IDENTIFIKASI PENYEBAB PENYAKIT HAWAR DAUN

TANAMAN BUAH MERAH (Pandanus conoideus Lamk.)

DAN PENGENDALIANNYA MENGGUNAKAN

BAKTERI RIZOSFER

ADELIN ELSINA TANATI

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Identifikasi Penyebab Penyakit

Hawar Daun Tanaman Buah Merah (Pandanus conoideus Lamk.) dan

Pengendaliannya Menggunakan Bakteri Rizosfer adalah karya saya dengan arahan

dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada

perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya

yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam

teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Februari 2012

Adelin Elsina Tanati

NRP A352090011

ABSTRACT

ADELIN ELSINA TANATI. Identification of the Causal Agent of Red Fruit

(Pandanus conoideus Lamk.) Leaf Blight Disease and Its Control Using Bacterial

Rhizosphere. Under direction of ABDJAD ASIH NAWANGSIH and KIKIN

HAMZAH MUTAQIN.

Red Fruit (Pandanus conoideus Lamk.) is an endemic plant in Papua, which

is used for food and as pharmaceutical substance. A leaf blight disease of red fruit

is occurred in Manokwari District. The symptom begins with a small spot and

gradually enlarges into brown blight with dark brown at the center and surrounded

by a yellow “halo”. The causal agent of the disease was not yet identified. This

study was conducted to identify the pathogen of leaf blight based on morphology

and molecular characters, to observe the abundance of rhizosphere bacteria and its

ability as biocontrol agent. Based on Koch’s Postulates, morphological

characterization, PCR and sequencing of 28S rDNA, the causal agent of leaf

blight is identified as Fusarium sp. The fungal pathogen shows different

characters from that of other Fusarium isolated from watermelon, melon, tomato,

banana and jackfruit. Some heat tolerant bacteria isolates, chitinolytic bacteria

isolates and a fluorescence bacterium originated from the rhizosphere of red fruit

show ability to inhibit the growth of the pathogen.

Keywords: red fruit, Pandanus conoideus, leaf blight, Fusarium sp., rhizosphere

bacteria

ABSTRAK

ADELIN ELSINA TANATI. Identifikasi Penyebab Penyakit Hawar Daun

Tanaman Buah Merah (Pandanus conoideus Lamk.) dan Pengendaliannya

Menggunakan Bakteri Rizosfer. Dibimbing oleh ABDJAD ASIH NAWANGSIH

dan KIKIN HAMZAH MUTAQIN.

Buah merah (Pandanus conoideus Lamk.) merupakan tanaman endemik di

Papua, yang dimanfaatkan sebagai bahan pangan dan dalam bidang farmasi.

Penyakit hawar daun tanaman buah merah ditemukan di Kabupaten Manokwari

dengan gejala berupa bercak kecil dan meluas berwarna coklat muda hingga

coklat tua kehitaman dan dikelilingi oleh “halo” berwarna kuning. Penyebab

penyakit tersebut belum teridentifikasi dengan baik. Penelitian ini bertujuan untuk

mengidentifikasi patogen hawar daun secara morfologi dan molekuler serta untuk

mengetahui kelimpahan bakteri rizosfer dan kemampuannya sebagai agen

biokontrol. Berdasarkan uji Postulat Koch, karakter morfologi, PCR dan

sequensing terhadap gen 28S rDNA, penyebab hawar daun diidentifikasi sebagai

cendawan Fusarium sp. Cendawan patogen tersebut memiliki karakter yang

berbeda dengan Fusarium sp. yang diisolasi dari tanaman semangka, melon,

tomat, pisang dan nangka. Beberapa isolat bakteri tahan panas, beberapa isolat

bakteri kitinolitik dan satu isolat bakteri fluorescence yang diisolasi dari rizosfer

buah merah menunjukkan kemampuan menghambat pertumbuhan cendawan

patogen.

Kata kunci: buah merah, Pandanus conoideus, hawar daun, Fusarium sp.,

bakteri rizosfer.

RINGKASAN

ADELIN ELSINA TANATI. Identifikasi Penyebab Penyakit Hawar Daun

Tanaman Buah Merah (Pandanus conoideus Lamk.) dan Pengendaliannya

Menggunakan Bakteri Rizosfer. Dibimbing oleh ABDJAD ASIH NAWANGSIH

dan KIKIN HAMZAH MUTAQIN.

Buah merah (Pandanus conoideus Lamk.) yang termasuk famili

Pandanaceae adalah salah satu tanaman endemik di Papua. Tanaman ini

memiliki nilai ekonomis tinggi karena dimanfaatkan dalam kebutuhan sehari-hari

oleh masyarakat Papua, dan dalam bidang farmasi untuk mengobati beberapa

penyakit. Berdasarkan hasil survei, pertanaman buah merah di Manokwari

tersebar di Amban Pantai, Nuni, Anggi, Warkapi dan Warmare. Salah satu faktor

yang mungkin dapat menghambat produksi buah merah adalah adanya penyakit.

Salah satu penyakit yang ditemukan di lapangan adalah hawar daun. Gejala hawar

daun yang nampak di lapangan adalah berupa bercak kecil berwarna coklat muda

hingga coklat tua kehitaman yang kemudian meluas membentuk lingkaran besar

dan bagian tepinya dikelilingi “halo” berwarna kuning. Hingga saat ini

pengetahuan tentang penyakit tersebut masih sangat terbatas serta patogen

penyebabnya masih belum diketahui dengan pasti.

Identifikasi penyebab penyakit dilakukan berdasarkan karakter morfologi

dan molekuler dengan teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) serta sequensing

DNA. Selain identifikasi patogen, hal yang harus dilakukan adalah upaya

pengendaliannya untuk mencegah penyebaran dan perkembangan penyakit

tersebut. Dalam rangka pengendalian yang ramah lingkungan, salah satu upaya

adalah dengan pemanfaatan bakteri rizosfer sebagai agen antagonis. Di daerah

rizosfer buah merah terdapat bakteri yang berpotensi dalam mengendalikan

patogen tanaman, termasuk patogen penyebab hawar daun. Penelitian ini

bertujuan untuk mengidentifikasi cendawan patogen penyebab hawar daun

tanaman buah merah, membandingkannya secara molekuler dengan patogen yang

sama dari tanaman berbeda serta mengetahui kelimpahan bakteri rizosfer dan

potensinya dalam menghambat patogen penyebab hawar daun secara in vitro.

Penentuan penyebab penyakit hawar daun ini melalui tahap – tahap Postulat

Koch, identifikasi dengan teknik molekuler yaitu PCR dan sequensing gen 28S

rDNA terhadap cendawan penyebab hawar daun serta patogen dengan genus sama

tetapi dari tanaman berbeda; isolasi bakteri rizosfer dari tanah di sekitar perakaran

buah merah di Desa Madrad, Warkapi, Amban dan SP 8. Isolasi bakteri

menggunakan teknik pengenceran berseri serta pencawanan ke media Kings’B

Agar (KBA) untuk bakteri golongan fluorescence, Tryptic Soy Agar (TSA) untuk

bakteri tahan panas dan media kitin untuk bakteri kitinolitik. Selanjutnya

dilakukan perhitungan jumlah koloni bakteri yang tumbuh pada media tersebut.

Bakteri hasil isolasi diamati secara morfologi (warna dan bentuk koloni) dan

fisiologi (uji Gram dengan KOH 3%, uji endospora bagi bakteri tahan panas dan

uji hipersensitifitas pada tembakau untuk mengetahui bakteri bersifat patogenik

atau tidak). Uji antibiosis secara in vitro untuk melihat potensi bakteri rizosfer

dalam menghambat cendawan patogen penyebab hawar daun pada media Potato

Dextrose Agar (PDA). Perkembangan diameter koloni cendawan diukur dan

dibandingkan dengan kontrol dalam percobaan menggunakan Rancangan Acak

Lengkap (RAL) dengan perlakuan bakteri fluorescence, tahan panas, kitinolitik

dan kontrol yang diulang empat kali; dianalisis dengan ANOVA menggunakan

program SAS versi 9.1.3 dan diuji lanjut dengan uji Duncan taraf nyata 5%.

Uji Postulat Koch serta identifikasi secara morfologi dan mikrokopis

melalui kunci identifikasi, menunjukkan bahwa patogen penyebab hawar daun

tanaman buah merah adalah cendawan Fusarium sp. Cendawan ini menyebabkan

gejala hawar yang identik antara di lapangan dengan gejala hasil inokulasi pada

daun tanaman sehat. Koloni cendawan berwarna putih dan kuning muda

kecoklatan, miselia seperti kapas, cembung dan bentuk tidak teratur.

Makrokonidia berbentuk seperti kano (canoe), ujung meruncing, ramping, sel

basal sedikit membengkok, hialin, bersekat tiga. Mikrokonidia ovoid dengan satu

sel; hifa hialin dan bersekat. Gejala hawar daun ditemukan di Desa Warkapi,

Madrad dan Amban Pantai, yang lahan pertanamannya lembab, jarang

dibersihkan dan dipangkas.

Perbandingan Fusarium penyebab hawar daun dengan Fusarium asal

semangka, melon, tomat, pisang, nangka dan pepaya menunjukkan warna koloni

yang berbeda. Koloni isolat buah merah berbeda dengan koloni isolat asal

semangka, melon dan tomat yang berwarna ungu keputihan; berbeda dengan

koloni isolat pisang dan nangka yang berwarna putih bercampur salem; serta

berbeda juga dengan koloni isolat pepaya yang berwarna kuning pucat. Secara

mikroskopis, konidia dari isolat buah merah, semangka, melon dan tomat,

memiliki bentuk yang tidak berbeda, yaitu berbentuk seperti kano, ujung

meruncing, bersekat serta sel basal yang sedikit membengkok. Isolat Fusarium

dari pisang dan nangka memiliki bentuk konidia yang tidak berbeda, yaitu

berbentuk seperti kano, ujung meruncing, bersekat, sel basal menipis dan

melengkung. Isolat cendawan dari pepaya memiliki konidia yang tidak berbentuk

seperti kano dan tidak bersekat. Kecepatan pertumbuhan koloni isolat asal buah

merah relatif sama (12-15 hari) dengan isolat asal semangka, melon, tomat, pisang

dan nangka; tetapi berbeda dengan isolat asal pepaya yang pertumbuhan

koloninya paling cepat (6 hari).

PCR menggunakan primer spesifik genus Fusarium (ITS fu-F dan ITS fu-R)

berhasil mengamplifikasi DNA cendawan dari buah merah dengan pita DNA

berukuran 397 pb. Isolat dari melon, semangka, tomat, pisang dan nangka juga

terbukti positif sebagai Fusarium, sedangkan isolat dari pepaya adalah negatif.

Analisis data sequensing gen 28S rDNA hasil PCR menggunakan BLAST

menunjukkan adanya perbedaan antara enam isolat Fusarium. Sekuens isolat

Fusarium asal buah merah memiliki similaritas 100% dengan F. oxysporum (Acc.

# HQ379652.1). Berdasarkan uji kekerabatan melalui program PAUP 4.0,

Fusarium asal buah merah berbeda dengan isolat Fusarium yang lain.

Kelimpahan bakteri berbeda-beda di keempat desa yang diamati. Bakteri

yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah terdiri dari 22 isolat bakteri

fluorescence, 21 isolat bakteri tahan panas dan 15 isolat bakteri kitinolitik. Jumlah

koloni bakteri fluorescence paling banyak terdapat di Desa Warkapi; golongan

bakteri tahan panas paling banyak pada Desa Amban dan Madrad; bakteri

kitinolitik mendominasi di daerah SP 8. Selanjutnya, pada Desa Warkapi, bakteri

dengan jumlah jenis terbanyak adalah dari golongan fluorescence dan tahan panas,

di Desa Amban, Madrad dan SP 8 golongan bakteri tahan panas dan fluorescence

mendominasi. Secara umum, karakter morfologi bakteri rizosfer pada masing-

masing golongan menunjukkan warna dan bentuk koloni yang tidak berbeda. Pada

uji fisiologi, sebagian besar isolat fluorescence merupakan Gram negatif,

sebagian besar tidak merangsang hipersensitifitas pada tembakau, kecuali tiga

isolat. Untuk isolat tahan panas, sebagian besar Gram positif, sedikit yang

menghasilkan endospora dan semuanya tidak merangsang hipersensitifitas. Untuk

bakteri kitinolitik, sebagian besar merupakan Gram positif dan seluruhnya tidak

merangsang hipersensitif.

Dari seluruh isolat yang diuji dalam uji antibiosis in vitro terdapat beberapa

isolat yang berpotensi menghambat Fusarium sp. penyebab hawar daun. Tiga

isolat menghasilkan persentase daya hambat terbesar dan berbeda nyata dengan

kontrol serta beberapa isolat lainnya. Isolat tersebut adalah FSp3 (bakteri

fluorescence) dengan daya hambat 24,50%; isolat TA4 (bakteri tahan panas)

dengan 54,08% serta isolat KA1 (bakteri kitinolitik) dengan 35,69%. Isolat FSp3,

TA4 dan KA1 mampu menghambat pertumbuhan koloni cendawan Fusarium

yang mengindikasikan adanya senyawa antifungal yang dihasilkan ketiga isolat

tersebut. Penghambatan secara nyata oleh bakteri terjadi pada hari ke-2 dan 3

setelah inokulasi. Bakteri rizosfer dari kelompok fluorescence, seperti Bacillus

sp., golongan tahan panas dan bakteri kitinolitik menghasilkan senyawa yang

mampu menghambat patogen. Senyawa-senyawa tersebut antara lain asam silikat,

antibiotik dan enzim kitinase. Selain mempunyai sifat penghambatan, isolat

bakteri yang menjadi kandidat agens hayati yang akan diuji lanjut adalah yang

juga bersifat tidak merangsang hipersensitifitas.

Kata kunci: buah merah, Pandanus conoideus, hawar daun, Fusarium sp., bakteri

rizosfer

© Hak Cipta milik IPB, tahun 2012

Hak Cipta dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan

dan menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,

penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau

tinjauan suatau masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan

yang wajar IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis

dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

IDENTIFIKASI PENYEBAB PENYAKIT HAWAR DAUN

TANAMAN BUAH MERAH (Pandanus conoideus Lamk.)

DAN PENGENDALIANNYA MENGGUNAKAN

BAKTERI RIZOSFER

ADELIN ELSINA TANATI

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Magister Sains pada

Program Studi Fitopatologi

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2012

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr. Ir. Widodo MS

Judul Tesis : Identifikasi Penyebab Penyakit Hawar Daun Tanaman Buah

Merah (Pandanus conoideus Lamk.) dan Pengendaliannya

Menggunakan Bakteri Rizosfer

Nama : Adelin Elsina Tanati

NRP : A352090011

Disetujui

Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Abdjad Asih Nawangsih MSi. Dr. Ir. Kikin Hamzah Mutaqin MSi.

Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Fitopatologi Dekan Sekolah Pascasarjana

Dr. Ir. Sri Hendrastuti Hidayat MSc. Dr. Ir. Dahrul Syah, MSc. Agr.

Tanggal Ujian : 12 Januari 2012 Tanggal Lulus : 10 Februari 2012

PRAKATA

Puji syukur penulis sembahkan kepada Tuhan Yesus Kristus, atas berkat dan

anugerahNya penulis dapat menyelesaikan penelitian dan tesis yang berjudul

Identifikasi Penyebab Penyakit Hawar Daun Tanaman Buah Merah (Pandanus

conoideus Lamk.) dan Pengendaliannya Menggunakan Bakteri Rizosfer.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Ibu Dr. Ir. Abdjad Asih

Nawangsih, MSi., dan Bapak Dr. Ir. Kikin H. Mutaqin, MSi., selaku pembimbing

yang telah membimbing dan memberi saran kepada penulis; kepada ketua

program studi Fitopatologi yang memberi saran selama penulis menempuh

pendidikan; Ibu Dr. Ir. Tri Asmira Damayanti MSc. Agr., yang memberi bantuan

dan saran kepada penulis khususnya dalam uji molekuler serta Bapak Dr. Ir.

Widodo yang memberikan saran kepada penulis; selanjutnya kepada pemberi

dana pendidikan, yaitu Dirjen Pendidikan Tinggi; pimpinan Universitas Negeri

Papua serta Fakultas Pertanian dan Teknologi Pertanian.

Disampaikan penghargaan kepada masyarakat di Desa Warkapi, Madrad,

Amban dan SP 8 yang membantu penulis di lapangan, serta kepada seluruh dosen

jurusan Hama dan Penyakit Tanaman Universitas Negeri Papua yang memberikan

ijin kepada penulis dalam melakukan penelitian di laboratorium. Kepada rekan-

rekan Pasca Fitopatologi IPB 2009 dan rekan – rekan di Laboratorium

Bakteriologi Tumbuhan, terima kasih atas kerjasamanya. Ucapan terima kasih

kepada Rionaldo Harold yang selalu memberi semangat kepada penulis.

Terima kasih serta hormat yang setulus-tulusnya diberikan kepada orang tua

tercinta : Bapak Agustinus Tanati dan Ibu Yohana Tandiroma; kepada saudara-

saudari terkasih Bernard Kristian Tanati, P.E. Billy Tanati, dan Rahel Randa, serta

keponakan tersayang Gabriella Faith Tanati, atas segala doa, kasih sayang,

nasehat, bimbingan, semangat dan motivasi yang tak ternilai dan tak tergantikan,

yang tak putus-putusnya diberikan kepada penulis.

Akhirnya semoga tesis ini bermanfaat.

Bogor, Februari 2012

Adelin Elsina Tanati

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Manokwari, Papua Barat pada tanggal 6 Oktober 1985

sebagai anak dari Bapak Ir. Agustinus Tanati dan Ibu Yohana Tandiroma. Penulis

merupakan putri kedua dari tiga bersaudara. Pendidikan sarjana ditempuh penulis

di Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Papua pada tahun 2003 dan lulus pada tahun 2007. Pada tahun

2008 penulis diterima sebagai staf pengajar di Jurusan Hama dan Penyakit

Tanaman, Fakultas Pertanian dan Teknologi Pertanian, Universitas Negeri Papua.

Bidang pengajaran yang menjadi tanggung jawab penulis adalah Mikologi,

Mikrobiologi, Gulma Tanaman dan Biologi Dasar.

Pada tahun 2009, penulis memperoleh kesempatan untuk melanjutkan

pendidikan S2 di Institut Pertanian Bogor pada Program Pascasarjana IPB, Mayor

Fitopatologi, Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian dan selesai pada

tahun 2012. Beasiswa pendidikan pascasarjana diperoleh dari Pendidikan Tinggi.

Selama mengikuti program S2, penulis mengikuti berbagai seminar ilmiah dalam

lingkup IPB.

DAFTAR ISI Halaman

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xiii

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xiv

PENDAHULUAN ............................................................................................ 1

Latar Belakang .......................................................................................... 1

Tujuan ........................................................................................................ 3

TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................... 4

Taksonomi, Botani dan Ekologi Tanaman Buah Merah ............................ 4

Manfaat Buah Merah ................................................................................ 7

Morfologi Fusarium sp. ............................................................................. 8

Ekologi dan Patogenesis Fusarium sp. ....................................................... 13

Keragaman Mikroorganisme melalui Karakter Molekuler ........................ 15

Bakteri Rizosfer yang Berpotensi sebagai Agens Biokontrol .................... 17

BAHAN DAN METODE ................................................................................. 21

Tempat dan Waktu ..................................................................................... 21

Prosedur Penelitian .................................................................................... 21

Identifikasi Cendawan Patogen Penyebab Hawar pada

Daun Tanaman Buah Merah .............................................................

21

Analisis Genetika Antar Spesies Fusarium ...................................... 22

Isolasi Bakteri Rizosfer ..................................................................... 23

Karakterisasi Bakteri Rizosfer secara Morfologi dan Fisiologi .......... 24

Uji Mekanisme Antibiosis Bakteri Rizosfer terhadap cendawan

Patogen ..............................................................................................

25

Variabel Pengamatan ............................................................................... 26

Analisis Data ............................................................................................ 27

HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................................... 28

Cendawan Penyebab Hawar Daun ............................................................ 28

Karakter Morfologi Fusarium Asal Beberapa Tanaman ........................... 33

Karakter Molekuler Fusarium Asal Beberapa Tanaman ............................ 39

Kelimpahan Bakteri Rizosfer Tanaman Buah Merah .............................. 44

Karakterisasi Isolat Bakteri Rizosfer ........................................................ 48

Deteksi Keberadaan Endospora ................................................................ 51

Hipersensitifitas pada Tembakau ............................................................... 52

Uji Antibiosis ............................................................................................ 54

KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 63

Kesimpulan ................................................................................................. 63

Saran ........................................................................................................... 63

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 64

LAMPIRAN ...................................................................................................... 70

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Padanan sekuens 28s rDNA dengan DNA database ...........................

menggunakan program BLAST NCBI ..................................................

40

2. Karakterisasi fisiologi bakteri rizosfer yang diisolasi dari

perakaran tanaman buah merah ………..................................................

50

3. Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok fluorescence

terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara

in vitro....................................................................................................

54

4. Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok tahan panas

terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara

in vitro....................................................................................................

56

5. Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok kitinolitik

terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara

in vitro....................................................................................................

57

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1.

Pertanaman buah merah di Kabupaten Manokwari ……………………

4

2.

Buah merah ……………………………… …………………………….

5

3.

Primer ITS Fu-f dan ITS Fu-r, spesifik untuk Fusarium yang

dibentuk dari daerah ITS ………………………………………………..

17

4.

Tata letak cendawan dan bakteri pada pengujian

mekanisme antibiosis …………………………………………………...

26

5.

Gejala hawar daun di lapangan ………………………………………….

28

6.

Gejala hasil inokulasi cendawan ke daun buah merah

yang sehat ……………………………………………………………….

29

7.

Karakter morfologi koloni cendawan asal buah merah ………………...

29

8.

Karakter konidia dan hifa cendawan asal buah merah ………………….

30

9.

Morfologi koloni Fusarium asal beberapa tanaman pada media PDA …

34

10.

Konidia Fusarium asal beberapa tanaman ………………………………

36

11.

Pertumbuhan koloni Fusarium asal beberapa tanaman …………………

38

12.

Amplifikasi gen 28S rDNA menggunakan primer

ITS Fu-f dan Fu-r ………………………………………………………

39

13.

Pohon filogenetik yang menggambarkan hubungan kekerabatan

antar isolat Fusarium asal beberapa tanaman pada gen 28s rDNA

yang dibuat dengan analisis Bootstrap Neighbor-joining

program PAUP 4.0 ……………………………………………………...

42

14.

Jumlah koloni bakteri rizosfer yang diisolasi dari perakaran

tanaman buah merah ……………………………………………………

45

15.

Jumlah jenis bakteri rizosfer yang diisolasi dari perakaran

tanaman buah merah ……………………………………………………

47

16.

Morfologi koloni bakteri rizosfer buah merah …………………………

49

17.

Endospora bakteri tahan panas yang diisolasi dari perakaran

tanaman buah merah …………………………………………………….

51

18. Uji hipersensitif pada tembakau ………………….…………………….. 52

19. Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis

menggunakan bakteri kelompok fluorescence ………………………….

55

20.

Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis

menggunakan bakteri kelompok tahan panas …………………………...

57

21.

Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis

menggunakan bakteri kelompok kitinolitik …………………………….

58

22.

Uji antibiosis antara bakteri rizosfer dengan Fusarium sp. …………….

