| dc.description.abstract | Kebutuhan kentang nasional terus meningkat seiring dengan peningkatan populasi dan pendapatan penduduk serta industri pengolahan makanan. Namun upaya peningkatan produksi kentang di Indonesia menghadapi berbagai kendala diantaranya serangan hama penyakit serta kualitas bibit kentang yang rendah. Ralstonia solanacearum adalah patogen penyebab penyakit layu bakteri pada tanaman kentang. Pada varietas-varietas yang rentan, tingkat kehilangan hasil yang ditimbulkan oleh penyakit ini dapat mencapai 100%. Produksi bibit kentang yang berkualitas tinggi dalam skala besar dapat dilakukan dengan teknologi perbanyakan in vitro (kultur jaringan). Perbanyakan secara in vitro dilakukan pada kondisi yang steril dan terkontrol. Sebagai konsekuensinya, bibit tanaman yang dihasilkan banyak kehilangan mikroorganisme berguna yang turut berperan dalam ketahanan tanaman terhadap patogen. Inokulasi dini bakteri endofit merupakan saah satu alternatif yang baik untuk melindungi dan meningkatkan ketahanan bibit tanaman hasil kultur invitro terhadap penyakit layu bakteri. Penelitian ini bertujuan untuk : (1) mengisolasi dan menapis bakteri endofit yang mampu meningkatkan ketahanan bibit kentang terhadap penyakit layu bakteri yang disebabkan oleh Ralstonia solanacearum, (2) mengkarakterisasi isolat bakteri endofit terpilih, dan (3) menelaah kemampuan kolonisasi isolat bakteri endofit terpilih pada planlet kentang. Bakteri endofit kentang diisolasi dari dua varietas tanaman kentang (Granola dan Atlantic) yang diambil dari Pasir Wangi, Garut dan Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Sayuran di Lembang. Penapisan isolat dilakukan berdasarkan pengujian-pengujian berikut : uji aktivitas hemolitik, uji hipersensitif respon (HR) pada daun tembakau, uji patogenisitas terhadap planlet kentang, serta uji peningkatan ketahanan tanaman kentang yang ditanam pada kondisi tidak steril dan steril. Sebanyak 214 bakteri endofit berhasil diisolasi dari kedua varietas tanaman kentang tersebut. Diantara isolat-isolat tersebut, 168 bersifat non-hemolitik dan tidak menimbulkan reaksi HR pada daun tembakau. Dari 168 isolat, 119 diantaranya non-patogenik terhadap planlet kentang. Empat isolat yaitu G053, G062, G0196, dan L-12 mampu menurunkan DI layu bakteri dan meningkatkan pertumbuhan tanaman kentang pada uji ketahanan yang dilakukan pada kondisi tidak steril. Penapisan berikutnya menunjukkan hanya 2 isolat bakteri endofit yaitu G053 dan G062 yang secara nyata mampu meningkatkan ketahanan dan pertumbuhan tanaman kentang. Kedua isolat tersebut diisolasi dari batang tanaman kentang varietas Atlantic yang diambil dari Garut. Isolat G053 merupakan bakteri gram positif berbentuk kokus dengan diameter sel 0.9-1.4 μm. Koloni G053 berbentuk bulat cembung dengan warna kuning pucat. Isolat G062 adalah bakteri Gram negatif, berbentuk batang dengan ukuran sel 0.59-0,89 μm x 1.85-3.3 μm. Koloni G062 berbentuk bulat dengan warna krem sampai kecoklatan. Berdasarkan sekuen 16S rDNA-nya kedua isolat tersebut teridentifikasi berturut-turut sebagai M. endophyticus (98%) dan Paracoccus halophylus (98%). Kedua bakteri endofit tersebut mampu menghasilkan senyawa serupa fitohormon dan siderofor, serta menambat nitrogen. Kemampuan fiksasi nitrogen kedua bakteri endofit tersebut dapat meningkatkan ketersediaan nitrogen tanaman inang, sehingga tanaman inang tumbuh lebih baik dari pada tanaman kontrol yang tidak diperkaya dengan bakteri