karakterisasi isolat bakteri endofit nilam (pogostemon

Karakterisasi Isolat Bakteri Endofit Nilam (Pogostemon cablin B) sebagai Kandidat Biostimulan Pertumbuhan Tanaman

(Characterization of Patchouli Endophytic Bacteria Isolates [Pogostemon cablin B] as Plant Growth Biostimulant Candidates)

Rafika Yuniawati dan Alina Akhdiya Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumber Daya Genetik Pertanian Jl Tentara Pelajar No 3A Bogor 16111

Jawa Barat Indonesia Telp (0251) 8337975 8354985 Faks (0251) 8338820

E-mail alinakhdiyapertaniangoid

Diajukan 17 Desember 2021 Direvisi 9 Maret 2021 Diterima 10 April 2021

ABSTRACT The endophytic bacteria symbiotic into patchouli plant (Pogostemon cablin B) potentially stimulate the growth of plants The purposes of this study were to select and characterize the ability of endophytic bacteria to stimulate patchouli plant growth The endophytic bacteria were isolated from patchouli plant sources B6 clone (ICABIOGRAD collection) Sidikalang and Patchoulina varieties The endophytic bacteria were isolated and selected based on several tests then characterized on physiology biochemical and genetic characters The characterization on physiology and biochemical covering the characters inhibition phytopathogen activity potential of nitrogen fixation and phosphate solvent also the IAA like-compound producing while genetic characterization was carried out based on 16srRNA sequencing analysis The results showed that fourteen of the isolates were detected to produce IAA-like compounds There were 4 of 29 non-pathogenic isolates (B638 B6310 NSD 20 P 35) that could fix nitrogen and dissolve phosphate The NSD 20 was the most potential isolate as a biostimulant candidate The identification genetic character showed that NSD 20 had the highest similarity with Bacillus sp Y14 (9395) Next in planta characterization in greenhouse and field are needed to determine the ability of Bacillus sp NSD 20 stimulating the growth of patchouli plants Keywords Endophytic nitrogen fixation phosphate dissolvers IAA biostimulant

ABSTRAK Simbiosis bakteri endofit pada tanaman nilam telah diketahui berpotensi untuk menstimulasi pertumbuhan tanaman Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi dan mengarakterisasi kemampuan bakteri endofit nilam (Pogostemon cablin B) dalam menstimulasi pertumbuhan tanaman nilam Bakteri endofit diisolasi dari beberapa sumber tanaman nilam yaitu koleksi klon B6 (koleksi BB Biogen) varietas Sidikalang dan Patchoulina Isolat bakteri endofit yang diisolasi dan diseleksi berdasarkan beberapa pengujian selanjutnya dikarakterisasi secara fisiologi biokimia dan genetik Karakterisasi fisiologi dan biokimia meliputi uji aktivitas penghambatan bakteri fitopatogen uji potensi fiksasi N dan pelarut fosfat serta uji penghasil IAA-like compound sedangkan karakterisasi genetik dilakukan berdasarkan analisis sekuensing 16srRNA Hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan empat belas isolat terdeteksi menghasilkan IAA like compounds Empat dari 29 isolat tidak berpotensi patogenik yaitu isolat B638 B6310 NSD 20 dan P 35 Isolat-isolat ini mampu memfiksasi nitrogen dan melarutkan fosfat NSD 20 merupakan isolat yang paling potensial untuk dikembangkan sebagai kandidat biostimulan Berdasarkan hasil karakterisasi genetik isolat NSD 20 ini menunjukkan kemiripan tertinggi dengan Bacillus sp Y14 (9395) Uji lanjut in planta di rumah kaca dan lapang diperlukan untuk mengetahui kemampuan stimulasi pertumbuhan tanaman nilam oleh Bacillus sp NSD 20 Kata kunci Endofit penambat nitrogen pelarut fosfat IAA biostimulan

Hak Cipta copy 2021 BB Biogen

Bul Plasma Nutfah 27(1)21ndash28

Buletin Plasma Nutfah Vol 27 No 1 Juni 202121ndash28 22

PENDAHULUAN

Bakteri endofit merupakan bakteri nonpato-gen yang hidup didalam jaringan tanaman sehat tanpa menimbulkan kerusakan atau gejala penyakit pada tanaman Bakteri endofit memiliki peran penting di dalam tanaman sebagai plant growth-promoting bacteria (PGPB) yang dapat meningkat-kan kesehatan dan produktivitas tanaman (Malfanova 2013) Manfaat bakteri endofit bagi ta-naman di antaranya adalah meningkatkan keterse-diaan nutrisi menekan pertumbuhan patogen memproduksi zat pengatur tumbuh fiksasi nitrogen dan lain-lain (Gupta et al 2015)

