Seleksi dan Aplikasi Bakteri Akar Nanas Simadu Subang untuk Meningkatkan Penyerapan Kalium Tanaman dari Tanah

Abstract

Kalium merupakan salah satu mineral makro yang dibutuhkan tanaman. Namun ketersediaannya di dalam tanah sebagian besar berupa batuan mineral yang tidak larut dan sulit diserap oleh tanaman. Beberapa mikroorganisme seperti bakteri diketahui mampu melarutkan sumber kalium yang tidak larut sehingga tanaman dapat menyerap sumber kalium dengan lebih mudah. Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi isolat bakteri endofit yang berasal dari akar tanaman Nanas Simadu, Subang, Jawa Barat, berdasarkan kemampuannya dalam melarutkan kalium. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk menganalisis kemampuan isolat terpilih dalam melarutkan kalium, dan mengamati efektifitas isolat terpilih terhadap tanaman. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah uji zona bening, karakterisasi dan identifikasi isolat terpilih, pengukuran pH dan kelarutan kalium pada isolat terpilih, serta pengujian pengaruh isolat terpilih terhadap pertumbuhan tanaman jagung. Isolat bakteri yang telah diremajakan diuji kemampuannya dalam melarutkan kalium secara kualitatif. Uji zona bening, dilakukan secara uji kualitatif menggunakan media alexandrov agar dengan sumber K dari leusit. Isolat bakteri yang telah diremajakan di media NA, secara aseptik diambil sebanyak satu ose dan dimasukan ke dalam media Alexandrov agar. Pengamatan dilakukan pada saat terbentuknya zona bening yang menandakan bahwa isolat tersebut dapat melarutkan kalium. Kemudian dilakukan uji lanjut untuk satu isolat terbaik yang mampu melarutkan kalium. Karakterisasi pada isolat terpilih dilakukan dengan mengamati morfologi koloni, yang meliputi bentuk, warna, elevasi (kenampakan dari samping) dan bentuk tepian koloni. Dilakukan juga pengujian pewarnaan gram dan pengamatan bentuk isolat di bawah mikroskop. Uji katalase juga dilakukan untuk mengetahui sifat isolat. Adapun identifikasi molekuler dilakukan dengan ekstraksi genom DNA dilakukan dengan PCR primer dan 1387R, PrestoTM mini gDNA Bacteria Kit Quick Protocol - Geneaid. Amplifikasi PCR dengan 2x My Taq HS Red Mix (BIO-25048), Bi-directional Sequencing. Pohon filogenetik dibuat dengan menggunakan software MEGA Versi 11. Pengukuran kemampuan melarutkan kalium oleh isolat terpilih secara kuantitatif dilakukan dengan cara menginokulasikan isolat ke dalam media Aleksandrov cair dengan sumber mineral K berupa leusit. Pengambilan sampel dilakukan setiap 24 jam sekali selama 5 hari, dan pH diukur setiap 12 jam sekali. Sampel diencerkan dengan HCl 0,1 M, lalu disentrifugasi dengan kecepatan 10.000 rpm selama 10 menit. Supernatant yang dihasilkan kemudian dianalisis menggunakan AAS (Atomic Absorption Spectrometry). Hasil uji zona bening menunjukan bahwa isolat M5 dan M6 mampu melarutkan kalium. M5 memiliki kemampuan yang lebih tinggi sebagai pelarut kalium dibandingkan dengan M6. Karakterisasi isolat M5 menunjukkan bahwa bakteri tersebut merupakan bakteri Gram negatif, berbentuk basil, dan positif katalase. Untuk morfologi koloninya yaitu, berbentuk sirkular, berwarna putih, dengan elevasi raised, dan tepian berbentuk smooth. Analisis filogenetik isolat M5 berdasarkan urutan 16S rRNA memiliki kedakatan dengan spesies Enterobacter Chengduensis. Analisis kelarutan kalium secara kuantitatif menunjukan adanya korelasi yang positif antara penurunan nilai pH dengan peningkatan nilai kelarutan kalium. Uji pengaruh isolat pada tanaman jagung menunjukkan bahwa perlakuan dengan penambahan isolat memiliki tinggi yang lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan tanpa penambahan isolat.

Potassium is one of the macronutrients that had an important role in plants life. However, it’s natural existence in the soil is mostly in the form of insoluble mineral rocks and it is unavailable for plants. Some of the microorganisms such as bacteria are known has an ability to dissolve insoluble potassium sources to make it available in the soil and can be absorbed by plants. This study aims to select the endophytic bacterial isolates from the roots of Simadu Pineapple plant, Subang, West Java, based on their ability to dissolve potassium. In addition, this study also aims to analyze the ability of selected isolates to dissolve potassium, and observe the effectiveness of selected isolates on sample plants. The method used in this study was the clear zone test, characterization and identification of selected isolates, measurement of pH and potassium solubility in selected isolates, and anylizing the effect of selected isolates on the growth of maize plants. The rejuvenated bacterial isolates were tested for their ability to dissolve potassium qualitatively. The clear zone test was conducted by using Alexandrov agar media with leucit as a K sources. The bacterial isolates were inoculated aseptically in Alexandrov agar medium. Observation was conducted when a clear zone was appear, it’s indicating that the isolate could dissolve potassium. The further tests were carried out on the selected isolate that was able to dissolve potassium. The characterization of the selected isolates was done by observing the morphology of the colony, which included shape, color, elevation (the view from the side) of the colony. Gram staining test, catalase test, and observations of the isolate morphology under a microscope was also performed to determine the nature of the isolate. Molecular identification was conducted by extraction of genomic DNA using primer PCR and 1387R, PrestoTM mini gDNA Bacteria Kit Quick Protocol - Geneaid. PCR amplification with 2x My Taq HS Red Mix (BIO-25048), Bi-directional Sequencing. The phylogenetic tree was made using MEGA Version 11 software. The measurement of the selected isolate for their ability to solubilize potassium was by inoculating the isolate into Alexsandrov's liquid medium with the leucite as a K sources. Sampling was taken every 24 hours for 5 days, and pH was measured every 12 hours. The sample was diluted with 0.1 M HCl, then centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes. The supernatant then analyzed using AAS (Atomic Absorption Spectrometry). The results of the clear zone test showed that M5 and M6 isolates were able to dissolve potassium. M5 isolate has a higher ability as a potassium solvent compared to M6. The caracteristics of M5 isolate showed that the bacterium was a gram-negative, bacillus-shaped, and catalase-positive bacterium. The colony morphology of M5 isolate is circular in shape, has white color, with a raised elevation, and smooth edges. The phylogenetic analysis of M5 isolates based on the sequence of 16S rRNA has similarity with the Enterobacter Chengduensis species. The analysis of the ability M5 isolate to dissolve potassium showed a positive correlation between a decrease of the pH value and an increase the value of the potassium solubility. The test of M5 isolate on corn plants showed that the treatment with inoculation of M5 isolate on medium had a higher height compared to the treatment without the inoculation of M5 isolate.