59

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1.

Kelimpahan bakteri rizosfer buah merah ………………………………

70

2.

Karakteristik bakteri rizosfer kelompok fluorescence

yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah …………………….

71

3.

Karakteristik bakteri rizosfer kelompok tahan panas

yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah ……………………

73

4.

Karakteristik bakteri rizosfer kelompok kitinolitik

yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah ……………………

75

5.

Data sekuens isolat Fusarium asal beberapa tanaman …………………..

77

6.

Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer

kelompok fluorescence terhadap Fusarium sp. penyebab

hawar daun buah merah ………………………………………………...

79

7.

Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer

kelompok tahan panas terhadap Fusarium sp. penyebab

hawar daun buah merah …………………………………………………

80

8.

Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer

kelompok kitinolitik terhadap Fusarium sp. penyebab

hawar daun buah merah …………………………………………………

81

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Buah merah (Pandanus conoideus Lamk.) merupakan salah satu tanaman

endemik di Papua, tumbuh di daerah pegunungan, tetapi toleran terhadap daerah

berawa, berpasir dan keadaan air tanah dangkal atau dalam. Buah merah termasuk

dalam kelompok Pandanaceae yang saat ini dikenal karena manfaat yang

dimilikinya. Secara tradisional, masyarakat Papua memanfaatkan tanaman ini

sebagai sumber bahan pangan, pewarna alami, kosmetika dan bahan minyak,

dengan cara mengambil sari dan minyaknya (Sadsoeitoeboen 1999); serta sebagai

bahan tikar dan atap (Craven & de Fretes 1987). Seiring dengan kemajuan

teknologi, beberapa ahli telah berhasil menganalisis kandungan buah merah

seperti beta karoten, tokoferol, fenol, senyawa antioksidan serta vitamin dan

mineral esensial yang cukup lengkap (Budi et al. 2005). Dengan kandungan yang

dimiliki tersebut, buah merah dapat bermanfaat bagi kesehatan manusia. Beberapa

penyakit yang dapat disembuhkan dengan buah merah antara lain : tumor, kanker,

diabetes, hipertensi, stroke, jantung koroner, kolesterol, asam urat, hepatitis, paru-

paru. Harga buah merah di pasaran ± Rp. 20.000,00/kg, sedangkan harga sari atau

minyak buah merah dalam botol adalah Rp. 150.000,00/250 ml.

Berdasarkan manfaat tersebut di atas, maka buah merah bukan saja

bermanfaat bagi masyarakat Papua secara khusus, tetapi bermanfaat juga bagi

masyarakat lain secara luas, sehingga dapat dikatakan buah merah merupakan

tanaman bernilai ekonomis tinggi di Papua. Di Propinsi Papua, persebaran

tanaman buah merah berada di Kabupaten Jayawijaya, Nabire dan Timika;

sedangkan di Propinsi Papua Barat, persebarannya di Kabupaten Manokwari.

Masyarakat di Kabupaten Manokwari yang sejak lama memanfaatkan buah merah

adalah Suku Arfak. Berdasarkan hasil survei, buah merah yang ditanam di

Manokwari tersebar di beberapa wilayah, yaitu Desa Amban Pantai, Nuni, Anggi,

Warkapi dan Warmare.

Dalam pengembangan budidaya buah merah, banyak faktor yang

mempengaruhinya, seperti iklim, tanah, keadaan geografis, hama penyakit dan

lain-lain. Penyakit merupakan faktor yang sangat penting dalam budidaya buah

2

merah karena akan menurunkan kualitas serta produksinya. Pengetahuan tentang

penyakit pada buah merah saat ini masih sangat terbatas. Berdasarkan penelitian

dari Melinda & Hayu (2006), terdapat beberapa jenis cendawan yang berasosiasi

dengan gejala hawar pada daun tanaman buah merah, tetapi belum dipastikan

jenis yang merupakan penyebab gejala tersebut. Gejala hawar daun buah merah di

lapangan diawali dengan bercak kecil berwarna coklat muda hingga coklat tua

kehitaman yang kemudian meluas membentuk lingkaran besar dan bagian tepinya

dikelilingi “halo” berwarna kuning. Gejala seperti itu banyak dijumpai di

lapangan pada beberapa wilayah di Kabupaten Manokwari, yaitu Amban, Nuni,

Warmare dan Warkapi.

Meskipun sampai sekarang data mengenai tingkat keparahan dan penurunan

produksi buah merah akibat penyakit ini belum ada, tetapi penyakit tersebut

tentunya dapat menghambat pertumbuhan tanaman buah merah selanjutnya.

Untuk itu perlu diketahui penyebab penyakitnya sebagai upaya deteksi awal.

Identifikasi penyebab penyakit merupakan langkah awal yang sangat penting

dalam menyusun strategi pengendaliannya. Penelitian ini dilakukan untuk

memastikan penyebab gejala hawar daun pada buah merah yang dilakukan

berdasarkan karakter morfologi dan molekuler dengan teknik Polymerase Chain

Reaction (PCR) dan sequencing DNA.

Selain identifikasi patogen, hal yang harus dilakukan adalah upaya

pengendaliannya untuk mencegah penyebaran dan perkembangan penyakit

tersebut. Salah satu upaya pengendalian yang ramah lingkungan adalah dengan

pemanfaatan bakteri rizosfer sebagai agen antagonis. Pada daerah rizosfer buah

merah terdapat bakteri yang dapat berpotensi dalam mengendalikan patogen

tanaman, khususnya patogen penyebab hawar daun. Jenis bakteri tersebut adalah

Pseudomonads kelompok fluorescence, Bacillus, bakteri tahan panas, bakteri

penghasil siderofor dan bakteri pendegradasi kitin (Baker & Cook 1974). Hasil

yang diperoleh merupakan sumber keragaman bakteri potensial yang sangat

dibutuhkan oleh tanaman buah merah dalam pertumbuhannya serta dalam

mengendalikan patogen penyebab penyakit pada tanaman tersebut.

3

Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi patogen penyebab penyakit hawar daun tanaman buah merah, membandingkannya secara molekuler dengan

patogen yang sama dari tanaman berbeda; mengetahui kelimpahan bakteri rizosfer

pada tanaman buah merah serta potensinya dalam menghambat patogen penyebab

hawar daun secara in vitro. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan

informasi dasar bagi petani dan instansi terkait sehingga dapat menjadi dasar

pertimbangan dalam melakukan pemeliharaan dan pengendalian.

4

TINJAUAN PUSTAKA

Taksonomi, Botani dan Ekologi Tanaman Buah Merah

Buah merah merupakan salah satu jenis tanaman Pandanaceae, dengan

taksonomi menurut Sadsoeitoeboen (1999), yaitu termasuk dalam divisi

Spermatophyta, kelas Angiospermae, sub kelas Monocotyledonae, ordo

Pandanales, famili Pandanaceae, genus Pandanus dan spesies conoideus. Menurut

Sadsoeitoeboen (1999), tanaman buah merah termasuk dalam kelompok pohon

dengan akar tunjang yang muncul dari bagian batang dekat permukaan tanah dan

cenderung akar tanaman masuk ke dalam tanah hingga kedalaman 100 cm.

Akar tanaman buah merah tergolong akar serabut dengan tipe perakaran

dangkal, dengan diameter 1,5 – 2,8 cm sampai 6 - 6,8 cm. Tinggi pohon mencapai

8 - 15 m dengan diameter batang semu 15 - 30 cm. Tinggi percabangan pertama 5

– 8 m di atas permukaan tanah. Berbatang semu, kasar, berserat serta berair dan,

tegak, bergetah dan berwarna coklat berbercak putih (Gambar 1).

a b

Gambar 1 Pertanaman buah merah di Kabupaten Manokwari; a. Morfologi tanaman buah merah; b. Akar tanaman buah merah (tanda lingkaran).

Tanaman buah merah memiliki daun tunggal, tersusun melingkar seperti

spiral dengan panjang 88 cm – 102 cm dan lebar 6 – 10 cm. Ujung daun

meruncing dengan duri di tepian yang berukuran 1 mm; tulang daun terletak di

permukaan bawah daun. Warna daun hijau tua dan daun memeluk batang.

Pembungaan muncul dari ujung batang yang langsung membentuk buah dengan

bunga majemuk, berbentuk tabung berlapisan gabus ditengah, berkelamin satu

5

atau tunggal setangkup, duduk di ketiak daun pelindung (bractea), berbentuk biji-

bijian dengan perhiasan bunga bersegmen kecil. Petal menyatu tidak terpisah dan

melingkar ke semua sisi dari pangkal hingga ujung dan panjang tangkai buah

antara 20 - 30 cm. Stamen satu dengan satu stamen semu. Bakal buah terbenam,

terdiri dari satu ruang dengan sejumlah atau banyak bakal biji di setiap ruang

(Budi et al. 2005).

Panjang tangkai sinkarp 7 - 17 cm dengan bentuk sinkarp silindris. Ujung

sinkarp tumpul, pangkal membentuk jantung. Panjang sinkarp 96 - 102 cm dan

berdiameter 14,5 – 20,5 cm. Daun pelindung sinkarp melancip dengan tulang

daun utama yang berduri. Sinkarp muda berwarna merah bata, setelah matang

berwarna merah cerah. Panjang buah sekitar 11 – 13,5 cm dengan lebar 4 - 6 cm

dan tebal 1,5 – 3 mm. Epikarp bersegi empat, dan bagian atas tempurung

meruncing (Sadsoeitoeboen 1999). Berat buah mencapai 10 kg dengan tinggi 50 –

150 cm (Gambar 2a). Perbanyakan umumnya melalui tunas ataupun stek yang

terdapat pada akar atau batang. Dapat dipanen setelah berumur awal tanam 2-3

tahun dan tahap berikutnya antara 1 - 2 tahun.

a b

Gambar 2 Buah merah; a. Buah merah dari tanaman berumur 4 tahun; b. Biji buah merah (Wiryanta 2005).

Wiryanta (2005) melaporkan bahwa tanaman buah merah merupakan

tanaman berkayu yang tumbuhnya bercabang mencapai 5 cabang dengan tinggi

dapat mencapai 15 meter. Daunnya berbentuk pita yang pinggirnya berduri kecil.

Akarnya berbentuk akar udara yang menggantung sampai ketinggian satu meter

C dan kelembaban udara antara 73 – 98 %. Untuk kebutuhan cahaya, tanaman

6

dari pangkal batang. Kulit buah bagian luar menyerupai buah nangka yang terdiri

dari kumpulan biji yang tersusun di empulur atau hati yang berada di dalam buah

(Gambar 2b). Di pedalaman Papua sendiri ditemukan paling sedikit 14 jenis atau

varietas tanaman buah merah. Buahnya berwarna merah marun terang, tetapi ada

juga jenis yang berwarna berwarna coklat, coklat-kekuningan dan kuning.

Buah merah termasuk tanaman endemik Papua dan secara umum habitat

asal tanaman ini adalah hutan sekunder dengan kondisi tanah lembab, berkadar

asam (pH sekitar 5,4-6,2) dan nilai kapasitas tukar kation (KTK) rendah.

Sementara kisaran suhu udara tempat tumbuh tanaman buah merah sekitar 23 - 33

º buah merah membutuhkan intensitas sekitar 1000-3000 lux (Budi et al. 2005). Marga Pandanus ini mempunyai kisaran toleran yang sangat tinggi terhadap

kondisi tanah dan salinitas, sehingga banyak dijumpai di daerah berawa/becek,

berpasir, keadaan air tanah dangkal sampai dalam (Ullo 2002). Buah merah dapat

dijumpai pada ketinggian 5 - 300 m di atas permukaan laut Budi et al. (2005).

Sadsoeitoeboen (1999) melaporkan bahwa pada daerah pegunungan Arfak

Kabupaten Manokwari, kultivar buah merah panjang tumbuh pada ketinggian 5-

110 m dan 2300 m diatas permukaan air laut.

Berdasarkan data dari Budi et al. (2005), buah merah tersebar di beberapa

wilayah di Papua. Di Propinsi Papua, tanaman ini tersebar di Kabupaten

Jayawijaya, Nabire, Timika, Jayapura; sedangkan di Papua Barat, tersebar di

Kabupaten Manokwari. Menurut Sadsoeitoeboen (1999), di Kabupaten

Manokwari tanaman buah merah ditanam pada berbagai ekosistem dan di

beberapa wilayah, yaitu di Desa Amban dan Nuni, Warkapi, Warmare, Testega,

Ransiki serta Prafi. Berdasarkan penelitian Melinda & Hayu (2006) tanaman buah

merah di Kabupaten Manokwari mengalami penyakit hawar daun. Gejala yang

nampak di lapang adalah daun menguning yang mengelilingi bercak; diawali

dengan bercak kecil sampai meluas membentuk lingkaran besar dengan warna

coklat muda, abu-abu hingga coklat tua kehitaman. Hasil penelitian Melinda &

Hayu (2006) menunjukkan beberapa jenis cendawan yang berasosiasi dengan

gejala hawar daun, yaitu Scopulariopsis sp., Aspergillus sp., Humicola sp.,

Fusarium sp., Oidium sp., Nigrospora sp. dan 2 cendawan yang tidak

7

teridentifikasi; namun belum dipastikan jenis cendawan yang merupakan patogen

penyebab hawar daun. Penentuan patogen yaitu cendawan yang berasosiasi

dengan penyakit hawar daun didasarkan pada saat inkubasi daun bergejala hawar

yang dilembabkan. Hasil yang diperoleh adalah hifa cendawan yang muncul dan

tidak ada mikroorganisme lain.

Gejala penyakit hawar pada daun tanaman buah merah banyak ditemukan di

beberapa daerah di Kabupaten manokwari, tetapi belum diketahui keparahan

penyakit serta kehilangan hasil yang disebabkan. Namun mengetahui dan

mengidentifikasi penyebab penyakit hawar daun sangat penting sebagai informasi

dasar dalam deteksi penyakit secara dini.

Manfaat Tanaman Buah Merah

Sejak dahulu, masyarakat daerah Papua khususnya di Manokwari memanfaatkan buah merah sebagai bahan pangan. Masyarakat mengambil minyak

dan sari buah merah dari hasil rebusan buahnya, dan dijadikan bahan campuran

dalam makanan. Selain itu juga buah merah digunakan sebagai sarana dalam

upacara ritual dan sebagai obat tradisional (Sadsoeitoeboen 1999). Wiryanta

(2005) melaporkan bahwa pasta dari buah merah dijadikan bahan pakan bagi

hewan peliharaan masyarakat. Selain itu, masyarakat Papua memanfaatkan buah

merah sebagai sumber minyak dengan memasaknya seperti membuat minyak

kelapa. Minyak tersebut kemudian disimpan dan dapat bertahan selama satu

tahun; dijadikan sebagai pengganti minyak goreng yang harganya relatif mahal

dan sulit dijangkau masyarakat. Pada kenyataannya, sebagian besar masyarakat

Papua yang mengkonsumsi buah merah jarang terkena penyakit, tubuhnya kuat

dan staminanya prima. Manfaat lain dari tanaman buah merah adalah daun serta

batangnya digunakan untuk membuat tikar dan atap (Craven & de Fretes 1987).

Buah merah mengandung zat gizi bermanfaat atau senyawa aktif dalam

kadar tinggi, diantaranya beta karoten, tokoferol, serta asam lemak seperti asam

oleat, asam linoleat, asam linolenat, asam dekanoat, senyawa antioksidan dan

antivirus dalam dosis tinggi, vitamin dan mineral esensial yang cukup lengkap.

Murningsih (1992) melaporkan bahwa buah merah memiliki kandungan minyak yang

cukup tinggi, yaitu sekitar 36,93% per 100 gram berat buah kering. Karena

8

kandungan senyawa penting itulah, maka buah merah dapat berperan sebagai

pencegah penyakit degeneratif seperti stroke, jantung koroner, dan kanker

(Jeffbagy 2004).

Berbagai sumber dari bidang kesehatan menyatakan bahwa senyawa yang

dikandung oleh buah merah ini bermanfaat dalam menyembuhkan berbagai

penyakit. Tokoferol, alfatokoferol dan beta karoten berfungsi sebagai antioksidan

yang mampu menangkal radikal bebas. Ketiga senyawa inilah yang membantu

proses penyembuhan penyakit kanker, tumor dan HIV/AIDS. Tokoferol juga

dapat berfungsi sebagai pengencer darah yang baik untuk penderita stroke.

Selanjutnya senyawa asam lemak tak jenuh berperan sebagai antioksidan dan

membantu sistem kerja otak. Berdasarkan laporan dari Wiryanta (2005), sejumlah

kesaksian menyatakan setelah mengkonsumsi sari buah merah secara teratur,

dapat membantu proses penyembuhan penyakit kanker, tumor, HIV/AIDS, darah

tinggi, asam urat, stroke, gangguan pada mata, herpes, diabetes melitus,

osteoporosis, ambeien, lupus, malaria akut serta meningkatkan kecerdasan otak.

Morfologi Fusarium sp.

Fusarium merupakan salah satu cendawan yang diperoleh pada penelitian

Hayu & Melinda (2006), tentang jenis cendawan yang berasosiasi dengan gejala

hawar daun tanaman buah merah. Sampai sekarang, cendawan ini belum diketahui

menyebabkan penyakit hawar pada tanaman kelompok pandanaceae. Tetapi

berdasarkan penelitian dari Goldberg (2006), Fusarium dapat menyebabkan

penyakit hawar daun atau bercak daun pada tanaman monokotil, yaitu rumput.

Bercak daun Fusarium (hawar Fusarium) terjadi secara keseluruhan pada area

atau luasan daun yang besar. Berbentuk tidak teratur, luka dengan sedikit

kebasahan dengan tepian berwarna coklat kehitaman yang terjadi pada sebagian

besar daun dewasa serta dikelilingi warna kuning. Bercak daun dimulai pada

ujung daun dan menghasilkan hawar. Dengan rujukan inilah, maka diduga

cendawan penyebab penyakit hawar daun tanaman buah merah dapat disebabkan

oleh Fusarium, karena gejala hawar daun yang nampak di lapangan relatif tidak

berbeda dengan gejala bercak atau hawar pada rumput serta ke dua tanaman ini

tergolong dalam subkelas yang sama, yaitu monokotil.

9

Fusarium sp. memiliki beberapa spesies (Agrios 2005) dan merupakan

patogen tular tanah yang termasuk Hyphomycetes (sub divisio Deuteromycotina)

dan family Tuberculariaceae. Fusarium sp., dapat tumbuh dengan baik pada

bermacam macam media agar yang mengandung ekstrak sayuran. Mula-mula

miselium tidak berwarna, semakin tua warnanya semakin krem, akhirnya koloni

tampak mempunyai benang. Pada miselium yang lebih tua terbentuk

klamidospora yang berdinding tebal. Miselia umumnya seperti kapas, seringkali

dengan warna ungu, merah muda atau kuning pada media (Barnett & Hunter

1999).

Menurut Leslie & Summerell (2006), cendawan ini memiliki konidia yang

bercabang dan disebut konidiofor yang merupakan alat perkembangbiakan, tempat

penyimpanan massa, sporodokia atau miselium. Konidiofor bervariasi, ramping

dan sederhana, gemuk, pendek, bercabang tidak teratur atau menghubungkan

fialid, tunggal atau berkelompok membentuk sporodokia. Sporodokia ini

membentuk makrokonidia dan mikrokonidia. Bentuk makrokonidia melengkung

panjang dengan ujung mengecil dan mempunyai sekat antara 1-10 atau lebih,

terdiri dari beberapa sel, berbentuk perahu; sedangkan mikrokonidium bentuknya

pendek, tidak bersekat atau bersekat satu, bersel satu, ovoid, tunggal atau berantai,

ada juga yang memiliki 2-3 sel, bujur atau ramping membengkok (Barnett &

Hunter 1999). Cendawan ini dapat bertahan di dalam tanah sebagai saprofit atau

parasit dalam bentuk klamidospora paling tidak selama lima tahun serta

menghasilkan mikrokonidia bening, silindris atau seperti perahu dan bersekat.

Surachmat & Mathur (1988); Gandjar et.al. (1999) dan C.M.I. (1968) yang

menyatakan bahwa koloni Fusarium berwarna putih, dengan merah muda sampai

violet, tepian koloni berwarna putih, berbentuk bundar, elevasi datar serta

pertumbuhan koloninya lambat. Memiliki mikrokonidia yang berseptat 0 - 5,

berbentuk elips, lurus dan sedikit membengkok. Beberapa spesies dari Fusarium

sp. antara lain : F. oxysporum, F. cilliatum, F. moniliforme, F. roseum, F. solani

dan F. venticosum (Watanabe 2002) serta F. equisetii (Nelson 2001). Konsep

umum dari Fusarium pertama kali dianalisis oleh Link pada tahun 1809 dengan

ciri dasar yaitu adanya konidia berbentuk perahu atau ”canoe” atau pisang yang

nampak pada semua genus. Perbedaan bentuk dari konidia adalah umum untuk

10

mengidentifikasi banyak spesies Fusarium, meskipun ciri tersebut berbeda antar

spesies. Akan tetapi Fusarium memiliki morfologi yang terbatas, yang diduga

karena seleksi alam dan ekspresinya yang peka terhadap lingkungan. Deskripsi

beberapa spesies Fusarium antara lain sebagai berikut :

1. F. oxysporum

Koloni biasanya berwarna merah muda sampai biru violet atau putih

dan kuning; bagian tengah koloni berwarna lebih gelap dibandingkan

dengan bagian tepi. Saat konidium terbentuk, tekstur koloni menjadi

seperti wol atau kapas (Fran & Cook 1998). Konidiofor hialin, sederhana,

dan pendek menghubungkan massa spora. Konidia hialin, terdiri dari

dengan 2 jenis yaitu : makrokonida berbentuk perahu atau bulan sabit yang

agak ramping pada ujung sel, dan sel basal yang bengkok, dengan 3- 5 sel.

Mikrokonidia elips dengan 1 sel; klamidospora berwarna coklat dan

berbentuk semi bulat. Panjang makrokonidia 17,5 – 29,1 – 45 µm dan

diameter 2,9–4,7 µm. Panjang mikrokonidia 6 – 15,8 µm dan diameter

1,9–3,7-5 µm. Klamidospora berdiameter 5,3-10,2–15 µm (Watanabe

2002). Lebih dari 54 forma spesialis F. oxysporum telah diketahui dan

dipublikasi.

2. F. ciliatum

Menurut Watanabe (2002), F. ciliatum memiliki konidiofor

sederhana (monofialid), mendatar, jarang bercabang di ujung, dengan

makrokonidia yang besar, membentuk sporodokia. Makrokonidia hialin,

sangat ramping, berbentuk sabit, 3-6 sekat. Tidak ada mikrokonida dan

klamidospora. Panjang konidiofor 10-20; 3,2-5 µm. Konidia berdiameter

40-56-2,2-3,2 µm. Cendawan ini berasal dari tanah, dengan koloni

homogen pada media Potato Dextrose Agar (PDA), coklat kekuningan

ditengah, sedikit putih dan miselia aerial datar.

3. F. moniliforme

F. moniliforme merupakan bentuk anamorf, sedangkan bentuk

teleomorf diberikan nama Gibberella fujikuroi. Cendawan ini memiliki

konidiofor hialin, sederhana atau bercabang yang menghubungkan massa

spora. Konidia hialin, terdiri dari 2 macam: makrokonidia berbentuk

11

perahu, dengan sel yang sedikit meramping di ujung, sel kaki

membengkok dengan 4-5 sel; mikrokonida hialin, ovoid, ujung meruncing.

