Potensi Isolat Bakteri Asal Gambut sebagai Agens Pengendali Nematoda Puru Akar Meloidogyne incognita

Abstract

Lahan gambut Indonesia memiliki luas mencapai 14,9 juta hektar dan 35% diantaranya berada di Sumatera. Tanah gambut terbentuk dari adanya akumulasi bahan organik pada kondisi jenuh air dan atau kondisi anaerob. Tanah gambut memiliki kandungan bahan organik tinggi, derajat keasaman rendah, dan kandungan oksigen terlarut rendah yang menyebabkan laju dekomposisi pada lahan gambut menjadi lambat. Namun demikian, lahan gambut merupakan habitat dari berbagai jenis mikrob yang berperan penting dalam ekosistem, salah satunya adalah mikrob dari jenis bakteri. Bakteri merupakan kelompok mikroorganisme yang paling beragam dalam aspek fisiologi terutama terkait keragamannya pada berbagai tipe habitat. Keberadaan mikrob fungsional pada lahan gambut merupakan aspek penting yang perlu dilestarikan. Adanya konsep konservasi pada lahan gambut perlu memerhatikan peran bakteri. Bakteri pada lahan gambut mampu memanfaatkan bahan organik dalam aliran energi dan siklus unsur hara. Salah satu pemanfaatan bakteri gambut adalah dengan memanfaatkan kemampuannya dalam bidang pertanian seperti kemampuannya sebagai agens pengendali hayati penyakit tanaman. Salah satu parasit dari kelompok nematoda yang merupakan parasit penting pada tanaman budidaya dan memiliki kisaran inang yang luas yaitu nematoda puru akar (NPA). NPA merupakan sebutan lain untuk spesies nematoda Meloidogyne spp.. NPA tersebar luas di seluruh dunia dan menyebabkan kehilangan hasil baik di daerah tropis maupun subtropis. Kehilangan hasil yang disebabkan oleh nematoda ini dapat mencapai 5–20%. Potensi bakteri asal gambut sebagai agens pengendali nematoda belum banyak diteliti sehingga perlu dilakukan. Bakteri pada lahan gambut mampu memanfaatkan bahan organik dalam aliran energi dan siklus unsur hara. Adanya sifat dan karakter fisiologi khusus yang dimiliki oleh bakteri asal gambut dapat dimanfaatkan dalam bidang perlindungan tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi potensi isolat bakteri asal gambut baik secara in vitro maupun in planta sebagai agens pengendalian M. incognita. Di samping itu, isolat bakteri yang potensial diidentifikasi secara molekuler dengan teknik PCR. Pengujian in vitro terhadap 50 individu juvenil (J2) M. incognita menggunakan 4,5 ml filtrat bakteri dilakukan pada suhu 27 oC. Pengamatan dilakukan terhadap persentase mortalitas nematoda pada 6, 12, 24 jam setelah perlakuan, dan 12 jam setelah pembilasan. Percobaan menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 17 perlakuan dan 3 ulangan. Pengujian terhadap isolat bakteri meliputi: uji Gram dengan larutan KOH 3%, produksi senyawa HCN dengan cyanide detection solution (CDS), dan aktivitas kitinolitik pada media koloidal kitin. Isolat bakteri dengan aktivitas kitinolitik tertinggi kemudian diidentifikasi secara molekuler dengan teknik PCR untuk target 16S rRNA menggunakan primer forward 27 F dan primer reverse 1492 R dilanjutkan dengan perunutan DNA. Sebanyak 15 isolat bakteri asal gambut berhasil ditumbuhkan pada media Agar, 11 isolat bakteri merupakan bakteri Gram positif dan 4 isolat lainnya Gram negatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa 9 isolat bakteri yaitu: GA2 GAA1, GT1 GTA7, GT1 GTB3, GT1 GTB4, GT1 GTB6, GT1 GTB7, GT1 GTC2, GT1 GTC4, and STDHC4 memiliki kemampuan nematisidal in vitro dengan mortalitas mencapai 83–94% serta dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman secara in planta hingga 32,23%. Isolat bakteri GT1 GTB4, GT1 GTB7, dan GT1 GTC2 memiliki kemampuan menghasilkan enzim kitinase dengan indeks lisis > 1 dan memiliki persentase keefektifan dalam menekan nematoda secara in planta sebesar 51,18–62,99%. Isolat bakteri GT1 GTB4 dan GT1 GTB7 memiliki homologi 99% dengan Serratia marcescens asal Cina, dan GT1 GTC2 memiliki homologi 99% dengan Streptomyces sp. AT67 asal Korea Selatan. Keseluruhan isolat bakteri yang diuji tidak menghasilkan senyawa HCN. Kata kunci: indeks lisis, kitinase, mortalitas.

