PENGENDALIAN JAMUR Fusarium sp. MENGGUNAKAN RHIZOBAKTERIA

PendahuluanPembangunan pertanian di Indonesia saat ini memasuki masa transisi dari orientasi pertanian dengan pola subsisten kepada pola komersial. Pergeseran tersebut membawa konsekuensi penggunaan pestisida sebagai salah satu komponen penting dalam mengatasi organisme pengganggu tanaman, salah satu kendala bagi pembangunan pertanian yang berorientasi ekonomi.Menurut Reintjes et al. (1999), saat ini pembangunan sektor pertanian disiapkan untuk memasuki era agroindustri dan agribisnis terpadu. Oleh karena itu, pengembangan penerapan teknologi berwawasan lingkungan dan pengembangan sumber daya manusia harus mendapat perhatian dan penekanan yang cukup kuat sebagai landasan pembangunan pertanian berkelanjutan dan berwawasan lingkungan.Pembangunan pertanian berkelanjutan dan berwawasan lingkungan ,antara lain harus dapat memelihara tingkat kapasitas produksi sumber daya alam yang berwawasan lingkungan dan harus dapat mengurangi dampak kegiatan pertanian yang dapat menimbulkan pencemaran serta penurunan kualitas lingkungan hidup. Salah satu langkah nyata yang perlu dilakukan antara lain mengamankan produksi pertanian dari gangguan organisme penyebab penyakit (Anisah, 2008). Salah satu kendala yang dihadapi oleh para petani saat ini antara lain ditemukannya penyakit layu fusarium yang disebabkan oleh jamur Fusarium sp. Jamur ini banyak menyerang tanaman kentang, pisang, tomat, ubi jalar, strawberry dan bawang daun (Balai Penelitian Tanaman Hias, 2004).Banyak cara pengendalian yang dilakukan namun belum berhasil untuk menekan perkembangan patogen tersebut. Menurut Yusriadi (2004), salah satu alternatif pengendalian yang dapat dilakukan untuk menekan populasi jamur Fusarium ini adalah dengan mengembangkan pengendalian secara hayati. Sejauh ini pemakaian pestisida (fungisida) selalu diikuti dengan pertimbangan ekonomi dan berdampak pada lingkungan. Pasar lebih menyukai produksi pertanian yang bebas bahan kimia, sehingga alternatif pestisida yang aman bagi lingkungan dan konsumen sangatlah diperlukan (Purwantisari, 2008). Pengendalian penyakit tanaman menggunakan bahan-bahan kimia kini mulai dihindari karena berdampak negatif bagi lingkungan, oleh karena itu penggunaan fungisida nabati (biofungisida) mutlak diperlukan. Kebijakan global mengenai pembatasan penggunaan bahan aktif kimiawi pada proses produksi pertanian pada gilirannya akan sangat membebani pertanian Indonesia. Hal ini disebabkan oleh tingginya tingkat ketergantungan petani terhadap pestisida kimia. Ketergantungan inilah yang akan melemahkan produk pertanian asal Indonesia dan daya saingnya di pasar global. Menghadapi kenyataan tersebut agaknya perlu segera diupayakan pengurangan penggunaan fungisida kimiawi dan mengalihkannya pada jenis fungisida yang aman bagi lingkungan. Salah satu cara pengendalian penyakit yang ramah lingkungan dan berpotensi untuk dikembangkan ialah pengendalian hayati menggunakan rhizobakteri (bakteri yang hidup di sekitar akar tanaman) sebagai agen biofungisida secara langsung maupun tidak langsung untuk mengontrol serangan spesies pengganggu.Rhizobakteri dilaporkan bisa menekan pertumbuhan fungi patogen dalam tanah secara alamiah. Terdapat beberapa genus bakteri yang mampu berasosiasi dengan tanaman sebagai penghambat pertumbuhan jamur, antara lain: Alcaligenes, Acinetobacter, Enterobacter, Erwinia, Rhizobium, Flavobacterium, Agrobacterium, Bacillus, Burkholderia, Serratia, Streptomyces, Azospirillum, Acetobacer, Herbaspirillum dan Pseudomonas (Botelho et al., 2006).Menurut Haas and Devago (2005), bakteri yang berasosiasi dengan akar tanaman ini dinamakan Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR). Bakteri ini mampu menstimulasi pertumbuhan tanaman dan melindungi tanaman dari serangan penyakit. Selain ramah terhadap lingkungan, penggunaan rhizobakteri diharapkan dapat mengurangi ketergantungan petani terhadap penggunaan fungisida sintetik, menutupi kekurangan suplai bahan aktif fungisida yang selama ini diimpor sehingga dapat menghemat devisa negara dan meningkatkan daya saing ekspor produk pertanian Indonesia.

