| dc.description.abstract | Beras merupakan makanan pokok bagi hampir 90 % penduduk Indonesia.
Semakin meningkatnya jumlah penduduk Indonesia, berdampak pada peningkatan
permintaan beras. Banyaknya konversi lahan pertanian menjadi pemukiman yang
terjadi saat ini, menyebabkan penurunan lahan pertanian yang tersedia.
Penggunaan lahan-lahan marjinal seperti lahan pasang surut dapat menjadi
alternatif yang dapat digunakan sebagai lahan pertanian. Terdapat beberapa
masalah pada lahan pasang surut yaitu kondisi lahan yang asam, salinitas tinggi,
kandungan logam berat berupa besi (Fe) dan alumunium (Al) yang dapat
mengganggu pertumbuhan tanaman termasuk padi. Penggunaan plant growth
promoting bacteria (PGPB) merupakan salah satu strategi yang dapat digunakan
untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman. Aktinobakteri adalah salah satu
bakteri yang memiliki kemampuan sebagai PGPB dengan menghasilkan berbagai
senyawa bioaktif pemacu tumbuh tanaman. Aktinobakteri yang berasosiasi
dengan spons telah diketahui dapat memproduksi indole acetic acid (IAA),
siderofor, hydrogen cyanide (HCN), menambat N2, melarutkan fosfat,
anticendawan dan antibakteri. Berdasarkan hal tersebut, maka aplikasi
aktinobakteri yang berasosiasi dengan spons dan kemampuannya sebagai PGPB
diduga dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman padi pada lahan pasang surut.
Aktinobakteri yang berasosiasi dengan spons juga diketahui memiliki
keragaman yang unik. Callyspongia sp. telah diketahui sebagai spons dengan
asosiasi aktinobakteri terbanyak yang teramati dengan menggunakan teknik
kultivasi. Keragaman aktinobakteri pada spons tersebut belum diketahui, melalui
pendekatan metagenomik dengan menggunakan high throughput sequencing
diharapkan dapat mengungkap keragaman aktinobakteri yang berasosiasi dengan
spons secara menyeluruh. Penelitian ini meliputi tiga tahap yakni karakterisasi
fisiologis isolat aktinobakteri yang berasosiasi dengan spons untuk tumbuh dan
menghasilkan senyawa bioaktif pemacu tumbuh pada kondisi cekaman, percobaan
efektivitas konsorsium aktinobakteri yang berasosiasi dengan spons di lapangan
dan analisis metagenomik aktinobakteri yang berasosiasi dengan spons.
Sepuluh isolat aktinobakteri yang berasosiasi dengan spons diketahui
memiliki kemampuan tumbuh pada berbagai kondisi cekaman lingkungan berupa
pH, salinitas, logam berat Fe dan Al. Lima isolat aktinobakteri dengan
kemampuan tumbuh terbaik dipilih yaitu Cal24h, Cal31t, Crc32t, Dbi28t, dan
Car21t. Kelima isolat ini juga diketahui memiliki kemampuan dalam
memproduksi IAA, amonium, dan siderofor. Hasil pengujian hipersensitivitas,
hemolitik dan kompatibilitas menunjukkan bahwa kelima isolat tersebut
merupakan kelompok bakteri nonpatogenik, sehingga aman digunakan sebagai
konsorsium untuk pengujian di lapangan. Kelima isolat aktinobakteri potensial
tersebut teridentifikasi sebagai Streptomyces sp. dengan tingkat kesamaan
tertinggi sebesar 99.81 %. Dua isolat yaitu Cal31t dan Cal24h mengelompok
secara terpisah dengan ketiga isolat lainnya. Dua isolat tersebut memiliki accesion
number MK499453 dan MK499454 pada GenBank. Sementara itu, tiga isolat
lainnya memiliki nilai similaritas yang rendah yaitu dibawah 97 %, sehingga
kemungkinan memiliki novelty sebagai spesies baru. Perlu dilakukan pengujian
lebih lanjut seperti uji biokimiawi, fisiologis, komposisi dinding sel, dan lainnya
untuk memastikan kebaruan dari ketiga isolat tersebut.
Konsorsium dari aktinobakteri potensial diketahui memiliki kemampuan
dalam memproduksi IAA, amonium, dan siderofor yang lebih tinggi pada keadaan
cekaman dibandingkan keadaan normal. Menariknya kemampuan konsorsium
dalam menghasilkan IAA dan siderofor lebih besar jika dibandingkan dengan
isolat aktinobakteri asal tanah pasang surut. Konsorsium dari aktinobakteri
potensial tersebut telah terbukti mampu meningkatkan perkecambahan tanaman
padi melalui peningkatan panjang akar, panjang tajuk dan jumlah akar dari
tanaman padi sebesar 9.86 %, 9.44 %, dan 13.93 % untuk masing-masingnya.
Hasil ini sejalan dengan hasil pengujian di lapangan, inokulasi konsorsium
aktinobakteri pada dua varietas padi yaitu IR 64 dan Pokkali terbukti secara
signifikan dapat meningkatkan tinggi tanaman, jumlah akar, bobot basah dan
bobot kering jika dibandingkan dengan tanaman tanpa inokulasi aktinobakteri.
Aktivitas yang konstan antara pengujian perkecambahan dan in planta di lapangan
mengindikasikan bahwa konsorsium aktinobakteri ini dapat dikembangkan
sebagai agens hayati untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman, khususnya padi
pada lahan pasang surut. Selanjutnya diketahui bahwa dengan penambahan
konsorsium aktinobakteri dapat meningkatkan jumlah kolonisasi aktinobakteri
pada perakaran tanaman padi yang teramati pada Scaning Electron Microscope
(SEM). Hal ini memunculkan dugaan bahwa kelima isolat tersebut dapat hidup
sebagai endofit di dalam jaringan tanaman.
Komunitas aktinobakteri yang berasosiasi dengan spons Callyspongia sp.
terbagi menjadi 14 familia yang berbeda, di mana familia yang paling dominan
adalah Microbacteriaceae, diikuti oleh Micrococcaceae, Corynebacteriaceae,
Propionibacteriaceae, Dermabacteriaceae, Geodermatophilaceae,
Mycobacteriaceae, Nocardiaceae, Coriobacteriaceae, Gaiellaceae,
Nocardioidaceae, Streptomycetaceae, Williamsiaceae, dan Pseudonocardiaceae.
Komunitas aktinobakteri yang diperoleh dengan menggunakan pendekatan
metagenomik ini lebih beragam jika dibandingkan dengan metode pengkulturan.
Streptomyces sp. merupakan kelompok aktinobakteri yang dominan diperoleh
pada metode pengkulturan dengan menggunakan medium HVA. Komunitas
bakteri yang berasosiasi dengan spons Callyspongia sp. diketahui adalah
Proteobacteria (82 %), Acidobacteria (12 %), Planctomycetes (2 %),
Actinobacteria (2 %), Bacteriodetes (1.08 %), Firmicute (0.61 %) dan
Cyanobacteria (0.09). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa dengan
menggunakan pendekatan metagenomik akan lebih menggambarkan komunitas
mikrob yang berasosiasi dengan spons dibandingkan dengan metode
pengkulturan. | id |
