Peran Bakteri Endofit dan Mikoriza dalam Pengendalian Layu Bakteri pada Eucalyptus pellita F. Muell.

Abstract

Saat ini produktivitas tanaman eukaliptus (Eucalyptus pellita) Indonesia terkendala oleh penyakit layu bakteri (PLB). Penyebab PLB adalah bakteri Ralstonia solanacearum yang bersifat tular tanah. Pada area pembibitan maupun lapangan eukaliptus hutan tanaman industri (HTI) terjadi epidemik PLB yang sangat merugikan. Tanaman yang terinfeksi akan menunjukkan gejala daun menguning, mengering, dan layu. Batang yang terinfeksi dapat mengalami perubahan warna menjadi kehitaman. Hal ini terjadi karena xilem dihambat oleh senyawa ekstraseluler berupa exopolysaccharide (EPS). Senyawa EPS yang dihasilkan oleh R. solanacearum merupakan salah satu faktor penentu tingkat virulensi patogen. Beberapa taktik pengendalian PLB telah dilakukan diantaranya penggunaan agens hayati, penanaman eukaliptus secara multi klon, penanaman klon eukaliptus resisten, penggunaan bibit eukaliptus bebas patogen, penggunaan bakterisida sintetik, dan eradikasi tanaman sakit. Namun, upaya pengendalian yang dilakukan belum optimal yang ditunjukkan oleh tingginya populasi tanaman terinfeksi pada area HTI eukaliptus. Salah satu pendekatan yang berpotensi efektif mengendalikan PLB adalah pengendalian secara hayati. Strategi pengendalian hayati dengan memanfaatkan kombinasi bakteri endofit dan fungi mikoriza arbuskula (FMA) telah banyak dilaporkan mampu mengendalikan patogen terutama yang bersifat tular tanah. Kombinasi bakteri endofit dan FMA berpotensi efektif tinggi dalam pengendalian PLB melalui berbagai mekanisme, seperti meningkatkan ketersediaan nutrisi bagi tanaman, pertumbuhan optimum tanaman dan induksi ketahanan tanaman. Berdasarkan latar belakang tersebut diatas, maka dilakukan suatu penelitian yang bertujuan:1) Mendapatkan bakteri endofit asal eukaliptus yang berpotensi sebagai agens hayati R. solanacearum; (2) Memeroleh kombinasi isolat bakteri endofit dan FMA yang kompatibel dan tidak fitotoksik terhadap tanaman eukaliptus; dan (3) Memeroleh bakteri endofit dan FMA yang efektif dalam menekan perkembangan PLB pada bibit eukaliptus. Metode penelitian meliputi pengambilan sampel tanaman dan akar sehat dari 6 klon eukaliptus dan sampel tanaman dan akar sakit dari 5 klon diantara pertanaman eukaliptus terinfeksi PLB pada area milik PT Arara Abadi. Selanjutnya dilakukan isolasi bakteri, baik yang patogenik maupun yang bersifat endofitik. Isolat patogen diidentifikasi secara morfologi, fisiologi, molekuler dan uji patogenisitas serta virulensi. Isolat bakteri endofit yang berhasil diisolasi dilakukan penapisan yang meliputi uji hypersensitive response (HR), uji hemolisis, uji patogenisitas, dan uji pertumbuhan pada bibit eukaliptus. Bakteri endofit hasil penapisan dilakukan karakterisasi yang meliputi kemampuan antibiosis, aktivitas enzim protease, acyl homoserine lactonase (AHL), produksi hormon indole acetic acid (IAA), pelarut fosfat, dan penambat nitrogen. Selanjutnya dilakukan pemilihan isolat bakteri endofit potensial menggunakan metode analytical hierarchy process (AHP). Identifikasi bakteri endofit terpilih dilakukan secara molekuler. Berdasarkan hasil AHP diperoleh sepuluh bakteri endofit potensial. Selanjutnya sepuluh jenis bakteri endofit potensial dikombinasikan dengan tiga jenis FMA. Percobaan uji kompatibilitas bakteri endofit dengan FMA dilakukan di screen house dengan menggunakan rancangan faktorial acak kelompok. Faktor pertama adalah bakteri endofit yang terdiri atas sebelas taraf dan faktor kedua adalah FMA terdiri atas 4 taraf dengan 3 