Serangan Jamur Fusarium sp. pada TanamanJamur Fusarium termasuk jamur kelas Ascomycetes. Jamur ini mempunyai tiga alat reproduksi aseksual, yaitu mikrokonidia (terdiri dari satu sel), makrokonidia (dua sampai enam septa) dan klamidospora (merupakan pembengkakan pada hifa). Konidia ini bercabang dan disebut konidiosporum yang merupakan alat perkembangbiakan, tempat penyimpanan massa, sporokodium atau miselium (Webster and Weber, 2007).Konidia berwarna coklat muda dan berdinding tebal, berukuran 8.2 6.2 , letaknya pada ujung atau di tengah hifa. Familia dari jamur ini adalah Tuberculariaceae yang dicirikan oleh adanya sporokodium. Sporokodium ini membentuk makrokonidia dan mikrokonidia. Bentuk makrokonidium melengkung panjang dengan ujung mengecil dan mempunyai sekat antara 1-10 atau lebih, sedangkan mikrokonidium bentuknya pendek, tidak bersekat atau bersekat satu. Jamur ini dapat bertahan di dalam tanah sebagai saprofit atau dalam bentuk klamidospora. Dalam bentuk klamidospora, fungi ini dapat bertahan paling tidak selama lima tahun di dalam tanah. menghasilkan mikrokonidia bening, silindris atau seperti perahu dan bersekat-sekat.

Gambar 1. Foto Mikroskopis Jamur Fusarium oxysporum; A-B foto mikroskopis makrokonidia; C-D foto mikroskopis mikrokonidia, skala garis 25 m; EF mikrokonidia pada miselium, skala garis 50 m.

Jamur Fusarium sp. merupakan jamur yang tersebar luas baik pada tanaman maupun dalam tanah. Beberapa spesies dari jamur ini dapat memproduksi mycotoxin dalam biji-bijian yang dapat mempengaruhi kesehatan manusia dan hewan jika memasuki rantai makanan . Toksin utama yang diproduksi oleh jamur ini adalah fumonisin dan trichothecenes. Jamur Fusarium ini juga dapat menyebabkan penyakit pada tanaman, yang disebut sebagai penyakit layu fusarium. Penyakit layu fusarium adalah penyakit sistemik yang menyerang tanaman mulai dari perakaran sampai titik tumbuh. Tanaman jadi layu dan tumbuh merana.Infeksi jamur ini dapat terjadi melalui akar tanaman yang sehat, tapi prosesnya lebih lambat dibandingkan dengan adanya luka pada akar. Penyakit layu fusarium ini ditandai dengan daun menguning, daun terpelintir dan pangkal batang membusuk. Asam fusarat yang dihasilkan oleh Fusarium sp. merupakan racun yang larut dalam air. Toksin ini mengganggu permeabilitas membran dan akhirnya mempengaruhi aliran air pada tanaman. Adanya hambatan pergerakan air dalam tubuh tanaman menyebabkan terjadinya layu patologis yang tidak bisa balik (irreversibel) yang berakibat kematian tanaman seperti kasus-kasus penyakit layu pada kapas dan tomat yang disebabkan oleh Fusarium sp (Yunasfi, 2002).

Potensi Rhizobakteria sebagai Agen Hayati untuk Biokontrol Jamur Fusarium sp.Pengendalian hayati khususnya pada penyakit tumbuhan dengan menggunakan mikroorganisme telah dimulai sejak lebih dari 70 tahun yang lalu, tepatnya pada tahun 1920 sampai dengan 1930 ketika pertama kali diperkenalkan antibiotik yang dihasilkan mikroorganisme tanah, tetapi beberapa percobaan belum berhasil sampai penelitian mengenai pengendalian hayati terhenti selama kurang lebih 20 tahun. Perhatian pakar penyakit tumbuhan terhadap metoda pengendalian hayati bangkit kembali ketika diadakan simposium internasional pengendalian hayati di Barkley pada tahun 1963. Sekarang ini sudah menjadi satu pengetahuan bahwa pengendalian hayati akan memainkan peranan penting dalam pertanian pada masa akan datang (Hasanudin, 2003).Menurut Istikorini (2002), mekanisme pengendalian hayati bisa terjadi melalui berbagai mekanisme, diantaranya :1. AntagonismeMikroorganisme antagonis adalah mikroorganisme yang mempunyai pengaruh merugikan terhadap mikroorganisme lain yang tumbuh dan berasosiasi dengannya. Hal ini biasanya terjadi ketika terjadi persaingan antar mikroorganisme dalam hal ruang hidup, nutrisi dan cekaman faktor lingkungan.

