Keanekaragaman Cendawan Endofit Anggrek Epifit Coelogyne pandurata Lindl. dan Anggrek Tanah Geodorum densiflorum (Lam.) Schltr., serta Potensinya Sebagai Herbisida

Abstract

Anggrek hitam Kalimantan (Coelogyne pandurata Lindl.) dan anggrek tanah merah muda (Geodorum densiflorum (Lam.) Schltr.) merupakan anggrek langka yang digunakan sebagai tanaman hias dan berperan penting dalam bidang hortikultura dan juga bidang kesehatan. Anggrek bergantung pada cendawan simbion mutualistik, seperti cendawan endofit dan mikoriza pada sebagian atau pun seluruh fase hidupnya. Cendawan endofit memiliki kemampuan untuk menghasilkan metabolit sekunder yang mampu menginduksi ketahanan tanaman inang terhadap berbagai cekaman abiotik dan biotik. Metabolit sekunder yang diproduksi oleh cendawan endofit dapat digunakan pada bidang pertanian, di antaranya ialah sebagai senyawa herbisida. Namun, belum terdapat laporan mengenai keberadaan cendawan endofit yang diisolasi dari organ tanaman anggrek C. pandurata Lindl. dan G. densiflorum (Lam.) Schltr., serta potensinya sebagai penghasil senyawa herbisida. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menganalisis keanekaragaman cendawan endofit yang mengolonisasi berbagai organ kedua tanaman anggrek, serta potensinya sebagai penghasil senyawa herbisida. Cendawan diisolasi dari akar, batang, daun, dan bunga tanaman anggrek. Cendawan hasil isolasi diidentifikasi berdasarkan kombinasi karakteristik morfologi dan molekuler menggunakan sekuens DNA daerah rDNA ITS1-5,8S-ITS2. Analisis keanekaragaman cendawan endofit yang dilakukan meliputi analisis frekuensi relatif (%FR), kelimpahan relatif (%KR), indeks keanekaragaman Shannon-Wiener (H’), kemerataan spesies Pielou (E), dominansi Simpson (C), dan indeks kekayaan spesies (R). Uji aktivitas herbisida dilakukan terhadap perkecambahan benih gulma Amaranthus spinosus L. dengan menggunakan filtrat cendawan endofit. Data perkecambahan yang diperoleh kemudian dianalisis menggunakan Analysis of Variance (ANOVA) dan Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5% (p<0,05) menggunakan aplikasi Minitab 16. Hasil penelitian menunjukkan bahwa cendawan endofit yang diisolasi dari berbagai organ tanaman anggrek beraneka ragam. Sebanyak 21 spesies cendawan endofit yang diperoleh terdiri atas 10 genus yaitu Aspergillus, Cladosporium, Colletotrichum, Curvularia, Fusarium, Hypomontagnella, Musidium, Muyocopron, Nigrospora, dan Penicillium. Fusarium ditemukan di seluruh organ kedua spesies tanaman anggrek, tetapi setiap tanaman anggrek juga berasosiasi dengan spesies cendawan endofit yang berbeda. Spesies Cladosporium endophyticum, Colletotrichum orchidearum, Muyocopron alcornii, dan Penicillium citrinum hanya ditemukan pada tanaman anggrek C. pandurata Lindl.; sedangkan Curvularia pseudobranchyspora, Hypomontagella barbarensis, dan Nigrospora chinensis hanya ditemukan pada tanaman anggrek G. densiflorum (Lam.) Schltr. Keanekaragaman cendawan endofit pada kedua spesies tanaman anggrek tersebut tergolong sedang (H’ = 2,22 pada tanaman anggrek C. pandurata Lindl.; H’ = 2,34 pada tanaman anggrek G. densiflorum (Lam.) Schltr.), dengan indeks kemerataan dan kekayaan spesies yang tinggi (E = 0,96 dan R = 3,11 pada tanaman anggrek C. pandurata Lindl.; E = 0,96 dan R = 3,69 pada tanaman anggrek G. densiflorum (Lam.) Schltr.) serta indeks dominansi yang rendah (C = 0,12 pada C. pandurata Lindl.; C = 0,10 pada G. densiflorum (Lam.) Schltr.). Secara keseluruhan, semua isolat cendawan endofit yang diperoleh mempunyai aktivitas herbisida yaitu dengan menghambat perkecambahan benih gulma A. spinosus L. Isolat cendawan yang menunjukkan aktivitas herbisida paling besar, ialah Aspergillus aculeatus PCP 8.2 dengan persentase perkecambahan 3,33 ± 0,06%, rata-rata panjang plumula 0,36 ± 0,07 cm dan radikula 0,08 ± 0,02 cm.

