Isolasi, Seleksi, Dan Identifikasi Bakteri Endofit Sebagai Agens Penginduksi Ketahanan Tanaman Padi Terhadap Penyakit Hawar Daun Bakteri
Abstract
Hawar daun bakteri (HDB) yang disebabkan Xanthomonas oryzae pv.
oryzae menjadi salah satu masalah besar dalam produksi padi di Indonesia. Salah
satu upaya pengendalian yang dapat dilakukan yaitu dengan pemanfaatan agens
hayati seperti bakteri endofit. Bakteri endofit merupakan bakteri yang dapat
mengolonisasi jaringan internal tanaman tanpa menyebabkan kerusakan pada
inangnya. Bakteri ini memiliki mekanisme induksi ketahanan tanaman atau
dikenal dengan induced systemic resistance (ISR) dalam pengendalian penyakit.
Namun potensinya sebagai agens penginduksi ketahanan tanaman terhadap
penyakit hawar daun bakteri serta pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan hasil
panen padi sejauh ini belum banyak diketahui.
Penelitian ini bertujuan mengisolasi, menyeleksi, dan menguji kemampuan
bakteri endofit asal tanaman padi sebagai agens penginduksi ketahanan tanaman
serta mengetahui pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan hasil panen padi. Selain
itu untuk mengidentifikasi bakteri endofit yang potensial sebagai agens
penginduksi ketahanan tanaman padi terhadap penyakit HDB. Penelitian
dilaksanakan di Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen Proteksi
Tanaman, dan Rumah Kaca Cikabayan, IPB mulai bulan Juni 2013 sampai
Desember 2014. Bakteri endofit yang digunakan merupakan hasil isolasi dari
tanaman padi sehat yang berada diantara tanaman sakit akibat HDB. Isolat bakteri
endofit hasil isolasi diseleksi berdasarkan viabilitas dan morfologi koloni,
pengaruhnya terhadap induksi ketahanan dan pertumbuhan padi di pembibitan,
serta uji reaksi hipersensitif pada tanaman tembakau. Bakteri endofit hasil seleksi
selanjutnya diuji pada percobaan rumah kaca. Parameter yang digunakan meliputi
ekspresi gen PR1 dan PBZ1, aktivitas enzim peroksidase, periode inkubasi, dan
perkembangan penyakit HDB. Selain itu juga diamati pengaruhnya terhadap
pertumbuhan dan hasil panen padi dengan parameter daya berkecambah, indeks
vigor benih, pertambahan tinggi tanaman, jumlah anakan maksimum, jumlah
anakan produktif, bobot kering, dan kadar air gabah. Perlakuan bakteri endofit di
rumah kaca terdiri dari W1 (aplikasi bakteri endofit pada benih saja), W2 (aplikasi
bakteri endofit pada benih dan 4 MST), dan W3 (aplikasi bakteri endofit pada
benih, 4, dan 6 MST). Bakteri endofit yang potensial sebagai agens penginduksi
ketahanan tanaman padi dan berpengaruh baik terhadap pertumbuhan dan hasil
panen padi selanjutnya diidentifikasi menggunakan teknik molekuler berdasarkan
sekuen 16S rRNA.
Hasil isolasi diperoleh 549 isolat bakteri endofit. Isolat bakteri endofit dari
bagian akar sebanyak 225 isolat (38%), dari bagian batang sebanyak 236 isolat
(40%), dan dari bagian daun sebanyak 133 isolat (22%). Hasil seleksi
menunjukkan bahwa 370 isolat dari 549 isolat bakteri endofit hasil isolasi
memiliki viabilitas yang baik dan morfologi koloni yang berbeda. Selanjutnya 14
dari 370 isolat menunjukkan kemampuan menginduksi ketahanan atau memacu
pertumbuhan padi di pembibitan, namun hanya 7 isolat diantaranya yang tidak
ii
menyebabkan reaksi hipersensitif pada tanaman tembakau. Tujuh isolat bakteri
endofit tersebut adalah EA2 154, EB3 307, EB4 451, EB4 452, EB6 748, ED1 63,
dan ED4 467. Hasil pengujian di rumah kaca menunjukkan bahwa ketujuh isolat
yang diujikan mampu menginduksi ekspresi gen PR1 dan PBZ1, dan 4
diantaranya mampu meningkatkan aktivitas enzim peroksidase (EB4 451, EB4
452, EB6 748, dan ED4 467). Selain itu 4 isolat mampu memperpanjang periode
inkubasi (EA2 154, EB4 451, EB6 748, dan ED4 467) dan 2 isolat mampu
menghambat perkembangan penyakit HDB (EB4 451 dan ED1 63). Secara umum
perlakuan bakteri endofit tidak berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan dan hasil
panen padi, kecuali terhadap daya berkecambah, yaitu EB6 748 yang
mempengaruhi daya berkecambah lebih rendah dibandingkan kontrol dan
perlakuan lain. Diantara 7 isolat yang diuji, hanya isolat EB4 451 yang konsisten
mampu menginduksi ekspresi gen PR1 dan PBZ1, meningkatkan aktivitas enzim
peroksidase, memperpanjang periode inkubasi, menekan perkembangan penyakit,
serta berpengaruh baik terhadap pertumbuhan dan hasil panen padi. Hasil
identifikasi dengan teknik molekuler diketahui bahwa EB4 451 memiliki persen
homologi sebesar 98% dengan Bacillus subtilis.
Berdasarkan penelitian ini bakteri endofit yang diisolasi dari bagian tanaman
padi berpotensi sebagai agens penginduksi ketahanan tanaman dan bermanfaat
dalam upaya pengendalian penyakit HDB. B. subtilis merupakan salah satu
bakteri endofit yang secara konsisten mampu menginduksi ketahanan tanaman
padi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa bakteri endofit sebagai agens hayati
dapat dimanfaatkan untuk pengendalian HDB.
Collections
- MT - Agriculture [3778]