Gambar 2. Interaksi antara bakteri biokontrol (PGPR), tanaman, patogen dan tanah.Interaksi terjadi melalui signal biotik dan abiotik; ISR (induced systemic resistance) dikeluarkan oleh bakteri PGPR. (Haas and Devago, 2005).

2. ISR (Induced Systemic Resistance) atau Ketahanan terimbasKetahanan terimbas adalah ketahanan yang berkembang setelah tanaman diinokulasi lebih awal dengan elisitor biotik (mikroorganisme avirulen, non patogenik, saprofit) dan elisitor abiotik (asam salisilat, asam 2-kloroetil fosfonat).3. Proteksi silangTanaman yang diinokulasi dengan strain virus yang lemah hanya sedikit menderita kerusakan, tetapi akan terlindung dari infeksi strain yang kuat. Strain yang dilemahkan antara lain dapat dibuat dengan pemanasan in vivo, pendinginan in vivo dan dengan asam nitrit.Biasanya mekanisme antagonisme dan ketahanan berimbas terjadi secara simultan, sehingga rhizobakteri mampu menghambat pertumbuhan jamur pathogen secara langsung dan tidak langsung. Beberapa studi in vitro terkait mekanisme biofungisida melalui antagonisme telah banyak dilakukan. Menurut Haas and Devago (2005), Pseudomonas fluorescens dapat mengeluarkan senyawa antibiotik (antifungal), siderofor, dan metabolit sekunder lainnya yang sifatnya dapat menghambat aktivitas jamur Fusarium oxysporum. Senyawa siderofor, seperti pyoverdin atau pseudobacin diproduksi pada kondisi lingkungan tumbuh yang miskin ion Fe. Senyawa ini menghelat ion Fe sehingga tidak tersedia bagi mikroorganisme lain. Ion Fe sangat diperlukan oleh spora F. oxysporum untuk berkecambah. Dengan tidak tersedianya ion Fe maka infeksi F. oxysporum ke tanaman berkurang. Sementara senyawa antibiotik yang dihasilkan antara lain : phenazine-1-carboxylate, pyoluteorin, pyrrolnitrin, 2,4-diacetylphloroglucinol, phenazine-1-carboxyamide, pyocyanine, hidrogen cyanide dan viscosinamide.Seperti yang telah disebutkan di awal menurut Botelho et al. (2006) , terdapat beberapa rhizobakteria yang secara in vitro terbukti memiliki aktivitas antifungal. Hasil-hasil penelitian terkait potensi rhizobakteria tersebut sebagai antifungal melaporkan bahwa beberapa bakteri dari genus Bacillus, seperti Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Bacillus licheniformis, Bacillus megaterium dan Bacillus pumilus dapat berperan sebagai agen biokontrol untuk mengendalikan pertumbuhan jamur Fusarium sp (Huang et al., 2004).Bakteri dari genus Bacillus dilaporkan dapat menghasilkan beberapa peptide yang berperan sebagai antibiotik dan antifungi, seperti: subtilin, subtilosin, mycobacillin, subsporin, ituirin, Cerexin, surfactin, bacillomycin, bacilysin, asam sianida, fengycin dan bacilysocin (Tamehiro et al., 2002). Sintesis antibiotik pada Bacillus dikontrol oleh beberapa gen yang ekspresinya dikontrol sesuai dengan kondisi lingkungan tempat bakteri hidup (Schaechter, 2004). Bakteri ini mampu menghasilkan enzim degradatif makromolekul yang bisa menghancurkan dinding sel jamur, seperti protease (intraseluler) dan beberapa enzim yang disekresikan pada medium seperti levansukrase, _-glukanase, _-amilase, xilanase, kitinase dan protease (Schaechter, 2004). Dinding sel Fusarium sp tersusun atas 39% kitin, 29% glukan, 7% protein dan 6% lemak (Webster and Weber, 2007:5). Kandungan kitin pada dinding sel jamur Fusarium sp ini akan memicu pembentukan enzim degradatif oleh Bacillus.