Tidak ada klamidospora. Panjang makrokonidia 26,4-38,9 µm; diameter

2,4-3,7 µm. Panjang mikrokonidia panjang 7,2-12 µm; diameter 2,4-3,2

µm. Diketahui sebagai patogen pada padi, penyebab penyakit Bakanae

(Watanabe 2002).

4. F. roseum

Memiliki konidia berwarna kuning dan merah muda. Dengan

konidiofor hialin, sederhana dan menghubungkan massa spora. Konidia

hialin, terdiri dari 2 jenis : makrokonidia berbentuk bulan sabit atau perahu

dengan sel apikal dan sel kaki yang membengkok, 4-6 sel serta

mikrokonidia silinder dengan 1-2 sel. Klamidospora berwarna coklat dan

berbentuk bulat. Panjang makrokonidia panjang 24,5-45-105 µm; lebar 4-

5-7,5 µm dan mikrokonidia panjangnya 5-17,1 µm; diameter 1,7-6,1 µm;

klamidospora 6,2-10,2 -15 µm (Watanabe 2002).

5. F. ventricosum

F. ventricosum merupakan bentuk anamorf, sedangkan Nectria

ventricosa merupakan bentuk teleomorfnya. Koloni pada media PDA

tidak aerial, coklat kekuningan pucat atau coklat merah muda dan ber-

zonasi. Memiliki konidiofor hialin, tegak, panjang, bercabang dan

menghubungkan massa spora. Konidia ada 2, yaitu makrokonidia hialin,

berbentuk bulan sabit, elips panjang dengan 4-5 sel; serta mikrokonidia

hialin dengan 1 sel. Klamidospora coklat kekuningan, tunggal atau 2-4

rantai. Panjang koniofor 125-150 µm; panjang cabang 32,5-90 µm. Massa

spora 10-25 µm. Makrokonidia 23,7-47,5 dan 3,7-6,3 µm. Mikrokonidia

3,7-11,3 dan 1,5-5,0 µm; klamidospora 6,2-8,8 µm. (Watanabe 2002).

6. F. solani

F. solani merupakan bentuk anamorf, dan Nectria haemotococca

adalah bentuk teleomorfnya. Memiliki konidia yang hialin, sederhana dan

menghubungkan massa spora. Konidia terdiri dari 2 jenis, yaitu :

makrokonida dengan sel yang membengkok di ujung dan meramping, 2

sel silinder di tengah, selalu 3-5 sel dan mikrokonidia silinder dengan 1-2

12

sel. Klamidospora coklat, berbentuk bulat dan selalu soliter. Panjang

konidiofor 50-165 µm. Makrokonidia 7,2-15; 2,4-3,9 µm; diameter

klamidospora 6-7,3 µm. F. solani memiliki 28 forma spesialis dan

umumnya heterotalik, jarang yang homotalik (Watanabe 2002).

7. F. equisetii

Pada isolasi awal miselia berwarna putih dan salem (peach),

selanjutnya (7-10) hari berubah menjadi coklat (beige) dan akhirnya

berwarna kekuningaan mengkilap, dan dibawahnya diawali lagi dengan

warna salem yang berubah menjadi coklat tua. Hanya makrokonidia yang

dihasilkan, jarang berkembang tetapi dihasilkan dari kumpulan sel spora

pada konidiofor. Makrokonidia membengkok seperti sabit, dengan

perkembangan sel kaki dan sel apikal yang menipis dan melengkung

dengan 4-7 septa, berukuran 22-60 x 3,5-6 µm atau 50x4,5 µm.

Klamidospora interkalar, soliter, berbentuk bulat, 7-9 µm. Jarang memiliki

peritesia, jarang berkembang, ovoid dengan dinding sel yang kasar dengan

tebal 200-350 µm, dan diameter 180-240 µm. Askuspora 21-33 x 4,5-5

µm, hialin, berbentuk kumparan, 2-3 sekat (Nelson 2001).

Sampai sekarang, karakter fisik dan fisiologi masih digunakan secara luas

dan praktis sebagai karakter morfologi untuk membedakan spesies Fusarium.

Yang menjadi masalah utama adalah jumlah karakter yang ada untuk dideteksi

jauh lebih kecil daripada jumlah spesies yang perlu dibedakan. Bentuk konidia

sering memberikan deskripsi spesies yang baik, tetapi perbedaan bentuk dan

ukuran makrokonidia dapat membingungkan, subjektif dan bergantung pada

lingkungan makrokonidia dihasilkan (Leslie et al. 2001).

Menurut (Leslie et al. 2001), para ahli kebanyakan menggunakan sistem

genetik dan molekuler sebagai dasar mengidentifikasi spesies Fusarium dan

mendeskripsikan takson baru; karena sistem tersebut lebih luas tersedia dalam

aplikasinya dan kekerabatan dapat diperluas serta penentuan suatu spesies dan

batas-batasnya lebih jelas. Secara konvensional, konsep morfologi yang lebih

menguasai, tetapi baru-baru ini teknik biologi dan molekuler yang menjadi lebih

penting. Masing-masing dari konsep tersebut beserta dengan tekniknya yang

13

berbeda-beda saat ini digunakan untuk saling melengkapi dan memiliki kontribusi

yang mengarah pada identifikasi suatu spesies dalam genus Fusarium.

Ekologi dan Patogenesis Fusarium sp.

Fusarium termasuk patogen tanaman yang dapat menular melalui tanah (soil borne); bertahan dalam tanah (soil inhabitant) sebagai miselium atau spora tanpa

adanya inang (Nelson 2001). Jika terdapat inang maka akan menginfeksi akar,

masuk ke jaringan vaskular (xylem) menyebar dan memperbanyak diri, dan

menyebabkan inang mengalami kelayuan karena sistem pembuluh pada tanaman

inang tersebut tersumbat (Agrios 2005). Secara ekonomi Fusarium sp., adalah

patogen penting dalam pertanian hortikultura di dunia (Singleton et al. 1992).

Sebagai contoh, F. oxysporum menyerang pertanaman dan penyebarannya sangat

luas hampir di seluruh dunia. Cendawan ini menghasilkan tiga macam toksin yang

menyerang jaringan tanaman, yaitu: asam fusarat, asam dehidrofusarat dan

likomarasmin. Toksin-toksin tersebut akan mengubah permeabilitas membran

plasma dari sel tanaman inang sehingga mengakibatkan tanaman yang terinfeksi

lebih cepat kehilangan air daripada tanaman yang sehat (Nelson 2001).

Mendgen et al. (1996) berpendapat bahwa cara kerja dari toksin yang

dihasilkan Fusarium adalah mengubah struktur sel tanaman; toksin yang

dihasilkan adalah asam fusarat dan enzim pektinase. Enzim pektinase merupakan

enzim perombak dinding sel tanaman, sehingga patogen bisa masuk ke sel

tanaman dengan mudah, serta menyebabkan terjadinya perubahan warna pada

akar tanaman (Ching 2008). Asam fusarat bersifat racun pada jaringan parenkim

yang letaknya bersebelahan dengan jaringan pembuluh, sehingga menghambat

peran dari keduanya (Oku 1994). Mekanisme infeksi Fusarium adalah spora jatuh

ke sel tanaman (inokulasi) dibantu oleh angin, masuk ke lubang alami, yaitu

hidatoda (pada bagian tanaman), kemudian berkembang biak dan hifanya akan

mengkolonisasi jaringan (Tucker & Talbot 2001). Jaringan dipenuhi oleh massa

spora patogen, kemudian spora akan berkecambah dan menyumbat sistem

jaringan sehingga menimbulkan layu, hawar atau busuk akibat toksin yang

dikeluarkan.

14

Perkembangan Fusarium sp., dipengaruhi oleh keadaan pH yaitu dari tanah

asam memungkinkannya tumbuh dan berkembang. Selanjutnya suhu yang

berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman berpengaruh juga terhadap

perkembangan penyakit. Fusarium sp., mampu hidup pada suhu tanah antara 10 -

24 ºC, meskipun hal ini tergantung pula pada isolatnya (Soesanto 2008). Fusarium

juga cepat berkembang pada tanah yang terlalu basah atau becek, kelembaban

udara yang tinggi, dan pH tanah yang rendah (Ching 2008). Populasi patogen

dapat bertahan secara alami di dalam tanah dan pada akar tanaman sakit serta

dapat menginfeksi tanaman lewat mulut kulit, lentisel, kutikula, luka. Fusarium

sp., membentuk spora yang berperan di dalam sebaran patogen yang luas secara

alami melalui hujan; dimana dengan adanya curah hujan yang tinggi akan

membantu pemencaran cendawan patogen tular tanah ke daerah lain yang lebih

jauh, baik karena percikan maupun terbawa aliran air. Faktor lain yang berperan

dalam penyebaran spora Fusarium adalah angin, bibit terinfeksi, pemindahan

bibit, tanah terinfestasi, permukaan air drainase, pembubunan, luka karena

serangga, alat pertanian, dan lain-lain (Nelson 2001).

Penyakit yang umumnya diakibatkan oleh patogen ini adalah penyakit layu

Fusarium yang menyerang akar dan menimbulkan kerugian yang cukup besar.

Tanaman yang menjadi layu akibat penyakit ini antara lain, semangka, melon,

tomat, kopi, pisang (Gordon & Martin 1997). Selain itu juga Fusarium dapat

menyebabkan busuk biji jagung dan damping off pada pesemaian kapas (Elsalam

et al. 2003). Untuk gejala hawar yang disebabkan oleh Fusarium masih sedikit

dijumpai. Tetapi beberapa spesies Fusarium dapat menyebabkan penyakit hawar

yang menyerang gandum di berbagai belahan Eropa, Amerika, dan Asia hingga

menjadi epidemik dan mengakibatkan kerugian akibat kegagalan panen (Zhuping

1994). Penyakit hawar yang disebabkan oleh Fusarium ini umumnya disebut

sebagai Fusarium head blight (FHB) atau “scab” atau kudis dan dipengaruhi oleh

kelembaban udara yang berlebihan pada musim tertentu. FBH dapat diatasi

dengan penggunaan benih tanaman gandum transgenik yang resisten terhadap

FBH (Zhuping 1994). Selain itu juga, Fusarium dapat menyebabkan hawar atau

bercak daun pada rumput (Goldberg 2006), yang disebut dengan fusarium leaf

spot atau fusarium blight.

15

Fusarium juga menyebabkan penyakit busuk akar dan crown, busuk

tongkol, hawar benih dan biji gandum serta malformasi pada mangga dan

penyakit bakane pada padi (Summerell et al. 2003). Berkaitan dengan tanaman

dari kelompok monokotil, tanaman tebu (Saccharum sp.) diserang oleh Fusarium

dan menimbulkan penyakit pokkah boeng yang berasal dari Jawa dan

menimbulkan kerugian besar. Penyakit ini menghasilkan gejala yang sangat luas,

teristimewa selama cuaca hujan. Umumnya ujung tanaman membelit dan berubah

bentuk. Daun klorotik di permukaan bawah, terbatas di dasarnya dan berkembang

dengan warna merah tua. Kultivar yang rentan dapat terus berkembang gejalanya,

termasuk nekrosis di bagian apikal, keriput, daun menjadi pendek dan gejala

berkembang ke batang yang menyerupai potongan dari pisau. Patogen ini tersebar

oleh aliran angin dan percikan hujan, menginfeksi potongan batang tebu,

serangga dalam stadia pupa dan dewasa yang membuat liang pada batang tebu.

Tebu menjadi rentan pada umur 3-8 bulan (Gordon & Martin 1997).

Keragaman Mikroorganisme melalui Karakter Molekuler

Keragaman mikroorganisme adalah variasi atau perbedaan bentuk-bentuk

mikroorganisme, materi genetik yang dikandungnya, serta bentuk-bentuk

ekosistem tempat hidup atau habitatnya (Campbell & Reece 2005). Keragaman

mikroorganisme ini dapat dibedakan secara morfologi, fisiologi dan genetika yang

digunakan untuk klasifikasi dan identifikasi secara tepat sehingga diperoleh ciri

khusus dari suatu mikroorganisme. Morfologi dan fisiologi suatu mikroorganisme

dapat diketahui dengan pewarnaan, uji endospora, menggunakan media spesifik,

melihat perkembangan hifa, warna miselium, bentuk konidia dan sebagainya.

Pengamatan tersebut cukup membantu dalam identifikasi, tetapi bila satu

kelompok mikroorganime mememiliki beberapa jenis atau strain, maka akan sulit

untuk dibedakan secara morfologi bahkan dapat terjadi kesalahan identifikasi

(Suryadi & Mahmud 2002). Sebagai contoh, hasil penelitian Saragih & Silalahi

(2006) menunjukkan bahwa terdapat beberapa spesies Fusarium yang terdeteksi

dan diidentifikasi sebagai penyebab penyakit layu pada tanaman markisa.

Merujuk pada Burgess et al. (1994) yang mengatakan bahwa F. oxysporum dan F.

16

equisetii memiliki keragaman yang tinggi yang diduga karena perbedaan ekologi

tempat asalnya sehingga antar spesies sulit dikendalikan dengan cara yang sama.

Pendekatan teknologi asam nukleat merupakan cara yang akurat dalam

untuk mencirikan keragaman genetik di antara beberapa spesies. Klasifikasi dan

identifikasi yang tepat dapat merujuk pada suatu upaya pengendalian yang tepat

sasaran. Teknik molekuler yang dapat digunakan untuk mengetahui keragaman

mikroorganisme adalah metode Polymerase Chain Reaction (PCR) dan analisis

sequencing. PCR merupakan teknik untuk melipatgandakan sekuen nukleotida

tertentu secara eksponensial secara in vitro dengan melibatkan sepasang

oligonukleotida sebagai primer dan dengan bantuan enzim. Sekuen nukleotida

tertentu ini merupakan daerah yang bersifat konserve dan menjadi ciri khas

genetik suatu cendawan, yang dapat membedakan dengan organisme lain bahkan

cendawan lain yang berbeda jenis dan spesies (Muladno 2002).

Salah satu daerah yang biasa digunakan para ahli untuk mendeteksi

keberadaan cendawan patogen tanaman adalah internal transcribed spacer (ITS)

pada ribosomal DNA (rDNA) dengan data sekuen 28S rRNA. Daerah ini

memiliki variasi sekuens yang tinggi antar spesies serta memberikan kegunaan

bagi primer yang dihasilkan untuk deteksi spesies yang spesifik pada cendawan

dan membedakan kedekatan hubungan spesies cendawan (Bryan et al. 1995;

Elsalam et al. 2003). Gen RNA ribosom (rDNA) memiliki karakter yang cocok

untuk deteksi patogen pada tingkat spesies. rDNA ini sangat stabil dan

menunjukkan daerah yang conserve dan bervariasi di dalam genom dan dapat

digunakan untuk investigasi kekerabatan dalam tingkat spesies (Hibbert et al.

1995 dan Lee et al. 2000). Mereka memperbanyak diri secara ganda mencapai

200 copy per haploid genom (Bruns et al. 1991) dan mengandung gen 18S subunit

kecil (SSU), 5.8S dan 28S subunit besar (LSU) (Gambar 3). Perbedaan

komposisi nukleotida dari daerah ITS digunakan untuk mendesain primer spesifik

untuk mengamplifikasi DNA secara selektif antara spesies patogen tanaman

(Moricca et al. 1998). Analisis sekuen nukleotida dari daerah rDNA dapat secara

luas diterima untuk menghasilkan filogeni dan hubungannya dalam taksonomi

(Hibbert et al. 1995).

17

Gambar 3 Primer ITS-Fu-f dan ITS-Fu-r, spesifik untuk Fusarium yang dibentuk dari daerah ITS (internal transcribed spacer) (Elsalam et al. 2003).

Untuk analisis sequencing mengarah pada identifikasi isolat cendawan yang

mencerminkan hubungan filogeni. Data sekuen 28S rDNA saat ini digunakan

sebagai dasar identifikasi cendawan dalam sistem hirarki yang mencerminkan

hubungan kekerabatan (Shenoy et al 2007). Menurut Muladno (2002),

penggunaan data sekuens penting dalam membandingkan sekuens dari gen yang

sama pada spesies yang berbeda, yang memungkinkan dibuatnya diagram

filogenetik. Filogenetik dalam cendawan merupakan cara untuk membedakan

spesies yang satu dengan yang lain menjadi sub kelompok yang lebih kecil Leslie

et al. (2001). Dalam aplikasinya, banyak studi filogenetik cendawan

menggunakan sekuen DNA dari satu atau dua lokus dari isolat yang telah

terkarakterisasi dengan baik; contohnya di dalam filogeni Fusarium, dilakukan

berdasarkan sekuen ITS antara 2 sekuen Fusarium (Harrington & Potter 1997).

Bakteri Rizosfer yang Berpotensi sebagai Biokontrol

Rizosfer merupakan daerah ideal bagi tumbuh dan berkembangnya

mikroorganisme termasuk agensia pengendali hayati (Campbell & Reece 2005).

Salah satu mikroorganisme tersebut adalah bakteri rizosfer yang berpotensi

18

sebagai agens hayati dalam menghambat perkembangan patogen penyebab

penyakit serta meningkatkan pertumbuhan tanaman (Baker & Cook 1974).

Bakteri di daerah rizosfer lebih banyak yang berperan sebagai agen hayati.

Keberlangsungan hidupnya juga lebih stabil dibandingkan dengan bakteri yang

hidup di daerah permukaan daun (filoplan). Daerah perakaran banyak terdapat

mikroorganisme saprofit yang menyebabkan tahap perombakan dan kecepatan

perombakan bahan organik di dalam tanah, sehingga patogen mempunyai

kesempatan yang kecil untuk berkembang (Hutcheoson 1998; Weller et al. 2002).

Kelimpahan bakteri di daerah rizosfer sangat beragam dan antara satu

wilayah dengan wilayah lainnya berbeda – beda (Lynch 1990). Perbedaaan

kelimpahan bakteri dari wilayah yang berbeda dipengaruhi oleh adanya eksudat

akar dan didukung dengan lingkungan di dalam tanah yang akan mempengaruhi

interaksi organisme antara mikroba tanah, tanaman dan tanah (Soesanto 2008).

Makin banyak dan padat akar suatu tanaman di dalam tanah, makin kaya

kandungan senyawa organik pada rizosfer sehingga makin padat pula populasi

mikroba tanah, termasuk agen hayati. Seiring dengan pendapat dari Degens et al.

(2000) bahwa perubahan penggunaan lahan dapat mempengaruhi populasi dan

komunitas mikroba dalam tanah.

Loon et al. (1998) mengatakan bahwa bakteri merupakan salah satu

kelompok mikroorganisme yang relatif mudah dikembangkan sehingga menjadi

cepat melimpah jika dikembangkan dari biosfernya. Oleh karena itu dengan

mengetahui kelimpahan dan keragaman bakteri potensial tersebut yang nantinya

akan diperbanyak dan dilepas kembali ke daerah rizosfer pertanaman, dapat

merupakan usaha konservasi lingkungan rizosfer pada tanaman buah merah dan

berprospek dalam usaha pengendalian hayati penyakit tanaman.

Jenis – jenis bakteri rizosfer yang berpotensi sebagai agens biokontrol yang

adalah dari kelompok Pseudomonas fluorescens dan nonfluorescens, bakteri

tahan panas yang meliputi Bacillus, Clostridium, selanjutnya bakteri penghasil

siderofor dan bakteri pendegradasi kitin (Baker & Cook 1974). Bakteri kitinolitik

merupakan bakteri yang mampu menghasilkan enzim kitinase yang dimanfaatkan

untuk sumber karbon dan nitrogen melalui proses asimilasi kitin (Wang & Chang

1997). Enzim yang dihasilkan berfungsi untuk mendegradasi kitin yang

19

merupakan komponen penyusun dinding sel cendawan, kulit serangga, dan

kerangka luar kelompok arthopoda, moluska, nematoda, dan protozoa. Beberapa

genus bakteri yang menghasilkan kitinase antara lain Aeromonas, Alteromonas,

Chromobacterium, Enterobacter, Ewingella, Pseudoalteromonas, Vibrio,

Bacillus sp., Clostridium sp, Enterobacter liquefaciens, Flavobacterium

indolthecium, Klebsiella sp, Micrococcus colpogenes, Pseudomonas sp., Serratia

marcencens dan Pyrococcus. Hasil penelitian melapokan bakteri kitinolitik

Arthobacter sp., dan Hafnia sp., telah diketahui mampu mengendalikan Fusarium

sp. dan Sclerotinia sp pada tanaman tomat dan arbei (Wang & Chang 1997).

Bakteri tahan panas juga merupakan salah satu bakteri rizosfer yang

berpotensi sebagai agens hayati, yang meliputi Bacillus dan Clostridium. Saat ini

Bacillus lebih banyak dimanfaatkan sebagai agens pengendali hayati patogen

tanaman, karena menghasilkan antibiotik yang dapat membunuh mikroba lain

Antibiotik yang dihasilkan adalah subtilin, subtilosin, mycobacillin, subsporin,

surfactin, bacillomycin, bacilysin, asam sianida, fengycin dan bacilysocin

(Maurhofer et al.1994). Selain itu bakteri ini mampu menghasilkan enzim

degradatif makromolekul seperti protease dan kitinase yang dapat menghancurkan

dinding sel cendawan. Bacillus merupakan bakteri Gram postif yang membentuk

spora tahan panas yang berfungsi untuk bertahan hidup pada suhu ekstrim sekitar

700 sampai 1000 C dan sebagian besar bersifat saprofitik (Schaad et al. 2001). B.

subtilis, B. cereus, B. licheniformis, B. megaterium dan B. pumilus dapat berperan

sebagai agen biokontrol untuk mengendalikan Fusarium sp. (Nelson 2001).

Bakteri kelompok flourescence menghasilkan pigmen berwarna hijau, yang

merupakan senyawa flouresein atau pioverdin yang berpendar di bawah cahaya

ultraviolet (panjang gelombang 266 nm); dihasilkan pada media dengan

kandungan besi rendah yang berfungsi untuk mengikat zat besi dari

lingkungannya (Misagi et al. dalam Khaeruni 1998). P. fluorescens diketahui

memproduksi asam silikat yang mampu mengendalikan patogen tanaman

(Maurhofer et al.1994). P. fluorescens mengeluarkan senyawa antifungal,

siderofor, HCN dan metabolit sekunder lainnya yang sifatnya dapat menghambat

aktivitas F. oxysporum. Senyawa siderofor diproduksi pada kondisi lingkungan

tumbuh yang miskin ion Fe3+. Senyawa ini mengkelat ion Fe3+ sehingga tidak

20

tersedia bagi mikroorganisme lain. Ion Fe3+ sangat diperlukan oleh spora F.

oxysporum untuk berkecambah. Dengan tidak tersedianya ion Fe3+ maka infeksi

F. oxysporum ke tanaman berkurang (Ramamoorthy et al. 2002). Senyawa

antifungal dapat menyebabkan modifikasi struktur dinding sel dan perubahan

biokimia/fisiologis pada sintesa protein yang terlibat dalam pertahanan tanaman

(de Brito et al. 1995). Chrisnawati et al. (2009) membuktikan bahwa gabungan

Pseudomonas fluorosens Pf 101 dan Bacillus spp. Bc 26 memiliki kemampuan

antagonistik tertinggi dalam menekan perkembangan penyakit layu bakteri nilam.

