ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR

TANAMAN KENTANG (Solanum tuberosum L.) MENGGUNAKAN

PRIMER PENANDA RAPD

SKRIPSI

Oleh :

WARDANIAH FARADISKA

NIM. 08620031

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)

MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

2012

ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR

TANAMAN KENTANG (Solanum tuberosum L.) MENGGUNAKAN

PRIMER PENANDA RAPD

SKRIPSI

Diajukan kepada:

Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang

Untuk memenuhi Salah satu Persyaratan dalam

Memperoleh Gelar Sarjana Sains (S.Si)

Oleh :

WARDANIAH FARADISKA

NIM. 08620031

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN)

MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

2012

ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR

TANAMAN KENTANG (Solanum tuberosum L.) MENGGUNAKAN

PRIMER PENANDA RAPD

SKRIPSI

PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN

Saya yang bertanda tangan dibawah ini:

Nama : Wardaniah Faradiska

NIM : 08620031

Jurusan : Biologi

Fakultas : Sains dan Teknologi

menyatakan dengan sebenarnya bahwa skripsi yang saya tulis ini benar-benar

merupakan hasil karya saya sendiri, bukan merupakan pengambil alihan data,

tulisan atau pikiran orang lain yang saya akui sebagai hasil tulisan atau pikiran

saya sendiri, kecuali dengan mencantumkan sumber cuplikan pada daftar pustaka.

Apabila di kemudian hari terbukti atau dapat dibuktikan skripsi ini hasil jiplakan,

maka saya bersedia menerima sanksi atas perbuatan tersebut.

MÒTTÓ

الردمن الرديمهللابسم

“Tidakkah kamu perhatikan Sesungguhnya Allah telah menundukkan untuk

(kepentingan)mu apa yang di langit dan apa yang di bumi dan menyempurnakanuntukmu nikmat-Nya lahir dan batin. dan di antara manusia ada yang membantah

tentang (keesaan) Allah tanpa ilmu pengetahuan atau petunjuk dan tanpa kitabyang memberi penerangan.”

﴾Qs. Al-Luqman: 20﴿

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillahirobbil’alamin, la haula wala quwata illa billahil ‘aliyyil

adhzim, penulis hanturkan kehadirat Allah swt. yang telah melimpahkan Rahmat

dan Hidayahnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan studi di Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang

sekaligus menyelesaikan tugas akhir/ skripsi ini dengan baik.

Selanjutnya penulis hanturkan ucapan terima kasih seiring do’a dan

harapan jazakumullah ahsanal jaza’ kepada semua pihak yang telah membantu

terselesaikannya skripsi ini. Ucapan terima kasih ini peulis sampaikan kepada:

1. Prof. DR. H. Imam Suprayogo, selaku rektor UIN Maulana Malik Ibrahim

Malang, yang telah banyak memberikan pengetahuan dan pengalaman yang

berharga.

2. Prof. Drs. Sutiman Bambang Sumitro, SU., D.Sc selaku Dekan Fakultas Sains

dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

3. Dr. Eko Budi Minarno, M.Pd selaku Ketua Jurusan Biologi Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang.

4. Dr. Ulfah Utami, M.Si dan Umaiyatus syarifah, M.A selaku dosen pembimbing

skripsi, yang telah banyak memberikan pengarahan dan pengalaman yang

berharga.

5. Ir. Liliek Harianie selaku dosen pembimbing akademik selama penulis

menempuh studi di Jurusan Biologi UIN MMI Malang, beliau yang telah

memberikan pengarahan dan dukungan yang berharga.

6. Segenap sivitas akademika Jurusan Biologi UIN MMI Malang, terutama

seluruh dosen, terima kasih atas segenap ilmu dan bimbingannya.

6. Ayahanda Slamet Basuki dan ibunda Nur Jauhariani tercinta, yang senantiasa

memberikan doa dan restunya kepada penulis dalam menuntut ilmu.

7. Kakak, adik dan orang tersayang yang selalu memberikan semangat kepada

penulis untuk menyelesaikan skripsi ini.

8. Teman-teman Biologi Angkatan 2008 terima kasih telah berbagi pengalaman,

ilmu pengetahuan yang berguna bagi penulis.