The Borneo black orchid (Coelogyne pandurata Lindl.) and the pink terrestrial orchid (Geodorum densiflorum (Lam.) Schltr.) are endangered orchids species used as ornamental plants and they are also important in horticulture and health. Orchids are dependent on mutualistic symbiosis with fungi, such as endophytic and mycorrhizal fungi, in some or all of their life cycle stages. Endophytic fungi produce secondary metabolites that induce host plant resistance to abiotic and biotic stresses. The secondary metabolites can be used in agriculture, including as herbicide. However, there are no reports of the endophytic fungi isolated from the organs of C. pandurata Lindl. and G. densiflorum (Lam.) Schltr. orchid, as well as their potency as herbicide. Therefore, this research aimed to analyze the diversity of endophytic fungi that colonize various orchid organs C. pandurata Lindl. and G. densiflorum (Lam.) Schltr. and their potency for producing herbicide metabolites. The fungi were isolated from roots, stems, leaves, and flowers. The isolated fungi were identified based on combined morphological and molecular characteristics using DNA sequences of the ITS1-5,8S-ITS2 rDNA regions. The analysis of endophytic fungi diversity was carried out, including analysis of relative frequency (%FR), relative abundance (%KR), Shannon-Wiener diversity index (H'), Pielou species evenness index (E), Simpson dominance index (C), and species richness index (R). The herbicide activity was determined on weed seeds Amaranthus spinosus L. germination using endophytic fungi filtrate. The germination data was analyzed using the Analysis of Variance (ANOVA) and Duncan Multiple Range Test (DMRT) at the 5% level (p<0,05) by Minitab 16. The results showed that the endophytic fungi isolated from various orchid organs varied. A total of 21 isolates of the endophytic fungi obtained consisted of 10 genera, namely Aspergillus, Cladosporium, Colletotrichum, Curvularia, Fusarium, Hypomontagnella, Musidium, Muyocopron, Nigrospora, and Penicillium. Fusarium was discovered in all organs of both species of orchid plants, although each orchid was associated with a different species of endophytic fungi. The species Cladosporium endophyticum, Colletotrichum orchidearum, Muyocopron alcornii, and Penicillium citrinum were only found in C. pandurata Lindl. orchid; while Curvularia pseudobranchyspora, Hypomontagnella barbarensis, and Nigrospora chinensis were only found in G. densiflorum (Lam.) Schltr orchid. Endophytic fungi diversity in both species of orchids was classified as moderate level (H’ = 2,22 of C. pandurata Lindl. orchid; H’ = 2,34 of G. densiflorum (Lam.) Schltr. orchid), with a high evenness and species richness index (E = 0,96 and R = 3,11 of C. pandurata Lindl. orchid; E = 0,96 and R = 3,69 of G. densiflorum (Lam.) Schltr. orchid) and a low dominance index (C = 0,12 pada C. pandurata Lindl. orchid; C = 0,10 pada G. densiflorum (Lam.) Schltr. orchid). In general, all of the endophytic fungi isolates showed herbicide efficacy by inhibiting the germination of A. spinosus L. weed seeds The highest-performing herbicide fungus was Aspergillus aculeatus PCP 8.2, with a germination inhibition rate of 3,33 ± 0,06%, plumule height of 0,36 ± 0,07 cm and radicle length of 0,08 ± 0,02 cm.