ulangan. Setiap unit percobaan terdiri dari 4 tanaman. Peubah yang diamati meliputi kolonisasi akar, jumlah spora FMA, tinggi tanaman dan diameter batang. Berdasarkan percobaan kompatibilitas, terpilih sepuluh kombinasi bakteri endofit dan FMA yang kompatibel. Selanjutnya dievaluasi keefektifan pengendalian terhadap R. solanacearum pada bibit eukaliptus yang berumur 4 bulan dalam growth chamber. Peubah pengamatan meliputi periode laten, laju infeksi, insidensi penyakit, tingkat kolonisasi bakteri R. solanacearum, dan produksi enzim pertahanan tanaman (fenol dan PAL). Hasil identifikasi patogen penyebab PLB pada eukaliptus berdasarkan morfologi, fisiologi dan molekuler membuktikan sebagai Ralstonia solanacearum. Berdasarkan uji virulensi bakteri patogen diperoleh isolat Rs 18 yang memiliki virulensi tertinggi dari kelima isolat uji. Bakteri endofit berhasil diisolasi sebanyak 173 isolat, dengan 24 isolat lolos uji keamanan hayati. Hasil karakterisasi dan analisis metode AHP dari 39 isolat bakteri endofit (24 hasil isolasi pada penelitian ini + 15 isolat koleksi PT. Arara Abadi) potensial dipilih sepuluh bakteri yang memiliki nilai tertinggi berdasarkan analisis AHP. Berdasarkan identifikasi secara molekuler, sepuluh bakteri endofit tersebut merupakan Serratia nematodiphila (B33/77), Bacillus cereus (B079), Bacillus megaterium (B17/111), Brevundimonas olei (B13/497), Serratia marcescens (B068), Serratia marcescens (B062), Paenibacillus polymyxa (B32/77), Stenotrophomonas maltophilia (B070), Paenibacillus polymyxa (B119), dan Bacillus velezensis (B060). Bakteri endofit memiliki kemampuan antibiosis, memproduksi enzim AHL-laktonase dan protease, hormon IAA, serta berperan sebagai pelarut fosfat dan penambat nitrogen. Bakteri endofit yang terpilih dikombinasikan dengan Glomus mosseae (F1), Glomus clarum (F2) dan Glomus intraradices (F3). Berdasarkan analisis sidik ragam menunjukkan interaksi faktor bakteri endofit dan FMA terdapat perbedaan yang sangat nyata pada peubah pengamatan kolonisasi akar dan jumlah spora FMA. Namun demikian pada peubah tinggi tanaman dan diameter batang tidak terdapat perbedaan yang nyata. Meskipun demikian, perlakuan faktor tunggal bakteri endofit atau FMA terdapat perbedaan yang sangat nyata pada peubah tinggi tanaman dan diameter batang. Berdasarkan peubah pengamatan persentase kolonisasi akar, jumlah spora, tinggi tanaman dan diameter batang bibit eukaliptus dengan nilai tertinggi terpilih sepuluh kombinasi yang kompatibel yaitu Bacillus cereus B079 dan Glomus mosseae (B1F1), Serratia marcescens B068 dan G. mosseae (B4F1), S. marcescens B062 dan G. mosseae (B8F1), S. marcescens B062 dan G. clarum (B8F2), B. velezensis B060 dan G. mosseae (B10F1), B. velezensis B060 dan G. clarum (B10F2), Paenibacillus polymyxa B32/77 dan G. mosseae (B5F1), B. megaterium B17/111 dan G. mosseae (B7F1), Stenotrophomonas maltophilia B070 dan G. intraradices (B2F3), Brevundimonas olei B13/497 dan G. intraradice (B6F3). Evaluasi keefektifan sepuluh kombinasi bakteri endofit dan FMA terhadap PLB yang disebabkan oleh R. solanacearum pada bibit eukaliptus menunjukkan penekanan tertinggi perkembangan PLB pada perlakuan B5F1. Aplikasi B5F1 mampu memperpanjang periode laten, menekan insidensi penyakit, laju infeksi rendah, dan menekan kolonisasi R. solanacearum dengan tidak ditemukannya ooze bakteri pada jaringan batang tanaman. Hasil temuan dari penelitian ini, didapatkan kombinasi bakteri endofit dan FMA terbaik yaitu Paenibacillus polymyxa B32/77 dan G. mosseae (B5F1) yang berpotensi sebagai agens biokontrol terhadap R. solanacearum.