Ekplorasi bakteri endofit dari berbagai jenis tanaman dengan berbagai peranannya melalui karakterisasi secara in vitro telah banyak dilapor-kan seperti bakteri endofit yang berasal dari tanaman sirih hijau (Piper betle L) yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen Staphylococcus Escherichia coli dan Bacillus cereus (Purwanto et al 2014) Bakteri endofit dari jahe (Zingiber officinale) dapat menghambat bakteri B subtilis Klebsiella pneumoniae E coli Staphylococcus aureus dan Salmonella typhi (Sabu dan Radhakrishnan 2016) Berbagai bakteri endofit asal tanaman kentang (Solanum tuberosum L) (Pavlo et al 2011) anggrek (Faria et al 2013) dan padi (Ji et al 2014) juga dapat memproduksi zat pengatur tumbuh tanaman

Tanaman nilam (Pogostemon cablin B) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang memiliki nilai ekonomi tinggi Minyak atsiri dari tanaman nilam banyak digunakan dalam industri kosmetik parfum farmasi sabun makan-an dan minuman sehingga memiliki pangsa pasar ekspor yang tinggi Ekspor minyak nilam Indonesia mencapai 60 dari total ekspor atsiri Indonesia (Krismawati 2005) Hubungan simbiosis antara bakteri endofit dan tanaman saling menguntungkan karena bakteri endofit mendapatkan nutrisi dari hasil metabolisme tanaman dan tanaman mendapat-kan derivat nutrisi dan senyawa aktif yang diperlu-kan dalam siklus hidupnya Senyawa-senyawa aktif tersebut digunakan tanaman untuk meningkatkan produktivitas dan memproteksi diri dalam mela-

wan herbivora serangga maupun patogen (Bacon dan Hinton 2006)

Sehubungan besarnya potensi bakteri endofit pada tanaman nilam maka penting untuk mem-pelajari bakteri endofit dan beberapa potensinya di antaranya untuk meningkatkan vigor tanaman me-nekan pertumbuhan patogen memfiksasi N2 dan lain-lain Oleh karena itu penelitian ini bertujuan mengisolasi dan menyeleksi secara in vitro bakteri endofit tanaman nilam sebagai kandidat biostimu-lan Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi potensi isolat bakteri endofit tanaman nilam yang tidak patogenik aman diaplikasikan menyediakan nutrisi mampu menghambat fitopa-togen menghasilkan indoleacetic acid (IAA) dan berpotensi meningkatkan vigor tanaman nilam

BAHAN DAN METODE

Material Tanaman

Material tanaman yang digunakan berasal dari tanaman nilam koleksi BB Biogen klon B6 serta tanaman nilam varietas Sidikalang dan varie-tas Patchoulina Tanaman dicuci bersih dengan air mengalir dan dikering-anginkan di atas tisu Se-lanjutnya bagian batang tanaman dipotong-potong dengan ukuran plusmn4 cm dan disterilisasi permuka-annya dengan larutan bleaching 25 (bahan aktif NaOCl 525) selama 1 menit dibilas akuades steril dan direndam dalam etanol 70 selama 5 menit dan terakhir dibilas kembali dengan akuades steril sebanyak 2 kali (Suhandono et al 2016)

Isolasi Bakteri Endofit

Isolasi bakteri endofit dilakukan menurut de Oliveira Costa et al (2012) Batang tanaman yang sudah disterilisasi dipotong kecil-kecil dilumatkan dalam mortar diencerkan dengan akuades steril sampai tingkat pengenceran mencapai 10-4 dan disebarkan sebanyak 100 microl pada media tryptic soy agar (TSA) 20 Inkubasi dilakukan pada suhu ruang dengan kondisi gelap selama 2 hari sampai 6 minggu Koloni yang tumbuh dan menunjukkan morfologi koloni yang berbeda dipilih dan di-murnikan dengan teknik penggoresan kuadran pada media TSA 100 Isolat murni yang diperoleh

2021 Karakterisasi In Vitro Isolat Bakteri Endofit Nilam R Yuniawati dan A Akhdiya

23

diperbanyak dan diremajakan (umur 4872 jam) Kultur tersebut dipanen dengan jarum ose kemudian dimasukkan ke dalam tabung mikro yang berisi 750 microl gliserol 40 steril divortex untuk selanjutnya disimpan dalam freezer bersuhu -20C

Seleksi Isolat Bakteri Endofit

Uji respons hipersensitivitas (HR)

Uji respons hipersensitivitas (HR) dilakukan menurut Wahyudi et al (2011) Isolat bakteri endofit ditumbuhkan pada media TSA selama 27 hari dan Ralstonia solanacearum ditumbuhkan pada media sucrose peptone agar (SPA) selama 7 hari Koloni yang tumbuh diambil dengan meng-gunakan jarum ose secara aseptis dan disuspensi-kan dengan akuades steril sampai diperoleh ke-padatan sel plusmn107 selml Selanjutnya sebanyak 05ndash1 ml suspensi masing-masing bakteri diinfil-trasikan ke permukaan bawah daun tembakau (Nicotiana tabacum) umur 2 bulan Sebagai kontrol positif digunakan suspensi bakteri patogen R solanacearum dan suspensi akuades sebagai kontrol negatif Pengamatan terhadap reaksi HR yang timbul dilakukan setiap hari selama 7 hari berturut-turut dengan 2 kali ulangan