endofit tersebut. M. endophyticus G053 juga mengemisikan berbagai senyawa organik volatil (VOCs) dan mengekskresikan kitinase, sedangkan P. halophylus G062 juga mampu menghasilkan enzim pelarut fosfat. Untuk menelaah perubahan fisiologis tumbuhan inang terkait respon induksi resistensi oleh kedua bakteri endofit terpilih terhadap infeksi R. solanacearum, dilakukan pengukuran kadar protein daun dan aktivitas enzim (peroksidase, polifenol oksidase atau PPO, dan askorbat peroksidase atau APX) terhadap tanaman yang diperkaya dengan bakteri endofit tersebut . Duapuluh empat jam setelah inokulasi R. solanacearum, kadar protein, aktivitas polifenol oksidase (PPO), askorbat peroksidase (APX), dan peroksidase tanaman G053 meningkat lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman kontrol dan G062. Peningkatan kadar protein total, aktivitas PPO, APX, dan peroksidase tanaman yang diperkaya isolat G053 berturut-turut mencapai 4.6%, 2075%, 111%, dan 42%, sedangkan pada tanaman G062 hanya meningkat aktivitas enzim peroksidase (126%) dan kadar protein totalnya (0.09%). Telaah lebih lanjut menunjukkan bahwa setelah infeksi R. solanacearum, emisi etilen oleh tanaman G053 lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman kontrol. Kandungan lignin tanaman G053 yang diinfeksi R. solanacearum juga meningkat 23.5%, sebaliknya lignin tanaman kontrol turun 26.7%. VOCs yang diemisikan M. endophyticus G053 merupakan campuran dari sedikitnya 16 senyawa volatil. Metil eugenol (ME) merupakan komponen utama VOCs M. endophyticus G053. Kompleks VOCs tersebut juga mengandung heksadekan dalam konsentrasi yang lebih rendah. Paparan VOCs M. endophyticus G053 terhadap planlet yang diinfeksi R. solanacearum mampu mereduksi nilai DI layu bakteri sebesar 46.7%. Hal ini diduga disebabkan oleh komponen heksadekan dalam VOCs tersebut. Heksadekan merupakan kandidat senyawa sinyal baru untuk menginduksi ekspresi protein PR1 yang berperan dalam mekanisme ketahanan tumbuhan melalui lintasan Systemic Acquired Resistance (SAR). Paparan kompleks VOCs dan ME juga terbukti dapat menekan produksi EPS bakteri patogen ini. Perbedaan EPS yang diproduksi oleh kultur R. solanacearum A dan B yang dipapar dan tidak dipapar VOCs berturut-turut mencapai 34% dan 155%. Selisih kadar EPS tersebut hanya mencapai 4.7% dan 75% berturut-turut untuk R. solanacearum galur A dan B ketika kultur patogen ini dipapar dengan ME. Pengamatan kemampuan kolonisasi M. endophyticus G053 dan Paracoccus halophylus G062 yang dilakukan dengan teknik reisolasi dan pengamatan mikroskopis menggunakan scanning electron microscope menunjukkan bahwa kedua bakteri endofit tersebut memiliki kemampuan kolonisasi dan persistensi yang tinggi pada planlet dan tanaman kentang. Berdasarkan karakter-karakter yang dimiliki dan hasil uji ketahanan tanaman yang dilakukan, dapat disimpulkan bahwa bakteri endofit M. endophyticus G053 mampu mengaktifkan SAR dan ISR tanaman kentang secara paralel. Akumulasi efek aktivasi kedua lintasan resistensi dan kemampuan kolonisasi serta persistensinya yang tinggi menghasilkan peningkatan resistensi dan perlindungan yang kuat pada tanaman kentang terhadap penyakit. Sedangkan P. halophylus G062 meningkatkan ketahanan tanaman kentang melalui aktivasi ISR. Kedua bakteri endofit tersebut sangat potensial untuk dikembangkan menjadi agen hayati yang unggul untuk ketahanan tanaman kentang terhadap penyakit layu bakteri dan meningkatkan pertumbuhannya. | en |
