Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Epifit Penghasil Kitinase dan Penginduksi Ketahanan Sistemik Asal Tanaman Kakao

Abstract

Kakao merupakan salah satu komoditas andalan perkebunan yang peranannya cukup penting bagi perekonomian nasional. Pengembangan dan produktivitas tanaman kakao masih dibatasi oleh kondisi lahan dan iklim yang tidak sesuai, serta tingginya gangguan infeksi patogen. Penggunaan bakteri agens hayati sebagai penghasil mekanisme antibiosis, kompetisi, dan induksi resistensi pada tanaman diharapkan mampu menjadi alternatif pengendalian penyakit pada tanaman. Bakteri epifit yang berada pada permukaan tanaman memiliki potensi sebagai agens hayati, dengan menghasilkan senyawa yang bersifat antibiosis dan kemampuan menginduksi ketahanan tanaman. Namun penelitian bakteri epifit sebagai agens hayati yang dapat menghasilkan enzim kitinase dan memicu sistem ketahanan kakao belum banyak berkembang. Penelitian ini bertujuan mendapatkan isolat bakteri epifit dari tanaman kakao yang dapat menghasilkan enzim kitinase, menginduksi sistem ketahanan tanaman dan memicu pertumbuhan, sehingga dapat dimanfaatkan sebagai agens hayati. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan, Departemen Proteksi Tanaman, dan Rumah Kaca Cikabayan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor (IPB). Penelitian berlangsung mulai bulan Juni 2016 sampai Mei 2017. Bakteri epifit diisolasi dari tanaman kakao sehat di antara hamparan tanaman kakao yang terserang luas penyakit vascular streak dieback di tiga lokasi yang berbeda, yaitu Sumatera Barat (Kab. Solok), Sulawesi Tenggara (Kab. Konawe), dan Jawa Barat (Kab. Cianjur). Isolat bakteri epifit selanjutnya diseleksi secara in vitro (uji reaksi hipersensitif, uji hemolisis pada media agar darah, dan uji kitinolitik). Bakteri hasil seleksi in vitro diseleksi lebih lanjut secara in planta (uji daya kecambah benih kakao, pengamatan pertumbuhan kakao, dan pengukuran produksi senyawa fitoaleksin). Karakterisasi bakteri epifit sebagai calon agens hayati dengan pengujian produksi enzim fosfatase, produksi hormon IAA, dan pewarnaan Gram. Selanjutnya bakteri epifit yang potensial sebagai penghasil enzim kitinase dan induksi ketahanan tanaman kakao diidentifikasi menggunakan teknik molekuler berdasarkan sekuen gen 16S rRNA. Bakteri epifit yang berhasil diisolasi berjumlah 235 isolat. Isolat bakteri epifit dari bagian ranting sebanyak 65 isolat (28%), daun 78 isolat (33%), dan pucuk 92 isolat (39%). Hasil seleksi menunjukkan bahwa 42 isolat memproduksi enzim kitinase dan tidak menunjukkan reaksi nekrosis pada uji reaksi hipersensitif serta menunjukkan hasil yang negatif pada uji hemolisis pada media agar darah. Selanjutnya enam isolat (CPNA 5, SRWA 6, PDWA 8, CDWA 12, CDWA 13, dan PPWA 9) dari 42 isolat memiliki kemampuan menginduksi ketahanan tanaman kakao pada pengujian rumah kaca. Hal ini terlihat dari produksi senyawa fitoaleksin (cyclohexene, 2-methoxy-guaiacol, dan 2,3-dihidrobenzofuran) pada enam isolat tersebut. Konsentrasi relatif senyawa cyclohexene secara nyata terlihat meningkat pada isolat CPNA 5, SRWA 6, dan PDWA 8, sedangkan nilai konsentrasi relatif senyawa 2-methoxy-guaiacol dan 2,3-dihidrobenzofuran tidak konstan pada keenam isolat. Isolat CPNA 5, dan CDWA 12 mampu memicu peningkatan tinggi pertumbuhan kakao. Identifikasi bakteri menggunakan teknik molekuler pada tiga isolat terpilih CPNA 5, PDWA 8, dan SRWA 6, teridentifikasi berturut-turut sebagai Stenotrophomonas maltophilia, Bacillus cereus, dan Pseudomonas sp.. Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi terkait bakteri epifit yang berpotensi sebagai agens hayati dan pemicu sistem ketahanan pada tanaman kakao.