Uji aktivitas hemolitik

Uji aktivitas hemolitik dilakukan sebagai-mana yang dilakukan Akhdiya (2014) Isolat bakteri ditotolkan ke permukaan media agar darah (blood agar base 40 gl dan darah domba steril yang telah didefibrinasi sebanyak 50 mll) Media yang telah diinokulasi tersebut diinkubasi pada suhu ruang selama 1ndash5 hari Pengamatan dilakukan terhadap aktivitas hemolitik yang ditandai dengan adanya zona bening di sekitar koloni bakteri yang tumbuh pada media agar darah tersebut

Uji patogenisitas isolat bakteri terhadap planlet tanaman nilam

Uji patogenisitas isolat dilakukan menurut Daub (1986) Sebanyak 100 microl suspensi bakteri endofit yang terpilih (plusmn10 times 107 selml) diteteskan ke media di sekitar akar planlet berumur 2 minggu Kontrol negatif dilakukan dengan meneteskan

aquades steril ke media sekitar akar planlet Planlet diinkubasi kembali Pengamatan dilakukan ter-hadap gejala penyakit yang timbul dilakukan selama sepuluh hari

Karakterisasi Fisiologi dan Biokimia Isolat Bakteri Endofit

Uji aktivitas penghambatan Ralstonia Solanacearum

Uji aktivitas penghambatan terhadap bakteri fitopatogen penyebab layu bakteri dilakukan dengan metode cross streak (Krausse et al 2005) Satu lup massa bakteri endofit digoreskan pada media TSA dan diinkubasi pada suhu ruang selama tiga hari di dalam ruang gelap Kemudian R solanacearum digores menyilang pada isolat bakteri yang telah tumbuh dan selanjutnya media yang telah diinokulasi tersebut diinkubasi kembali pada suhu ruang selama tiga hari Aktivitas peng-hambatan terhadap R solanacearum ditunjukkan oleh terhambatnya pertumbuhan koloni R solanacearum di daerah yang berpotongan dengan koloni isolat bakteri endofit yang diuji

Uji kemampuan fiksasi nitrogen dan uji potensi isolat bakteri pelarut fosfat

Uji kemampuan fiksasi nitrogen dilakukan menurut Franche et al (2009) dengan mengamati pertumbuhan koloni bakteri pada media selektif LGI (media bebas nitrogen) Isolat bakteri yang terpilih diinokulasikan pada media LGI dan di-inkubasi pada suhu ruang selama dua belas hari

Uji potensi pelarutan fosfat dilakukan menurut Ruangsanka (2014) Aktivitas bakteri endofit dalam melarutkan fosfat ditandai dengan terbentuknya zona bening di sekitar koloni bakteri Isolat bakteri terpilih diinokulasi pada media Pikovskaya dan diinkubasi pada suhu ruang selama dua minggu

Uji kuantitatif isolat bakteri endofit sebagai penghasil IAA-like compound

Pengukuran IAA-like compound dilakukan menggunakan metode kolorimetri dengan reagen Salkowsky yang dimodifikasi oleh Glickmann dan Dessaux (1995) Isolat bakteri endofit terpilih


dikulturkan pada media trypticase soy broth (TSB) 100 dan diinkubasi pada suhu ruang selama 10 hari dengan digoyang pada shaker kecepatan 75 rpm Kultur tersebut kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 10000 rpm suhu 4C selama 10 menit Sebanyak 1 ml supernatan kultur di-reaksikan dengan 2 ml reagen Salkowsky dan didiamkan selama 30 menit di suhu ruang dalam kondisi gelap Perubahan warna dari merah muda hingga merah anggur menunjukkan hasil positif Absorbansi diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 530 nm Media tanpa inokulasi bakteri digunakan sebagai kontrol Konsentrasi IAA dihitung berdasarkan persamaan kurva standar IAA

Karakterisasi Genetik Isolat Bakteri Endofit Terpilih

Karakteriasi genetik isolat bakteri terpilih dilakukan berdasarkan analisis sekuensing 16S rRNA (Marchesi et al 1998) Hasil karakterisasi sekuensing selanjutnya dianalisis homologinya menggunakan BLASTN berdasarkan database 16S rRNA di National Center for Biotechnology Information (NCBI) Konstruksi filogeni antara isolat bakteri endofit terpilih dengan sekuen strain bakteri dari genus Bacillus lainnya dilakukan melalui metode neighbor joining (NJ) dengan bootstrap 1000times di program MEGA6 (Tamura et al 2012) dengan menggunakan Streptococcus salivarius sebagai outgroup

