua tingkat Pb (312 dan 4345 ppm).
Rekayasa Naturalistik Dan Endotherapy
 Peran vegetasi dalam stabilitas lereng dan pemulihan wajah batu curam dengan
semak dan pohon sulit karena kondisi iklim mikro dan edafis ekstrim (Beikircher et
al., 2010). Inokulasi dengan A. brasilense Sp245 bahan tanaman yang digunakan
untuk restorasi situs rawan kekeringan selama preconditioning, dapat meningkatkan
toleransi kekeringan dan dapat memainkan peran sinergis dan penting dalam fase
itu.
 EndoTherapy, atau injeksi batang. Ini merupakan metode alternatif pengobatan
perkotaan hutan tanaman, dengan banyak keuntungan dibandingkan dengan
pengobatan tradisional udara, termasuk tidak adanya penyemprotan bahan kimia,
dan karenanya tidak menyakiti lengkap untuk kesehatan warga, burung dan hewan
lainnya (Sánchez-Zamora & Fernández -Escobar, 2004; Hubbard & Potter, 2006).
Kesimpulan
 Metode bioteknologi baru untuk perlindungan tanaman didasarkan
pada penggunaan mikroorganisme yang menguntungkan digunakan
sebagai pupuk hayati dan / atau agen biokontrol,
 pendekatan ini merupakan alat penting untuk pengendalian penyakit
tanaman, dan
 dapat menyebabkan penurunan yang cukup besar penggunaan pupuk
kimia, yang merupakan penting sumber pencemaran lingkungan