9. Semua pihak yang ikut membantu dalam menyelesaikan skripsi ini baik dalam

segi materiil, spiritual maupun moril, penulis ucapkan terima kasih.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat

kekurangan dan penulis berharap semoga sjripsi ini bisa memberikan manfaat

kepada para pembaca khususnya bagi penulis secara pribadi. Amin Ya Robbal

Alamin.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Malang, 3 Sptember 2012

Penulis,

DAFTAR ISI

HalHALAMAN JUDUL……………………………………………………. .. iHALAMAN PENGAJUAN……………………………………………… iiHALAMAN PERSETUJUAN…………………………………………… iiiHALAMAN PENGESAHAN……………………………………………. ivHALAMAN PERNYATAAN……………………………………………. vMOTTO………………………………………………………………….. .. viHALAMAN PERSEMBAHAN…………………………………………. .viiKATA PENGANTAR……………………………………………………. viiiDAFTAR ISI……………………………………………………………… ixDAFTAR GAMBAR……………………………………………………. . xDAFTAR TABEL ………………………………………………………. xiDAFTAR LAMPIRAN………………………………………………….. xiiABSTRAK………………………………………………………………… xiii

BAB I PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang…………………………………………………. 11.2 Rumusan Masalah…………………………………………… … 51.3 Tujuan Penelitian………………………………………………. 51.4 Manfaat penelitian……………………………………………… 51.5 Batasan Masalah...……………………………………………… 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1 Tanaman Kentang……………………………………………..2.2 Bakteri Endofit …………………………………………….....2.3 Karakterisasi Molekuler……………………………………….2.4 Teknik PCR (Polymerase Chain Reaction)-RAPD (Random

Amplified Polymorphic DNA)………………………………...2.5 Gen 16S rDNA………………………………………………..

71316

1820

BAB III. METODE PENELITIAN3.1 Waktu dan Tempat Penelitian…………………………………3.2 Alat dan Bahan………………………………………………..3.3 Cara Kerja……………………………………………………..

252526

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Morfologi Isolat Bakteri Endofit ……………………………. 33

414.2 Profil DNA Bakteri Endofit Berdasarkan Primer Penanda

RAPD…………………………………………………………

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ………………………………………………… 4848

50

54

5.2 Saran…………………………………………………………

DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….

LAMPIRAN……………………………………………………………….

DAFTAR TABELHal

Tabel 4.1: Hasil pengamatan isolat agar miring dari Bakteri Endofit akartanaman kentang

36

Tabel 4.2: Hasil pengamatan isolat agar miring dari Bakteri Endofit akartanaman kentang

37

DAFTAR GAMBAR

HalGambar 2.1 : Hasil dokumentasi tanaman kentang (Solanum tuberosum L.) 10

Gambar 4.1 : Pertumbuhan isolat bakteri endofit pada media padat YPDA 34

Gambar 4.2 : Pertumbuhan isolat murni bakteri endofit akar tanamankentang.

35

Gambar 4.3 : Pertumbuhan isolat tunggal bakteri endofit 36

Gambar 4.4 : Hasil Pewarnaan gram bakteri endofit 38

Gambar 4.5 : Kultur bakteri endofit dari akar tanaman kentang 39

Gambar 4.6 : Hasil PCR menunjukkan sidik jari (pita) DNA bakteri endofitdengan menggunakan Primer khusus (27F dan 1492R)

43

Gambar 4.7 : Hasil PCR menunjukkan sidik jari (pita) DNA bakteri endofitdengan menggunakan Primer umum gen 16S rDNA reversedan foward

44

Gambar 5.1 : Alat penelitian 55

Gambar 5.2 : Bahan-bahan hasil penelitian 56

Gambar 5.3 : Hasil isolasi DNA Genom dengan adanya pelet 57

Gambar 5.4 : Hasil Elektroforesis DNA Genom 58

DAFTAR LAMPIRANLampiran 1 : Skema kerja 54

Lampiran 2 : Alat penelitian 55

Lampiran 3 : Bahan-bahan hasil penelitian 56

Lampiran 4 : Hasil Isolasi DNA Genom dari Isolat Bakteri Endofit 57

Lampiran 5 : Hasil Elektroforesis DNA Genom dari Isolat Bakteri Endofit 58

ABSTRACT

Faradiska, W. 2012. Isolation and Characterization of Endophytic Bacteria from The Roots of The Potato Plant (Solanum tuberosum L.) Using RAPDPrimer Markers. Supervisor: Dr. Ulfah Utami, M.Sc., Advisor Integration of Science and Religion: Umaiyatus syarifah, MA

