ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT PENGHASIL HORMON IAA (INDOLE ACETIC ACID) DARI AKAR TANAMAN PADI (Oryza sativa L.

Transkripsi

1 ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT PENGHASIL HORMON IAA (INDOLE ACETIC ACID) DARI AKAR TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) SKRIPSI MUSTIKA WILDASARI SIREGAR DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

2 i ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT PENGHASIL HORMON IAA (INDOLE ACETIC ACID) DARI AKAR TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains MUSTIKA WILDASARI SIREGAR DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

3 ii PERSETUJUAN Judul : ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT PENGHASIL HORMON IAA (INDOLE ACETIC ACID) DARI AKAR TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) Kategori : SKRIPSI Nama : MUSTIKA WILDASARI SIREGAR Nomor Induk Mahasiswa : Program Studi : SARJANA (S1) BIOLOGI Departemen Fakultas : BIOLOGI : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Desember 2009 Komisi Pembimbing : Pembimbing 2 Pembimbing 1 (Yurnaliza, S.Si, M.Si) (Dra. Nunuk Priyani, M,Sc) Nip Nip Diketahui/Disetujui oleh Departemen Biologi FMIPA USU Ketua, Prof. Dr. Dwi Suryanto, M.Sc. NIP

4 iii PERNYATAAN ISOLASI DAN UJI KEMAMPUAN BAKTERI ENDOFIT PENGHASIL HORMON IAA (Indole Acetic Acid) DARI AKAR TANAMAN PADI (Oryza sativa L.) SKRIPSI Saya mengakui bahwa hasil penelitian ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Desember 2009 MUSTIKA WILDASARI SIREGAR

5 iv PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada ALLAH SWT yang telah memberi anugerah berupa nikmat iman, islam, rezeki, dan hidayah dalam kehidupan ini serta kesehatan dalam penelitian ini. Semoga ilmu yang hamba peroleh Engkau berkahi dan dapat bermanfaat untuk kehidupan dunia dan akherat. Shalawat beriring salam dihadiahkan kepada Baginda RASULLALLAH SAW yang membawa manusia dari zaman jahiliyah ke zaman yang lebih baik. Semoga kelak hamba termasuk ummatmu yang Engkau beri syafaat. Ucapan terima kasih dan rasa sayang yang sungguh luar biasa ananda haturkan kepada Ibunda Masitah Manik, BA atas kasih sayang, doa, dukungan kesabaran dan pengorbanan yang begitu luar biasa terhadap ananda. Ibunda adalah seorang Ibu yang tegar di setiap kondisi apapun, seorang ibu yang sigap ketika ananda sakit dan seseorang yang takkan letih mendidik ananda sampai kapanpun. Terima kasih kepada Ayahanda Abdul Khalik Siregar, SE atas atas kasih sayang, doa, dukungan dan pengorbanan kepada ananda sehingga ananda dapat terus semangat dalam menjalani hidup ini. Ayahanda adalah seseorang yang selalu mengingatkan ananda untuk selalu rendah hati dan tidak takabur dengan sesuatu yang ananda peroleh serta sabar dalam menghadapai segala rintangan. Pada kesempatan ini, saya sampaikan ucapan terima kasih kepada Ibu Dra. Nunuk Priyani, M.Sc selaku pembimbing pertama dan Ibu Yurnaliza, S.Si, M.Si selaku pembimbing kedua yang telah memberikan arahan, waktu dan perhatian dalam penelitian ini. Terima kasih kepada Bapak Prof. Erman Munir; Drs. Kiki Nurtjahja, M.Sc; DR Syafruddin Ilyas, M.Biomed; Ibu Elimasni, S.Si, M.Si; dan semua dosen di Departemen Biologi yang tidak bisa saya sebut satu persatu adalah dosen-dosen terhebat yang dikirim ALLAH SWT kepada saya. Dosen-dosen di Departemen Biologi ibarat padi yang semakin masak semakin merunduk karena memiliki gelar dan ilmu yang kompeten di bidangnya tetapi selalu rendah hati serta memiliki etos kerja yang tinggi dalam dunia pendidikan. Saya bangga dididik oleh Bapak dan Ibu, semoga kelak saya dapat menjadi ilmuan seperti kalian. Ucapan terima kasih juga ditujukan untuk Bapak Prof. Dwi Suryanto Selaku ketua Departemen Biologi, yang begitu dekat dengan semua mahasiswa dan aktif dalam kegiatan kemahasiswaan. Terima kasih karena Bapak membuka pikiran saya untuk lebih terpacu dan tidak mudah menyerah. Terima kasih kepada Bapak Riyanto Sinaga, S.Si, M.Si selaku Dosen Wali atas kesabaran dalam memberikan nasehat kepada saya. Terima kasih kepada seluruh staf pengajar dan pegawai FMIPA USU atas jasa-jasanya. Terima kasih kepada tiga tokoh inspirasi saya Novryanti Sidabutar, S.Kep.NS kakak yang selalu mendukung dan menaikkan semangat adik ketika hampir menyerah. Kedua Abang saya Syahril Riyanto Sidabutar, SE.AK dan Hamdan Syahputra Sidabutar, AMD yang memberi semangat dan contoh yang baik buat adik. Semoga adik dapat mengikuti jejak kesuksesan kalian bertiga. Terima kasih kepada sahabatsahabat karib Irma, Shintya, Ayu, Ratih, Noni, Amal, Dedek, Inur, Ulfa, Sari, Sitoh, Herlina, Bunga, Putri, Yeyen, Rina, Sela, Irwan, Kiki, Akbar, Fadlan, Yandi, Hendra,