Indonesia's peatlands have 14,9 million hectares, and 35% of them are in Sumatra. Peat soil is formed from the accumulation of organic matter under water-saturated conditions and anaerobic conditions. Peat soil has high organic matter content, low acidity, and low dissolved oxygen content which causes the decomposition rate of peatlands to be slow. However, peatland is a habitat for various types of microbes that play an essential role in the ecosystem, one of which is microbes from bacteria. Bacteria are the most diverse group of microorganisms in physiological aspects, especially in their various habitats. The existence of functional microbes on peatlands is a crucial aspect that needs to be preserved. The existence of the concept of conservation on peatlands needs to pay attention to the role of bacteria. Bacteria in peatlands can utilize organic matter in energy flow and nutrient cycles. One of the uses of peat bacteria is to utilize their capabilities in agriculture, such as their ability to act as biological control agents for plant diseases. One of the parasites of the nematode group, an important parasite on cultivated plants and has a wide host range, is the root-knot nematode (NPA). NPA is another name for the nematode species Meloidogyne spp. NPA is widespread throughout the world and causes yield losses in both tropical and subtropical areas. Yield losses caused by these nematodes can reach 5–20%. The potential of bacteria from peat as nematode control agents has not been widely studied, so it needs to be done. Bacteria in peatlands can utilize organic matter in energy flow and nutrient cycles. The unique physiological characteristics and characteristics possessed by bacteria from peat can be utilized in plant protection. This study aims to evaluate the potential of bacterial isolates from peat both in vitro and in planta as a control agent for M. incognita. In addition, potential bacterial isolates were identified molecularly by PCR technique. In vitro testing of 50 juveniles (J2) of M. incognita using 4,5 ml of bacterial filtrate was carried out at 27 oC. The percentage of nematode mortality was observed at 6, 12, 24 hours after treatment, and 12 hours after rinsing. The experiment used a completely randomized design (CRD) with three replications with 17 treatments and 3 replications. Tests on bacterial isolates include: The Gram test was carried out using a 3% KOH solution, the test for the production of HCN compounds was carried out using a cyanide detection solution (CDS), growing bacterial isolates carried out the chitinolytic activity test on colloidal chitin media. Bacterial isolates with the highest chitinolytic activity were then identified molecularly by PCR technique for the 16S rRNA target using a forward primer 27 F and a reverse primer 1492 R followed by DNA sequencing. A total of 15 bacterial isolates from peat were successfully grown on agar media, 11 bacterial isolates were Gram positive bacteria, and the other four isolates were Gram negative. The results showed nine bacterial isolates: GA2 GAA1, GT1 GTA7, GT1 GTB3, GT1 GTB4, GT1 GTB6, GT1 GTB7, GT1 GTC2, GT1 GTC4, and STDHC4, had the in vitro nematicidal ability with mortality reaching 83–94%. Bacterial isolates GT1 GTB4, GT1 GTB7, and GT1 GTC2 had the ability to produce chitinase enzymes with lysis index > 1 and had a percentage of effevtiveness in suppressing nematodes by in planta method from 51,18–62,99%. Bacterial isolates GT1 GTB4 and GT1 GTB7 had 99% homology with Serratia marcescens from China, and GT1 GTC2 had 99% homology with Streptomyces sp. AT67 from South Korea. None of these isolates produced HCN compounds. Key words: lysis index, chitinase, nematode mortality.