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bakteri endofit yang diisolasi dari batang tanaman nilam ditemukan sebanyak 43 isolat Sebanyak 17 isolat diisolasi dari tanaman nilam varietas B63 (B63) 11 isolat diisolasi dari tanaman nilam varietas Sidikalang (NSD) dan 15 isolat diisolasi dari varietas Patchoulina Selain ditemu-kan di batang tanaman bakteri endofit juga banyak ditemukan di bagian lain dari tanaman seperti buah akar dan daun Bakteri endofit dapat di-isolasi dari jaringan tanaman seperti akar batang daun dan struktur reproduksi tanaman Jumlah bakteri endofit yang terkandung dalam jaringan tanaman bervariasi tetapi jauh lebih tinggi di-

banding dengan bakteri patogen (Bacon dan Hinton 2006) Bakteri endofit telah ditemukan pada buah dan batang tanaman tomat ceri (Aji dan Utami 2017) pada tanaman sirih bagian daun batang dan akar (Purwanto et al 2014)

Hasil uji hipersensitif menunjukkan se-banyak enam isolat (1395) bakteri menyebabkan nekrosis pada daun tembakau Reaksi nekrosis yang ditimbulkan oleh enam isolat bakteri ini me-nunjukkan bahwa bakteri-bakteri tersebut bersifat patogenik Respons hipersensitif terjadi sebagai reaksi pertahanan tanaman terhadap infeksi patogen Infeksi patogen yang memiliki gen Avr (Avirulen) memicu tanaman membentuk nekrosis dan kematian sel untuk membatasi pertumbuhan dan penyebaran patogen Reaksi hipersensitif ter-jadi apabila tanaman uji memiliki gen R yang mengenali gen Avr dari patogen sehingga me-nyebabkan lesio lokal pada tanaman uji Respons tanaman terhadap keberadaan patogen ditunjukkan dengan adanya gejala lesio lokal di dalam jaringan tanaman Invasi mikroba patogen dalam jaringan tanaman akan meningkatkan permeabilitas sel ta-naman sebagai indikator adanya kerusakan mem-bran dalam sel yang mengalami respons hipersensi-tif Selanjutnya jaringan tanaman yang terinfeksi patogen akan mengalami pengeringan dan kemati-an jaringan tanaman Sebaliknya bakteri nonpato-gen tidak menyebabkan terbentuknya lesio lokal di dalam jaringan tanaman (Leiwakabessy 2011)

Sebanyak 37 isolat bakteri tidak bersifat patogenik berdasarkan hasil uji hipersensitif dan aman untuk digunakan pada uji selanjutnya Hal ini dilihat dari tidak ada gejala nekrosis yang timbul pada tanaman akibat infeksi buatan yang dilakukan menggunakan isolat-isolat bakteri endofit tersebut Tidak adanya gejala nekrosis karena tanaman tidak memberikan reaksi pertahanan terhadap bakteri endofit

Isolat-isolat yang tidak menyebabkan respons hipersensitif diuji hemolisis untuk me-nyeleksi isolat yang berpotensi melisis sel darah merah Reaksi positif hemolisis ditunjukkan dengan terbentuknya zona bening di sekitar koloni pada media agar darah Hasil pengujian diperoleh 8 isolat bakteri endofit memiliki sifat hemolitik Aktivitas hemolisis merupakan kemampuan bakteri


25

dalam mendegradasi komponen sel darah merah sehingga terbentuk zona bening di sekitar koloni bakteri Senyawa penyebab aktivitas hemolisis yang banyak ditemukan pada beberapa mikroba dan cendawan adalah senyawa hemolisin Proses hemolisis adalah meluruhnya membran sel darah merah diikuti dengan lepasnya molekul hemoglobin yang terkandung di dalamnya (WHO 2009) Mekanisme hemolisin dalam melisis sel darah merah dari beberapa bakteri adalah dengan membentuk pori-pori pada membran sel inang (Song et al 1996)

Isolat yang lolos uji hemolisis sebanyak 29 isolat diuji patogenitasnya terhadap planlet tanam-an nilam Hasil pengujian diperoleh 12 isolat tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan planlet dan 3 di antaranya menyebabkan kematian pada tanaman nilam Sementara itu 14 isolat mampu masuk ke dalam jaringan planlet tidak patogenik terhadap planlet nilam dan memberikan reaksi positif yaitu menyebabkan pertumbuhan planlet relatif lebih baik memiliki daun yang lebih lebar dan lebih hijau serta tumbuh lebih tinggi dibanding dengan planlet yang tidak diinokulasi dengan bakteri endofit tersebut Bakteri dapat masuk ke dalam jaringan tanaman melalui akar dan mengolonisasi di berbagai kompartemen yang berbeda seperti di apoplas dan ruang intrasel antara dinding sel dan jaringan xilem (Malfanova 2013)

