Seleksi dan Identifikasi Endofit Pemacu Pertumbuhan dari Lima Varietas Tebu di PT Gunung Madu Plantations Lampung
Screening and Identification of Plant Growth Promotion Endophyte from Five Sugarcane Varieties in PT Gunung Madu Plantations Lampung
Abstrak
Endofit adalah bakteri atau cendawan yang secara alami berasosiasi dan mengolonisasi jaringan internal tumbuhan tanpa menimbulkan dampak negatif pada inangnya. Sejumlah endofit bermanfaat bagi tanaman karena berperan sebagai pemacu pertumbuhan ataupun sebagai pengendali hayati. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menyeleksi dan mengidentifikasi endofit yang berpotensi sebagai pemacu pertumbuhan dari lima varietas tebu PT Gunung Madu Plantations Lampung. Sebanyak 82 isolat yang telah lolos dalam uji reaksi hipersensitif dan hemolisis diskrining dalam dua tahap. Tahap pertama dilakukan di laboratorium dengan menginokulasikan endofit pada benih padi dan mengevaluasi kecambahnya setelah umur tujuh hari. Isolat yang lolos pada tahap pertama dilanjutkan ke tahap kedua dengan menginokulasikannya pada bibit tebu dalam skala semi lapangan. Pertumbuhannnya tanaman tebu dievaluasi hingga 6 minggu setelah tanam. Sebanyak 9 isolat bakteri dan 9 isolat cendawan terindikasi sebagai pemacu pertumbuhan pada tahap pertama, tetapi hanya dua isolat bakteri dan satu isolat cendawan yang konsisten pada pengujian tahap kedua. Identifikasi molekuler ketiga isolat tersebut dan pencocokan sekuens pada BLAST menunjukkan bahwa isolat N12 yang terisolasi dari akar GMP3 mirip dengan Bacillus safensis 100%, L16 yang terisolasi dari daun GMP3 mirip dengan Domibacillus robiginosus 99%, dan C78 yang terisolasi dari batang PS48 mirip dengan Cladosporium cladosporioides 99%. Ketiga isolat tersebut mampu menghasilkan auksin, sitokinin, and giberelin dengan kecenderungan B. safensis lebih tinggi dibanding dua lainnya.
Unduh
Referensi
Balint, M., P. Tiffin, B. Hallstrom, R.B. O’Hara, M.S. Olson, J.D. Fankhauser, M. Piepenbring and I. Schmitt. 2013. Host genotype shapes the foliar fungal microbiome of balsam poplar (Populus balsamifera). Plos one, 8:1-9.
Bensch, K., J.Z. Groenewald, J. Dijksterhuis, M. Starink-Willemse, B. Andersen, B.A. Summerell, H.D. Shin, F.M. Dugan, H.J. Schroers, U. Braun and P.W. Crous. 2010. Species and ecological diversity within the Cladosporium cladosporioides complex (Davidiellaceae, Capnodiales). Studies in Mycology, 67:1-94. Doi:10.3114/sim.2010.67.01.
Bertalan, M., R. Albano, V. de Pádua, L: Rouws, C. Rojas, A. Hemerly, K. Teixeira, S. Schwab, J. Araujo and Oliveira. 2009. Complete genome sequence of the sugarcane nitrogen-fixing endophyte Gluconacetobacter diazotrophicus Pal5. BMC Genomics, 10:1-17.
Favaro, L.C.L., F.L.S. Sebastianes and W.L. Araujo. 2012. Epicoccum nigrum P16, a sugarcane endophyte, produces antifungal compounds and induces root growth. Plos One, 7:1-10.
Gomez, K.A. and A.A. Gomez. 1984. Statistical procedures for agricultural research (2nd Ed.). John wiley and sons, New York. 680 pp.
[GMP] PT Gunung Madu Plantations. 2011. Tim peneliti GMP: Usulan pelepasan varietas tebu unggul harapan RGM99-515 dan RGM99-599 spesifik lokasi lahan kering ultisol beriklim tropis basah. PT Gunung Madu Plantations, Lampung. 17 pp.