Keywords: Isolation, Plant Potatoes, Endophytic Bacteria, RAPD

Potato plants are plants that get priority in development in Indonesia. Each plant has a number of endophytic bacteria that grows in the plant organs, such as the root. Endophytic bacteria have a potential to increase the availability of some plant nutrients and also increases growth hormone. Endophytic bacteria are part of the biological richness that must be explored and potential usefulness. Efforts to explore the potential contained in the biological wealth of activities including the characterization. Characterization can be morphological characterization or molecular level characterization of DNA markers.

PCR with RAPD markers (random amplified polymorphic DNA) have been widely used in studies of genetic variation in bacteria. This study aims to determine the results of endophytic bacteria isolated from the roots of the potato plant (Solanum tuberosum L.) and determine the DNA profile of endophytic bacteria isolates using RAPD markers Primer. The study was conducted in January to July 2012, in genetics and microbiology laboratory of the State Islamic University Maulana Malik Ibrahim Malang. Engineering analysis using PCR-RAPD analysis.

The results of this study showed that of the three types of bacteria, two Gram-negative bacteria including in the shape of coccus and tetracoccus, while 1 gram positive bacteria including the shape of streptobasil. The results of molecular characterization by PCR with RAPD marker. DNA profiles of endophytic bacteria isolates by RAPD primer markers which is primer 27F/1492R and primer 16S rDNA reverse/forward showed polymorphism is high (>50% polymorphic bands). From these two primer types of tape that no monomorphic, meaning both primer could indicate that these three isolates are molecularly distinct. The high polymorphic bands in this study also showed a high genetic diversity of endophytic bacteria were observed. Genetic polymorphisms are defined as the presence of individuals with different genetic traits but lived together in the population.

الملخص

العزلة وتوصیف البكتیریا النابوت الداخلي المحاصیل الجذریة بطاطس. ٢٠١٢. ورذانیھ،فارادسك ).Solanum tuberosum L( باستخدام اإلشارات المرجعیة التمھیديRAPD .ألفة.د: المشرف

AM، الشرفة ٲمیت : یوتامي، ماجستیر، مستشار دمج العلم والدین

RAPDعزل والبطاطس النبات، البكتیریا النابوت الداخلي، : كلمات البحث

التي البكتیریا من عدد لدیھ مصنع كل. إندونیسیا في التنمیة في األولویة تحصل التي البطاطا نباتات ھي النباتات بعض توافر زیادة على القدرة لدیھا البكتیریا الداخلي النابوت. الجذر مثل النبات، أجھزة في الداخلي النابوت تنمو

یجب التي البیولوجیة ثراء من جزء ھي البكتیریا الداخلي النابوت. النمو ھرمون أیضا ویزید النباتیة المغذیات بما األنشطة من البیولوجیة الثروة في الواردة إمكانات استكشاف إلى الرامیة الجھود. المحتملة والفائدة استكشافھا

الحمض عالمات مستوى توصیف الجزیئیة أو المورفولوجي التوصیف یكون توصیف یمكن. التوصیف ذلك في.النووي

PCR عالمات مع RAPD )Random amplified polymorphic DNA( التي استخدمت على نطاق ،تھدف ھذه الدراسة إلى تحدید نتائج البكتیریا النابوت الداخلي . البكتیریاواسع في دراسات التنوع الوراثي في

(.Solanum tuberosum L) معزولة عن جذور نبتة البطاطا وتحدید الحمض النووي من العزالت البكتیریة وقد أجریت الدراسة في ینایر كانون الثاني . RAPDستخدام اإلشارات المرجعیة التمھیدي النابوت الداخلي با

