Bakteri Filosfer Penghasil Senyawa Bioaktif sebagai Pengendali Penyakit Blas pada Padi.

Abstract

Beras merupakan makanan pokok bagi hampir 50% penduduk dunia dan 90% penduduk Indonesia. Permintaan beras semakin meningkat seiring meningkatnya jumlah penduduk dunia. Indonesia sebagai produsen beras nomor 3 di dunia mengalami berbagai kendala produksi diantaranya adanya serangan patogen Pyricularia oryzae Cav., penyebab penyakit blas pada padi. P. oryzae telah menyerang tanaman padi hampir di semua wilayah di Indonesia dan beberapa negara lain di dunia. Penyakit blas dapat berkembang dengan cepat dan menyebabkan kehilangan hasil sampai 90% pada kondisi lingkungan yang sesuai. Manajemen pengendalian penyakit blas biasanya dilakukan dengan penyemprotan fungisida kimia yang berbahaya bagi lingkungan, manusia, hewan dan produk pertanian. Eksplorasi dan pengembangan agens biokontrol seperti bakteri filosfer padi perlu dilakukan untuk mengurangi penggunaan fungisida kimia. Bakteri filosfer padi diketahui memiliki kemampuan untuk menghasilkan senyawa bioaktif antifungi yang efektif melawan patogen tanaman seperti padi, jagung, kedelai, dsb. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi bakteri filosfer padi dengan aktivitas antifungi terhadap P. oryzae serta menganalisis mekanisme antifungi dari bakteri filosfer potensial. Sampel tanaman padi varietas Ciherang diambil dari tiga daerah endemik penyakit blas di Jawa Barat yaitu Cikembar, Sukabumi, serta Situgede dan Jasinga, Bogor Barat. Daun padi tersebut selanjutnya dijadikan sumber isolat bakteri filosfer untuk penapisan aktivitas antifungi terhadap P. oryzae. Isolat bakteri filosfer potensial dan nonpatogenik selanjutnya diidentifikasi berdasarkan gen 16S rRNA dan dideteksi keberadaan gen nonribosomal peptide syntethases (NRPS) dan polyketide synthases (PKS). Kemampuan bakteri filosfer padi dalam memproduksi senyawa bioaktif dilakukan dengan pengujian aktivitas antifungi dari ekstrak kasar dan deteksi gen penyandi antifungi. Pengujian bakteri filosfer sebagai agens biokontrol penyakit blas juga perlu dilakukan dalam skala rumah kaca. Senyawa antifungi dari isolat terbaik dengan aktivitas antifungi yang konstan secara in vitro dan in planta diidentifikasi menggunakan instrumen Liquid Chromatographic-Mass Spectrometry/Mass Spectrometry (LC-MS/MS). Pengaruh senyawa antifungi terhadap morfologi miselium P. oryzae juga diamati dengan Scanning Electron Microscope (SEM) dan mikroskop cahaya. Sebanyak 7 isolat bakteri dengan aktivitas antifungi terhadap P. oryzae dan nonpatogenik berhasil diisolasi dari lingkungan filosfer padi varietas Ciherang. Tujuh isolat tersebut adalah isolat STGG 3, STGG 7, STGG 8, STGG 14, SKBV 1, SKBG 78 dan STGV 8. Aktivitas antifungi dari 7 isolat tersebut berkisar antara 25.45% sampai 61.5% dimana aktivitas terendah ditunjukkan oleh isolat STGV 8 dan tertinggi oleh isolat STGG 14. Isolat-isolat tersebut teridentifikasi sebagai Bacillus sp. STGG 3, B. subtilis STGG 7, B. amyloliquefaciens STGG 8, B. subtilis subsp. subtilis STGG 14, B. subtilis SKBV 1, Enterobacter cloacae STGV 8 dan Brachybacterium paraconglomeratum SKBG 78. Sementara itu, isolat STGG 3, STGG 7 dan STGG 14 diketahui memiliki domain adenylation (A) dan domain ketide synthase (KS) dari NRPS dan PKS, sedangkan isolat SKBV 1 hanya memiliki domain A dari NRPS. Pengujian rumah kaca membuktikan bahwa 7 isolat bakteri filosfer padi mampu menghambat perkembangan penyakit blas dengan nilai penghambatan relatif yang beragam. Isolat STGG 14 menghasilkan persentase penghambatan tertinggi yaitu 70.83%, sedangkan isolat STGV 8 menghasilkan persentase penghambatan terendah yaitu 48.35%. Hasil pengujian rumah kaca linier dengan aktivitas antifungi secara in vitro. Intensitas penyakit blas tanaman padi dengan perlakuan bakteri filosfer maupun fungisida kimia secara signifikan berbeda nyata dengan kontrol patogen P. oryzae. Sementara itu, hasil observasi parameter pertumbuhan menunjukkan bahwa tinggi tanaman dan jumlah anakan pada tanaman padi dengan perlakuan bakteri filosfer tidak berbeda nyata dengan kontrol patogen. Berbanding terbalik dengan 2 parameter tersebut, biomasa tanaman padi dengan perlakuan isolat STGG 8 secara signifikan berbeda nyata dengan kontrol patogen P. oryzae. Isolat STGG 8 menghasilkan biomasa tanaman yang paling tinggi yaitu 13.79 g berat kering. Sejalan dengan hasil pengujian rumah kaca, ekstrak kasar dari 7 isolat bakteri juga memiliki aktivitas antifungi dengan persentase yang beragam. Aktivitas antifungi tertinggi ditunjukkan oleh ekstrak kasar senyawa bioaktif dari isolat STGG 14. Aktivitas yang konstan pada pengujian in vitro dan in planta mengindikasikan bahwa isolat STGG 14 berpotensi untuk dikembangkan sebagai agens biokontrol penyakit blas. Kemampuan isolat STGG 14 dalam menghambat P. oryzae diduga karena isolat ini mampu menghasilkan senyawa antifungi. Hal tersebut dibuktikan dengan 2 senyawa antifungi yaitu psoralen dan xanthotoxin yang berhasil diidentifikasi dari isolat STGG 14. Isolat STGG 14 juga terdeteksi memiliki gen ytpA yang berperan dalam sintesis senyawa antifungi bacilysocin.