Agensia organisme yang digunakan dalam pengendalian hayati sebagian

besar dari kelompok mikroba, mampu menekan dan memusnahkan perkembangan

mikroba lain, secara khusus yang bersifat fitopatogen (BPTH 2005).

Pengendalian secara hayati semakin berkembang karena cara ini lebih unggul

dibandingkan dengan pemakaian pestisida dan terbukti lebih aman bagi

lingkungan (Pal & Gardener 2006). Mekanisme mikroba menekan mikroba

patogen tanaman antara lain melalui antagonisme, antibiosis, hiperparasit,

mengeluarkan senyawa volatil, menginduksi ketahanan tanaman dan sebagainya

(Baker & Cook 1974). Mekanisme penekanan agens hayati terhadap patogen

tanaman nyata terlihat pada perkembangan patogen yang terhambat sehingga

penyakit yang ditimbulkan dapat ditekan. Liu et al. (2007) menyatakan bahwa

penghambatan yang kuat terhadap patogen dalam uji in vitro mengindikasikan

penekanan pertumbuhan cendawan tersebut disebabkan oleh adanya senyawa

antifungal yang dihasilkan oleh bakteri antagonis. Aktivitas antagonisme yang

utama disebabkan oleh kemampuan bakteri menghasilkan antibiotik; dengan

mekanisme antibiotik dan senyawa metabolik yang dihasilkan masuk ke dalam

sel patogen dan menghambat aktivitas patogen. Kelimpahan bakteri rizosfer yang

berpotensi sebagai agens pengendali hayati sangat penting sebagai informasi

dalam mengendalikan penyakit tanaman serta dapat memacu peningkatan

pertumbuhan tanaman yang pada akhirnya meningkatkan hasil tanaman sebagai

akibat dari pengendalian penyakit jangka panjang (Zhang et al. 2002). Bakteri

rizozfer berpotensi juga sebagai pelarut fosfat, membantu dalam asimilasi N2

serta menstabilkan stuktur tanah yang sangat mendukung pertumbuhan tanaman

(Mukerji et al. 2006).

21

BAHAN DAN METODE

Tempat Dan Waktu

Penelitian dilaksanakan di Kabupaten Manokwari (Desa Warkapi, Madrad,

SP 8 dan Kelurahan Amban Pantai), Laboratorium Fitopatologi Fakultas Pertanian

dan Teknologi Pertanian - Universitas Negeri Papua Manokwari dan

Laboratorium Bakteriologi, Departemen Proteksi Tanaman Fakultas Pertanian

Institut Pertanian Bogor. Untuk kegiatan isolasi cendawan dan bakteri serta uji

Postulat Koch dilakukan di Kabupaten Manokwari, sedangkan uji fisiologi,

molekuler dan antibiosis dilakukan di Institut Pertanian Bogor. Penelitian

berlangsung dari bulan Juli 2010 hingga Juli 2011.

Prosedur Penelitian

Identifikasi Cendawan Patogen Penyebab Hawar pada Daun Tanaman Buah

Merah.

Metode yang digunakan mengikuti kaidah Postulat Koch menurut Agrios (2005),

dengan beberapa tahapan seperti yang diuraikan di bawah ini :

Isolasi. Daun tanaman buah merah yang bergejala hawar di lapangan dipotong

kecil dengan ukuran 0,5 cm x 0,5 cm. Setiap potongan terdiri bagian yang sehat

dan yang sakit. Selanjutnya daun dibilas permukaannya menggunakan NaOCl 3%

selama 3 menit, kemudian disterilisasi dengan air steril, serta dikeringanginkan.

Daun ditanam pada cawan petri berisi media Potato Dextrose Agar (PDA) dan

diinkubasi sampai terlihat hifa yang tumbuh. Metode ini dilakukan secara aseptik

dan ketika hifa telah tumbuh, maka segera dimurnikan pada media PDA yang

baru.

Inokulasi. Isolat cendawan yang telah murni diinokulasi kembali pada daun

tanaman buah merah yang sehat melalui metode penempelan. Tahapannya adalah

daun tanaman buah merah yang sehat dilukai dengan jarum. Kemudian daun

tersebut ditempeli dengan isolat cendawan yang berumur 8 hari (potongan dari

media PDA) serta dibasahi dengan kapas steril dan diplakban. Setelah 2 hari,

kapas dilepas dan diamati perkembangan gejala yang terjadi. Setelah beberapa

22

hari masa inkubasi, diamati daun yang menunjukkan gejala yang identik dengan

gejala awal di lapangan.

Reisolasi. Daun yang menunjukkan gejala sakit diisolasi kembali pada media

PDA dan diidentifikasi secara makroskopis dan mikroskopis, dengan mengamati

warna dan pertumbuhan miselia, bentuk spora (konidia, klamidospora dan

sebagainya). Setelah diketahui jenis cendawan patogennya, maka dibandingkan

karakter morfologinya dengan 6 isolat cendawan dari genus yang sama tetapi

berasal dari tanaman yang berbeda. Cendawan patogen asal buah merah

dibandingkan dengan cendawan dengan genus yang sama dari tanaman berbeda

bertujuan untuk mengetahui apakah cendawan asal buah merah memiliki

kemiripan dengan cendawan yang sama asal tanaman lain.

Kepastian bahwa penyebab penyakit hawar daun buah merah oleh cendawan

didasarkan bahwa pada awalnya telah diperoleh informasi adanya beberapa jenis

cendawan yang berasosiasi dengan gejala hawar daun tersebut. Untuk

memastikannya kembali, kemudian diuji lagi dengan cara daun bergejala hawar

diinkubasi dan dilembabkan di dalam cawan petri. Dari hasil pengujian tersebut

menunjukkan adanya bagian patogen yaitu hifa cendawan dan tidak terdapat

mikroorganisme lainnya.

Analisis Genetika Antar Spesies Fusarium

Isolat cendawan penyebab hawar daun dikarakterisasi secara molekuler

melalui metode PCR dan sequencing serta dibandingkan dengan cendawan dari

genus dan spesies yang sama dari tanaman yang berbeda. Tahapannya adalah

sebagai berikut berdasarkan metode Cenis (1992) :

Ekstraksi DNA cendawan. Ekstraksi DNA cendawan dilakukan untuk

menyiapkan DNA templat dalam PCR. Mula-mula cendawan penyebab hawar

serta 6 isolat cendawan dengan genus yang sama dari tanaman yang berbeda

masing-masing diambil miselianya sebanyak 0,1 gram dari media Potato Dextrose

Broth (PDB) dan dimasukkan pada mortar steril. Selanjutnya nitrogen cair

dimasukkan dan digerus dengan cepat sampai miselia menjadi bubuk (halus).

Kemudian ditambahkan 500 µl bufer TE (pH 8,0) (10mM Tris-HCl pH 8; 1 mM

EDTA) serta bufer ekstraksi (200 mM Tris HCl pH 8,5; 250 mM NaCl, 25 mM

23

EDTA dan 0,5% SDS) sebanyak 300 µl dan digerus selama 5 menit, selanjutnya

dimasukkan ke tube 2 ml. Kemudian ditambahkan 150 µl sodium asetat (pH 5,2)

dan diinkubasi pada suhu 20 ºC selama 10 menit. Selanjutnya disentrifuse pada

13.000 rpm selama 5 menit; 300 µl supernatan diambil dan dimasukkan ke tube

1,5 ml serta ditambahkan isopropanol dengan volume yang sama. DNA

dipresipitasi dengan sentrifuse 13.000 rpm selama 10 menit, kemudian dicuci

dengan 500 µl 70% etanol dingin dan disentrifugasi selama 1 menit 6000 rpm.

Pada tahap akhir, DNA dikeringkan ± 2 jam dan dilarutkan dalam 50 µl TE (10

mM Tris HCl pH 8; 1 mM EDTA).

Amplifikasi DNA menggunakan PCR. Amplifikasi DNA cendawan

dilakukan menggunakan primer ITS-Fu-f dan ITS-Fu-r (5`-

CAACTCCCAAACCCCTGTGA-3` dan 5`-GCGACGATTACCAGTAACGA-

3`) dalam total volume 25 µl/reaksi. Masing-masing primer dimasukkan sebanyak

1 µl, selanjutnya dicampurkan dengan 9,5 µl ddH2O. 1 µl tempelat DNA yang

telah dilarutkan dalam bufer TE dimasukkan serta 12,5 µl Kit PCR (Kappa Ready

Mix), kemudian dilakukan pencampuran. Selanjutnya PCR dilakukan untuk 30

siklus dengan mengatur suhu denaturasi 95 ºC selama 2 menit; 94 ºC selama 1

menit; suhu annealing 58 ºC selama 30 detik; suhu ekstensi 72 ºC selama 1 menit

dan suhu ekstensi akhir 72 ºC selama 10 menit.

Elektroforesis hasil PCR. Elektroforesis DNA digunakan untuk membaca

hasil amplifikasi PCR. Produk hasil PCR dianalisis dengan gel agarosa 1,5%

dalam bufer TAE 1x dan 10 µl etidium bromida. Elektroforesis dilakukan selama

40 menit pada tegangan 120 V. Hasil elektroforesis diamati di bawah UV

transilluminator dan pita DNA yang terbentuk dipotret menggunakan kamera.

Analisis sequencing. DNA hasil PCR digunakan untuk sequencing. Hasil

sequencing digunakan untuk mencari padanan sekuen 28s rDNA yang homolog

pada DNA database (GenBank) dengan menggunakan program BLAST dari

NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.org).

Isolasi Bakteri Rizosfer

Bakteri rizosfer diisolasi dari tanah perakaran tanaman buah merah yang

diambil di 4 wilayah di Kabupaten Manokwari, yaitu Desa Warkapi, Warmare, SP

24

8 dan Amban Pantai. Sampel tanah dari masing masing daerah tersebut diambil

pada kedalaman 20 - 30 cm dari tanah sebanyak 5 plot dan 5 ulangan. Tanah

ditempatkan pada plastik sampel dan diuji di laboratorium. Uji di laboratorium

dengan tahapan sebagai berikut :

Sebagai persiapan, media spesifik yaitu Tryptic Soy Agar (TSA), King’s B

Agar (KBA) dan media kitin, masing-masing dituang pada cawan petri steril dan

dibiarkan hingga padat. Media tersebut merupakan media spesifik untuk

mendeteksi kelompok bakteri rizosfer yang bermanfaat. Media TSA untuk

mengisolasi bakteri kelompok tahan panas, media KBA untuk mengisolasi bakteri

kelompok fluorescence dan media kitin untuk mengisolasi bakteri yang bersifat

kitinolitik (menghasilkan kitinase).

Sampel tanah dari daerah yang berbeda masing-masing ditimbang sebanyak

10 g kemudian dimasukkan ke dalam akuades steril 50 ml dan dikocok

menggunakan shaker dengan kecepatan 300 rpm selama 5 menit. Setelah

dilakukan pengenceran berseri hingga 10-10, dari masing-masing pengenceran (10-

1 , 10-3, 10-5, 10-7, 10-9 ) diambil 0,2 ml dan disebarkan pada permukaan media

KBA dan media kitin dengan menggunakan glass bead. Suspensi yang tersisa

dalam erlenmeyer selanjutnya dipanaskan menggunakan hot plate pada suhu 80

ºC selama 10 menit. Dilakukan pengenceran berseri dan pencawanan (platting)

seperti di atas pada permukaan media TSA. Kemudian diinkubasi selama 2 hari

dan dihitung jumlah koloni pada masing-masing pengenceran menggunakan

colony counter. Untuk biakan bakteri yang tumbuh pada media KBA, diletakkan

di bawah sinar UV dan dihitung jumlah koloni yang berpendar.

Karakterisasi Bakteri secara Morfologi dan Fisiologi Karakter bakteri secara morfologi diamati dari bentuk dan warna koloni.

Karakter secara fisiolologi dilakukan menggunakan beberapa metode menurut

Schaad et al. (2001) dan Dhingra & James (2000) :

Pengujian Gram dengan KOH 3%. Uji Gram dilakukan untuk

membedakan bakteri kelompok Gram positif dan negatif yang merujuk pada

kandungan dinding sel bakteri. Koloni bakteri diambil menggunakan jarum ose

dan dimasukkan pada gelas objek yang berisi 1 tetes larutan KOH 3%. Setelah itu

25

diaduk perlahan sampai koloni bakteri menyatu dengan larutan KOH sambil

sesekali jarum ose diangkat-angkat. Bakteri Gram negatif ditunjukkan dengan

adanya lendir yang muncul ketika jarum ose diangkat perlahan dan terlihat seperti

benang-benang, sedangkan bakteri Gram positif tidak.

Uji endospora. Uji endospora dilakukan untuk mengetahui spora yang

dihasilkan oleh bakteri dari kelompok tahan panas. Tahapan yang dilakukan

adalah bakteri dari kelompok tahan panas dibuat dalam bentuk preparat, kemudian

ditetesi dengan malachit green dan dilakukan fiksasi selama 1 menit. Preparat

didinginkan selama 1 menit dan dicuci menggunakan air mengalir. Safranin

ditetes dan dibiarkan selama 60 detik, kemudian dicuci dengan air serta

dikeringkan. Selanjutnya preparat diamati menggunakan mikroskop, tanpa

memakai penutup gelas objek. Endospora akan tampak berwarna hijau, sedangkan

sel vegetatif berwarna merah muda.

Uji hipersensitif. Uji hipersensitif dilakukan untuk mengetahui reaksi

pertahanan tanaman yang inkompatibel terhadap mikroorganisme. Mula-mula 1

ose koloni isolat bakteri yang diuji ditumbuhkan pada 5 ml media LBB di dalam

tabung reaksi dan digojok menggunakan shaker dengan kecepatan 80 rpm selama

48 jam. Suspensi bakteri tersebut diambil dengan menggunakan jarum suntik

steril dan diinjeksikan ke bagian bawah daun tembakau; diinjeksikan pula media

LBB tanpa isolat bakteri sebagai kontrol. Perkembangan yang terjadi pada 1 – 3

hari diamati. Reaksi positif (kompatibel) yang berarti bakteri tersebut bersifat

patogenik ditunjukkan dengan adanya bercak nekrosis pada bagian yang

diinokulasikan dengan suspensi bakteri, sebaliknya reaksi negatif (inkompatibel)

terjadi bila warna daun tetap hijau.

Uji Mekanisme Antibiosis Bakteri Rizosfer terhadap Cendawan Patogen

Kemampuan bakteri rizosfer dalam menghambat patogen dideteksi

berdasarkan mekanisme antibiosis secara in vitro melalui metode dual culture.

Tahapan yang dilakukan adalah sebagai berikut : isolat bakteri dan cendawan

patogen disiapkan, media PDA dituang dan dibiarkan hingga padat. Isolat bakteri

dan isolat cendawan ditumbuhkan di dalam satu media PDA yang dilakukan

dengan cara isolat patogen diambil menggunakan cork borer dan diletakkan pada

26

kedua sisi cawan petri yng berisi media PDA. Selanjutnya di bagian tengah dari

cawan petri tersebut digores biakan bakteri menggunakan metode streak (gambar

6). Perlakuan-perlakuan tersebut kemudian diinkubasi pada suhu ruang, diamati

dan diukur setiap hari. Pengamatan dan pengukuran dilakukan terhadap diameter

koloni cendawan dan zona hambatan yang terbentuk. Sebagai kontrol, cendawan

ditumbuhkan dengan akuades steril.

Isolat bakteri

Isolat cendawan patogen

Gambar 4 Tata letak cendawan dan bakteri pada pengujian mekanisme antibiosis.

Variabel Pengamatan

Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah : 1. Karakter makroskopis dan mikroskopis patogen, antara lain : warna dan

bentuk koloni, pertumbuhan koloni serta bentuk konidia.

2. Identifikasi dan keragaman patogen dengan patogen yang sama dari inang

lain berdasarkan analisis sequencing.

3. Perbedaan morfologi koloni dan karakter lain patogen buah merah dengan

patogen sejenis dari tanaman lain.

4. Kelimpahan bakteri kelompok fluorescence, bakteri kelompok tahan panas

dan bakteri kelompok kitinolitik.

5. Karakter morfologi dan fisiologi bakteri tersebut yang meliputi warna,

bentuk dan tepi koloni serta uji Gram, endospora dan hipersensitif.

6. Zona hambatan yang terbentuk dari uji antibiosis antara bakteri rizosfer

dan cendawan penyebab hawar daun secara in vitro.

Jumlah koloni per ml Jumlah koloni x=

27

Analisis Data

Data hasil pengamatan dianalisis secara deskriptif. Selanjutnya untuk

jumlah koloni bakteri dihitung dengan rumus :

1

atau per g tanah per cawan faktor pengenceran

Uji kemampuan antibiosis dilakukan berdasarkan Baker & Cook (1974), sebagai

berikut :

dK – dP

I= X 100% dK

I = persentase daya hambat (%)

dK = diameter cendawan pada kontrol

dP = diameter cendawan pada perlakuan

Percobaan dilakukan dalam Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktor tunggal

dengan tiga taraf perlakuan, yaitu : bakteri kelompok tahan panas, bakteri

kelompok kitinolitik dan bakteri kelompok fluorescence yang diulang empat kali.

Data diolah dengan program Statistical Analysis System (SAS) versi 9.1.3, yang

diuji lanjut dengan uji selang berganda Duncan pada taraf nyata 5%.

28

HASIL DAN PEMBAHASAN

Cendawan Penyebab Hawar Daun Tanaman Buah Merah

Gejala penyakit hawar daun tanaman buah merah (P. conoideus) di Kabupaten Manokwari banyak dijumpai di beberapa daerah yang banyak terdapat

pertanaman tersebut, yaitu Desa Warkapi, Amban dan SP 8. Gejala hawar daun

buah merah di lapangan berupa bercak kecil hingga meluas membentuk lingkaran

besar tidak teratur, dengan warna coklat muda hingga coklat tua kehitaman dan

bagian tepinya dikelilingi “halo” berwarna kuning (Gambar 5). Agrios (2005)

menyatakan bahwa gejala hawar terjadi pada daun, cabang, ranting dan bunga

yang menjadi coklat dengan sangat cepat serta menyeluruh dan menyebabkan

kematian jaringan.

Gambar 5 Gejala hawar pada daun buah merah di lapangan.

Berdasarkan hasil isolasi cendawan dari daun bergejala, diperoleh 22 jenis

cendawan yang berasosiasi dengan gejala hawar. Cendawan – cendawan tersebut

sebagian memiliki pertumbuhan koloni yang mirip dengan Fusarium dan sebagian

lagi merupakan kapang kelabu, yaitu cendawan dengan miselia yang berwarna

gelap. Hasil inokulasi isolat M2 (Madrad) pada tanaman sehat, diperoleh gejala

hawar yang identik dengan gejala awal di lapangan (Gambar 6) yaitu terbentuk

bercak yang berwarna berwarna coklat dan dikelilingi oleh “halo” berwarna

kuning. Gejala tersebut muncul pada 6 hari setelah inokulasi (hsi) dan kemudian

semakin meluas.

29

a b c

Gambar 6 Gejala hasil inokulasi cendawan ke daun buah merah yang sehat; a. Gejala pada 6 hsi; b. Gejala pada 8 hsi; c. Gejala 14 hsi.

Reisolasi dari daun bergejala hasil inokulasi pada daun sehat diperoleh satu

jenis cendawan yang selanjutnya diidentifikasi secara morfologi. Berdasarkan

hasil identifikasi morfologi koloni dan konidia, isolat tersebut merupakan

cendawan Fusarium sp. Karakter morfologi dan cendawan tersebut identik dengan

cendawan hasil isolasi awal pada daun bergejala hawar di lapangan (Gambar 7).

a

b

c d

Gambar 7 Karakter morfologi koloni cendawan asal buah merah; cendawan

berasal dari hasil isolasi daun bergejala di lapangan berturut-turut koloni tampak depan (a) dan tampak belakang (b); cendawan hasil reisolasi dari inokulasi pada daun sehat berturut-turut koloni tampak depan (c) dan tampak belakang (d).

Berdasarkan gambar di atas, cendawan pada Gambar 7a dan Gambar 7b

merupakan hasil isolasi daun bergejala di lapangan; dengan ciri morfologi koloni

30

depan berwarna putih, koloni belakang berwarna putih dan kuning muda,

berbentuk : miselia tidak teratur dengan aerial timbul. Selanjutnya cendawan pada

Gambar 7c dan Gambar 7d merupakan cendawan yang diperoleh dari daun

bergejala hasil inokulasi ke daun sehat. Cendawan ini memiliki koloni depan yang

berwarna putih, koloni belakang berwarna putih dan kuning muda, berbentuk

tidak teratur dan miselianya agak timbul. Setelah diamati morfologi koloni,

selanjutnya diamati konidia dan hifa yang dihasilkan oleh kedua cendawan

tersebut yang ditampilkan pada Gambar 8.

makrokonidia

klamidospora

mikrokonidia

a makrokonidia c

mikrokonidia

b d

klamidospora

Gambar 8 Karakter konidia dan hifa cendawan asal buah merah; cendawan berasal dari hasil isolasi daun bergejala di lapangan berturut-turut konidia (a) dan hifa (b); cendawan hasil reisolasi dari inokulasi pada daun sehat berturut-turut konidia (c) dan hifa (d).

31

Berdasarkan gambar diatas, karakter mikroskopis cendawan pada Gambar

8a adalah makrokonidia berbentuk seperti kano (canoe) atau perahu, dengan ujung

meramping dan sel basal membengkok, berwarna hialin, bersekat 3 dan bersel 4.

Mikrokonidia berbentuk ovoid, berwarna hialin, ada yang bersekat dan ada yang

belum membentuk sekat. Pada hifa terdapat sekat dan berwarna hialin serta

klamidospora berbentuk semi bulat (Gambar 8b). Cendawan hasil reisolasi

memiliki makrokonidia yang berbentuk seperti kano dengan ujung meramping, sel

basal membengkok dan bersel 4 serta bersekat 3 (Gambar 8c); hifa berwarna

hialin serta bersekat dan klamidospora berbentuk semi bulat (Gambar 8d). Dalam

hasil penelitian, kecepatan pertumbuhan koloni Fusarium cukup lambat yaitu

pada hari ke 12 memenuhi cawan petri.

Cendawan hasil isolasi, inokulasi dan reisolasi diidentifikasi dengan kunci

identifikasi Watanabe (2002) dan Barnett & Hunter (1999), diperoleh cendawan

penyebab hawar daun pada buah merah adalah Fusarium sp. Hal ini diperkuat

oleh (Barnett & Hunter 1999), yang menyatakan bahwa Fusarium memiliki

konidiofor yang bervariasi, ramping dan sederhana, gemuk, pendek, bercabang

tidak teratur atau menghubungkan fialid, tunggal atau berkelompok membentuk

sporodokia. Sporodokia ini membentuk makrokonidia dan mikrokonidia. Bentuk

makrokonidia melengkung panjang dengan ujung mengecil dan mempunyai sekat

antara lebih dari 1, terdiri dari beberapa sel, berbentuk perahu; sedangkan

mikrokonidium bentuknya pendek, tidak bersekat atau bersekat satu, bersel satu,

ovoid dan tunggal bujur atau ramping membengkok. Fusarium dapat sebagai

parasit tanaman tingkat tinggi atau saprofit pada sisa-sisa tanaman.