Sebanyak empat belas isolat nonpatogenik tersebut diuji kemampuannya dalam menghambat

pertumbuhan bakteri fitopatogen R solanacearum Uji antagonis dilakukan untuk mengeliminasi isolat bakteri yang tidak memiliki sifat antibiosis terhadap R solanacearum ditandai tumbuhnya R solanacearum yang tumpang tindih dengan isolat endofit (terbentuk zona hambat) Hasil pengujian menunjukkan empat isolat bakteri endofit memiliki aktivitas antagonis terhadap pertumbuhan R solanacearum yaitu B638 NSD 20 P 35 dan P 39 (Tabel 1) Terbentuknya zona bening di sekitar koloni bakteri endofit mengindikasikan kemung-kinan adanya senyawa antibakteri yang mampu menghambat pertumbuhan bakteri patogen Hasil penelitian Simarmata et al (2007) juga menunjuk-kan aktivitas penghambatan terhadap bakteri pato-gen yang ditandai dengan terbentuknya zona be-ning di sekitar koloni bakteri endofit yang diisolasi dari tanaman obat sambung nyawa (Gymura procumbens)

Pengujian potensi isolat bakteri endofit ter-hadap fiksasi nitrogen dilakukan pada media LGI Kemampuan isolat bakteri yang dapat memfiksasi nitrogen terlihat dari kemampuannya untuk tumbuh dalam media LGI Hal ini menunjukkan bahwa isolat bakteri endofit tersebut dapat menambatkan nitrogen bebas dari udara Hasil pengujian menun-jukkan 6 isolat bakteri endofit berpotensi dapat memfiksasi nitrogen dari udara yaitu B638 B639 B6310 NSD 20 NSD 23 dan P 35 (Tabel 1) Nitrogen merupakan nutrisi penting dalam per-tumbuhan dan produktivitas tanaman dan sebanyak

Tabel 1 Pengujian 14 isolat bakteri endofit dalam menghambat pertumbuhan R solanacearum kemampuan fiksasi nitrogen pelarutan bakteri fosfat dan kandungan kadar IAA

No Kode bakteri Uji antagonis Fiksasi nitrogen Pelarutan fosfat Kadar IAA (ppm)

1 B636 - - - 444 2 B637 - - - 1098 3 B638 + + + 2969 4 B639 - + - 1085 5 B6310 - + + 1131 6 B6311 - - + 801 7 NSD 20 + + + 1554 8 NSD 23 - + - 834 9 P 26 - - - 787 10 P 27 - - - 450 11 P 30 - - + 999 12 P 35 + + + 2308 13 P 39 + - - 1561 14 P 40 - - - 5878


78 nitrogen berada di atmosfer Tanaman dapat memanfaatkan nitrogen di atmosfer melalui fiksasi nitrogen dengan bantuan mikroorganisme penam-bat nitrogen (Gupta et al 2015)

Pengujian potensi isolat bakteri endofit dalam melarutkan fosfat dilakukan pada media Pikovskaya Zona bening yang terbentu di sekitar koloni mengindikasikan adanya aktifitas pelarutan fosfat oleh isolat endofit yang sedang diuji Hasil pengujian menemukan 6 isolat bakteri endofit yang berasal dari tanaman nilam yaitu B638 B6310 B6311 NSD 20 P 30 dan P 35 (Tabel 1) Bakteri pelarut fosfat sangat penting bagi tanaman karena peran penting fosfat dalam proses metabolisme dan pertumbuhan tanaman Mineral fosfat banyak ter-dapat di tanah tetapi tidak tanaman tidak me-manfaatkannya karena dalam bentuk tidak larut Secara tidak langsung keberadaan bakteri pelarut fosfat sangat penting dalam mendukung proses

metabolisme tanaman (Gupta et al 2015) Uji kuantitatif isolat bakteri endofit sebagai

penghasil IAA dilakukan menggunakan metode ko-lorimetri yang ditunjukkan oleh perubahan warna reaktan setelah ditambahkan reagen Salkowasky Hasil pengujian menunjukkan konsentrasi IAA yang terkandung dalam supernatan kultur isolat-isolat bakteri bervariasi antara 4 sampai 58 ppm Lima isolat yang menghasilkan konsentrasi IAA tinggi adalah P 40 B638 P 35 P 39 dan NSD 20 Konsentrasi IAA tertinggi ditemukan pada isolat bakteri P 40 sebesar 5878 ppm (Tabel 1) Hal ini menunjukkan bahwa isolat P 40 memiliki kemam-puan tertinggi dalam menghasilkan IAA Beberapa bakteri endofit dapat merangsang pertumbuhan tanaman melalui pembentukan senyawa zat penga-tur tumbuh (ZPT) Beberapa ZPT di antaranya hormon auksin seperti IAA giberelin sitokinin asam absisat asam etilen jasmonat dan asam

Gambar 1 Tampilan planlet nilam A = kontrol yang berdaun kecil-kecil dan kurang subur dan B = planlet nilam yang diperkaya dengan

isolat bakteri NSD 20 yang tumbuh lebih subur serta berdaun lebar dan hijau

Gambar 2 Dendogram kekerabatan antara isolat bakteri endofit terpilih dengan strain bakteri dari genus

Bacillus berdasarkan sekuen gen 16S rRNA di database NCBI menggunakan metode NJ dengan bootstrap 1000times Streptococcus salivarius digunakan sebagai outgroup