Aplikasi Praktis Penggunaan Rhizobakteria sebagai Alternatif Biofungisida Jamur Fusarium sp. Di IndonesiaPengendalian fungi menggunakan agen pengendali hayati baik menggunakan jamur maupun rhizobakteria yang selama ini telah dilakukan menurut Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (2006), antara lain melalui :1. Pemberian Kultur Cair2. Pemberian zat aktif biofungisida nabati3. Pencampuran agen dalam proses pengomposanProduk yang telah dikomersialkan antara lain: Bio-FOB, Bio-TRIBA, Mitol 20 EC dan Organo-TRIBA. Namun produk ini masih terbatas pada jamur Trichoderma, Gliocladium, Aspergillus niger dan bakteri dari genus Bacillus, Burkholderia dan Pseudomonas kelompok fluorescens. Padahal masih banyak rhizobakteria lainnya yang belum dikembangkan secara optimal.

Keunggulan dan Kelemahan Penggunaan Rhizobakteria sebagai Biofungisida Jamur Fusarium sp.Penggunaan rhizobakteria sebagai alternatif biofungisida pengendali jamur Fusarium sp merupakan salah satu langkah baik untuk mensiasati penggunaan fungisida sintetik pada saat ini. Penggunaan rhizobakteria sebagai agen hayati biofungisida memiliki beberapa keunggulan, diantaranya : Keunggulan biofungisida nabati (rhizobakteria) dengan fungisida kimia sintetik adalah selain mampu mengendalikan jamur patogen di dalam tanah, ternyata juga dapat mendorong adanya fase revitalisasi tanaman. Revitalisasi ini terjadi karena adanya mekanisme interaksi antara tanaman dan agensia aktif rhizobakteria dalam memacu hormon pertumbuhan tanaman. Rhizobakteria dilaporkan mampu menstimulasi pertumbuhan tanaman dengan mensekresikan hormon pertumbuhan seperti IAA (auksin) dan sitokinin. Lebih ramah lingkungan, karena agen biofungisida yang digunakan merupakan jasad hidup yang berasal dari tanah. Saat diaplikasikan, agen biofungisida dikembalikan ke dalam habitatnya yaitu tanah, sehingga tidak menimbulkan dampak negatif pada lingkungan. Dengan demikian biaya lingkungan bisa dikatakan tidak ada, berbeda dengan fungisida kimiawi yang memberikan efek residu yang membahayakan lingkungan dan mahluk hidup lainnya. Dibandingkan dengan penggunaan fungisida kimia sintetik, aplikasi biofungisida menggunakan rhizobakteria dipandang jauh lebih murah dan menguntungkan terutama dalam upaya untuk pemeliharaan perkebunan. Bersifat non-patogen dan tidak membahayakan manusia dan lingkungan.Selain kelebihan di atas, aplikasi rhizobakteria sebagai biofungisida juga memiliki beberapa kekurangan yakni diperlukan adanya analisis resiko rhizobakteria yang digunakan sebelum dipasarkan sebagai agen biofungisida. Beberapa agen hayati berpeluang dapat menyebabkan kerusakan pada lingkungan (manusia, hewan, atau tanaman) atau mempunyai hubungan yang erat dengan patogen yang menyebabkan penyakit pada manusia, hewan, dan tanaman.Kajian khusus untuk mengelaborasi peluang tersebut perlu dilakukan untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan akibat penggunaan suatu agens hayati. Menurut Supriadi (2006), untuk memastikan keamanan suatu agen biofungisida perlu diketahui informasi fisik, kimia dan biologis agen, data toksisitas akut dan residu yang dihasilkan.

KesimpulanPembangunan pertanian berkelanjutan dan berwawasan lingkungan pada saat ini mutlak diperlukan sebagai upaya menghadapi tantangan permintaan pasar akan produk pertanian yang terbebas dari fungisida sintetik. Ancaman polutan fungisida sintetik yang merugikan lingkungan hidup, mau tidak mau memaksa umat manusia untuk memikirkan alternatif penggunaan fungisida nabati, yakni melalui pemanfaatan potensi rhizobakteria sebagai agen pengendali hayati jamur Fusarium sp penyebab penyakit layu patologis pada tanaman. Beberapa rhizobakteria mampu menghambat pertumbuhan jamur melalui sintesis senyawa antifungi dan aktivitas degradasi kitin sebagai komponen utama penyusun dinding sel jamur. Rhizobakteria yang digunakan bersifat non patogen pada manusia, sehingga produk pertanian akan aman untuk dikonsumsi. Selain itu rhizobakteria mampu berasosiasi positif terhadap pertumbuhan tanaman dengan menghasilkan hormon pertumbuhan. Jika agen pengendali biologis ini bisa dikembangkan lebih lanjut dalam pengendalian fitopatogen Fusarium sp. maka otomatis penggunaan fungisida sintetik akan berkurang.