Secara umum, koloni Fusarium berwarna putih, dengan merah muda sampai

violet dengan tepian berwarna putih, atau kuning muda pada media dengan

miselia yang umumnya seperti kapas, berbentuk bundar, dengan elevasi datar

(Barnett & Hunter 1999). Klasifikasi Fusarium menurut Barnett & Hunter (1999)

yaitu termasuk dalam sub divisi Fungi, kelas Deuteromycetes, bangsa Moniliales,

famili Tuberculariaceae dan genus Fusarium.

Lahan pertanaman buah merah di Kabupaten Manokwari sebagian besar

merupakan hak ulayat masyarakat lokal yang belum dibudidayakan secara baik.

Di daerah Amban, buah merah ditanam di lahan kebun percobaan, dimana umur

32

tanaman mencapai ± 10 tahun. Tajuk dan percabangan saling menutup, tanaman

relatif tinggi dan tidak dipupuk, sehingga pertumbuhannya kurang bagus. Lokasi

lahan juga jarang dibersihkan, sehingga tampak lembab. Di daerah Warkapi dan

Madrad, tanaman tumbuh di hutan di antara pepohonan lain, dengan jarak yang

tidak teratur. Tanaman tidak terpelihara, umur relatif tua, sekeliling tanaman

jarang dibersihkan dan sebagian besar tumbuh di tepi air sehingga lokasi lahan

menjadi lembab. Di daerah SP 8 tidak dijumpai gejala hawar. Tanaman ditanam

dengan jarak yang teratur, umur tanaman masih lebih muda yaitu 5 tahun, tajuk

tidak saling menutupi dan lokasi lahan lebih terbuka, memperoleh cahaya

matahari yang cukup.

Faktor-faktor yang mempengaruhi perkembangan Fusarium sp. penyebab

hawar daun di lahan pertanaman buah merah antara lain adalah kelembaban lahan

yang cukup tinggi, lahan yang tidak dibersihkan, tajuk yang tidak dipangkas

sehingga menghalangi masuknya cahaya, tanaman yang umurnya sudah tua serta

bahan perbanyakan tanaman yang telah terinfeksi. Ketika lahan tidak dibersihkan

dengan teratur dan keadaannya lembab dapat memacu perkembangan patogen

dengan cepat. Didukung juga dengan adanya aliran air disekeliling pertanaman

yang dapat menyebarkan spora patogen; demikian juga bantuan angin yang

menyebarkan spora melalui tajuk yang saling menutupi. Selain itu juga diduga

lahan pertanaman yang sebelumnya telah terinfeksi patogen, menyebabkan tanah

lahan pertanaman telah terinfestasi Fusarium dan bertahan dalam tanah tersebut.

Hal ini didukung oleh pernyataan Ching (2008) yang berpendapat bahwa penyakit

akibat Fusarium akan cepat berkembang jika kondisi lingkungan mendukung,

dengan kondisi lahan pertanaman yang lembab. Penelitian Damicon & Manning

(1985) dalam Nelson (2001) menyebutkan bahwa ketika tanah difumigasi dan

ditanami dengan asparagus, setahun kemudian tanaman tersebut 100% diinfeksi

oleh F. oxysporum.

Mekanisme Fusarium dalam menginfeksi tanaman yaitu mengeluarkan

toksin seperti asam dehidrofusarik, likomarasmin, asam fusarik dan enzim

pektinase yang akan mengubah struktur sel tanaman dan permeabilitasnya

(Mendgen et al. 1996). Umumnya patogen ini mengawali infeksinya dari akar,

karena merupakan patogen tular tanah (soilborne). Tetapi selanjutnya dapat

33

menyebar dalam beberapa cara, yaitu percikan dan aliran air, angin, bibit

terinfeksi, pemindahan bibit, tanah terinfestasi, permukaan air drainase,

pembubunan, luka karena serangga, alat pertanian, dan lain-lain (Nelson 2001).

Faktor-faktor tersebut dapat membantu sebaran Fusarium sebagai patogen tular

tanah mencapai organ tanaman selain akar (seperti daun, buah, bunga) serta

mencapai daerah lain yang lebih jauh. Mekanisme infeksi Fusarium dalam

menyebabkan hawar daun adalah spora jatuh ke sel tanaman (inokulasi) melalui

perantara angin, masuk ke lubang alami, yaitu hidatoda di daun, kemudian

berkembang biak dan hifanya akan mengkolonisasi jaringan daun. Jaringan akan

dipenuhi oleh massa spora patogen; spora ini akan berkecambah dan menyumbat

sistem jaringan, sehingga menimbulkan hawar dengan munculnya warna coklat

kekuningan pada daun.

Penyakit terbanyak yang dihasilkan oleh patogen ini adalah penyakit layu

Fusarium yang menyerang akar dan menimbulkan kerugian yang cukup besar;

dapat menyebabkan busuk biji jagung dan damping off pada pesemaian kapas

(Elsalam et al. 2003). Gejala hawar yang disebabkan oleh Fusarium masih sedikit

dijumpai. Tetapi beberapa spesies Fusarium dapat menyebabkan hawar daun atau

bercak daun pada rumput dan hawar pada biji gandum (Goldberg 2006 dan

Zhuping 1994).

Karakter Morfologi Fusarium Asal Beberapa Tanaman

Isolat Fusarium sp. asal buah merah dibandingkan dengan 6 isolat Fusarium

asal tomat, semangka, melon, pisang, nangka dan pepaya untuk mengetahui

keragamannya. Tujuh jenis isolat dari tanaman yang berbeda ini memiliki

perbedaan secara morfologi, mikroskopis dan molekuler. Untuk morfologi warna

koloni ditampilkan pada Gambar 9. Isolat Fusarium asal melon merupakan a

penyebab penyakit layu pada melon, isolat Fusarium asal semangka menyebabkan

layu pada semangka, isolat Fusarium asal tomat merupakan penyebab penyakit

layu pada tomat, Fusarium asal pisang menyebabkan busuk buah pisang,

Fusarium asal nangka menyebabkan busuk buah nangka serta isolat asal pepaya

yang diduga Fusarium menyebabkan busuk pada buah pepaya. Isolat asal melon,

semangka dan tomat merupakan koleksi dari Laboratorium Klinik Tanaman dan

34

Laboratorium Mikologi Departemen Proteksi Tanaman IPB; sedangkan isolat asal

pisang, nangka dan pepaya merupakan isolat yang diisolasi langsung dari tanaman

sakit.

a b

c d

e

f

D

g

Gambar 9 Morfologi koloni Fusarium asal beberapa tanaman pada media PDA; a. Buah merah; b. Semangka; c. Melon; d. Tomat; e. Pisang; f. Nangka; g. Pepaya; dari permukaan atas cawan petri (kiri); dari permukaan bawah cawan petri (kanan).

Koloni isolat buah merah berwarna putih, koloni belakang berwarna kuning

muda kecoklatan, berbentuk tidak teratur seperti kerang, miselia cembung, tepian

berserabut serta pertumbuhan koloni di dalam cawan petri adalah 12 hsi (Gambar

9a). Isolat asal semangka memiliki warna koloni putih dan bagian tengah

berwarna ungu, koloni belakang berwarna putih keruh, berbentuk tidak teratur.

35

Miselia berciri aerial datar, tepian koloni berserabut. Pertumbuhan koloni di

dalam cawan petri adalah 15 hsi (Gambar 9b). Isolat asal melon berwarna putih

dan bagian tengah koloni berwarna ungu; koloni belakang berwarna putih keruh,

miselia agak cembung, tepian berserabut, pertumbuhan koloni mencapai 15 hsi

pada cawan petri; koloni yang tua akan berbentuk konsentris (Gambar 9c). Pada

isolat tomat, warna koloni putih, koloni belakang berwarna putih keunguan,

berbentuk tidak teratur, miselia datar dan tipis, dengan tepian berserabut serta

pertumbuhan koloni 12 hsi pada cawan petri (Gambar 9d).

Selanjutnya isolat asal pisang berwarna putih salem (peach), koloni

belakang berwarna krem salem; berbentuk tidak teratur, aerial datar dan agak

tebal, tepian berserabut, pertumbuhan di cawan petri mencapai 12 hsi (Gambar

9e). Koloni yang dimiliki isolat nangka berwarna putih dan koloni belakang

berwarna krem salem, berbentuk tidak teratur, miselia agak tebal, tepian

berserabut dengan pertumbuhan di cawan petri mencapai 14 hsi (Gambar 9f).

Isolat pepaya memiliki koloni berwarna kuning pucat dengan tepian putih keruh.

Koloni belakang berwarna kuning muda dengan tepian transparan; berbentuk

tidak teratur, aerial cembung dan lebat, tepian berserabut, pertumbuhan di cawan

petri mencapai 6 hsi (Gambar 9g).

Secara morfologi koloni, isolat asal buah merah memiliki warna yang

berbeda dengan isolat yang lain. Dari segi tipe miselia, isolat asal buah merah

memiliki tipe miselia yang relatif tidak berbeda dengan isolat asal semangka,

melon, tomat, pisang, nangka, yaitu agak cembung tetapi tidak lebat dan

berbentuk seperti serabut. Isolat asal buah merah dan lainnya berbeda dengan

isolat asal pepaya karena memiliki tipe miselia seperti rambut yang lebat dan

cepat memenuhi cawan petri. Selanjutnya, setelah dilakukan perbandingan secara

morfologi koloni, beberapa isolat Fusarium dari beberapa tanaman ini selanjutnya

dibandingkan secara mikroskopis dengan melihat bentuk makrokonidia dan

mikrokonidia (Gambar 10).

36

a b

c

d

f

e g

Gambar 10 Konidia Fusarium asal beberapa tanaman; a. Buah merah;

b. Semangka; c. Melon; d. Tomat; e. Pisang; f. Nangka; g. Pepaya; perbedaan pada ujung sel basal konidia (tanda lingkaran); pengamatan dilakukan secara mikroskopis dengan perbesaran 1000x.

Konidia Fusarium asal buah merah ditunjukkan pada Gambar 10a, dengan

makrokonidia berbentuk seperti kano, ujung meramping, sel basal membengkok,

memiliki 3 sekat dengan 4 sel dan berwarna hialin. Mikrokonidia berbentuk

ovoid dan bersekat 1 dan ada yang belum bersekat, berwarna hialin. Makrokonidia

isolat asal semangka berbentuk seperti kano, ujung meramping dan meruncing, sel

basal membengkok, memiliki 1-4 sekat dan hialin. Mikrokonidia berbentuk ovoid

dan hialin (Gambar 10b). Isolat asal melon memiliki makrokonidia yang

berbentuk seperti kano, ujung meruncing dan sel basal melengkung, bersekat 3-6

37

dan hialin. Mikrokonidia berbentuk ovoid, ujung melengkung bersekat 1-2 dan

hialin (Gambar 10c).

Berikutnya, makrokonidia yang dihasilkan isolat tomat berbentuk seperti

kano, ujung meruncing, sel basal membengkok, bersekat 1-3 dan hialin.

Mikrokonidia berbentuk ovoid dan hialin (Gambar 10d). Isolat asal pisang

memiliki makrokonidia berbentuk seperti kano, ujung meruncing, sel basal

menipis dan melengkung bersekat 3-6 dan hialin. Mikrokonidia yang dihasilkan

berbentuk ovoid, bersekat 1-2 dan hialin (Gambar 10e). Isolat asal nangka

menghasilkan makrokonidia yang berbentuk seperti kano, ujung meruncing, sel

basal menipis dan melengkung bersekat 1-4 dan hialin. Menghasilkan

mikrokonidia yang berbentuk ovoid dan hialin (Gambar 10f). Isolat asal pepaya

memiliki makrokonidia berbentuk ovoid, ujung menumpul, tidak bersekat dan

hialin. Mikrokonidia yang dihasikan berbentuk semi bulat, tidak bersekat dan

hialin (Gambar 10g). Secara keseluruhan, makrokonidia yang dihasilkan

Fusarium asal buah merah relatif tidak berbeda dengan isolat dari semangka,

melon dan tomat, yaitu makrokonidia berbentuk seperti kano dengan sel basal

sedikit membengkok. Isolat asal buah merah berbeda dengan isolat asal pisang

dan nangka; walaupun berbentuk seperti kano, tetapi sel basal makrokonidia yang

dihasilkan isolat asal pisang dan nangka berbentuk melengkung dan menipis.

Isolat buah merah dan isolat lainnya berbeda dengan isolat asal pepaya, dimana

konidia yang dihasilkan tidak bersekat dan tidak berbentuk seperti kano.

Setelah dilakukan pengamatan pada morfologi koloni dan konidia beberapa

Fusarium diamati lagi pertumbuhan koloni masing-masing isolat ketika

ditumbuhkan pada media PDA. Pertumbuhan koloni isolat tersebut dapat dilihat

pada gambar 12.

Uku

rank

olon

i(cm

)

38

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Buah Merah Pisang Pepaya Nangka Semangka Melon Tomat

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Pertumbuhan pada hari ke -

Gambar 11 Pertumbuhan koloni Fusarium asal beberapa tanaman.

Dari segi kecepatan pertumbuhan koloni, isolat buah merah memiliki

pertumbuhan yang relatif sama dengan isolat semangka, melon, tomat, pisang dan

nangka, yaitu pertumbuhan yang mencapai 12 – 15 hari. Isolat buah merah

berbeda dengan isolat asal pepaya dimana pertumbuhan koloninya sangat cepat

dibandingkan dengan isolat lain, yaitu 6 hari telah memenuhi cawan petri

(Gambar 11). Dengan morfologi dan pertumbuhan koloni seperti itu, diduga isolat

asal pepaya ini bukan merupakan Fusarium.

Pada dasarnya, perbedaan bentuk dari konidia adalah ciri umum untuk

mengidentifikasi banyak spesies Fusarium, karena ciri tersebut berbeda antar

spesies, dari segi panjang dan lebar konida, jumlah sekat, jumlah sel serta bentuk

konidia yang seperti perahu atau bulan sabit tetapi sangat bervariasi antar spesies

(Watanabe 2002). Konsep umum dari Fusarium pertama kali dianalisis dari

adanya konidia berbentuk perahu (kano) atau pisang atau bulan sabit yang nampak

pada semua genus; memiliki sedikit perbedaan yang membedakan antar spesies.

39

Karakter Molekuler Fusarium Asal Beberapa Tanaman

Karakterisasi molekuler dilakukan dengan teknik PCR dan sequencing

menggunakan primer spesifik untuk genus Fusarium, yaitu ITS Fu-f dan ITS-

Fu-r (Elsalam et al. 2003). Karakterisasi molekuler dilakukan untuk

mengidentifikasi cendawan Fusarium penyebab hawar daun buah merah pada

tingkat spesies, serta mendukung data morfologi dan mikroskopis yang telah

diperoleh. Hasil amplifikasi DNA melalui elektroforesis ditampilkan pada

Gambar 12. A B C D E F G H M

4000 bp A B C D E F G HM

1500 bp 1000 bp 500 bp ± 390 bp

Gambar 12 Amplifikasi gen 28S rDNA menggunakan primer ITS Fu-f dan Fu-r; A. Fusarium Buah Merah; B. Fusarium Buah Merah; C. Fusarium Semangka; D. Fusarium Melon; E. Fusarium Pisang; F. Fusarium Nangka; G. Fusarium Pepaya; H. Fusarium Tomat; G. Marker.

Berdasarkan hasil elektroforesis hasil PCR pada Gambar 12, terlihat bahwa isolat asal buah merah merupakan genus Fusarium karena terdapat pita

DNA saat amplifikasi; demikian juga isolat semangka, melon, nangka, pisang dan

tomat. Ukuran DNA yang teramplifikasi adalah ± 390 bp; hal ini sesuai dengan

penelitian Elsalam et al. (2003), yang menggunakan primer yang sama dan

menghasilkan pita DNA dari Fusarium dengan ukuran 398 bp. Isolat asal pepaya

(G) bukan merupakan Fusarium karena tidak terdapat pita DNA seteleh

amplifikasi. Dengan demikian, melalui PCR dan sequencing, hasil yang diperoleh

40

dalam uji molekuler mempertegas hasil sebelumnya yaitu morfologi dan

mikroskpois bahwa isolat asal buah merah merupakan Fusarium.

Primer ITS Fu-f dan Fu-r yang digunakan didesain dari oligonukleotida

pada daerah sekuen ITS (Internal Transcribed Spacer) mengandung data sekuen

atau gen 18S subunit kecil (SSU), 5,8S dan 28S subunit besar (LSU) (Elsalam et

al. 2003). Daerah ini memiliki variasi sekuens yang tinggi antar spesies;

memberikan kegunaan bagi primer yang dihasilkan untuk deteksi spesies yang

spesifik pada cendawan patogen jaringan tanaman yang telah terinfeksi secara

alami; serta membedakan kedekatan hubungan spesies cendawan (Bryan et al.

1995; Elsalam et al. 2003). Primer ini mengamplifikasi daerah target spesifik

antara ITS1 dan ITS2 yang mengandung 5,8S rRNA pada Fusarium. Munculnya

pita DNA pada ukuran tertentu menandakan adanya amplifikasi fragmen spesifik

DNA target sesuai dengan primer yang digunakan. Gen RNA ribosom (rDNA)

memiliki karakter yang cocok untuk deteksi patogen pada tingkat spesies, karena

rDNA ini sangat stabil, menunjukkan daerah yang conserve dan bermacam-

macam di dalam genom (Hibbert et al. 1995).

Setelah diperoleh hasil elektroforesis PCR, dilanjutkan dengan sequencing

untuk memperoleh padanan sekuen 28S rDNA dengan DNA database atau

genbank melalui program BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) NCBI

(http//:www.ncbi.nlm.nih.org). Untuk hasil padanan sekuen tersebut dapat dilihat

pada Tabel 1.

Tabel 1 Padanan sekuen 28S rDNA dengan DNA database menggunakan program BLAST NCBI

Hasil Penelitian Hasil Padanan dengan DNA Database Asal Isolat Ukuran

(bp) No Aksesi Kerabat Dekat Nilai

similaritas (%) Buah Merah

Semangka

Melon

Pisang

Nangka

Tomat

397

393

393

393

393

391

HQ148102

EU588397

FR852562

FR872726

FR872728

FR851229

F. oxysporum

F. oxysporum

F. oxysporum

F. equisetii

F. equisetii

F. oxysporum

100

99

99

99

99

98

41

Berdasarkan hasil padanan sekuen 28S rDNA dengan DNA database yang

diketahui isolat Fusarium dari buah merah adalah Fusarium oxysporum. Isolat

asal buah merah memiliki nilai homologi 100% dengan F. oxysporum yang

diisolasi dari tanaman Echinacea purpurea dari nomor aksesi HQ148102.

Selanjutnya isolat asal semangka memiliki nilai homologi 99% dengan F.

oxysporum yang diisolasi dari tanaman semangka dengan nomor aksesi

EU588397. Isolat asal melon memiliki nilai homologi 99% dengan F. oxysporum

yang diisolasi dari tanaman melon dengan nomor aksesi FR852562. Isolat asal

tomat memiliki nilai homologi 98% dengan F. oxysporum yang diisolasi dari

tanaman tomat dengan nomor aksesi FR851229. Isolat asal pisang memiliki nilai

homologi 99% dengan F. equisetii yang diisolasi dari tanaman tomat dengan

nomor aksesi FR872726. Isolat asal nangka memiliki nilai homologi 99% dengan

F. equisetii yang diisolasi dari tanaman pepaya dengan nomor aksesi FR872728.

Koloni F. oxysporum umumnya berwarna merah muda sampai biru violet

atau putih dan kuning dengan bagian tengah koloni berwarna lebih gelap

dibandingkan dengan bagian tepi. Saat konidia terbentuk, tekstur koloni menjadi

seperti wol atau kapas (Fran & Cook, 1998). Memiliki konidiofor hialin,

sederhana, pendek atau tidak terdifensiasi dari hifa, terhubung dengan massa

spora di ujung. Konidia hialin, terdiri dari dengan 2 jenis yaitu : makrokonidia

berbentuk perahu lonjong yang agak ramping pada ujung sel, dan sel basal yang

bengkok, dengan 4 sel; mikrokonidia elips dengan 1 sel. Klamidospora coklat,

berbentuk semi bulat. Panjang makrokonidia 17,5- 29.1–45 µm dan diameter 2.9–

4.7 µm. Panjang mikrokonidia 6–15.8 µm dan diameter 1.9–3.7-5 µm.

Klamidospora berdiameter 5.3-10.2–15 µm (Watanabe 2002). F. oxysporum

memiliki 54 lebih forma spesialis yang telah diketahui dan dipublikasi.

Dari morfologi koloni yang diperoleh dalam penelitian, Fusarium asal buah

merah memiliki morfologi koloni yang relatif tidak berbeda dengan deskripsi

seperti di atas, yaitu koloni berwarna putih dan kuning. Tetapi hasil ini belum

dapat menentukan nama spesies tersebut, karena belum dilakukan uji lanjut

terhadap pengamatan konidiogen serta pengukuran konidia yang dapat

mendukung penentuan nama spesies Fusarium tersebut. Meskipun pada hasil

padanan sequencing DNA melalui program BLAST seperti pada Tabel 1 di atas

42

diperoleh hasil bahwa isolat asal buah merah merupakan F. oxysporum, namun hal

ini belum bisa dijadikan dasar karena bisa terjadi hasil amplifikasi DNA tidak ter-

sequencing seluruhnya. Untuk memperoleh hasil yang lebih akurat, perlu

dilakukan pengujian terhadap ciri mikroskopis Fusarium secara lengkap, seperti

konidia, klamidospora serta konidiogen serta ukuran panjang dan lebarnya.

Berdasarkan data sekuens yang dicocokkan dengan data dari genbank,

menunjukkan adanya isolat yang spesiesnya sama, yaitu F. oxysporum dan F.

equisetii. Untuk mengetahui seberapa besar hubungan kekerabatan antar isolat

tersebut dilakukan uji filogenetik melalui program PAUP 4.0 (Gambar 14).

Fusarium asal buah merah

61

64

100

Fusarium asal melon

Fusarium asal semangka

Fusarium asal nangka

Fusarium asal pisang

Fusarium asal tomat

Gambar 13 Pohon filogenetik yang menggambarkan hubungan kekerabatan antar isolat Fusarium asal beberapa tanaman pada gen 28S rDNA yang dibuat dengan analisis Bootstrap Neighbor-joining program PAUP4.0.

Berdasarkan gambar diatas, dapat terlihat bahwa isolat Fusarium asal buah

merah diduga merupakan cendawan primitif dan sangat berbeda dibandingkan

dengan isolat yang lain. Isolat tersebut diduga memiliki kedekatan dengan isolat

asal semangka, melon, tomat; sedangkan dibandingkan dengan isolat pisang dan

nangka berkerabat jauh. Hasil penelitian menunjukkan isolat Fusarium penyebab

hawar daun tanaman buah merah berbeda spesies dengan isolat Fusarium pada

inang lain. Perbedaan ini dapat diamati pada morfologi koloni, konidia yang

dihasilkan serta data sekuens yang diperoleh dari uji molekuler. Hal ini

menunjukkan bahwa meskipun genus dan bahkan spesiesnya sama, tetapi jika

memiliki kisaran inang yang berbeda, maka isolat tersebut berbeda pula. Ini

didukung pula dengan data sekuens dari masing-masing isolat yang diperoleh

43

melalui uji sequencing (Lampiran 5). Perlu dilakukan karakterisasi secara lebih

lengkap dan terinci bagi Fusarium penyebab hawar daun buah merah, agar dapat

diketahui spesiesnya secara tepat dan dapat diketahui perbandingannya dengan

Fusarium asal tanaman lain.