MK050000 Bacillus sp Y14

Sampel NSD 20

LN 559105 Bacillus cereus 14 1050

HM566998 Bacillus sp DU118

KY556434 Bacillus thuringiensis MPSS8

MK860917 Bacillus wiedmannii SBAMU6

NR042776 Streptococcus salivarius

001

77

52

51 50

A B


27

salisilat (Munif dan Wiyono 2012) Bakteri endofit penghasil hormon IAA mampu meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman padi dan jagung dengan meningkatkan panjang akar jumlah akar dan tinggi batang (Susilowati et al 2003) Walaupun isolat P 40 memberikan hasil IAA yang tinggi di antara isolat lainnya namun respons ter-hadap parameter-parameter yang diamati memberi-kan nilai yang negatif sehingga tidak digunakan dalam uji selanjutnya

Di antara isolat-isolat yang terpilih isolat NSD 20 menunjukkan stimulasi terhadap partum-buhan planlet nilam yang baik dibanding dengan kontrol Hal ini terlihat secara visual dari ukuran daun planlet yang diinokulasi isolat NSD 20 lebih besar dibanding dengan kontrol (Gambar 1) Isolat NSD 20 juga memberikan pengaruh yang positif terhadap semua aspek yang diuji seperti mampu menekan pertumbuhan patogen R solanacearum mampu melarutkan fosfat memfiksasi nitrogen dan menghasilkan IAA

Hasil analisis homologi dan filogeni meng-gunakan program BLASTN di NCBI berdasarkan sekuen gen 16S rRNA menunjukkan isolat NSD 20 termasuk dalam genus Bacillus Isolat NSD 20 menunjukkan similaritas tertinggi dengan Bacillus sp Y14 (9395) dengan nomor aksesi MK0500001 (Gambar 2) Nilai tambah dari bakteri Bacillus sp selain mampu membentuk endospora juga mampu memproduksi IAA se-hingga meningkatkan bobot basah akar melarutkan fosfat memfiksasi nitrogen dan sebagai agen biokontrol serta penginduksi sistem kekebalan tanaman (Suliasih dan Rahmat 2007)

KESIMPULAN

Telah diperoleh satu isolat bakteri endofit asal tanaman nilam NSD 20 yang berpotensi untuk dikembangkan sebagai kandidat biostimu-lan Isolat NSD 20 mampu menekan perkem-bangan R solanacearum melarutkan fosfat memfiksasi nitrogen menghasilkan IAA dan mampu meningkatkan vigor tanaman Identifi-kasi molekuler terhadap isolat NSD 20 menun-jukkan bahwa isolat ini tergolong genus Bacillus

dan memiliki similaritas tinggi dengan Bacillus sp Y14

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terima kasih disampaikan kepada Restu Satrio Bawono yang membantu dalam penelitian ini

DAFTAR PUSTAKA

Aji OR amp Utami LB (2017) Isolasi dan karakterisasi bakteri endofit tanaman tomat cherry (Solanum lycopersicum var cerasiforme) dalam kemampuan-nya menghasilkan hormone asam indol asetat (IAA) Gontor Agrotech Science Journal 3 (1) 55ndash69 doi 1021111agrotechv3i1909

Akhdiya A (2014) Karakterisasi bakteri endofit penghasil volatile organic compound (VOCrsquos) untuk meningkatkan ketahanan tanaman kentang ter-hadap penyakit layu bakteri Disertasi S3 Institut Pertanian Bogor

Bacon CW amp Hinton DM (2006) Bacterial endophytes the endophytic niche its occupants and its utility In Gnanamanickam SS (ed) Plant Associated Bacteria Netherland Springer pp 155194

Daub ME (1986) Tissue culture and the selection of resistance to pathogens Annual Review of Phytophatology 24 159165

Faria DC Dias ACF Melo IS amp Costa FEC (2013) Endophytic bacteria isolated from orchid and their potential to promote plant growth World Journal of Microbiology and Biotechnology 29 (2) 217221 doi 101007s11274-012-1173-4

Franche C Lindstrom K amp Elmerich C (2009) Nitrogen-fixing bacteria associated with leguminous and non-leguminous plants Plant Soil 321 3559

Glickmann E amp Dessaux Y (1995) A Critical examination of the specificity of the Salkowski reagent for indolic compounds produced by phytopathogenic bacteria Applied and Environmental Microbiology 61 (2) 793ndash796

Gupta G Parihar SS Ahirwar NK Snehi SK amp Singh V (2015) Plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) Current and future prospects for development of sustainable agriculture Journal of Microbial amp Biochemical Technology 7 096ndash102 doi1041721948-59481000188

Ji SH Gururani MA amp Chun SC (2014) Isolation and characterization of plant growth promoting endophytic diazotrophic bacteria from Korean rice


cultivars Microbiological Research 169 (1) 8398 doi 01016jmicres201306003

Krausse R Pienning K amp Ullmann U (2005) Inhibitory effects of various micro-organisms on the growth of Helicobacter pylori Letters in Applied Microbiology 40 (1) 8186 doi101111j1472-765X200401632x

