Karakteristik ektomikoriza ascomycota pada pinus merkusii

Abstract

Ektomikoriza merupakan simbiosis mutualisme antara cendawan tanah dengan akar tumbuhan seperti Pinaceae (Gymnospermae) dan Dipterocarpaceae (Angiospermae). Ektomikoriza berperan dalam efisiensi pengambilan unsur hara mineral dan air, serta melindungi akar dari cekaman faktor abiotik dan biotik. Pinus merkusii adalah tumbuhan hutan yang memiliki nilai ekonomi tinggi dan bersimbiosis secara obligat dengan cendawan ektomikoriza dari kelompok Ascomycota ataupun Basidiomycota. Peran cendawan Ascomycota sebagai cendawan ektomikoriza pada tumbuhan inang di hutan beriklim sedang, sudah banyak dipelajari, namun peran nya di hutan tropis, khususnya pada P. merkusii di Indonesia belum banyak dipelajari. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi cendawan ektomikoriza Ascomycota asal perakaran Shorea spp. dan mempelajari karakteristik ektomikorizanya, respon tumbuh, serta serapan fosfat (P) pada inang P. merkusii. Cendawan hasil isolasi yang diamati karakteristik koloni dan hifanya hanya 6 isolat yang diduga sebagai ektomikoriza berdasarkan hasil sekuen daerah ITS rDNA. Namun, hanya satu isolat yang digunakan sebagai perwakilan cendawan uji untuk mempelajari kemampuannya membentuk ektomikoriza, respon tumbuh, serta serapan fosfat (P) pada inang P. merkusii. Isolat cendawan Ascomycota PM2 koleksi Divisi Mikologi, Departemen Biologi, FMIPA IPB yang diisolasi dari P. merkusii digunakan sebagai kontrol positif dalam penelitian ini. Identifikasi molekuler juga dilakukan pada cendawan kontrol positif . Analisis pohon filogenetik menggunakan model Kimura 2-parameter dengan analisis neighbor joining, bootstrap 1000x pada MEGA 6. Serapan P dianalisis menggunakan metode Bray 1. Inang yang digunakan merupakan bibit hasil perkecambahan biji P. merkusii setelah berumur satu bulan pada media tanam zeolit steril di rumah kaca. Pasir dan tanah digunakan sebagai media tanam bibit P. merkusii dengan perbandingan pasir dan tanah sebesar 9:1. Masing-masing bibit P. merkusii diinokulasi dengan cendawan uji, cendawan kontrol positif, dan agar-agar MMN (kontrol negatif). Setiap perlakuan dipelihara di rumah kaca, disiram setiap hari dengan air steril, dan dipelihara selama tujuh bulan. Setiap minggu tanaman disiram 100 mL pupuk cair larutan MMN 10 % yang mengandung 50 % P tanpa agar-agar dan gula. Penyiraman dilakukan pada pagi dan sore hari. Rancangan percobaan yang digunakan berupa rancangan acak lengkap, dengan masing-masing perlakuan sebanyak 3 ulangan. Akar yang terkolonisasi oleh cendawan uji ataupun cendawan kontrol positif (hasil sintesis ektomikoriza) dianalisis kemiripan sekuennya terhadap inokulan. Sebanyak 14 isolat cendawan berhasil diisolasi dari 60 sampel akar Shorea spp. asal Kawasan Hutan Haurbentes, Jasinga, Bogor, Indonesia. Sebanyak 6 dari 14 isolat merupakan cendawan ektomikoriza. Struktur somatik ke-enam cendawan tersebut berupa hifa steril dan terdapat anastomosis hifa. Morfologi cendawan SL1 yang digunakan sebagai cendawan uji yaitu permukaan koloni iii bertekstur licin, bagian tengah koloni putih, pertumbuhan koloni 25 mm dalam satu