Berdasarkan beberapa hasil penelitian, cendawan dari genus Fusarium

banyak menjadi patogen tanaman, antara lain F. oxysporum f.sp niveum penyebab

layu semangka, F. oxysporum f.sp lycopersici penyebab layu tomat, F. oxysporum

f.sp cubense penyebab layu pisang dan sebagainya (Nelson 2001). Fusarium

merupakan kelompok cendawan terbesar sebagai patogen tanaman. Cendawan ini

memiliki kisaran inang yang luas dan banyak menginfeksi tanaman. Satu spesies

Fusarium mampu menginfeksi beberapa tanaman atau satu tanaman bisa diinfeksi

oleh beberapa spesies Fusarium. Contohnya, F. oxysporum dan F. equisetii

memiliki keragaman yang sangat tinggi dalam morfologi kultur dan karakterisik

fisiologi. Keragaman ini memungkinkan spesies tersebut berbeda (beragam) satu

dengan lainnya karena perbedaan ekologi tempat, struktur genetik serta populasi

yang berubah.

Berkaitan dengan hal tersebut diatas, maka perlu dilakukan perbandingan

beberapa isolat Fusarium asal beberapa tanaman sehingga diketahui isolat tersebut

sama atau berbeda. Kemungkinan Fusarium yang berasal dari melon, semangka

dan tomat itu adalah cendawan yang sama dengan cendawan yang menginfeksi

tanaman buah merah. Begitu juga sebaliknya, bisa terjadi Fusarium yang

menginfeksi melon merupakan isolat yang berbeda dengan Fusarium yang

menginfeksi buah merah, semangka dan tomat. Jika Fusarium asal melon,

semangka dan tomat sama persis atau memiliki kekerabatan yang dekat dengan

Fusarium asal buah merah, maka isolat tersebut dapat menginfeksi tanaman buah

merah.

Analisis sequencing pada dasarnya mengarah pada identifikasi isolat

cendawan yang mencerminkan hubungan filogeni, berdasarkan data sekuen

rDNA dari gen yang sama tetapi berbeda spesies. Leslie et al. (2001) menjelaskan

filogenetik dalam cendawan merupakan cara untuk membedakan spesies yang

satu dengan yang lain menjadi sub kelompok yang lebih kecil dalam filogenetik.

Dalam aplikasinya, banyak studi filogenetik cendawan menggunakan sekuen

44

DNA dari satu atau dua lokus dari isolat yang telah terkarakterisasi dengam baik.

Sebagai contoh di dalam filogeni Fusarium, dilakukan berdasarkan sekuen ITS

antara 2 sekuen Fusarium (Harrington & Potter 1997).

Karakter morfologi seperti warna koloni dan bentuk konidia saat ini yang

umum digunakan untuk membedakan spesies Fusarium karena praktis

diaplikasikan (Nelson et al. 2001). Walaupun bentuk makrokonidia sering

memberikan deskripsi spesies yang baik, tetapi perbedaan bentuk dan ukuran

makrokonidia dapat membingungkan, subjektif dan bergantung pada lingkungan

makrokonidia dihasilkan (Leslie et al. 2001). Para ahli saat sekarang ini lebih

cenderung menggunakan sistem genetik dan molekuler sebagai dasar

mengidentifikasi spesies Fusarium dan mendeskripsikan takson baru. Sistem

tersebut dianggap lebih akurat, lebih luas tersedia dalam aplikasinya dan

kekerabatan dapat diperluas serta penentuan suatu spesies dan batas-batasnya

lebih jelas. Akan tetapi karakter morfologi juga tetap digunakan, yang karakternya

akan melengkapi dengan karakter yang diperoleh melalui teknik molekuler.

Kelimpahan Bakteri pada Rizosfer Tanaman Buah Merah

Pada pertanaman buah merah di Kabupaten Manokwari, yaitu di Desa

Madrad, Warkapi, SP 8, dan Amban diperoleh jumlah koloni bakteri rizosfer yang

berbeda antar satu daerah dengan yang lainnya. Bakteri rizosfer dari tiap daerah

dihitung jumlah koloninya yang ditampilkan melalui diagram pada Gambar 14.

Bakteri yang diisolasi dan dihitung adalah dari kelompok fluorescence, kelompok

tahan panas dan kelompok kitinolitik.

Jum

lahk

olon

i (L

ogcf

u/gt

anah

)

45

12 10

8 6 4

Kelompok Fluorescence

Kelompok Tahan panas

Kelompok Kitinolitik

2 0

Warkapi Madrad Amban SP 8

Lahan pengambilan sampel

Gambar 14 Jumlah koloni bakteri rizosfer yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah.

Berdasarkan diagram di atas, di Desa Warkapi jumlah koloni bakteri kelompok fluorescence paling banyak, diikuti oleh kelompok bakteri tahan panas

dan bakteri kitinolitik. Di Desa Amban, jumlah koloni bakteri tahan panas yang

mendominasi, diikuti oleh bakteri kitinolitik dan bakteri fluorescence. Di Desa

Madrad, kelompok bakteri tahan panas mendominasi kemudian diikuti bakteri

kitinolitik dan bakteri fluorescence. Sedangkan di daerah SP 8, yang paling

dominan adalah kelompok bakteri kitinolitik, diikuti oleh bakteri fluorescence

dan bakteri tahan panas.

Dari empat daerah yang diteliti kelimpahan bakteri rizosfer buah merah,

Desa Amban memiliki kelimpahan bakteri kelompok fluorescence dan bakteri

kitin yang jumlahnya paling sedikit diantara wilayah lainnya. Hal ini diduga

disebabkan oleh umur tanaman yang sudah tua, sehingga kepadatan akarnya tidak

terlalu bagus dan kandungan organik pada rizosfer menurun, sehingga kelimpahan

bakteri juga berkurang. Dugaan lain yaitu terjadi persaingan antar mikroba tanah,

sehingga salah satu kelompok bakteri tidak mampu memperbanyak dirinya.

Secara keseluruhan, bakteri rizosfer yang jumlahnya paling banyak terdapat di

Desa Warkapi, diikuti oleh jumlah bakteri di Desa Madrad, SP 8 dan Amban. Di

Desa Warkapi, pertanaman buah merah terdapat di hutan di antara pepohonan

lain, dan belum ada campur tangan manusia secara intensif dalam hal pengolahan

tanah. Tanah di daerah Warkapi merupakan tanah dengan tipe aluvial dan

46

memiliki genangan air yang cukup dalam dari endapan sungai. Di Desa Madrad,

pertanaman buah merah berada di hutan dan berdampingan dengan tanaman lain

yang juga dimanfaatkan masyarakat lokal. Diduga karena belum ada campur

tangan manusia yang besar dalam budidayanya, sehingga jumlah bakteri rizosfer

pada daerah ini masih cukup banyak. Tipe tanah di Desa Madrad adalah latosol

dan kering. Pada Desa SP 8 dan Amban, jumlah koloni bakteri lebih sedikit; hal

ini diduga karena adanya campur tangan manusia yang menyebabkan perubahan

ekosistem dari rizosfer tersebut. Tipe tanah di Desa SP 8 adalah aluvial dan

kering, sedangkan di Desa Amban adalah latosol dan kering. Pada ke dua desa

tersebut, lahan pertanaman buah merah merupakan lahan yang telah

dibudidayakan oleh masyarakat dan diduga tidak dilakukan pengolahan tanah

yang baik sebelum penanaman. Heywood (1995) menyatakan bahwa perubahan

atau perusakan ekosistem pada daerah rizosfer akan menyebabkan spesies

mikroba pecah atau musnah.

Kelimpahan bakteri di daerah rizosfer sangat beragam dan antara satu

wilayah dengan wilayah lainnya berbeda – beda (Lynch 1990). Adanya eksudat

akar dan didukung dengan lingkungan di dalam tanah, akan mempengaruhi

pertumbuhan dan interaksi organisme, khususnya mikroba tanah dengan tanaman

dan tanah (Soesanto 2008). Bakteri di daerah rizosfer umumnya bersifat

menguntungkan dan lebih banyak yang berperan sebagai agen hayati (Bustaman

2006). Keberlangsungan hidupnya juga lebih stabil dibandingkan dengan bakteri

yang hidup di daerah filoplan. Hal ini disebabkan karena daerah rizosfer memiliki

eksudat akar yang menjadi sumber nutrisi bagi organisme tanah, khususnya

bakteri sehingga dapat berkembang dan mempertahankan diri pada daerah

rizosfer. Menurut Campbell & Reece (2005), rizosfer merupakan daerah yang

ideal bagi tumbuh dan berkembangnya mikroba tanah, termasuk agensia

pengendali hayati. Bakteri rizosfer paling banyak dimanfaatkan karena

kemampuannya dalam mendukung pertumbuhan tanaman serta menghambat

patogen tanaman.

Komunitas lingkungan biotik dan abiotik di dalam tanah saling

berpengaruh terhadap keberadaan mikroorganisme tanah, khususnya bakteri.

Faktor tersebut berpengaruh sangat besar terhadap mikroba antagonis di dalam

Jum

lahj

enis

bakt

eri

47

tanah (Soesanto 2008). Makin banyak dan padat akar suatu tanaman di dalam

tanah, makin kaya kandungan organik pada rizosfer sehingga makin padat pula

populasi mikroba tanah, termasuk agen hayati. Loon et al. (1998) mengatakan

bahwa bakteri merupakan salah satu kelompok mikroorganisme yang relatif

mudah dikembangkan sehingga menjadi cepat melimpah jika dikembangkan dari

biosfernya. Oleh karena itu dengan mengetahui kelimpahan dan keragaman

bakteri potensial tersebut dapat berprospek dalam usaha pengendalian hayati

penyakit tanaman. Bakteri rizosfer yang berpotensi sebagai agens biokontrol yang

adalah dari Pseudomonads kelompok fluorescence dan nonfluorescence, bakteri

tahan panas yang meliputi Bacillus, Clostridium, selanjutnya bakteri penghasil

siderofor dan bakteri pendegradasi kitin (Baker & Cook 1974).

Selain menganalisis jumlah koloni bakteri rizosfer buah merah, dianalisis

juga jumlah jenis bakteri tiap daerah yang didasarkan pada keragaman bentuk dan

warna bakteri dari masing – masing kelompok. Jumlah jenis bakteri fluorescence,

bakteri tahan panas dan kitinolitik pada tiap daerah ditunjukkan pada Gambar 15.

8 7 6 5 4 3

Kelompok Fluorescence

Kelompok Tahan Panas

Kelompok Kitinolitik 2 1 0

Warkapi Madrad Amban SP 8

Lahan pengambilan sampel

Gambar 15 Jumlah jenis bakteri rizosfer yang diisolasi dari perakaran tanaman

buah merah.

Berdasarkan Gambar 15, di Desa Warkapi bakteri dengan jumlah jenis

terbanyak adalah dari kelompok fluorescence dan tahan panas, di Desa Amban

jumlah jenis terbanyak adalah bakteri kelompok tahan panas dan fluorescence; di

48

Desa Madrad, kelompok fluorescence paling banyak jumlah jenisnya; sedangkan

di daerah SP 8, yang jumlah jenisnya mendominasi adalah kelompok fluorescence

dan bakteri tahan panas. Bakteri kitinolitik pada empat daerah tersebut paling

kecil jumlah jenisnya. Secara keseluruhan, jumlah jenis bakteri yang paling

banyak keragamannya terdapat di Desa Warkapi, kemudian diikuti oleh Desa

Madrad, SP 8 dan Amban. Coleman et al. (2004) menyatakan bahwa tiap –tiap

tanah karena perbedaan fisiko-kimianya, memiliki kekhasan penghuni

mikrobanya. Pada 1 g tanah bisa tercipta habitat unik yang dapat dihuni oleh

beragam mikroba.

Dari hasil isolasi bakteri rizosfer buah merah pada empat daerah diperoleh

58 isolat, dengan rincian, kelompok bakteri fluorescence diperoleh 22 isolat,

bakteri tahan panas diperoleh 21 isolat dan bakteri kitinolitik diperoleh 15 isolat.

Perbedaan jumlah jenis bakteri pada tiap daerah mengarah pada perbedaan

populasi satu jenis bakteri, yang disebabkan oleh keadaan tanah dan tanaman

yang mempengaruhi rizosfer. Degens et al. (2000) menyatakan bahwa perubahan

penggunaan lahan dapat mempengaruhi populasi dan komunitas mikroba dalam

tanah.

Karakterisasi Isolat Bakteri Rizosfer

Berdasarkan hasil isolasi bakteri rizosfer, diperoleh 58 isolat bakteri yang

termasuk dalam tiga kelompok bakteri, yaitu fluorescence, bakteri tahan panas

dan bakteri kitinolitik. Isolat tersebut dikarakterisasi berdasarkan ciri morfologi

dan fisiologi berdasarkan Schaad et al.(2001). Karakterisasi isolat bakteri yang

mewakili berdasarkan morfologi koloni ditampilkan pada Gambar 16.

49

a b

c d

Gambar 16 Morfologi koloni bakteri rizosfer buah merah; a dan b. Bakteri kelompok fluorescence; b. Bakteri kelompok tahan panas; c. Bakteri kelompok kitinolitik.

Morfologi koloni dari masing masing kelompok memiliki warna dan bentuk

yang relatif tidak berbeda. Bakteri kelompok fluorescence ditunjukkan pada

Gambar 16a dan Gambar 16b, dimana bakteri ini memiliki koloni berwarna krem

kekuningan, berbentuk bulat, elevasi timbul, tepian tidak beraturan dan sebagian

besar dari bakteri ini menghasilkan perpendaran berwarna violet jika diamati

dibawah sinar UV (Lampiran 2); tetapi ada isolat yang tidak menghasilkan

perpendaran tersebut yaitu isolat FW1 dan FM3. Bakteri tahan panas memiliki

koloni berwarna krem, berbentuk bundar, elevasi timbul dan tepian licin (Gambar

16c). Bakteri kitinolitik menghasilkan zona bening yang ukurannya bervariasi;

koloni berwarna putih serta ada yang membentuk struktur seperti rantai (Gambar

16d). Secara keseluruhan deskripsi morfologi koloni dapat dilihat pada Lampiran

2, Lampiran 3 dan Lampiran 4.

Setelah diamati ciri morfologi koloni bakteri rizosfer buah merah,

selanjutnya diamati ciri fisiologis bakteri tersebut berdasarkan uji Gram, uji

hipersensitif serta uji endospora. Ciri fisiologi bakteri ditampilkan pada Tabel 2.

50

Tabel 2 Karakter fisiologi bakteri rizosfer yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah

Jenis Bakteri Uji Gram Uji Hipersensitif/HR Uji Endospora

Kelompok Tahan Panas Kelompok Fluorescence Kelompok Kitinolitik

Gram positif/negatif Gram negatif/positif Gram positif/negatif

Negatif

Negatif/Positif

Negatif

Ada endospora/ tidak ada endospora

Tidak ada endospora

Tidak ada endospora

Dalam uji fisiologis, karakter yang diperoleh dari masing-masing kelompok

bakteri berbeda-beda antar isolat. Secara umum dan sebagian besar menghasilkan

karakter seperti pada Tabel 2 diatas; tetapi terdapat beberapa perbedaan antar

isolat. Untuk bakteri kelompok tahan panas, yang merupakan Gram positif adalah

isolat TA2, TA3, TA4, TA5, TW1, TW2, TW3, TW5, TW6, TW7, TM1, TM2,

TM4, TSp1, TSp2, TSp3 dan TSp5; sedangkan isolat TA1, TW4, TM3 dan TSp4

merupakan Gram negatif. Untuk uji HR seluruh isolat bakteri tahan panas

menghasilkan reaksi negatif. Selanjutnya isolat TA3, TA4, TA5, TW5, TW6,

TW7, TM1, TM3, TM4, TSp1, TSp3, TSp4 dan TSp5 menghasilkan endospora;

sedangkan isolat yang lainnya tidak menghasilkan endospora.

Untuk bakteri kelompok fluorescence yang termasuk bakteri Gram negatif

adalah isolat FA1, FA2, FA3, FA4, FA5, FW1, FW2, FW3, FW4, FW5, FW6,

FW7, FM1, FM2, FM3, FM4, FSp1, FSp3, FSp4 dan FSp5; sedangkan isolat

FSp2 dan FM5 merupakan Gram positif. Untuk uji HR sebagian besar isolat

menghasilkan reaksi negatif; tetapi isolat FW5, FM5 dan FSp1 menimbulkan

respon hipersensitif pada tembakau. Untuk bakteri kelompok kitinolitik, isolat

yang termasuk bakteri Gram positif adalah isolat KA1, KA2, KA3, KW1, KW2,

KW3, KW5, KW6, KM1, KM2, KM3, KSp1, KSp2 dan KSp3; sedangkan isolat

KW4 merupakan bakteri Gram negatif. Seluruh isolat bakteri kelompok ini tidak

menimbulkan reaksi hipersensitif. Secara keseluruhan karakter fisiologi bakteri

dapat dilihat pada Lampiran 2, Lampiran 3 dan Lampiran 4.

51

Deteksi Keberadaan Endospora

Endospora dihasilkan oleh bakteri dari kelompok tahan panas. Hasil isolasi bakteri rizosfer buah merah pada kelompok tahan panas, terdapat beberapa isolat

yang menghasilkan endospora. Struktur endospora bakteri yang diperoleh

ditunjukkan pada Gambar 17.

Gambar 17 Endospora bakteri tahan panas yang diisolasi dari perakaran tanaman

buah merah.

Hasil penelitian menunjukkan struktur yang berwarna merah muda

merupakan sel vegetatif, sedangkan struktur yang berwarna biru merupakan

endospora (Gambar 17). Tipe endospora yang dihasilkan dalam penelitian adalah

tipe sentral. Spora tipe sentral adalah spora yang terbentuk di tengah - tengah

sel vegetatif (Nicholson 2002). Dari 21 isolat bakteri yang berhasil diisolasi

dari rizosfer buah merah menggunakan media spesifik tahan panas, yaitu

media TSA, terdapat 13 isolat yang menghasilkan endospora yaitu isolat TA3,

TA4, TA5, TW5, TW6, TW7, TM1, TM3, TM4, TSp1, TSp3, TSp4, TSp5;

sedangkan isolat TA1, TA2, TW1, TW2, TW3, TW4, TM2, TSp2 tidak

menghasilkan endospora. Ini berarti tidak semua bakteri yang diisolasi merupakan

kelompok bakteri penghasil endospora.

Bakteri tahan panas memiliki struktur sel vegetatif dan endospora (Errington

2003). Bakteri rizosfer yang menghasilkan endospora yaitu dari kelompok bakteri

gram positif seperti Bacillus dan Clostridium. Spora yang dihasilkan merupakan

struktur untuk bertahan hidup dalam waktu yang lama dan dalam kondisi

lingkungan yang tidak menguntungkan seperti suhu yang tinggi (mencapai 100

52

ºC), kekeringan, senyawa kimia beracun, radiasi UV, radiasi ionisasi, dan

enzim hidrolitik. Spora yang dihasilkan bakteri ini tidak berfungsi sebagai struktur

reproduksi seperti cendawan, melainkan hanya sebagai struktur bertahan hidup.

Bacillus sp. merupakan salah satu bakteri rizosfer penghasil endospora yang

berpotensi sebagai agens biokontrol serta meningkatkan pertumbuhan tanaman

tertentu.

Dalam lingkungan yang menguntungkan, spora bergerminasi menjadi sel

vegetatif dan bila lingkungan tidak menguntungkan sel vegetatif berubah menjadi

spora. Sel vegetatif memiliki mRNA dan di dalam sel ini terjadi aktivitas

enzimatik, metabolisme (pengambilan O2) dan sintesis makromolekul. Sedangkan

pada endospora tidak terjadi aktivitas tersebut dan tidak memiliki mRNA. Setiap

kali endospora terbentuk, sel vegetatif bakteri terhenti dan fase “tidur/dorman”

dimulai dalam waktu yang panjang, sekitar 2,3 juta tahun (Errington 2003). Proses

pembentukan spora (sporulasi) berlangsung selama 15 jam (Nicholson 2002).

Uji Hipersensitif pada Tembakau

Salah satu syarat utama bakteri untuk dijadikan sebagai agens biokontrol adalah tidak menimbulkan pengaruh negatif atau fitotoksisitas. Hal ini dapat diuji

dengan uji hipersensitif yang merupakan reaksi yang ditemukan pada tanaman

indikator dan tanaman bukan inang. Uji hipersensitif menggunakan bakteri

rizosfer buah merah dan daun tanaman tembakau ditampilkan pada Gambar 18.

a b c Nekrosis

Gambar 18 Uji hipersensitif pada tembakau; a. Kontrol; b. Hipersensitif negatif; c. Hipersensitif positif.

Berdasarkan gambar diatas, semua isolat bakteri rizosfer yang menghasilkan

reaksi hipersensitif positif berarti bersifat patogenik sehingga tidak dapat

53

digunakan sebagai agens biokontrol. Isolat yang bukan patogen tidak akan

memberikan bercak nekrosis walaupun suspensi bakteri telah dimasukkan pada sel

atau jaringan daun tembakau (Gambar 18b). Reaksi hipersensitif positif

ditunjukkan dengan kematian cepat, kekeringan dan nekrosis kecoklatan pada

jaringan daun tembakau setelah 24 jam (Gambar 18c). Isolat yang bereaksi positif

dalam uji hipersensitif pada kelompok fluorescence adalah dari isolat FW5, FM5,

FSp1; sedangkan isolat yang negatif hipersensitif adalah FA1, FA2, FA3, FA4,

FA5, FW1, FW2, FW3, FW4, FW6, FW7, FM1, FM2, FM3, FM4, FSp2, FSp3,

FSp4, FSp5. Untuk kelompok bakteri tahan panas dan bakteri kitinolitik, semua

isolat bersifat negatif dalam uji hipersensitif (Lampiran 2, Lampiran 3 dan

Lampiran 4). Bakteri yang bereaksi negatif dalam uji ini dapat diuji lanjut sebagai

kandidat agens pengendali hayati. Hal ini dirujuk pada Soesanto (2008), yang

mengatakan bahwa salah satu ciri mikroba pengendali hayati adalah diharapkan

tidak menjadi kontaminan bagi organisme tak-sasaran, baik tanaman atau mikroba

berguna bukan sasaran.

Isolat yang mempunyai respon hipersensitif positif diduga karena isolatnya

merupakan galur virulen sehingga tanaman menghasilkan senyawa antimikroba.

Ketidakcocokan antara tanaman dan bakteri patogen menyebabkan tanaman

memiliki reaksi pertahanan, sehingga tanaman bisa menangkal serangan patogen

dan patogen tidak dapat berkembang. Menurut Campbell & Reece (2005), setelah

sel-sel pada tempat infeksi mengeluarkan senyawa kimia pertahanannya dan

menutup daerah infeksi, sel-sel tersebut merusakkan dirinya sendiri sehingga

terbentuk lesio atau luka pada daerah yang terinfeksi yang akan bertahan hidup

dan pertahanannya akan membantu melindungi bagian tumbuhan yang lain.