Krismawati A (2005) Nilam dan potensi pengembang-annya Kalteng jadikan komoditas rintisan [Online] Tersedia pada http newlitbangpertaniangoid [Diakses 12 Oktober 2020]

Leiwakabessy (2011) Respon hipersensitif Bogor Institut Pertanian Bogor

Malfanova NV (2013) Endophytic bacteria with plant growth promoting and biocontrol abilities PhD Dissertation University of Leiden

Marchesi JR Sato T Weightman AJ Martin TA Fry JCHiom SJ Dymock D amp Wade WG (1998) Design and evaluation of useful bacterium-specific PCR primers that amplify genes coding for bacterial 16S rRNA Applied and Environmental Microbiology 64 (2) 795799

Munif A Wiyono S amp Suwarno (2012) Pemanfaatan bakteri endofit untuk meningkatkan pertumbuhan dan kesehatan tanaman padi gogo Dalam Prastowo Sulistiono Suprayogi A Saharjo BH (Editor) Prosiding Seminar Hasil-hasil Penelitian IPB 2012 Bogor Institut Pertanian Bogor hlm 349417

de Oliveira Costa LE de Queiroz MV Borges AC de Moraes CA amp de Arauacutejo EF (2012) Isolation and characterization of endophytic bacteria isolated from the leaves of the common bean (Phaseolus vulgaris) Brazilian Journal of Microbiology 43 (4) 15621575

Pavlo A Leonid O Iryna Z Natalia K amp Maria PA (2011) Endophytic bacteria enhancing growth and disease resistance of potato (Solanum tuberosum L) Biological Control 56 (1) 4349 doi 101016jbiocontrol201009014

Purwanto UMS Pasaribu FH amp Bintang M (2014) Isolasi bakteri endofit dari tanaman sirih hijau (Piper betle L) dan potensinya sebagai penghasil senyawa antibakteri Current Biochemistry 1 (1) 5157

Ruangsanka S (2014) Identification of phosphate-solubilizing bacteria from the bamboo rhizosphere Science Asia 40 204211 doi 102306-scienceasia1513-1874201440204

Sabu R amp Radhakrishnan EK (2016) Bioprospecting of endophytic bacteria from Zingiber officinale with antibacterial activities International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences 5 (9) 462467 doi 1020546ijcmas2016509050

Simarmata R Lekatompessy S amp Sukiman H (2007) Isolasi mikroba endofitik dari tanaman obat sambung nyawa (Gynura procumbens) dan analisis potensinya sebagai antimikroba Berkala Penelitian Hayati 13 85ndash90

Song L Hobaugh MR Shustak C Cheley S Bayley H amp Gouaux JE (1996) Structure of staphylococcal alpha-hemolysin a heptameric transmembrane pore Science 274 1859ndash1866 doi 101126science27452941859

Suhandono S Kusumawardhani MK amp Aditiawati P (2016) Isolation and molecular identification of endophytic bacteria from rambutan fruits (Nephelium lappaceum L) cultivar Binjai HAYATI Journal of Biosciences 23 3944 doi 104308hjb23139

Suliasih amp Rahmat (2007) Aktivitas fosfatase dan pelarutan kalsium fosfat oleh beberapa bakteri pelarut fosfat Biodiversitas 8 (1) 2326

Susilowati DN Saraswati R Elsanti amp Yuniarti E (2003) Isolasi dan seleksi mikroba diazotrof endofitik dan penghasil zat pemacu tumbuh pada tanaman padi dan jagung Dalam Mariska I Somantri IH Sutrisno Machmud M Simanungkalit RDM Suyono amp Orbani IN (editor) Prosiding Seminar Hasil Penelitian Rintisan dan Bioteknologi Tanaman 3031 Januari 2001 Bogor Balai Penelitian Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian hlm 128143

Tamura K Stecher G Peterson D Filipski A amp Kumar S (2012) MEGA6 Molecular evolutionary genetics analysis version 60 Molecular Biology and Evolution 30 (12) 27252729 doi 101093molbevmst197 Epub 2013 Oct 16

World Health Organization (WHO) (2009) Modul 3 Blood group serology Switzerland WHO Press

Wahyudi AT Meliah S amp Nawangsih AA (2011) Xanthomonasi oryzae pv oryzae bakteri penyebab hawar daun pada padi Isolasi karakterisasi dan telaah mutagenesis dengan transposon Makara Sains 15 8996


PENDAHULUAN

Bakteri endofit merupakan bakteri nonpato-gen yang hidup didalam jaringan tanaman sehat tanpa menimbulkan kerusakan atau gejala penyakit pada tanaman Bakteri endofit memiliki peran penting di dalam tanaman sebagai plant growth-promoting bacteria (PGPB) yang dapat meningkat-kan kesehatan dan produktivitas tanaman (Malfanova 2013) Manfaat bakteri endofit bagi ta-naman di antaranya adalah meningkatkan keterse-diaan nutrisi menekan pertumbuhan patogen memproduksi zat pengatur tumbuh fiksasi nitrogen dan lain-lain (Gupta et al 2015)

