Aktivitas Pelarutan Fosfat dan Keragaman Genetik Aktinomiset Rizosfer serta Aplikasinya dalam Pemacuan Pertumbuhan Tanaman Jagung

Abstract

Aktinomiset adalah kelompok bakteri menguntungkan yang dapat ditemukan di tanah rizosfer dan mampu memacu pertumbuhan tanaman melalui produksi berbagai senyawa agroaktif serta penyediaan nutrisi. Salah satu peran penting aktinomiset rizosfer dalam penyediaan nutrisi adalah pelarutan dan mineralisasi fosfat baik melalui mekanisme produksi asam organik maupun aktivitas enzim. Aktinomiset rizosfer jagung yang diisolasi pada penelitian sebelumnya memiliki potensi yang baik untuk dimanfaatkan sebagai pemacu tumbuh tanaman jagung dengan karakter pemacuan tumbuh meliputi produksi IAA, pelarutan fosfat dan fiksasi nitrogen. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kemampuan aktinomiset rizosfer dalam melarutkan fosfat, mengukur aktivitas enzim fosfatase alkali, mempelajari keragaman genetiknya berdasarkan gen phoD dan pengaruh aplikasi formula aktinomiset berbasis bahan pembawa gambut terhadap pertumbuhan jagung pada skala rumah kaca. Sebanyak 15 isolat aktinomiset rizosfer mampu melarutkan fosfat anorganik pada kisaran konsentrasi 55,84±2,27 – 144,48±5,71 mg/L. Aktivitas fosfatase alkali ditunjukkan oleh semua isolat dengan nilai 0,08 mU/mL hingga 0,51 mU/mL. Gen phoD terdeteksi pada semua isolat dan diidentifikasi sebagai alkaline phosphatase D dari Streptomyces spp.. Sebagian besar sekuens PhoD bersifat conserved pada semua isolat aktinomiset rizosfer dan Streptomyces spp.. Residu esensial yang terlibat dalam situs aktif PhoD juga bersifat conserved. Pohon fenetik yang dibangun menunjukkan bahwa isolat dibagi menjadi empat kelompok dan pemisahan kluster PhoD dan protein homolognya. Susunan domain PhoD Streptomyces spp. diprediksi terdiri dari tiga domain meliputi TAT-signal, N-terminal, dan metallophosphatase. Model struktur tiga dimensi yang dikonstruksi dari PhoD parsial memiliki parameter kualitas dan kemiripan yang tinggi dengan alkaline phosphatase D dari Bacillus subtilis (2YEQ) serta menunjukkan struktur yang overlapping berdasarkan analisis superposisi. Lima formula yang telah dibuat mampu mempertahankan viabilitas aktinomiset rizosfer pada jumlah sel 107-108 cfu/g hingga minggu ke-18. Formula aktinomiset rizosfer secara signifikan meningkatkan parameter pertumbuhan tanaman jagung.