EKSPLORASI JAMUR ENDOFIT PADA DAUN KACANG HIJAU (Phaseolus radiotus L.) DAN UJI ANTAGONIS TERHADAP JAMUR Fusarium oxysporum

Transkripsi

1 Jurnal HPT Volume 3 Nomor 3 Agustus 2015 ISSN: EKSPLORASI JAMUR ENDOFIT PADA DAUN KACANG HIJAU (Phaseolus radiotus L.) DAN UJI ANTAGONIS TERHADAP JAMUR Fusarium oxysporum Desi Herawati, Syamsuddin Djauhari, Abdul Cholil Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya Jl. Veteran, Malang 65145, Indonesia ABSTRACT Mung bean (Phaseolus radiotus L.) is an important plant for humans because it contains a lot of nutrients. The problem faced is the low production of mungbean. One cause of low production of green beans is disease which caused by fusarium wilt (Fusarium oxysporum). This study aims to determine the diversity of endophytic fungi in mungbean leaf and their antagonistic ability againts fungal pathogen F. oxysporum. The research method was exploration and experimentation. Endophytic fungi obtained from the leaves of green peas isolation resulted 16 isolates of fungi that include Alternaria sp., Curvularia sp 1, Curvularia sp. 2, Curvularia sp. 3, Curvularia sp. 4, Curvularia sp. 5, Drechslera sp. 1, Drechslera sp. 2, Nigrospora sp. 1, Nigrospora sp. 2, Nigrospora sp. 3, Aspergillus sp. Four isolates were unidentified among other endofit 1, endofit 2, endofit 3, and endofit 4. Those 16 endophytic fungi were tested (in-vitro) to suppress pathogenic fungi F. oxysporum. The highest suppresion was Nigrospora sp. 1 and Endofit 1 with 47.78% and 47.30% inhibiton respectively. While, the lowest percentage of inhibition found in Nigrospora sp. 3 with 21.11% inhibition. Keywords: Endophytic Fungus, Phaseolus radiotus, Fusarium oxysporum ABSTRAK Kacang hijau (P. radiotus) merupakan tanaman yang mempunyai peran penting bagi manusia karena mengandung banyak zat gizi. Masalah yang dihadapi adalah masih rendahnya produksi kacang hijau. Salah satu penyebab rendahnya produksi kacang hijau adalah penyakit pada tanaman kacang hijau seperti penyakit layu fusarium (Fusarium oxysporum). Penelitian bertujuan untuk mengetahui keanekaragaman jamur endofit yang terdapat pada daun tanaman kacang hijau dan mengetahui kemampuan antagonis dari jamur endofit daun tanaman kacang hijau terhadap jamur patogen F. oxysporum. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksplorasi dan eksperimen. Jamur endofit yang diperoleh dari hasil isolasi daun kacang hijau sebanyak 16 isolat jamur dengan 12 isolat teridentifikasi antara lain Alternaria sp., Curvularia sp 1, Curvularia sp. 2, Curvularia sp. 3, Curvularia sp. 4, Curvularia sp. 5, Drechslera sp. 1, Drechslera sp. 2, Nigrospora sp. 1, Nigrospora sp. 2, Nigrospora sp. 3, Aspergillus sp. Serta 4 isolat yang tidak teridentifikasi antara lain endofit 1, endofit 2, endofit 3, dan endofit 4. Dari 16 jamur endofit yang diuji secara in-vitro mampu menekan pertumbuhan jamur patogen F. oxysporum. Persentase hambatan terbesar terdapat pada isolat Nigrospora sp. 1 dengan hambatan sebesar 47,78% dan Endofit 1 dengan persentase hambatan sebesar 47,30%. Sedangkan persentase hambatan terendah terdapat pada isolat Nigrospora sp. 3 dengan persentase hambatan sebesar 21,11%. Kata kunci : Jamur Endofit, Kacang Hijau, Fusarium oxysporum 96

2 Jurnal HPT Volume 3 Nomor 3 Agustus 2015 PENDAHULUAN Kacang hijau (Phaseolus radiotus L.) merupakan tanaman kacang-kacangan yang banyak dibudidayakan di Indonesia, menempati peringkat ketiga setelah kedelai dan kacang tanah (Manurung, 2002). Tanaman ini mengandung zat-zat gizi, antara lain: amylum, protein, besi, belerang, kalsium, minyak lemak, mangan, magnesium, niasin, vitamin (B1, A, dan E) yang mempunyai peranan penting bagi manusia (Achyad dan Rasyidah, 2014). Sedangkan luas panen kacang hijau di Indonesia pada tahun 2001 mencapai ha, dengan produksi ton atau produktivitas ± 0.89 t/ha (Manurung, 2002). Potensi permintaan terhadap kacang hijau masih rendah, tapi volumenya terus bertambah dari tahun ke tahun. Apabila rata-rata permintaan kacang hijau sekitar 2,5 kg/kapita/tahun, maka kebutuhan nasional diperkirakan mencapai ton/tahun, sehingga masih terdapat peluang penambahan permintaan (Sumarno, 1992). Selanjutnya apabila jumlah permintaan kacang hijau ton/tahun, maka Indonesia akan mengimpor kacang hijau sebesar ton/tahun (Manurung, 2002). Masalah yang dihadapi dalam pengembangan kacang hijau adalah masih rendahnya produksi yang dicapai petani. Rendahnya hasil disebabkan oleh teknik budidaya kacang hijau yang kurang baik (tanpa pemupukan dan penyiangan), persediaan air tidak mencukupi kebutuhan kacang hijau, adanya serangan hama dan penyakit pada tanaman kacang hijau (Rukmana, 1997). Penyakit pada tanaman dapat disebabkan oleh cendawan, bakteri, organisme mirip mikoplasma, dan virus (Gunawan, 2003 dalam Samoosir, 2007). Salah satu penyakit yang disebabkan oleh cendawan adalah penyakit layu Fusarium yang disebabkan oleh cendawan Fusarium oxysporum. Adanya serangan cendawan ini menjadikan salah satu faktor yang menyebabkan terjadinya penurunan produksi kacang hijau. Penyebaran cendawan Fusarium sangat cepat dan dapat menyebar ke tanaman lain dengan cara menginfeksi akar tanaman dengan menggunakan tabung kecambah atau miselium. Akar tanaman dapat terinfeksi langsung melalui jaringan akar, atau melalui akar lateral dan melalui luka-luka, yang kemudian menetap dan berkembang di berkas pembuluh. Setelah memasuki akar tanaman, miselium akan berkembang hingga mencapai jaringan korteks akar. Pada saat miselium cendawan mencapai xylem, maka miselium ini akan berkembang hingga menginfeksi pembuluh xylem. Miselium yang telah menginfeksi pembuluh xylem, akan terbawa ke bagian lain tanaman sehingga mengganggu peredaran nutrisi dan air pada tanaman yang menyebabkan tanaman menjadi layu (Semangun, 2005). Ada banyak patogen penyakit yang berasal dari golongan jamur, namun tidak semua dan tidak selalu bersifat sebagai penyakit. Jamur endofit adalah jamur yang terdapat di dalam sistem jaringan tanaman seperti di daun, akar, bunga dan ranting tanaman. Jamur ini menginfeksi tumbuhan sehat pada jaringan tertentu dan dapat menghasilkan mitotoksin, enzim serta antibiotika (Carol, 1988 dan Clay, 1988 dalam Worang, 2003). Mikroorganisme endofit memiliki peranan yang penting dalam jaringan tanaman inang dengan memperlihatkan interaksi mutualistik, yaitu interaksi positif dengan inangnya dan interaksi negatif terhadap hama dan penyakit tanaman (Azevedo dkk., 2000). Berdasarkan pertimbangan tersebut jamur endofit berpotensi untuk dikembangkan baik dibidang medis, industri, maupun dibidang pertanian. Dibidang pertanian jamur endofit digunakan sebagai salah satu agen pengendali hayati yang 97

3 Herawati et al., Eksplorasi Jamur Endofit Pada Daun memiliki kelebihan yaitu ramah lingkungan. Saat ini studi mengenai jamur endofit sebagai salah satu agens pengendali hayati masih kurang, terutama jamur endofit yang berperan sebagai agen antagonis yang berasal dari jaringan tanaman inangnya sendiri untuk menekan penyakit yang disebabkan oleh patogen. Adapun tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui keanekaragaman hayati jamur endofit yang terdapat pada tanaman kacang hijau, serta potensi dan kegunaannya dalam menekan pertumbuhan jamur patogen penyakit khususnya patogen F. oxysporum penyebab layu pada kacang hijau. BAHAN DAN METODE Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah cawan petri diameter 9 cm, gunting, pisau, pinset, meja shaker, penggaris, jarum ose, tissue steril, bunsen, plastik wrapping, plastik, alumunium foil, cork borer, hand sprayer, autoclave, laminar air flow cabinet, object glass, cover glass, tabung Erlenmeyer, mikroskop, timbangan, gelas ukur, kapas, botol kaca, kamera digital dan buku identifikasi jamur. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah daun kacang hijau, jamur Cercospora canescens, Alkohol 70%, NaOCl 5%, media Potato Dextrose Agar (PDA), spirtus, dan aquades steril. Penggunaan media Potato Dextrose Agar (PDA) dikarenakan media PDA bersifat selektif terhadap jamur, karbohidrat dan senyawa yang diambil dari kentang mendukung pertumbuhan jamur. Media buatan yang digunakan dalam isolasi jamur adalah Potato Dextrose Agar (PDA). Adapun bahan yang diperlukan dalam pembuatan PDA yaitu kentang (200 gr), dextrosa (gula) (20 gr), agar (20 gr), chloramphenicol (2 butir kapsul), dan aquades steril (1 liter). Kentang dan dextrosa merupakan sumber nutrisi utama untuk jamur, agar merupakan pemadat dari media dan chlorampenicol berfungsi untuk mencegah kontaminasi dari bakteri (antibakteri). Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah eksplorasi dan eksperimen dengan tahapan sebagai berikut: 1. Eksplorasi jamur endofit dari daun kacang hijau yang diambil dari lahan tanaman kacang hijau di BALITKABI. Hal ini dilakukan dengan pertimbangan bahwa di daerah tersebut merupakan sentra tanaman kacang hijau. 2. Menguji daya antagonis isolat jamur endofit yang diperoleh terhadap jamur F. oxysporum (penyebab layu Fusarium pada kacang hijau) pada media PDA. Dengan setiap perlakuan diulang tiga kali. Analisis Data Metode analisis yang digunakan pada perlakuan secara in vitro adalah analisis ragam (Anova) dan apabila terdapat perbedaan antar perlakuan, akan dilanjutkan dengan menggunakan uji Duncan. HASIL DAN PEMBAHASAN Isolasi dan Identifikasi Patogen F. oxysporum Biakan murni jamur F. oxysporum didapatkan dari hasil isolasi batang tanaman kacang hijau yang terserang layu Fusarium. Pengamatan morfologi jamur F. oxysporum dilakukan berdasarkan kenampakan makroskopis dan mikroskopis. Dapat diuraikan sebagai berikut : 98

4 Jurnal HPT Volume 3 Nomor 3 Agustus 2015 A Gambar 1. Biakan murni F. oxysporum (A) balik koloni, (B) permukaan koloni pada media PDA B Pengamatan pada makroskopis menunjukkan warna koloni waktu muda hingga tua berwarna putih. Warna balik koloni jamur yaitu berwarna putih. Tipe persebarannya membentuk bulat, sebaran memusat, tidak ada garis konsentris. Tekstur permukaan koloni agak halus, dengan kerapatan sedang, dan ketebalan koloni tipis. Ukuran diameter saat berumur 7 hari sebesar 9 cm. Menurut Sutton dkk (1998), morfologi makroskopis jamur ini dapat bervariasi secara signifikan pada media yang berbeda, dan deskripsi ini didasarkan pada pertumbuhan pada media PDA pada suhu 25 0 C dalam 12 jam. Pertumbuhan jamur yang cepat dengan koloni yang berwarna putih. Berdasarkan ciri mikroskopis F. oxysporum memiliki makrokonidia berbentuk seperti bulan sabit dengan bagian ujung berbentuk runcing. Makrokonidia memiliki sekat 4-6 dengan warna makrokonidia hialin. Selain itu hifa juga berwarna hialin dan bersekat. Ukuran panjang makrokonidia sebesar 36,06 µm dan lebarnya sebesar 6.86 µm. Seperti yang dikatakan Sutton dkk (1998), jamur F. oxysporum memiliki hifa bersekat dan hialin. Konidiofor pendek dan sederhana (biasanya tidak bercabang). Makrokonidia biasanya diproduksi berlimpah, sedikit berbentuk sabit, dan berdinding tipis. Makrokonidia memiliki 3 sampai 6 sekat berukuran x 3-4,5 µm. Mikrokonidia berlimpah, sebagian besar tidak bersekat, berbentuk elips, sedikit melengkung atau lurus, 5-12 x 2,3-3,5 µm. Berdasarkan kriteria secara mikroskopis yang ada dapat dikatakan jamur ini merupakan jamur F. oxysporum. A B B Gambar 2. F. oxysporum secara mikroskopis (A) Makrokonidia, (B) Hifa 99

5 Herawati et al., Eksplorasi Jamur Endofit Pada Daun Isolasi dan Identifikasi Jamur Endofit pada Daun Kacang hijau Dari hasil isolasi, pemurnian, dan proses identifikasi jamur endofit yang diambil dari daun tanaman kacang hijau yang sehat terdapat 16 jamur endofit. Hasil isolasi dan identifikasi jamur endofit pada daun tanaman kacang hijau secara keseluruhan diperoleh 12 isolat teridentifikasi dan 4 isolat yang tidak teridentifikasi. Jamur endofit yang tidak teridentifikasi diberi nama endofit 1 sampai dengan endofit 4. Dari 16 jamur yang telah di identifikasi ini nantinya akan digunakan sebagai isolat untuk melakukan uji antagonis. Daftar jamur endofit yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1. Jamur endofit yang diperoleh dari daun tanaman kacang hijau. Kode Jenis Jamur Endofit E1 Alternaria sp E2 Curvularia sp 1 E3 Curvularia sp 2 E4 Drechslera sp 1 E5 Nigrospora sp 1 E6 Endofit 1 E7 Curvularia sp 3 E8 Nigrospora sp 2 E9 Curvularia sp 4 E10 Drechslera sp 2 E11 Endofit 2 E12 Endofit 3 E13 Nigrospora sp 3 E14 Endofit 4 E15 Curvularia sp 5 E16 Aspergillus sp Uji Antagonis Isolat Jamur Endofit dengan Patogen F. oxysporum Berdasarkan hasil analisis ragam persentase hambatan jamur endofit terhadap F. oxysporum secara in-vitro pada 6 hsp menunjukkan bahwa perlakuan isolat memberikan pengaruh yang nyata. Rata-rata persentase penghambatan jamur endofit terhadap pertumbuhan jamur F. oxysporum dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Rata-rata penghambatan jamur endofit terhadap pertumbuhan patogen F. oxysporum secara in-vitro pada 6 hsp Perlakuan Rerata Persentase Hambatan (%)* Kontrol 0,00a Nigrospora sp b Endofit bc Aspergillus sp 31.11bcd Curvularia sp cde Endofit cde Curvularia sp cde Alternaria sp 38.89cde Endofit cde Nigrospora sp cde Drechslera sp cde Curvularia sp cde Drechslera sp cde Curvularia sp cde Curvularia sp de Endofit e Nigrospora sp e * Angka disertai huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak terdapat beda nyata antar perlakuan. Berdasarkan dari Tabel 2, dapat dilihat dari persentase hambatan 16 jamur endofit dalam menghambat pertumbuhan jamur F. oxysporum maka dapat dinyatakan bahwa jamur endofit dapat menekan pertumbuhan jamur F. oxysporum secara signfikan. Namun daya hambat masing-masing jamur endofit beragam dalam menghambat pertumbuhan jamur F. oxysporum hal tersebut disebabkan adanya perbedaan kecepatan pertumbuhan jamur endofit yang satu dengan yang lainnya. Menurut Purwitasari dan Hastuti (2009), jamur yang tumbuh cepat mampu mengungguli dalam penguasaan ruang dan pada akhirnya dapat menekan pertumbuhan jamur lawannya. Rata-rata penghambatan 16 jamur endofit terhadap jamur F. oxysporum lebih kecil dari 50%. Penghambatan terhadap 100

6 Jurnal HPT Volume 3 Nomor 3 Agustus 2015 jamur F. oxysporum terbesar terjadi pada perlakuan Nigrospora sp 1 dibandingkan dengan perlakuan lainnya yaitu sebesar 47,78%. Tetapi tidak berbeda nyata dengan perlakuan Curvularia sp 4, Endofi 2, Curvularia sp 3, Alternaria sp, Endofit 4, Nigrospora sp 2, Drechslera sp 2, Curvularia sp 1, Drechslera sp 2, Curvularia sp 5, Curvularia sp 2 dan Endofit 1. Dan persentase hambatan terendah terjadi pada perlakuan Nigrospora sp 3 dengan nilai persentase sebesar 21,11%. Diagram batang dari ratarata persentase hambatan jamur endofit terhadap jamur F. oxysporum dapat dilihat pada Gambar Gambar 3. Histogram rerata persentase hambatan jamur jamur endofit terhadap F. oxysporum pada 6 hsp. Berdasarkan diagram batang yang disajikan pada gambar 35 diatas, nilai persentase hambatan yang terjadi berkisar antara 20-50%. Semua jamur endofit mampu menekan pertumbuhan jamur F. oxysporum namun yang tertinggi persentase penghambatannya adalah jamur Nigrospora sp 1. Maria et al. (2001), menyebutkan bahwa jamur endofit dari genus Aspergillus, Fusarium, Nigrospora, Penicillium dan Alternaria berperan sebagai penghasil antimikroba. Sehingga dapat menghambat pertumbuhan jamur patogen F. oxysporum. Sedangkan jamur Nigrospora sp 3 tidak memberikan penghambatan yang berarti untuk jamur patogen F. oxysporum. Hal ini disebabkan oleh pertumbuhan jamur Nigrospora sp 3 lebih lambat dibanding pertumbuhan F. oxysporum pada media PDA. Menurut Shehata et al., (2008) menyatakan bahwa salah satu sifat mikroba antagonis adalah pertumbuhannya lebih cepat dibanding dengan patogen dan menghasilkan senyawa antibiotik yang dapat menghambat pertumbuhan patogen. Adanya perbedaan kemampuan menghambat diantara jamur endofit diduga karena jumlah antibiotik yang dihasilkan oleh masing-masing jamur endofit berbeda. Beberapa jenis jamur endofit memiliki perbedaan dalam menghambat jamur patogen F. oxysporum. Hal ini dapat dikarenakan antibiotik yang diproduksi jamur endofit kurang efektif terhadap patogen dan juga terdapat faktor lain yang mempengaruhinya. Hal ini sesuai dengan pendapat Kasutjianingati (2004) yang menyatakan bahwa faktor yang mempengaruhi ketidakefektifan agens hayati dalam menghambat pertumbuhan patogen yaitu antibiotik yang diproduksi jamur endofit kurang efektif terhadap patogen diantaranya 101

7 Herawati et al., Eksplorasi Jamur Endofit Pada Daun konsentrasi antibiotiknya rendah dan terurai oleh mikroorganisme lain. Pengujian antagonis dilakukan terhadap 16 isolat jamur endofit yang telah ditemukan dengan patogen F. oxysporum pada media PDA. Pengamatan daya hambat dilakukan mulai dari hari pertama setelah perlakuan (hsp) sampai dengan 7 hsp, yaitu dengan menghitung persentase hambatan yang terjadi. Hasil rata-rata persentase hambatan jamur endofit terhadap patogen F. oxysporum selama 7 hari pengamatan. KESIMPULAN 1. Terdapat 16 isolat jamur endofit yang berhasil diisolasi dari daun tanaman kacang hijau pada media PDA, yang terdiri dari 12 isolat teridentifikasi Alternaria sp, Curvularia sp 1, Curvularia sp 2, Curvularia sp 3, Curvularia sp 4, Curvularia sp 5, Drechslera sp 1, Drechslera sp 2, Nigrospora sp 1, Nigrospora sp 2, Nigrospora sp 3, dan Aspergillus sp, serta 4 isolat belum teridentifikasi yaitu Endofit 1, Endofit 2, Endofit 3, dan Endofit Dari 16 jamur endofit yang diujikan secara in-vitro mampu menekan pertumbuhan jamur patogen F. oxysporum. Persentase hambatan terbesar terdapat pada isolat Nigrospora sp 1 dengan hambatan sebesar 47,78% dan Endofit 1 dengan persentase hambatan sebesar 47,30%. Sedangkan persentase hambatan terendah terdapat pada isolat Nigrospora sp 3 dengan persentase hambatan sebesar 21,11%. DAFTAR PUSTAKA Achyad, D.E. dan R. Rasyidah acang hijau_phaseolusradiatus.htm. diunduh 3 Maret Azevedo, J.L., Maccheroni, WJr., Pereira, JO dan de Araujo, WL Plant Biotechnology Enviromental Biotechnology, Endophytic Microorganism: a Review on Insect Control and RecentAdvences on Tropical Plants. Electronic Journal of Biotechnology, Universidad Catolica de Valparaiso, Chile, ISSN: Vol. 3 No. 1. Carrol, G.C Fungal Endophytes in Stems and Leaves. From Latent Pathogens to Mutualistic Symbiont. Journal of Ecology. Vol. 69 No. 1:2-9. Clay, K Fungal Endophytes of Grasscs: A Defensive Mutualism Between Plant and Jamur. Ecology. Vol. 69 No. 1: Kasutjianingati Pembiakan Mikroorganisme Genotipe Pisang (Musa spp.) dan Potensi Bakteri Endofit Terhadap Layu Fusarium (Fusarium oxysporum f.sp. cubense). Tesis. Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor, Bogor. Manurung, R.H.M Tantangan dan peluang pengembangan kacangkacangan dan umbi-umbian. Dalam M. Yusuf, J.S. Soejitno, dan Sudaryono (Ed.). teknologi Inovatif Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Bogor. Maria, G.L., Sridhar K.R dan Raviraja NS Antimicrobial and enzyme activity of mangrove endophytic fungi of South West Coast of India. Jurnal of Agricultural Technologyl 15 (1) : Purwantisari, S., dan Hastuti, R. B., Uji Antagonisme Jamur Patogen Phythopthora infestans Penyebab 102

8 Jurnal HPT Volume 3 Nomor 3 Agustus 2015 Penyakit Busuk Daun dan Umbi Tanaman Kentang dengan Menggunakan Trichoderma spp. Rukmana, R. (1997). Kacang Hijau dan Budi Daya Pasca Panen. Yogyakarta: Kanisius. Samoosir, Jenti Inventarisasi Penyebab Penyakit Pada Tanaman Stroberi (Vragaria vesca L.) di Kecamatan Bertasgi. Skripsi. Fakultas Pertanian. Universitas Sumatra Utara. Medan Semangun H Penyakit-Penyakit Tanaman Hortikultura di Indonesia. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Shehata; Fawzy S & Borollosy AM Induction of Resistance Against Zuccini Yellow Mosaic Potyvirus and Growth Enhancement of Squash Plants Using Some Plant Growth Promoting Rhizobacteria. Australian Isolat Lokal. Akses 30 Agustus 2010 Journal of Basic and Applied Scienes 2: Sumarno Arti dan kegunaan kacang hijau. Dalam T. Adisarwoto, Sunardi, A. Winarto, dan Sugiyono (Ed.). Kacang Hijau. Monograf No.9. Balai Penelitian Tanaman Pangan Malang. Sutton, D. A., A. W. Fothergill, and M. G. Rinaldi (ed.) Guide to Clinically Significant Fungi, 1st ed. Williams & Wilkins, Baltimore. Worang, R. L Fungi Endofit Sebagai Penghasil Antibiotika. Pengantar Falsafah Sains (PPS702) Program Pascasarjana / S3. Institut Pertanian Bogor. (Online, ipb/07134/rantje_worang.htm. diunduh 22 Februari 2014) 103