Ekplorasi bakteri endofit dari berbagai jenis tanaman dengan berbagai peranannya melalui karakterisasi secara in vitro telah banyak dilapor-kan seperti bakteri endofit yang berasal dari tanaman sirih hijau (Piper betle L) yang dapat menghambat pertumbuhan bakteri patogen Staphylococcus Escherichia coli dan Bacillus cereus (Purwanto et al 2014) Bakteri endofit dari jahe (Zingiber officinale) dapat menghambat bakteri B subtilis Klebsiella pneumoniae E coli Staphylococcus aureus dan Salmonella typhi (Sabu dan Radhakrishnan 2016) Berbagai bakteri endofit asal tanaman kentang (Solanum tuberosum L) (Pavlo et al 2011) anggrek (Faria et al 2013) dan padi (Ji et al 2014) juga dapat memproduksi zat pengatur tumbuh tanaman

Tanaman nilam (Pogostemon cablin B) merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang memiliki nilai ekonomi tinggi Minyak atsiri dari tanaman nilam banyak digunakan dalam industri kosmetik parfum farmasi sabun makan-an dan minuman sehingga memiliki pangsa pasar ekspor yang tinggi Ekspor minyak nilam Indonesia mencapai 60 dari total ekspor atsiri Indonesia (Krismawati 2005) Hubungan simbiosis antara bakteri endofit dan tanaman saling menguntungkan karena bakteri endofit mendapatkan nutrisi dari hasil metabolisme tanaman dan tanaman mendapat-kan derivat nutrisi dan senyawa aktif yang diperlu-kan dalam siklus hidupnya Senyawa-senyawa aktif tersebut digunakan tanaman untuk meningkatkan produktivitas dan memproteksi diri dalam mela-

wan herbivora serangga maupun patogen (Bacon dan Hinton 2006)

Sehubungan besarnya potensi bakteri endofit pada tanaman nilam maka penting untuk mem-pelajari bakteri endofit dan beberapa potensinya di antaranya untuk meningkatkan vigor tanaman me-nekan pertumbuhan patogen memfiksasi N2 dan lain-lain Oleh karena itu penelitian ini bertujuan mengisolasi dan menyeleksi secara in vitro bakteri endofit tanaman nilam sebagai kandidat biostimu-lan Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi potensi isolat bakteri endofit tanaman nilam yang tidak patogenik aman diaplikasikan menyediakan nutrisi mampu menghambat fitopa-togen menghasilkan indoleacetic acid (IAA) dan berpotensi meningkatkan vigor tanaman nilam

BAHAN DAN METODE

Material Tanaman

Material tanaman yang digunakan berasal dari tanaman nilam koleksi BB Biogen klon B6 serta tanaman nilam varietas Sidikalang dan varie-tas Patchoulina Tanaman dicuci bersih dengan air mengalir dan dikering-anginkan di atas tisu Se-lanjutnya bagian batang tanaman dipotong-potong dengan ukuran plusmn4 cm dan disterilisasi permuka-annya dengan larutan bleaching 25 (bahan aktif NaOCl 525) selama 1 menit dibilas akuades steril dan direndam dalam etanol 70 selama 5 menit dan terakhir dibilas kembali dengan akuades steril sebanyak 2 kali (Suhandono et al 2016)

Isolasi Bakteri Endofit

Isolasi bakteri endofit dilakukan menurut de Oliveira Costa et al (2012) Batang tanaman yang sudah disterilisasi dipotong kecil-kecil dilumatkan dalam mortar diencerkan dengan akuades steril sampai tingkat pengenceran mencapai 10-4 dan disebarkan sebanyak 100 microl pada media tryptic soy agar (TSA) 20 Inkubasi dilakukan pada suhu ruang dengan kondisi gelap selama 2 hari sampai 6 minggu Koloni yang tumbuh dan menunjukkan morfologi koloni yang berbeda dipilih dan di-murnikan dengan teknik penggoresan kuadran pada media TSA 100 Isolat murni yang diperoleh


23





























25



















Sampel NSD 20






001

77

52

51 50

A B


27




KESIMPULAN



UCAPAN TERIMA KASIH


DAFTAR PUSTAKA
































23





























25



















Sampel NSD 20






001

77

52

51 50

A B


27




KESIMPULAN



UCAPAN TERIMA KASIH


DAFTAR PUSTAKA










































25



















Sampel NSD 20






001

77

52

51 50

A B


27




KESIMPULAN



UCAPAN TERIMA KASIH


DAFTAR PUSTAKA









































Sampel NSD 20






001

77

52

51 50

A B


27




KESIMPULAN



UCAPAN TERIMA KASIH


DAFTAR PUSTAKA
































27




KESIMPULAN



UCAPAN TERIMA KASIH


DAFTAR PUSTAKA































karakterisasi isolat bakteri endofit nilam (pogostemon

Documents