، في مجال علم الوراثة وعلم األحیاء المجھریة مختبر للمنظمة اإلسالمیة للجامعة والیة موالنا ٢٠١٢یولیو RAPD -PCRتقنیات تحلیل البیانات باستخدام تحلیل . ابراھیم مالك ماالنج

و مكورة في شكل بما في ذلك الجراثیم سلبیة الغرام، وھما البكتیریا بین ثالثة أنواع من من ھذه الدراسة أن نتائج وأظھرتtetracoccus شكل بما في ذلك إیجابیة البكتیریا جرام 1في حین أن streptobasil. بواسطة التوصیف الجزیئي نتائج

PCRعالمة مع RAPD.التمھیدي من قبل النابوت الداخلي البكتیریا العزالت من الحمض النووي RAPDوضع العالمات 16S ھي األولیة 27F/1492Rواالبتدائیة rDNAمتعددة نطاقات <) عالیة تعدد األشكال وأظھرت إلى األمام/ عكس

ھذه تشیر إلى أن األولیة كال أن، وھذا یعني حید الشكل ال الشریط الذي األساسي من من ھذین النوعین .(٪50 األشكالدرجة عالیة من على لوحظت أیضا أظھرت في ھذه الدراسة متعدد األشكال عالیة نطاقات.متمیزة جزیئیا الثالثة العزالت

مختلفة ولكن الصفات الوراثیة مع األفراد عن وجود الوراثیة األشكال یتم تعریف .النابوت الداخليبكتیریا الجیني لل التنوع.السكان في عدد یعیشان معا

ABSTRAK

Faradiska, W. 2012. Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Endofit dari Akar Tanaman Kentang (Solanum tuberosum L.) Menggunakan Primer Penanda RAPD. Pembimbing : Dr. Ulfah Utami, M.Si., Pembimbing Integrasi Sains dan Agama: Umaiyatus syarifah, M.A.

Kata Kunci: Isolasi, Tanaman Kentang, Bakteri Endofit, RAPD

Tanaman kentang merupakan tanaman yang mendapatkan prioritas utama dalam pengembangannya di Indonesia. Setiap tanaman memiliki sejumlah bakteri endofit yang tumbuh di dalam organ tanaman, seperti pada akar. Bakteri endofit memiliki sejumlah potensi yang dapat meningkatkan ketersediaan beberapa nutrisi tanaman dan juga meningkatkan hormon pertumbuhan. Bakteri endofit merupakan bagian dari kekayaan hayati yang harus digali potensi dan kemanfaatannya. Upaya menggali potensi yang terkandung dalam kekayaan hayati diantaranya dengan kegiatan karakterisasi. Karakterisasi dapat berupa karakterisasi morfologi atau dengan karakterisasi level molekuler dengan penanda DNA.

Teknik PCR dengan penanda RAPD (random amplified polymorphic DNA)telah dipergunakan secara luas dalam studi variasi genetik bakteri. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hasil isolasi bakteri endofit dari akar tanaman kentang (Solanum tuberosum L.) dan mengetahui profil DNA isolat bakteri endofit menggunakan Primer penanda RAPD. Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari sampai dengan Juli 2012, di Laboratorium genetika dan mikrobiologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. Teknik analisis data menggunakan analisis PCR-RAPD.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa dari 3 jenis bakteri, 2 bakteri termasuk dalam Gram negatif dengan bentuk coccus dan tetracoccus, sedangkan 1 bakteri termasuk bakteri Gram positif dengan bentuk streptobasil. Hasil karakterisasi molekuler berdasarkan teknik PCR dengan penanda RAPD.Profil DNA isolat bakteri endofit berdasarkan primer penanda RAPD yaitu primer 27F/1492R dan primer 16S rDNA reverse/forward menunjukkan polimorfisme yang tinggi (>50% pita polimorfik). Dari kedua jenis primer tidak ada pita yang monomorfik, artinya kedua primer bisa menunjukkan bahwa ketiga isolat bakteri secara molekuler berbeda. Tingginya polimorfis pita pada penelitian ini juga menunjukkan tingginya keragaman genetik pada bakteri endofit yang diamati. Polimorfis genetik didefinisikan sebagai adanya individu-individu dengan sifat genetik yang berlainan tetapi hidup secara bersamaan dalam populasi.