Respon hipersensitif menurut Klement et al. (1990) diartikan sebagai reaksi

pertahanan yang cepat dari tanaman menghadapi patogen yang disertai kematian

sel yang cepat atau nekrosis jaringan di daerah yang diinjeksi dengan suspensi

bakteri. Gejala hipersensitif menyebabkan kematian sel yang sangat cepat yang

membentuk satu kesatuan sebagai penghalang berkembangnya patogen ke sel

inang yang lain dan akumulasi komponen zat fenolik berwarna cokelat sebagai

hasil oksidasi. Uji ini menggunakan daun tanaman tembakau karena merupakan

tanaman model yang telah diketahui sekuen gennya secara lengkap termasuk gen

54

yang mengkode resisitensi tanaman, selain itu juga ruang antar pembuluh daun

lebar sehingga mudah untuk menginjeksikan suspensi isolat.

Uji Antibiosis

Uji antibiosis untuk mengetahui potensi bakteri rizosfer buah merah dalam

menghambat Fusarium sp. penyebab hawar daun tanaman buah merah dilakukan

dengan metode dual culture. Perhitungan daya hambat bakteri rizosfer terhadap

Fusarium sp. ditampilkan pada Tabel 3, Tabel 4 dan Tabel 5 dari masing-masing

kelompok bakteri fluorescence, bakteri tahan panas dan bakteri kitinolitik. Nilai

persentase daya hambat tiap isolat digunakan untuk melihat kemampuan bakteri

rizosfer buah merah yang terisolasi sebagai kandidat agens pengendali hayati

Fusarium sp. penyebab hawar daun. Perlakuan, pengukuran daya antibiosis serta

analisis statistik dilakukan terhadap masing-masing kelompok bakteri.

Tabel 3 Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok fluorescence terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara in vitro

Isolat 1) DayaHambat (%) 2) Isolat 1) Daya Hambat (%)2)

FW1

FW2

FW3

FW4

FW5

FW6

FW7

FM1

FM2

FM3

FM4

FM5

-14,37 bcde 3)

-20,22 bcdefg

-19,50 bcdef

-5,64 bc

-1,55 b

-4,20 bc

-3,64 b

26,39 cdefgh

-10,50 bc

-13,41 bcd

-15,16 bcde

-34,60 defgh

FA1

FA2

FA3

FA4

FA5

FSp1

FSp2

FSp3

FSp4

FSp5

Kontrol

-40,81 fgh

-41,72 gh

-11,89 bc

-16,93 bcde

-16,93 bcde

-36,16 efgh

-39,00 fgh

27,31 a

-43,81 h

-38,64 fgh

0,00 b

1) . W = Warkapi, M = Madrad, A= Amban Pantai, Sp = SP 8 2) . Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak

berbeda nyata (uji selang ganda Duncan 5% 3) . Tanda negatif (-) menunjukkan pemacuan pertumbuhan miselia Fusarium sp.

Dia

met

erko

loni

Fusa

rium

sp.(c

m)

FW1

FW2

FW3

FW4

FW5

FW6

FW7

FM1

FM2

FM3

FM4

FM5

FA1

FA2

FA3

FA4

FA5

FSp1

FS

p2

FSp3

FS

p4

FSp5

K

ontro

l

55

Pada Tabel 3, isolat FSp3 menghasilkan persentase daya hambat terbesar

dibanding dengan isolat lain. Isolat FSp3 berbeda nyata dengan 21 isolat yang lain

beserta dengan kontrol. Isolat ini menghasilkan hambatan tertinggi yang jauh

diatas kontrol, yaitu sebesar 27,313. Hal ini menunjukkan bahwa isolat tersebut

memiliki kemampuan menghambat Fusarium sp. Zona bening yang dibentuk oleh

isolat ini mengakibatkan media tidak dapat ditumbuhi oleh cendawan. Untuk

mengetahui perkembangan hifa cendawan dalam uji ini dapat dilihat dalam

Gambar 19.

Tanda negatif pada Tabel 3 diatas menunjukkan miselia Fusarium sp. yang

diberi perlakuan bakteri rizosfer makin berkembang. Hal ini berarti bahwa semua

isolat bakteri rizosfer dari kelompok fluorescence (kecuali isolat FSp3) tidak

mampu menghambat perkembangan miselia Fusarium sp., sehingga tidak dapat

digunakan sebagai kandidat agens pengendali hayati patogen tanaman.

2

1.8

1.6

1.4

1.2

1

0.8

0.6

0.4

3 Hsi 4 Hsi

5 Hsi

0.2

0

Isolat bakteri fluorescence

Gambar 19 Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis menggunakan bakteri kelompok fluorescence.

Berdasarkan Gambar 19, tampak jelas bahwa isolat FSp3 menyebabkan

pertumbuhan miselia cendawan menjadi terhambat dan penghambatan tersebut

nyata pada hari ke-3 masa inkubasi.

Selanjutnya, nilai persentase daya hambat kelompok bakteri tahan panas

terhadap Fusarium sp., penyebab hawar daun ditampilkan pada Tabel 4. Pada

56

tersebut, isolat TA4 menghasilkan persentase daya hambat terbesar dibandingkan

dengan isolat lain. Isolat A4 berbeda nyata dengan TW1, TW2, TW3, TW4, TM1,

TM2, TM3, TM4, TA1, TA2, TA3, TA5, TSp1, TSp2, TSp4, TSp5 dan kontrol.

Pertumbuhan miselia yang dihambat oleh isolat TA4 tampak tertekan

dibandingkan dengan isolat yang lain. Dari kelompok bakteri tahan panas, isolat

TA4 menghasilkan hambatan tertinggi sebesar 54,08; sangat berbeda dengan

kontrol. Tabel 4 Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok tahan panas terhadap

Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara in vitro

Isolat 1) Daya Hambat (%)2) Isolat 1) Daya Hambat (%)2)

TW1

TW2

TW3

TW4

TW5

TW6

TW7

TM1

TM2

TM3

TM4

5,81 gh

10,76 fgh

15,36 efgh

20,13 defg

42,62 abc

47,83 ab

42,96 abc

27,69 cdef

26,12 cdef

32,03 bcde

15,71 defgh

TA1

TA2

TA3

TA4

TA5

TSp1

TSp2

TSp3

TSp4

TSp5

Kontrol

34,72 bcde

45,22 abc

29,77 bcdef

54,08 a

32,20 bcde

20,74 defg

21,18 defg

35,67 abcd

25,95 cdef

18,57 defgh

0,00 h

1) . W = Warkapi, M = Madrad, A= Amban Pantai, Sp = SP 8 2) . Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak

berbeda nyata (uji selang ganda Duncan 5%

Kemampuan penghambatan yang dihasilkan oleh bakteri kelompok tahan

panas ini dapat dilihat pada Gambar 20, sedangkan persentase daya hambat

bakteri kelompok kitinolitik dan kemampuan penghambatan bakteri kitinolitik

dapat dilihat pada Tabel 5 dan Gambar 21. Pada gambar 20, tampak jelas bahwa

isolat TA4 menyebabkan pertumbuhan miselia cendawan menjadi terhambat dan

penghambatan tersebut nyata pada hari ke-2 masa inkubasi.

Dia

met

erko

loni

Fusa

rium

sp.

(cm

)

TW1

TW2

TW3

TW4

TW5

TW6

TW7

TM1

TM2

TM3

TM4

TA1

TA2

TA3

TA4

TA5

TSp1

TS

p2

TSp3

TS

p4

TSp5

K

ontro

l

57

1.8

1.6 1.4 1.2

1 0.8 0.6 0.4 0.2

1 His

2 His

3 His

0

Isolat bakteri tahan panas

Gambar 20 Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis menggunakan bakteri kelompok tahan panas.

Tabel 5 Persentase daya hambat bakteri rizosfer kelompok kitinolitik terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah secara in vitro

Isolat 1) Daya Hambat (%)2) Isolat 1) Daya Hambat (%)2)

KW1

KW2

KW3

KW4

KW5

KW6

KM1

KM2

5,00 bc 3)

1,42 bc

-9,55 c

-8,25 c

14,04 b

2,92 bc

2,14 bc

11,89 b

KM3

KA1

KA2

KA3

KSp1

KSp2

KSp3

Kontrol

2,27 bc

35,69 a

8,77 b

13,32 b

35,04 a

6,83 b

35,04 a

0,00 bc

1) . W = Warkapi, M = Madrad, A= Amban Pantai, Sp = SP 8 2) . Angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang tidak

berbeda nyata (uji selang ganda Duncan 5% 3) . Tanda negatif (-) menunjukkan pemacuan pertumbuhan miselia Fusarium sp.

Pada Tabel 5, isolat A1 menghasilkan nilai persentase daya hambat terbesar

dibandingkan dengan isolat lain. Isolat A1 berbeda nyata dengan KW1, KW2,

KW3, KW4, KW5, KW6, KM1, KM2, KM3, KA2, KA3, KSp2 dan kontrol.

Isolat KA1 dari kelompok kitinolitik merupakan isolat yang memiliki daya

hambat tertinggi dibandingkan dengan kontrol, yaitu sebesar 35,692. Kemampuan

Dia

met

erko

loni

Fusa

rium

sp.(c

m)

58

penghambatannya dapat dilihat pada Gambar 21, dimana penghambatan yang

dihasilkan oleh isolat KA1 terlihat pada hari ke-3 masa inkubasi.

2 1.8 1.6 1.4 1.2

1 0.8 0.6 0.4 0.2

1 His

2 His

3 His

4 His 0

Isolat bakteri kitinolitik

Gambar 21 Pertumbuhan koloni Fusarium sp. dalam uji antibiosis menggunakan bakteri kelompok kitinolitik.

Berdasarkan Tabel 3, Tabel 4 dan Tabel 5 serta Gambar 19, Gambar 20 dan

Gambar 21, bakteri rizosfer buah merah yang paling berpotensi menghambat

pertumbuhan miselia Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah adalah

isolat FSp3 dari kelompok fluorescence, isolat TA4 dari kelompok tahan panas

serta isolat KA1 dari kelompok kitinolitik. Potensi penghambatan didasarkan pada

nilai persentase daya hambat yang dihasilkan. Ketiga bakteri tersebut

menghasilkan persentase penghambatan yang paling besar dan mampu

menghambat perkembangan cendawan. Kemampuan penghambatannya

dibuktikan dengan pertumbuhan miselia yang tidak mengarah pada koloni bakteri

dan terdapat zona bening atau zona kosong antara bakteri dan cendawan (Gambar

22). Dari hasil isolasi dan uji potensi antagonis, hanya sedikit bakteri rizosfer

yang berpotensi menghambat perkembangan Fusarium sp. secara in vitro. Pada

Gambar 22 terlihat bahwa isolat FSp3, TA4 dan KA1 mampu menghambat

cendawan patogen, sehingga pertumbuhan miselia cendawan berhenti atau

tertekan. Semakin besar zona penghambatan yang dihasilkan oleh antagonis, maka

semakin besar daya antibiosisnya.

59

a b c

Gambar 22 Uji antibiosis antara bakteri rizosfer dengan Fusarium sp. asal buah merah; a. Bakteri fluorescence; isolat FSp3 (kiri);kontrol (kanan); b. Bakteri tahan panas; isolat TA4 (kiri);kontrol (kanan); c. Bakteri kitinolitik; isolat KA1 (kiri); kontrol (kanan).

Bakteri dari kelompok fluorescence, kitinolitik dan tahan panas merupakan

kelompok bakteri yang berpotensi sebagai agen hayati. Selain sebagai agen

pengendali hayati, bakteri rizosfer juga berpotensi dalam mendukung

pertumbuhan tanaman, sehingga dapat diduga bahwa diduga besar bakteri rizosfer

yang berhasil diisolasi lebih berpotensi sebagai bakteri pendukung pertumbuhan

tanaman. Bakteri yang berpotensi sebagai agens hayati menghasilkan senyawa

60

metabolit sehingga dapat menghambat pertumbuhan cendawan atau mikroba

lainnya. Semakin besar daya hambat yang dihasilkan dari pengukuran antibiosis

maka semakin besar potensi senyawa metabolit dari bakteri sebagai agen hayati

fitopatogen.

Antibiosis merupakan salah satu mekanisme interaksi mikroba dan mikroba

patogen lainnya dengan mengeluarkan senyawa metabolik yang umumnya berupa

antibiotik, enzim dan senyawa toksin lainnya; yang efektif dalam menekan

patogen tanaman (Pal & Gardener 2006). Hal ini seiring dengan laporan dari

Djatnika & Wakiah (1995) bahwa mekanisme penghambatan bakteri rizosfer

terhadap F. oxysporum f.sp. cubense dengan cara antibiosis dan lisis. Liu et al.

(2007) menyatakan bahwa penghambatan yang kuat terhadap patogen dalam uji in

vitro mengindikasikan penekanan pertumbuhan cendawan tersebut disebabkan

oleh adanya senyawa antifungal yang dihasilkan oleh bakteri antagonis.

Mekanisme penghambatan oleh mikroba antagonis adalah antibiotik dan senyawa

metabolik yang dimilikinya masuk ke dalam sel patogen dan menghambat

aktivitas patogen.

Bakteri kitinolitik merupakan bakteri yang mampu menghasilkan enzim

kitinase yang dimanfaatkan untuk sumber karbon dan nitrogen melalui proses

asimilasi kitin (Wang & Chang 1997). Enzim yang dihasilkan berfungsi untuk

mendegradasi kitin yang merupakan komponen penyusun dinding sel cendawan.

Bakteri kelompok flourescence memiliki ciri menghasilkan pigmen berwarna

hijau yang berpendar di bawah cahaya ultraviolet. P. fluorescence mengeluarkan

senyawa antibiotik, siderofor, HCN, asam silikat, kitinase dan metabolit sekunder

lainnya yang sifatnya dapat menghambat aktivitas patogen tanaman seperti F.

oxysporum (Maurhofer et al. 1994). Senyawa tersebut dapat menyebabkan

modifikasi struktur dinding sel dan perubahan fisiologis pada sintesa protein yang

terlibat dalam pertahanan tanaman (de Brito et al. 1995). Senyawa siderofor yang

diproduksi oleh bakteri ini dapat mengkelat ion Fe3+ sehingga tidak tersedia bagi

F. oxysporum untuk sporanya berkecambah sehingga kemampuannya dalam

menginfeksi tanaman menjadi berkurang (Ramamoorthy et al. 2002).

Bakteri kelompok tahan panas memiliki ketahanan menghadapi kondisi

lingkungan ekstrim, terutama panas, sehingga mampu bertahan hidup dengan

61

menghasilkan endospora, bersifat saprofit dan dijadikan sebagai agen pengendali

hayati. Yang tergolong kelompok tahan panas adalah Bacillus spp., dan

Clostridium sp. Genus Bacillus menghasilkan antibiotik seperti subtilin,

subtilosin, mycobacillin, subsporin, surfactin, bacillomycin, bacilysin, asam

sianida, fengycin dan bacilysocin yang dapat merusak membran sel mikroba lain

(Maurhofer et al. 1994). Selain itu bakteri ini mampu menghasilkan enzim

degradatif makromolekul seperti protease dan kitinase yang dapat menghancurkan

dinding sel cendawan Fusarium.

Bakteri rizosfer atau bakteri pengkoloni akar memiliki kemampuan dalam

menghambat pertumbuhan mikroba lainnya termasuk patogen tanaman serta

mendukung pertumbuhan tanaman. Penggunaan bakteri rizosfer sebagai agen

pengendali hayati untuk beberapa penyakit layu Fusarium sudah banyak

digunakan diantaranya Bacillus spp., Paenibacillus sp., Pseudomonas sp., dan

Stenotrophomonas spp., dalam mengendalikan F. oxysporum f.sp ciceris pada

tanaman kacang buncis (Landa et al. 2004). Pseudomonads fluorescence mampu

menekan penyakit layu pada melon (Larkin et al. 1996). Hasil penelitian

melapokan bakteri kitinolitik Arthobacter sp. dan Hafnia sp., diketahui mampu

mengendalikan Fusarium sp. dan Sclerotinia sp pada tanaman tomat dan arbei

(Wang & Chang 1997). B. subtilis, B. cereus, B. licheniformis, B. megaterium dan

B. pumilus dapat berperan sebagai agen biokontrol untuk mengendalikan

pertumbuhan Fusarium sp. (Nelson 2001).

Mekanisme mikroba menekan mikroba patogen tanaman antara lain melalui

antagonisme, antibiosis, hiperparasit, mengeluarkan senyawa volatil, menginduksi

ketahanan tanaman dan sebagainya (Baker & Cook 1974). Pengendalian secara

hayati semakin berkembang karena lebih unggul dibandingkan dengan pemakaian

pestisida dan terbukti lebih aman bagi lingkungan (Pal & Gardener 2006). Dalam

aplikasinya secara in vivo bakteri rizosfer tidak secara langsung menekan

Fusarium sp. penyebab hawar daun tanaman buah merah, karena habitat dari

bakteri sebagai agen antagonis ini adalah di tanah. Mekanisme penghambatan

yang dilakukan oleh bakteri rizosfer kelompok fluorescence, kelompok tahan

panas dan kelompok kitinolitik sebagai agen hayati terhadap Fusarium sp.

penyebab hawar daun buah merah adalah secara tidak langsung yaitu dengan

62

meningkatkan ketahanan tanaman buah merah terhadap serangan Fusarium sp.

Menurut Baker & Cook (1974), mekanisme penghambatan bakteri rizosfer

sebagai agen hayati antara lain antagonis, persaingan, penginduksi ketahanan

tanaman serta meningkatkan pertumbuhan tanaman. Defago (1990) menyatakan

bahwa P. fluorescens dari rizosfer dapat merangsang akumulasi fitoaleksin

sehingga tanaman menjadi lebih resisten.

63

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Penyebab hawar daun tanaman buah merah (P. conoideus. Lamk.) di

Kabupaten Manokwari adalah Fusarium sp. Hasil pengamatan secara morfologi,

mikroskopis dan molekuler menunjukkan adanya perbedaan isolat Fusarium asal

buah merah dengan isolat Fusarium dari semangka, melon, tomat, pisang dan

nangka. Isolat bakteri rizosfer yang mampu menghambat perkembangan Fusarium

sp. penyebab hawar daun buah merah secara in vitro adalah isolat FSp3 (bakteri

kelompok fluorescence), TA4 (bakteri kelompok tahan panas) dan KA1 (bakteri

kelompok kitinolitik). Jumlah koloni bakteri kelompok fluorescence paling

banyak terdapat di Desa Warkapi, sedangkan bakteri kelompok tahan panas paling

banyak di Desa Amban dan Madrad serta bakteri kelompok kitinolitik paling

banyak di Desa SP 8.

Saran

Perlu adanya pengujian bakteri rizosfer secara in vivo pada tanaman buah

merah, sehingga dapat diketahui pengaruhnya secara langsung dalam menekan

Fusarium sp. penyebab hawar daun serta meningkatkan pertumbuhan tanaman.

Selanjutnya perlu adanya perhatian dari pemerintah, khususnya di Kabupaten

Manokwari dalam membudidayakan tanaman buah merah secara baik dan

berkelanjutan.

64

DAFTAR PUSTAKA

Agrios GN. 2005. Plant Pathology. Ed ke-5. New York: Academic Press.

Baker KF, Cook RJ. 1974. Biological Control of Plant Pathogen. San Fransisco: Freeman dan Co.

Barnett HL, Hunter BB. 1999. Illustrated Genera of Imperfect Fungi. Ed ke-2. Minnesota: APS Press.

[BPTH] Balai Penelitian Tanaman Hias. 2005. Mikroba antagonis sebagai agen pengendali hayati tanaman. http://www.bpth-miktobaantagonis.html. (25 Juni 2010).

Bruns TD, White TJ, Taylor JW. 1991. Fungal molecular systematics. Annu Rev Ecol Syst 22: 525–564.

Bryan GT, Daniels MJ, Osbourne AE. 1995. Comparison of fungi within the Gaeumannomyces–Phialophora complex by analysis of ribosomal DNA sequences. Appl Environ Microbiol 61: 681–689.

Budi, Made I, Paimin, Fendy R. 2005. Buah Merah. Jakarta: Penebar Swadaya.

Burgess LW, Summerell BA, Bullock S, Gott KP, Backhouse D. 1994. Fusarium Research Laboratory. Ed ke-3. Departement of Crop Sciences. Sydney: University of Sidney and Royal Botanic Garden.

Campbell N, Reece J. 2005. Biology. Ed ke-7. Canada: Pearson Education Inc.

Cenis JL. 1992. Rapid extraction of fungal DNA for PCR amplification. Nucl Acids Res. 20: 2380.

Ching LW. 2008. Kajian awal pengawalan penyakit layu yang disebabkan oleh Fusarium oxysporum f.sp. pada pisang. Pengkajian Sains Malaysia. http://pengkajiansainsmalaysia.html. [4 Juli 2010].

Chrisnawati, Nasrun, Triwidodo A. 2009. Pengendalian layu bakteri nilam menggunakan Bacillus spp. dan Pseudomonas fluoresence. J Littri 15(3): 116-123.

Commonwealth Mycological Institute. 1968. Descriptions of Pathogenic Fungi and Bacteria. England: Kew Surrey Press.

Coleman DC, Crossley DA, Hendrix PF. 2004. Fundamental of Soil Ecology. Ed ke-2.USA: Elsevier Acad Press.

Craven I, de Fretes Y. 1987. Arfak mountains nature conservations area Irian Jaya. Bogor: A World Wildlife Fund Report for the Directorate General of Forest Protection and Nature Conservation Bogor.

de Brito-Alvarez MA, Gaugne S, Antoun H. 1995. Effect of compost on rhizosphere microflora of the tomato and on the incidence of plant growth- promoting rhizobacteria. Appl Environ Microbiol 61:194–199.

65

Defago G. 1990. Suppresion of black root of tobacco and other root disease by strain of Pseudomonas fluorescens. Potential applications and mechanism In D Hornby (ed.). Biological Control of Soil Borne Plant Pathogens. C.A.B. International. Netherlands. Pp. 93:108.

Degens BP, Schipper LA, Spaling LP, Vojvodicvukovic. 2000. Decrease inorganic C reserves in soils can reduce the catabolic diversity of soil microbial communities. Soil Biol Biochem 25: 25-31.

Dhingra OD, James BS. 2000. Basic Plant Pathology Methods. Florida: CRC Press Inc.

Djatnika I, Wakiah N. 1995. Pengendalian biologi penyakit layu Fusarium pada pisang dengan beberapa isolat Pseudomonas fluorescens: 422 – 425. Kong Nas XII dan Seminar Ilmiah PFI, Mataram. 27-29 September 1995.

Elsalam KAA, Ibrahim NA, Mohmed AAS, Joseph AV. 2003. PCR identification

of Fusarium genus based on nuclear ribosomal DNA sequence data. Afr J Biotech 2(4): 82-85.

Errington J. 2003. Regulation of endospore formation in Bacillus subtilis. Nature Review Microbio 1: 117-126.

Fran F, Cook NB. 1998. Fundamental of Diagnostic Mycology. Philadelphia: WB Sanders Company.

Gandjar I, Samson SA, Twell-Vermeulen K, Oetari A, Santoso A. 1999. Pengenalan Kapang Tropik Umum. Jakarta: Yayasan Obor Indonesia.

Goldberg NP. 2006. Fusarium leaf spot, crown and root rot. College of Agriculture and Home Economics. Las Cruces, NM State University Press.

Gordon TR, Martyn RD. 1997. The evolutionary biology of Fusarium oxysporum. Annu Rev Phytopathol 35: 111-128.

Harrington FA, Potter D. 1997. Phylogenetic relationships within Sarcoscypha based upon nucleotide sequences of the internal transcribed spacer of nuclear ribosomal DNA. Mycologia 89 : 258–267.

