Pemurnian Parsial B-Glukanase dan Aktivitas Penghambatan Bakteri Antagonistik terhadap Cendawan Fitopatogen Fusarium oxysporum

Abstract

Fusarium oxysporum termasuk cendawan patogen tanaman dengan ragam inang yang luas mampu menyebabkan penyakit layu pada tanaman dan menurunkan produktivitas tanaman pangan. Bakteri menghasilkan berbagai senyawa anticendawan termasuk enzim hidrolitik yang bermanfaat untuk biokontrol cendawan patogen pada tanaman, termasuk F. oxysporum. Beberapa spesies bakteri dapat menghasilkan enzim pengurai dinding sel cendawan, termasuk β-glukanase yang digunakan untuk menghambat infeksi cendawan patogen dengan melisis dinding sel hifa F. oxysporum. Penelitian ini bertujuan untuk memurnikan dan melakukan karakterisasi aktivitas β-glukanase, dan mengevaluasi aktivitas antagonis bakteri terhadap F. oxysporum penyebab layu tanaman. Metode penelitian dilakukan dengan menapiskan 20 isolat bakteri rizosfer pada agar-agar glukan dan sifat patogenitasnya terhadap sel darah dan tumbuhan. Sebagai kandidat biokontrol, isolat terpilih dievaluasi secara in vitro terhadap F. oxysporum menggunakan uji dual culture dan poisoned food technique. Isolat bakteri terpilih lalu dikultur dalam media produksi dan enzim diendapkan dengan amonium sulfat dan diukur aktivitas optimum dari pH, suhu serta ion logam dan inhibitor. Isolat bakteri terpilih kemudian diekstraksi genomnya untuk dianalisis secara filogenetik berdasarkan gen 16S rRNA-nya dan deteksi gen β-glukanase. Hanya dua isolat bakteri rhizosfer yaitu isolat W3.15 dan CR.9 yang selain memiliki aktivitas β-glukanase pada agar-agar glukan juga negatif dalam aktivitas hemolisin serta respons hipersensitifitas pada tanaman. Isolat W3.15 dan CR.9 memiliki aktivitas penghambatan secara in vitro terhadap pertumbuhan hifa F. oxysporum yang cukup tinggi (63-66%), meskipun tidak berbeda signifikan secara statistik. Perlakuan antagonis sel maupun penambahan kultur filtrat bakteri menyebabkan perubahan morfologi hifa seperti ukuran hifa yang mengecil dan pembentukan granul pada hifa. Di sisi lain, enzim yang diproduksi dan diendapkan dengan amonium sulfat dari isolat W3.15 memiliki aktivitas optimum pada pH 7 dengan kisaran suhu 60-80 oC. Ion divalen Ca2+ juga dapat meningkatkan aktivitas enzim hingga 120%. Isolat bakteri terpilih termasuk dalam genus Bacillus, yang berkerabat dekat dengan B. subtilis secara filogeni. Gen penyandi β-glukanase (bgls) yang berukuran ± 800 bp juga berhasil dideteksi pada isolat bakteri terpilih W3.15. Secara garis besar, sebagai kandidat agen biokontrol, terdapat dua isolat bakteri rhizosfer yang memiliki aktivitas antagonistik secara in vitro terhadap cendawan fitopatogen F. oxysporum yaitu isolat W3.15 dan CR.9. Namun, hanya isolat W3.15 yang selain bersifat antagonis terhadap cendawan patogen, juga potensial untuk produksi enzim β-glukanase dengan aktivitas sebesar 279.17 U/mg protein, dengan karakter enzim yang optimum aktivitasnya pada pH 7 dan suhu pada rentang 60-80 oC.