bulan pada media MMN. Hifa hialin, septat, tidak memiliki sambungan apit (clamp connection), terdapat anastomosis hifa, dan diameter hifa 2.61 – 4.5 μm. Hasil BLAST-N daerah ITS1, 5.8S, dan ITS2 rDNA pada enam isolat cendawan, memiliki kesamaan dengan Cistella spicicola CBS 731.97 (GU727553) sebesar 91-92%. Analisis filogenetik menunjukkan ke-enam isolat cendawan, merupakan anggota Helotiales, dan genus Cistella, namun berbeda dengan Cistella spicicola CBS 731.97. Oleh karena itu ke-enam cendawan yang diperoleh dalam penelitian ini, diidentifikasi sebagai Cistella sp. SL1, Cistella sp. SS2, Cistella sp. SP3, Cistella sp. SS4, Cistella sp. SC5, dan Cistella sp. SC6. Morfologi cendawan PM2 yang digunakan sebagai kontrol positif, yaitu koloni kuning kecoklatan (5C8) ketika muda lalu berubah menjadi abu-abu (5E2) dan abu-abu(5D1) ketika tua, permukaan koloni memiliki tekstur berambut, pingggiran koloni coklat kekuningan (5D6) dan diameter koloni berumur satu bulan dalam media MMN ialah 48 mm. Hifa coklat (5E4), septat, tidak memiliki sambungan apit (clamp connection), memiliki papila, struktur verrucose, terdapat anastomosis hifa, dan diameter hifa 3.03 – 5.8 μm. Analisis lebih lanjut, cendawan kontrol positif memiliki struktur hifa yang membesar dan berdiameter 5.73-8.65 μm, dinding sel tebal (0.88-1.14 μm). Hasil BLAST daerah ITS 1, 5.8S, dan ITS 2 rDNA cendawan PM2 memiliki homologi dengan Pseudocenococcum floridanum (AB986319) dengan nilai query coverage 100% dan similaritas (max indent) 99%. Analisis pohon filogenetik menunjukkan bahwa cendawan PM2 berkerabat dekat dengan P. floridanum dengan nilai bootstrap 99%. Oleh karena itu, cendawan PM2 diidentifikasi sebagai Pseudocenococcum aff. floridanum PM2. Bibit P. merkusii pada kontrol negatif tidak membentuk struktur ektomikoriza pada akarnya setelah 7 bulan. Hasil inokulasi cendawan SL1 (Cistella sp. SL1) asal Shorea leprosula pada P. merkusii mempunyai karakteristik percabangan akar monopodial, bengkok, halus, berwarna coklat kekuningan (5E8) dengan ujung akar berwarna putih. Persentase kolonisasi akar P. merkusii oleh Cistella sp. SL1 ialah 44.29%. Sebaliknya, Pseudocenococcum aff. floridanum PM2 sebagai kontrol positif, membentuk karakteristik akar P. merkusii yaitu monopodial, lurus, memiliki seta, dan berwarna abu-abu kecoklatan (5F2). Persentase kolonisasi akar yang terbentuk ialah 38.15%. Secara umum kolonisasi Cistella sp. SL1 dan P. aff. floridanum PM2 meningkatkan respon tumbuh dan serapan P tumbuhan inang, walaupun tidak selalu signifikan. Perlakuan menggunakan kedua cendawan tersebut mampu meningkatkan bobot basah dan kering tajuk, bobot basah dan kering akar serta serapan total P tajuk dan akar P. merkusii. Hasil penelitian ini merupakan laporan pertama yang menunjukkan bahwa cendawan Ascomycota Cistella sp. SL1 dan P. aff. floridanum PM2 membentuk ektomikoriza dan meningkatkan respon tumbuh inang P. merkusii. Hasil yang diperoleh menambah informasi dan pengetahuan terhadap potensi cendawan ektomikoriza Ascomycota di hutan hujan tropis dan perannya dalam hutan Dipterocarpaceae yang berkelanjutan di daerah tropis khususnya di Indonesia.