Heywood VH. 1995. Global Biodiversity Assesment. Cambridge UK: Cambridge

University Press. Hibbert DS, Nakai YF, Tsuneda A, Donoghue MJ. 1995. Phylogenic diversity in

shiitake inferred from nuclear DNA sequences. Mycologia 87:618–638. Hutcheoson SW. 1998. Current concepts of active defense in plants. Ann Rev

Phytopathol 36:59-90. Jeffbagy. 2004. Khasiat buah merah. http://www.geocities.com. [1 Juni 2010 ].

Khaeruni AR. 1998. Pengaruh Bakteri Kitinolitik dan Fotosintetik Anoksigenik terhadap Kemampuan Pseudomonas flourescens B29 sebagai Biokontrol Penyakit Bisul Bakteri pada Kedelai [Tesis]. Departemen Proteksi Tanaman, Institut Pertanian Bogor; Bogor.

Klement Z, Rudolph K, Sands DC. 1990. Methods in Phytobacteriology. Budapest: Academi Kiodo Press.

66

Landa BB, Navas-Cortes JA, Jimenez-Diaz RM. 2004. Influence of temperature on plant-rhizobacteria interactions related to biocontrol potential for suppression of fusarium wilt chickpea [abstract]. Plant Pathol 53:342-352. http://www.ingenta.com/isis/searching/Expand/ingenta?pub=infoke. (24 Agustus 2011).

Larkin R, Hopkins DL, Martin FN. 1996. Suppression of fusarium wilt of watermelon by nonpathogenic Fusarium oxysporum and other microorganisms recovered from a disease-suppresive soil. Phytopathology 86: 812-819.

Lee, Young M, Choi YK, Min BR. 2000. PCR-RFLP and sequence snalysis of the rDNA ITS region in the Fusarium spp. J Microbio 38(2): 66-73.

Leslie JF, Zeller KA, Summerell BA. 2001. Icebergs and species in populations of Fusarium. Physiol and Plant Pathol 59:107-117.

Leslie JF, Summerell BA. 2006. The Fusarium Laboratory Manual. USA: Blackwell Publishing.

Liu CH, Chen X, Liu TT, Lian B, Yucheng G, Caer V, Xue YR, Wang BT. 2007. Study of antifungal activity of Actinobacter baumannii and its antifungal components. Appl Microbial Biotechnol 76: 459-466.

Lynch JM. 1990. Soil Biotechnology: Microbial Factors in Crop Productivity. Oxford: Blackwell Scientific Publications.

Loon LC, Baker PAHM, Plieterse CMJ. 1998. Systemic resistance induced by

rhizosphere. Ann Rev Phytopathol 36:453-483. Maurhofer M,Hase C, Meuwly D, Metraux JP, Defago G.1994. Introduction of

systemic resistance of tobacco to tobacco necrosis virus by root-colonizing Pseudomonas fluorescens strain CHAO: Influence of the gacA gene and of pyoverdine production. Phytopathology 84:139-146.

Melinda, Hayu SP. 2006. Identifikasi jenis-jenis penyakit pada tanaman buah

merah (Pandanus conoideus Lam.) pada beberapa tempat di Kabupaten Manokwari. Penelitian Dosen Muda. Manokwari: Fakultas Pertanian dan Teknologi Pertanian Universitas Negeri Papua.

Mendgen K, Hahn M, Deising H. 1996. Morphogenesis and mechanisms of penetration by plant pathogenic fungi. Annu Rev Phytopathol 34: 367-386.

Moricca S, Ragazzi A, Kasuga T, Mitchelson KR. 1998. Detection of Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum in cotton tissue by polymerase chain reaction. Plant Pathol 47: 486-494.

Mukerji KG, Manoharachary C, Singh J. 2006. Soil Biology: Microbioal Activity in the Rhizosphere. Ed ke-7. New York: Springer Berlin Heidelberg.

Muladno. 2002. Seputar Teknologi Rekayasa Genetika. Bogor: Pustaka Wirausaha Muda.

Murningsih T. 1992. Kandungan Minyak dan Komposisi Asam Lemak pada Pandanus conoideus L. dan P. julianetti M. Proseding Seminar dan Lokakarya Etnobotani. Hal: 373 – 378.

67

Nelson PE. 2001. Fusarium. Minnesota: American Phytopathological Society. Nicholson WL. 2002. Roles of Bacillus endospores in the environment. Cell Mol

Life Sci 59: 410–416. Oku H. 1994. Plant Pathogenesis and Disease Control. Tokyo: Lewis

Publisher. Pal KK, Gardener MS. 2006. Biological control of pathogens. Plant Health

Instructor DOI 10: 1-25. Ramamoorthy V, Raguchander T, Samiyappan R. 2002. Induction of defense

related proteins in tomato roots treated with Pseudomonas fluorescens Pf1 and Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici. Plant Soil 239:55-68.

Sadsoeitoeboen MJ. 1999. Pandanaceae : Aspek botani dan etnobotani dalam kehidupan Suku Arfak di Irian Jaya [tesis]. Bogor: Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Saragih YS, Silalahi FH. 2006. Isolasi dan identifikasi spesies Fusarium penyebab penyakit layu pada tanaman markisa asam. J Hort 16(4): 336-344.

Schaad NW, Jones JB, Chun W. 2001. Plant Pathogenic Bacteria. Ed ke-3. Minnesota: APS Press.

Shenoy BD, Jeewon R, Hyde KD. 2007. Impact of DNA-sequence data on taxonomy of anamorphic fungal. Fungal Divers 26: 1-54.

Singleton LL, Mihail D, Rush CM. 1992. Methods for Research on Soil Borne Phytopathogenic Fungi. Minnesota: APS Press.

Soesanto L. 2008. Pengantar Pengendalian Hayati Penyakit Tanaman. Jakarta: PT RajaGrafindo Persada.

Summerell BA, Salleh B, Leslie JF. 2003. A utilitarian approach to Fusarium identification. Plant Disease 87(2): 117 - 128.

Surachmat, Mathur SB. 1988. A Pictorial Guide for Testing Seed-Borne Fungi in Seeds of Cabbage, Carrot, Maize, Rice and Soybean. Denmark: The Danish Government Institute.

Suryadi Y, Machmud M. 2002. Keragaman genetik strain Ralstonia solanacearum

berdasarkan karakterisasi menggunakan teknik berbasis asam nukleat. Agro Bio 5(2):59-66.

Tucker SL, Talbot NJ. 2001. Surface attachment and pre-penetration stage development by plant pathogenic fungi. Annu Rev Phytopathol 39: 385- 417.

Ullo L. 2002. Pengelompokkan buah merah (Pandanus conoideus Lam.) oleh Suku Hattam di Desa Watariri Kecamatan Oransbari Kabupaten Manokwari [laporan akhir program diploma]. Manokwari: Fakultas Pertanian dan Teknologi Pertanian Universitas Negeri Papua.

68

Wang SL, Chang WT. 1997. Purification and characterization of two Bifunctional chitinases/lisozymes extracellularly produced by P. aeruginosa K-187 in shrimp and scrab shell powder medium. Appl Environ Microbiol 63: 380– 386.

Waluyo L. 2008. Teknik dan Metode Dasar dalam Mikrobiologi. Malang: Universitas Muhamadiyah Malang Press.

Watanabe T. 2002. Pictorial Atlas of Soil dan Seed Fungi. Morphologies of Cultured Fungi and Key to Species. Ed ke-II. Boca Raton: CRC Press

Weller DM, Raaijmakers JM, Gardener BBM, Thomashow LS. 2002. Microbial populations responsible for specific soil suppressiveness the plant pathogens. Ann Rev Phytopathol 40: 309-348.

Wiryanta BTW. 2005. Keajaiban Buah Merah. Jakarta: AgroMedia Pustaka.

Zhang S, Reddy MS, Klopper JW. 2002. Development of assay for assessing

induced systemic resistance by plant growth-promoting rhizobacteria against blue mold of tobacco. Biol Control 23:79-86

Zhuping Y. 1994. Breeding for resistance to Fusarium Head Blight of wheat in the mid-to lower Yangtze River Valley of China. http://www.wheatspecialreport27.html.(27 Agustus 2011).

69

LAMPIRAN

70

Lampiran 1 Kelimpahan bakteri rizosfer buah merah Sampel ke

Jumlah koloni bakteri TSA KB Kitin

cfu/g Log cfu/g Log cfu/g Log

W1 2,0625x10 8 8,31 1,6x10 10 10,20 8,5x109 9,92

W2 1,525x1010 10,18 1,6x1012 12,20 1,075x108 8,03

W3 1,15x1012 12,06 1,062x1012 12,02 8,125x109 9,90

W4 1,375x10 10 10,13 1,312x10 10 10,11 1,6x10 8 8,20

W5 1,487x1010 10,17 1,175x1010 10,07 9,875x107 7,99

Rerata 10,2 10,9 8,8

A1 9,75x1011 11,98 1,062x108 8,02 9,125x105 5,96

A2 1,462x1010 10,16 8,875x107 7,94 1,087x106 6,03

A3 1,2x1011 11,84 7,75x105 5,88 1.162x106 6,06

A4 7x10 11 11,84 9,875x10 5 5,99 1,062x10 8 8,02

A5 1,65x108 8,21 5,125x103 3,70 8,625x105 5,93

Rerata 10,8 6,3 6,4

M1 9,5x1011 11,97 8,625 x107 7,93 2,05 x108 8,31

M2 1,2x1012 12,07 1,15 x108 8,06 1,487 x108 8,17

M3 6,875x10 11 11,83 1,425 x10

M4 1,8x10 8 8,25 5,875 x10

8 8,15 1,837 x10

7 7,76 1,175 x10

8 8,26

8 8,07

M5 7 x1011 11,84 7,5 x107 7,87 1,662 x108 8,22

Rerata 11,2 8,0 8,2

Sp.1 5,625 x107 7,75 1,337x108 8,12 8,875 x109 9,94

Sp.2 1,8 x106 6,25 1,375 x108 8,13 1,437 x108 8,15

Sp.3 2,4 x10 6 6,38 5,875 x10 9 9,76 1,075 x10 10 10,03

Sp.4 1,987 x106 6,29 5,625 x109 9,75 8,625 x107 7,93

Sp.5 2 x106 6,30 8,375 x109 9,92 9,25 x109 9,96

Rerata 6,6 9,1 9,2 Ket : W = Warkapi; A = Amban; M = Madrad; SP = satuan pemukiam Prafi (SP 8)

71

Lampiran 2 Karakteristik bakteri rizosfer kelompok fluorescence yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah

Pada media King’s B, diperoleh 22 jenis bakteri fluorescence. Deskripsi

morfologi serta beberapa uji fisiologisnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :

NO ISOLAT MORFOLOGI KOLONI GRAM HIPERSENSITIF

1. FA1 Berwarna kuning pucat, berbentuk bulat, tepian licin, agak cembung, fluorescence.

2. FA2 Berwarna kuning pucat, berbentuk bulat, tepian licin, agak cembung, fluorescence.

3. FA3 Berwarna kuning, berbentuk tidak teratur, tepian licin, datar dan fluorescence.

4. FA4 Berwarna krem kekuningan, berbentuk bulat, tepian licin, datar dan fluorescence.

5. FA5 Berwarna kuning, berbentuk tidak teratur, tepian halus, datar dan fluorescence.

6. FW1 Berwarna kuning, bentuk tidak teratur, tepian halus, datar dan non fluorescence.

7. FW2 Berwarna kuning, bentuk tidak teratur, tepian licin, datar dan fluorescence.

8. FW3 Berwarna kuning, bentuk tidak teratur, tepian berlekuk, datar, dan fluorescence.

9. FW4 Berwarna kuning, bentuk tidak teratur, tepian licin datar dan fluorescence.

10. FW5 Berwarna kuning, bentuk tidak teratur, tepian berlekuk, datar dan fluorescence.

11. FW6 Berwarna kuning, bentuk tidak teratur, tepian berlekuk, datar dan fluorescence.

12. FW7 Berwarna kuning krem, berbentuk tidak teratur, tepian berlekuk, datar, fluorescence.

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- -

- +

- -

- -

72

Lampiran 2 Karakteristik bakteri rizosfer kelompok fluorescence yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah (Lanjutan)

13. FM1 Berwarna kuning krem, berbentuk bulat, tepian licin cembung dan fluorescence.

14. FM2 Berwarna kuning, bentuk tidak teratur, tepian licin datar dan fluorescence.

15. FM3 Berwarna krem, bentuk tidak teratur, tepian licin, datar, non fluorescence.

16. FM4 Berwarna kuning, bentuk tidak teratur, tepian licin, cembung, fluorescence.

17. FM5 Berwarna kuning, berbentuk tidak teratur, tepian licin, agak cembung, fluorescence.

18. FSp1 Berwarna krem keruh, berbentuk bulat, tepian berlekuk, agak cembung, fluorescence.

19. FSp2 Berwarna krem keruh, berbentuk bulat, tepian berlekuk, agak cembung, fluorescence.

20. FSp3 Berwarna kuning, berbentuk bulat, tepian tidak beraturan, agak cembung, fluorescence.

21. FSp4 Berwarna kuning pucat, berbentuk bulat, tepian licin, datar, fluorescence.

22. FSp5 Berwarna kuning pucat, bentuk tidak teratur, tepian berlekuk, datar, fluorescence.

Ket : Uji Gram : (-) = Gram negatif

(+) = Gram positif

Uji hipersensitif : (-) = bereaksi negatif

- -

- -

- -

- -

- +

- +

- -

- -

- -

- -

73

Lampiran 3 Karakteristik bakteri rizosfer kelompok tahan panas yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah

Pada media TSA, diperoleh 21 jenis bakteri tahan panas. Deskripsi

morfologi serta beberapa uji fisiologisnya dapat dilihat pada tabel berikut ini : NO ISOLAT MORFOLOGI KOLONI GRAM HR Endospora

1. TA1 Berwarna krem, berbentuk

bulat, tepian licin, cembung. 2. TA2 Berwarna krem, berbentuk

bulat, tepian licin, cembung. 3. TA3 Berwarna krem, berbentuk

bulat, tepian licin dan datar. 4. TA4 Berwarna krem, berbentuk

bulat, tepian licin, datar. 5. TA5 Berwarna krem kekuningan,

berbentuk bulat, tepian licin dan cembung.

6. TW1 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, datar.

7. TW2 Berwarna kuning, bentuk bulat, tepian licin, cembung.

8. TW3 Berwarna kuning muda, berbentuk bulat, tepian licin, cembung.

9. TW4 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, datar.

10. TW5 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, datar.

11. TW6 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, datar.

12. TW7 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, datar.

13. TM1 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, datar.

14. TM2 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, datar.

15. TM3 Berwarna krem, kekuningan, berbentuk bulat, tepian licin, cembung.

16. TM4 Berwarna krem kekuningan, berbentuk bulat, tepian licin, cembung.

- - - + - - + - + + - + + - +

+ - - + - - + - -

- - - + - + + - + + - + + - + + - - - - +

+ - +

74

Lampiran 3 Karakteristik bakteri rizosfer kelompok tahan panas yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah (Lanjutan)

17. TSp1 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, agak cembung.

18. TSp2 Berwarna krem kekuningan, berbentuk bulat, tepian licin, cembung.

19. TSp3 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin dan datar.

20. TSp4 Berwarna krem, berbentuk bulat, tepian licin, datar.

21. TSp5 Berwarna krem kekuningan,

+ - +

+ - -

+ - + - - + + - +

berbentuk bulat, tepian licin dan cembung.

Ket : Uji Gram : (-) = Gram negatif

(+) = Gram positif

Uji hipersensitif : (-) = bereaksi negatif Endospora : (-) = tidak menghasilkan endospora

(+) = menghasilkan endospora

75

Lampiran 4 Karakteristik bakteri rizosfer kelompok kitinolitik yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah

Pada media kitin, diperoleh 15 jenis bakteri tahan panas. Deskripsi

morfologi serta beberapa uji fisiologisnya dapat dilihat pada tabel berikut ini : NO ISOLAT MORFOLOGI KOLONI GRAM HIPERSENSITIF

1. KA1 Berwarna krem, permukaan

datar. 2. KA2 Berwarna putih, keruh,

permukaan datar. 3. KA3 Berwarna putih keruh,

permukaan datar dan membentuk zona bening di sekelilingnya.

4. KW1 Berwarna putih susu, seperti rantai, permukaan datar.

5. KW2 Koloni membentuk zona bening dengan ukuran ± 0,3 cm.

6. KW3 Koloni membentuk zona bening dengan ukuran ± 0,1 cm.

7. KW4 Berwarna putih keruh, berbentuk rantai, permukaan datar.

8. KW5 Koloni membentuk zona bening dengan ukuran yang meluas.

9. KW6 Koloni membentuk zona bening dengan ukuran ± 0,5 cm.

10. KM1 Koloni berwarna putih keruh dan disekelilingnya terdapat zona bening, permukaan datar.

11. KM2 Koloni membentuk zona bening.

12. KM3 Koloni membentuk zona bening.

13. KSp1 Koloni membentuk zona bening.

+ - + - + -

+ - + -

+ -

- -

+ -

+ -

+ -

+ - + - + -

76

Lampiran 4 Karakteristik bakteri rizosfer kelompok kitinolitik yang diisolasi dari perakaran tanaman buah merah (Lanjutan)

14. KSp2 Berwarna putih keruh, permukaan datar dan membentuk zona bening di sekeliling.

15. KSp3 Koloni membentuk zona bening yang meluas.

Ket : Uji Gram : (-) = Gram negatif

(+) = Gram positif

Uji hipersensitif : (-) = bereaksi negatif

+ -

+ -

77

Lampiran 5 Data sekuens isolat Fusarium asal beberapa tanaman

Asal Isolat Data Sekuens

Buah Merah

Semangka

Melon

CTATGGAAGCTCGACGTGACCGCCAATCAATTTGAGGG

CGAATTAACGCGAGTCCCAACACCAAGCTGTGCTTAGG

GTTGAAATGACGCTCGAACAGGCATGCCCGCCAGAATA

CTGGCGGGCGCAATGTGCGTTCAAAGATTCGATGATACT

GAATTCTGCAATTCACATTACTTATCGCATTTTGCTGCGT

TCTTCATCGATGCCAGAACCAAGAGATCCGTTGTTGAAA

GTTTTGATTTATTTATGGTTTTACTCAGAAGTTACATATA

GAAACAGAGTTTTAGGGGTCCTCTGGCGGGCCGTCCCGT

TTTACCGGGAGCGGGCTGATCCGCCGAGGCAACAGTGG

TATGTTCACAGGGGTTTGGGAGTTG

CCCCATTGGTTGCTCGGCGGACAGCCCGCTCCCGGTAAA

ACGGGACGGCCCGCCAGAGGACCCCTAAAACTCTGTTT

ATATGTAACTTCTGAGTAAAACCATAAATAAATCAAAA

CTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAG

AACGCAGCAAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAA

TTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCC

GCCAGTATTCTGGCGGGCATGCCTGTTCGAGCGTCATTT

CAACCCTCAAGCACAGCTTGGTGTTGGGACTCGCGTTAA

TTCGCGTTCCTCAAATTGATTGGCGGTCACGTCGAGCTT

CCATAGCGAAACCCTCGTTACTGGTAATCGTCGCAAAA

CCCCTTGGTTGCCTCGGCGGACAGCCCGCTCCCGGTAAA

ACGGGACGGCCCGCCAGAGGACCCCTAAAACTCTGTTA

TATGTAACTTCTGAGTAAAACCATAAATAAATCAAAACT

TTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAA

CGCAGCAAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATC

AGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCCGCC

AGTATTCTGGCGGGCATGCCTGTTCGAGCGTCATTTCAA

CCCTCAAGCACAGCTTGGTGTTGGGACTCGCGTTATTCG

CGTTCCTCAAATTGATTGGCGGTCACGTCGAGCTTCCAT

AGCGTAGTAGTAAAACCCTCGTTACTGGTAATCGTGCAA

78

Lampiran 5 Data sekuens isolat Fusarium asal beberapa tanaman (Lanjutan)

Pisang

Nangka

Tomat

CCCAAAAAGTTGCCTCGGCGGACAGCCCGCGCCCTGTA

AACGGGACGGCCCGCCCGAGGACCCTAAACTCTGTTTTT

AGTGGAACTTCTGAGTAAAACAAACAAATAAATCAAAA

CTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAG

AACGCAGCAAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAA

TTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCC

GCCAGTATTCTGGCGGGCATGCCTGTTCGAGCGTCATTT

CAACCCTCAAGCTCAGCTTGGTGTTGGGACTCGCGGTAA

CCCGCGTTCCCCAAATCGATTGGCGGTCACGTCGAGCTT

CCATAGCGTAGTAATCATACACCTCGTTACTGGTAATCG

TCG

CCAAAAAAGTGGCTCGGCGGACAGCCCGCGCCCCGTAA

ACGGGACGGCCCGCCCGAGGACCCCTAAACTCTGTTTTT

AGTGGAACTTCTGAGTAAAACAAACAAATAAATCAAAA

CTTTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAG

AACGCAGCAAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAA

TTCAGTGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCC

GCCAGTATTCTGGCGGGCATGCCTGTTCGAGCGTCATTT

CAACCCTCAAGCTCAGCTTGGTGTTGGGACTCGCGGTAA

CCCGCGTTCCCCAAATCGATTGGCGGTCACGTCGAGCTT

CCATAGCGTAGTAATCATACACCTCGTTACTGGTAATCG

TCGCAA

ACCCTTGGTTGCTCGGCGGACAGCCCGCTCCCGGTAAAA CGGGACGGCCCGCCAGAGGACCCCTAAACTCTGTTTCTA TATGTAACTTCTGAGTAAAACCATAAATAAATCAAAACT TTCAACAACGGATCTCTTGGTTCTGGCATCGATGAAGAA CGCAGCAAAATGCGATAAGTAATGTGAATTGCAGAATG TGAATCATCGAATCTTTGAACGCACATTGCGCCCGCCAG TATTCTGGCGGGCATGCCTGTTCGAGCGTCATTTCAACC TCAAGCACAGCTTGGTGTTGGGACTCGCGTTAATTCGCG TTCCTCAAATTGATTGGCGGTCACGTCGAGCTTCCATGC GTAGTAGTAAAACCCTCGTTACTGGTAATCGTCGCAAAA

79

Lampiran 6 Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer kelompok fluorescence terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah

Sumber Keragaman

Db Jumlah kuadrat

Kuadrat tengah

F Hitung Nilai P

Perlakuan bakteri 22 26506,61496 1204,84613 6,87 <0.0001 fluorescens

Error 69 12098,88558 175,34617

Total Koreksi 91 38605,50054

80

Lampiran 7 Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer kelompok tahan panas terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah

Sumber Keragaman

Db Jumlah kuadrat

Kuadrat tengah

F Hitung Nilai P

Perlakuan 21 16340,97308 778,14158 5,51 <.0001 bakteri

tahan panas

Error 66 9327,40079 141,32425

Total Koreksi 87 25668,37388

81

Lampiran 8 Hasil analisis ragam (Anova) daya hambat bakteri rizosfer kelompok kitinolitik terhadap Fusarium sp. penyebab hawar daun buah merah

Sumber Keragaman

Db Jumlah

kuadrat

Kuadrat tengah

F Hitung Nilai P

Perlakuan 15 12168,01388 811,20093 9,95 <.0001 bakteri

kitinolitik

Error 48 3915,10527 81,56469

Total Koreksi 63 16083,11915