Daftar PustakaAnisah, S. E. 2008. Uji Antagonisme Pseudomonas spp. Terhadap Jamur Fusarium sp. Asal Bawang Daun (Allium fistulosum L.) Secara In Vitro. Skripsi Sarjana Biologi pada Jurusan Pendidikan Biologi FPMIPA UPI Bandung: tidak diterbitkan.

Balai Penelitian Tanaman Hias. 2004. Mikroba Antagonis Sebagai Agen Hayati Pengendali Penyakit Tanaman. BPTH: Cianjur.

Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat. 2006. Teknologi Bio-FOB Ternyata Meningkatkan Produksi Panili Organik. BPTRO: Bogor.

Botelho, G.R. et al. 2006. Fluorescent Pseudomonads Associated With The Rhizosphere Of Crops - An Overview. Brazilian Journal of Microbiology.37,401-416.

Haas, D. and Devago, G. 2005. Biologycal Control Of Soil-Borne Pathogens by Fluorescens Pseudomonads. Nature Reviews Microbiology 1, 1-13.

Hasanudin. 2003. Peningkatan Peranan Mikroorganisme dalam Sistem Pengendalian Penyakit Tumbuhan Secara Terpadu. (Online). Tersedia : http://library.usu.ac.id/download/fp/fp-hasanuddin.pdf Diakses tanggal 14 Desember 2011.

Huang, C.J. et al. 2004. Identification of an Antifungal Chitinase from a Potential Biocontrol Bacillus cereus Agent 28-9. Journal of Biochemistry and Molecular Biology.38,(1), 82-88.

Istikorini, Y. 2002. Pengendalian Penyakit Tumbuhan secara Hayati yang Ekologis dan Berkelanjutan. (Online). Tersedia : http://tumoutou.net/702_05123/yunik_istikorini.htm. [Diakses tanggal 14 Desember 2011]

Purwantisari, Susiana. 2009. Biofungisida Ramah Lingkungan.[online]. Tersedia :http://www.wawasandigital.com/index.php?option=com_content&task=view&id=18020&Itemid=62. [Diakses tanggal 14 Desember 2011].

Reintjes, C., B. Haverckort dan A. water-Bayer. 1999. Pertanian Masa Depan. Pengantar untuk Pertanian Berkelanjutan dengan Input Luar Rendah. Terjemahan dari : An Introduction to Low-External Input and Sustainable Agriculture 1992 Oleh Y.Sukoco, S.S. Kanisius : Yogyakarta

Schaechter, M. 2004. The Desk Encyclopedia of Microbiology. California U.S.A : Elsevier Academic Press.

Supriadi. 2006. Analisis Risiko Agens Hayati Untuk Pengendalian Patogen pada Tanaman. Jurnal Litbang Pertanian.25,(3),75-80.Tamehiro, N. et al. 2002. Bacilysocin, a Novel Phospholipid Antibiotic Produced by Bacillus subtilis 168. Journal of Antimicrobial Agents And Chemotherapy.46,(2),315-320

Webster, J. and Weber, R. W. S. 2007. Introduction of Fungi.New York:Cambridge University Press.

Yunasfi. 2002. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Perkembangan Penyakit dan Penyakit yang disebabkan oleh Jamur. (online). Tersedia : http://library.usu.ac.id/download/fp/fp-yunasfi.pdf [Diakses tanggal 14 Desember 2011]

Yusriadi. 2004. Pengendalian Biologi (Biocontrol) Penyakit Tular tanah Kacang tanah dengan Pseudomonas (Ralstonia) fluorescens BSK8. Jurnal Kalimantan Scientiae, 64 (12) : 78-84. (Online). Tersedia : http://www.hptunlam.com/Makalahupaya-yusriadi.pdf [Diakses tanggal 14 Desember 2011]

9