[GMP] PT Gunung Madu Plantations. 2012. Buku pedoman teknis budidaya tebu di GMP tahun 2012/2013. PT Gunung Madu Plantations, Lampung. 43 pp.
Hallmann, J., A. Quadt-Hallmann, W.F. Mahaffee and J.W. Kloepper. 1997. Bacterial endophytes in agricultural crops. Can. J. Microbial, 43:895-914.
Hamayun, M., S.A. Khan, A.L. Khan, G. Rehman, Y.H. Kim, I. Iqbal, J. Hussain, E.Y. Sohn and I.J. Lee. 2010. Gibberellin production and plant growth promotion from pure cultures of Cladosporium sp. MH-6 isolated from cucumber (Cucumis sativus L.). Mycologia, 102:989-95. Doi: 10.3852/09-261.
Hidayati, U. 2014. Potensi bakteri endofit asal tanaman karet sebagai pemacu pertumbuhan bibit batang bawah tanaman karet (Hevea brasiliensis müll. Arg.) [Disertasi]. IPB. Bogor.
Hudson, A.O., N.H. Ahmad, R. van Buren and M.A. Savka. 2010. Sugarcane and grapevine endophytic bacteria: Isolation, detection of quorum sensing signals and identification by 16S v3 rDNA sequence analysis In A. Mendez-Vilas (Eds.). Current Research, Technology and Education Topic in Applied Microbiology and Microbial Biotechnology. Formatex: 801-806.
[ICBB] Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnology. 2016. Laporan hasil uji analisa No: ICBB.LHP.XII.2016.0996–0999. Bogor.
Lateef, A., I.A. Adelere and E.B.G. Kana. 2015. The biology and potential biotechnological applications of Bacillus safensis. Biologia, 70:411-419. Doi: 10.1515/biolog-2015-0062.
Loiret, F.G., E. Ortega, D. Kleiner, P. Ortega-Rodes, R. Rodes and Z. Dong. 2004. A putative new endophytic nitrogen-fixing bacterium Pantoea sp. from sugarcane. J. Appl. Microb., 97: 504-511.
Mandic-Mulec, I., P. Stefanic and J.D. van Elsas. 2015. Ecology of Bacillaceae. Microbiol Spectrum 3:TBS-0017-2013. Doi: 10.1128/microbiolspec.TBS-0017-2013.
Matsuoka, S., and R. Stolf. 2012. Sugarcane tillering and ratooning: key factor for profitable cropping. In J.F. Goncalves and K.D. Correia (Eds.). Sugarcane: Production, Cultivation and Uses. Nova Sci. Publ. p. 137-157.
Mendes, R., A.A. Pizzirani-Kleiner, W.L. Araujo and J.M. Raaijmakers. 2007. Diversity of cultivated endophytic bacteria from sugarcane: Genetic and biochemical characterization of Burkholderia cepacia complex isolates. Appl. Environ. Microb., 73:7259-7267.
Ming, R., P.H. Moore, K.K. Wu, A. D'Hont, J.C. Glaszmann and T.L. Tew. 2006. Sugarcane improvement through breeding and biotechnology. Plant Breeding Reviews, 27:15-118.
Njoloma, J.P., M. Oota, K. Taroura, Y. Saeki, and S. Akao. 2006. Colonization ability of Herbaspirillum spp. B501gfp1 in sugarcane, a non-host plant in the presence of indigenous diazotrophic endophytes. Afr. J. Biotech., 5:836-841.
Paul, N.C., and S.H. Yu. 2008. Species of endophytic Cladosporium in pine trees in Korea. Mycobiology, 36:211-216.
Seiler, H., M. Wenning, and S. Scherer. 2013. Domibacillus robiginosus gen. nov., sp. nov., isolated from a pharmaceutical clean room. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 63:2054-61. Doi: 10.1099/ij s.0.044396-0.
Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB University