ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicuml.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN

Transkripsi

1 ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicuml.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN SKRIPSI HENDIKA ZUPLIKER DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

2 ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicuml.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains HENDIKA ZUPLIKER DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

3 PERSETUJUAN Judul : ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicum L.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN. Kategori : SKRIPSI Nama : HENDIKA ZUPLIKER Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI Departemen Fakultas : BIOLOGI : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Februari 2015 Komisi Pembimbing Pembimbing II Pembimbing I Dra. Nunuk Priyani, M.Sc Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc NIP NIP Diketahui/Disetujui oleh Departemen Biologi FMIPA USU Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc. NIP

4 PERNYATAAN ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicuml.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Februari 2015 HENDIKA ZUPLIKER

5 PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena atas kasih dan anugerahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicuml.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN dalam waktu yang ditetapkan dan merupakan syarat untuk melengkapi tugas serta meraih gelar Sarjana Sains di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Erman Munir, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing I dan Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing II, yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan dan ilmu yang bermanfaat dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc sebagai Dosen Penguji I dan Ibu Dra. Isnaini Nurwahyuni, M.Sc sebagai Dosen Penguji II yang telah memberikan masukan dan saran dalam kesempurnaan penyelesaian skripsi ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Bapak Drs. Kiki Nurtjahja, M.Sc selaku Dosen Pembimbing Akademik, Ibu Dr. Nursahara Pasaribu, M.Sc selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA USU, Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc selaku kepala Laboratorium Mikrobiologi dan seluruh Staf Pengajar Departemen Biologi FMIPA USU atas ilmu dan ajarannya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu Mizarwati S.Si selaku Ketua Panitia Seminar Departemen Biologi FMIPA USU, Ibu Nurhasni Muluk, Bang Erwin dan Ibu Rosalina Ginting selaku staf pegawai Departemen Biologi FMIPA USU. Ucapan terima kasih dan rasa bangga juga penulis ucapkan kepada kedua orang tua tercinta, Bapak Marsenius Sinaga dan Ibu Rostiana Br. Napitu atas segala pengorbanan, doa dan dukungan, baik moril maupun materil, sehingga penulis dapat menyelesaikan perkuliahan ini. Dan kepada saudara yang penulis sayangi dan cintai, Bang Erwin sekeluarga, Bang Memby, Bang Frido sekeluarga, Kak Friska sekeluarga, Kak Christin dan adik Saverius, penulis ucapkan banyak terima kasih atas perhatian dan semangat yang diberikan kepada penulis selama perkuliahan ini. Serta kepada semua keluarga besar Sinaga dan Napitu, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas dukungan dan motivasi yang telah diberikan. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Bapak dan Ibu kos Gang Maju No. 20 dan 22, Bapak Sitepu dan Ibu Ginting serta teman-teman kos terkasih, Kak Margareth Ameta, S.E, AK, dr. Herman Sitohang, Kak Syalom Munthe, SH, Bang Egitarius Ginting, S.Si, Bang Septian Zega, S.Si, Bang Riky Stepanus Situmorang, ST, Bang Yanri Tampubolon, ST, Hesron Ginting, S.Kep, Glancius Harefa, Hendriawan Putra Tarigan, Albert, Ray, Juniman, Baptis, Aven, Edgard, Willy, Aman dan Roma yang telah memberikan keceriaan dan kesan termanis selama bersama-sama tinggal di rumah kos Gang Maju No. 20 dan 22. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada sahabat-sahabat seperjuangan B10REVOLUT10N, Lintar, Tonisman, Samuel, Edward, Trisi, Norton, Adam, Doni, Richard, Herclus, Posma, Aprianto, Julpiter, Inggin, Sandi,

6 Zais, Santa, Juwita, Riris, Sunarti, Netty, Yantika, Chrestina, Anita, Tien, Putri, Vero, Rommi, Tiur, Lisbet, Sri Asianna, Nova, Elfrida, Arance, Yuli, Mei, Ledi, Nialusi, Maria, Dila, Reni, Nurhayati, Vahnoni, Farah, Nurul, Mailani, Nisa, Kiki, Intan, Karina, Nabila, Tari, Delis, Septiana, Yusniarti, Devi Kurnia, Devi Permata, Icha, Eka, Juli, Dewi, Sania, Siti, Fitri, dan Aulia, adik asuhku Ricki, adik-adik angkatan 2011 (Jordani, Djawak, Famela, Grace, Rani, Siska, Nelly, dll) dan adik-adik angkatan 2012 (Samuel, Andrew, Villa, Naomi, Ilham, Freddy, dll). Kepada Bang Imam, Bang Sepwin, Kak Icha, Kak Eryna dan Kak Rulya yang telah memberikan masukan dan bantuan selama penelitian. Kepada rekan-rekan asisten Laboratorium Mikrobiologi, Steven, Frico, Chandra, Virza, Poppy agar tetap semangat dan terus berkarya. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada PKBKB (Persekutuan Keluarga Besar Kristen Biologi) yang telah menjadi wadah untuk membagun kerohanian penulis dan sebagai tempat untuk bertukar pikiran dan pengalaman dengan senior dan junior. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kempurnaan laporan hasil penelitian ini. Atas partisipasi dan dukungan penulis ucapkan terimakasih. Medan, Februari 2015 Penulis

7 ISOLASI BAKTERI ENDOFIT DARI AKAR TANAMAN TOMAT (Solanum lycopersicuml.) DAN UJI KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI INSEKTISIDA BERBAHAN AKTIF KARBOFURAN ABSTRAK Penelitian tentang isolasi bakteri endofit dari akar tanaman tomat (Solanum lycopersicum L.) dan uji kemampuannya dalam mendegradasi karbofuran telah dilakukan.sebanyak 8 isolat bakteri endofit telah diisolasi dari akar tanaman tomat pada media Nutrient Agar (NA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua isolat mampu menggunakan karbofuran sebagai sumber karbon pada media Bushnell-Hass Broth (BHB) yang mengandung 2% karbofuran. Dua isolat (HS06 dan HS08) dipilih untuk dilakukan uji lebih lanjut untuk mengetahui kemampuannya dalam mendegradasi karbofuran menggunakan High- Performance Liquid Chromatography (HPLC). Hasil pengujian menunjukkan bahwa kedua isolat memiliki kemampuan yang sangat tinggi dalam mendegradasi karbofuran. Isolat HS06 mampu menurunkan konsentrasi karbofuran sampai 99,87% dan isolat HS08 sampai 99,15% selama 21 hari masa pengkulturan (konsentrasi awal karbofuran 175,333 ppm). Hasil penelitian ini mengindikasikan bahwa kehadiran bakteri endofit memiliki peranan penting dalam mendegradasi pestisida dalam jaringan tanaman. Kata kunci: Bakteri endofit, Tanaman tomat, Degradasi, Karbofuran

8 ISOLATION OF ENDOPHYTIC BACTERIA FROM TOMATO ROOT (Solanum lycopersicum L.) AND THEIR ABILITY IN DEGRADING CARBOFURAN-BASED INSECTICIDE ABSTRACT The study on isolation endophytic bacteria from tomato root (Solanum lycopersicum L.) and test of their ability in degrading carbofuran has been conducted. Eight bacterial isolates were obtained using Nutrient Agar (NA) medium. The result showed that all isolates were able to use carbofuran as the sole carbon source in Bushnell-Hass Broth (BHB) medium containing 2% carbofuran. Two isolates (HS06 and HS08) were selected for further test to determine their ability to degrade carbofuran using High-Performance Liquid Chromatography (HPLC). The result of the test showed that both of the isolates were able almost completely to degrade carbofuran. Isolate HS06 was able to decrease the concentration of carbofuran up to 99.87% and isolate HS08 was able to reduce carbofuran concentration up to 99.15% (original concentration of carbofuran is ppm).this result indicates that the presence of endophytic bacteria plays an important role in degrading pesticide in plant tissue. Keywords: Endophytic Bacteria, Solanum lycopersicum, Degradation, Carbofuran

9 DAFTAR ISI PERSETUJUAN PERNYATAAN PENGHARGAAN ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN Halaman i ii iii v vi vii viii ix x BAB 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Permasalahan Tujuan Penelitian Manfaat 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Tomat (Solanum lycopersicum L.) Bakteri Endofit Insektisida Karbofuran Degradasi Pestisida 9 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN Waktu dan Tempat Alat dan Bahan Isolasi Bakteri Endofit dari Akar Tanaman Tomat Karakterisasi Isolat Bakteri Endofit Pengukuran Aktivitas Enzim Esterase Secara Kualitatif Screening Aktivitas Biosurfaktan Uji Kemampuan Bakteri Endofit dalam Mendegradasi Karbofuran Uji Kualitatif Uji Kuantitatif Pengukuran Pertumbuhan Sel Bakteri Endofit 16 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi Bakteri Endofit Tomat (Solanum lycopersicum L.) Karakterisasi Morfologi dan Pewarnaan Gram Bakteri Endofit Karakteristik Biokimia Bakteri Endofit Pengukuran Enzim Esterase Bakteri Endofit Secara Kualitatif Screening Aktivitas Biosurfaktan Bakteri Endofit Uji Kemampuan Bakteri Endofit Dalam Mendegradasi Karbofuran Secara Kualitatif 23

10 4.5 Pengukuran Pertumbuhan Sel Bakteri Endofit Uji Kemampuan Bakteri Endofit Dalam Mendegradasi Karbofuran Secara Kuantitatif 27 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 30 DAFTAR PUSTAKA 31 LAMPIRAN 36

11 DAFTAR TABEL Tabel No. Judul Halaman Karakteristik Morfologi dan Pewarnaan Gram 17 Bakteri Endofit Tomat Karakteristik Biokimia Bakteri Endofit Tomat Pengujian Enzim Esterase Secara Kualitatif Aktivitas Biosurfaktan Bakteri Endofit Uji Kemampuan Bakteri Endofit Dalam 24 Mendegradasi Karbofuran Secara Kualtitatif Pertumbuhan Isolat Bakteri Selama Masa 25 Pengkulturan Pada Media BHB yang Mengandung 2% Karbofuran Data Absorbansi Pertumbuhan Isolat Bakteri 27 Selama Masa Pengkulturan Pada Media yang Mengandung 2% Karbofuran Konsentrasi Karbofuran Sisa Degradasi Bakteri Endofit Tomat 28

12 DAFTAR GAMBAR Gambar No. Judul Halaman 2.1 Struktur Kimia Karbofuran Jalur Degradasi Pestisida Karbofuran Indeks Enzimatis (IE) Esterase Bakteri Endofit Aktivitas Biosurfaktan Bakteri Endofit Pertumbuhan Isolat Bakteri Penurunan Konsentrasi Karbofuran Sisa 28 Degradasi Dari Hari ke-7 Sampai ke-21

13 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran No. Judul Halaman 1. Komposisi Media Bushnell-Hass, Larutan 36 Standar Mc-Farland dan Insektisida Karbofuran 2. Alur Kerja Isolasi Bakteri Endofit Alur Kerja Karakterisasi Morfologi dan Sifat Biokimia Bakteri Alur Kerja Pengukuran Aktivitas Enzim 39 Esterase Secara Kualitatif 5. Alur Kerja Screening Aktivitas Biosurfaktan 40 Metode Drop Callpasing Test yang Dimodifikasi 6. Alur Kerja Perhitungan Pertumbuhan Sel 41 Bakteri Endofit Metode Standard Plate Count (SPC) 7. Alur Kerja Uji Kemampuan Bakteri Endofit 42 Dalam Mendegradasi Karbofuran Secara Kualitatif 8. Alur Kerja Uji Potensi Bakteri Endofit Dalam 43 Mendegradasi Karbofuran Secara Kuantitatif 9. Perhitungan Mencari % Degradasi Karbofuran Hasil Pengujian Residu Karbofuran Dari Balai 45 Besar Proteksi dan Perbenihan Tanaman Perkebunan (BBPPTP), Medan