6 v Andre, Arsyad, Danu, Rahmad Dayat, Mad Akbar, Mustafa, Bayonta dan Arif atas nasihat, semangat, dukungan, doa yang tulus dan ukhuwah yang begitu manis. Terima kasih buat sahabat sekaligus patner kerja dalam bidang Mikrobiologi Gustin Khairani Batubara, Ummi Mardhiah Batubara dan Maysarah Bakri atas kasih sayang, pertolongan, pengertian, serta kesetiaan dalam suka dan duka selama penelitian. Terima kasih buat lelaki tangguh di Mikrobiologi Kabul Warsito, S.Si; Irfan, S.Si dan Effendi, S.Si yang telah banyak membantu penulis. Terima kasih kepada Nikma, Dwi Ratna, Susi, Wulan, Widya, Putri, Fifi, Dini, Andini, Sri Zulyani, Masrayanti, Seneng, Fatimah, Diana, Santi Siagian, Ruth, Kalista, Simlah, Sarmut, Juned, Rico, Misran, Fitria, Nia, Winda, Elfrida, Erni dan teman-teman stambuk Biologi 05 atas senyuman, tangisan, perjuangan dan semangat dalam mencapai gelar S.Si ini. Ucapan terima kasih kepada yang telah dan masih menjadi penasehat spiritual kak Ona, Kak Lisa dan kak Nita yang telah membuka pikiran untuk selalu bersikap positif atas rencana yang lebih baik dari ALLAH SWT yang akan diberikan kepada adik. Terima kasih kepada kak Ansen dan kak Siti selaku kakak asuh selama duduk di bangku perkuliahan yang telah banyak memberi dukungan dan bantuan. Terima kasih kepada kak Netti, kak Chika, kak Diah, bang Ginta, bang Kiki, kak Lidya Sari, kak Tika, kak Dewi, Kak Asni, Kak Icha selaku asisten Mikrobiologi terdahulu, bang Yopi, kak Irin, kak Irma, kak Isah, kak Tela, dan kak Ligus atas semangatnya. Terima kasih kepada adik Dayat dan Titi yang telah memberi semangat dan keceriaan di rumah. Terima kasih kepada Aini dan Ummi selaku adik asuh, Ami, Jane, Yayan, Ika, Nikma, Nana, Widya, Yanti, Ria, Asril, Resti, Nila, Dwi Putri dan adik-adik stambuk 07 yang telah banyak memberi senyuman, semangat dan doanya. Terima kasih kepada seluruh anggota Microbiology Study Club (MSC) dan Inkubator Science (Inkubs_Usu) atas kerja samanya dan dukungannya. Terima kasih buat seluruh keluarga yang selalu ada dan setia dalam suka dan duka. Penulis sayang kepada kalian semua. Penulis sadar akan kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Untuk itu, penulis memohon saran dan kritik dari para pembaca. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat untuk penelitian selanjutnya dan dapat menjadi acuan penulisan karya ilmiah. Semoga ALLAH SWT selalu memberi kelimpahan rahmad dan hidayah-nya kepada kita semua. Medan, Desember 2009 Penulis

7 vi ABSTRAK Penelitian Isolasi dan Uji Kemampuan Bakteri Endofit Penghasil IAA (Indole Acetic Acid) dari Akar Tanaman Padi (Oryza sativa L.) dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Laboratorium Kimia Kuantitatif, Fakultas Farmasi,. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan bakteri endofit penghasil hormon IAA dari akar padi dan untuk mengetahui kemampuannya dalam perkecambahan padi. Isolat telah dikarakterisasi morfologi, biokimia dan diuji kemampuannya dalam menghasilkan hormon IAA yang telah dianalisis secara kolorimetri. Konsentrasi IAA tertinggi diperoleh sebanyak 1,090 ppm oleh isolat Bj 2. Pengujian secara in vivo dilakukan dengan perendaman kecambah ke dalam suspensi bakteri. Perendaman kecambah ke dalam suspensi bakteri mampu mempengaruhi pertumbuhan kecambah padi. Bakteri Md 1 menunjukkan hasil terbaik dengan panjang kecambah 25,58 cm; panjang akar 10,48 cm dan berat basah kecambah 0,2 g. Kata kunci: Bakteri Endofit, IAA, Akar Padi

8 vii ISOLATION AND ABILITY TEST OF ENDOPHYTIC BACTERIA PRODUCING IAA (INDOLE ACETIC ACID) HORMONE FROM PADDY ROOTS (Oryza sativa L.) ABSTRACT Research on Isolation and Ability Test of Endophytic Bacteria Producing IAA (Indole Acetic Acid) Hormone from Paddy Roots (Oryza sativa L.) has been carried out in the Laboratory of Microbiology, Faculty of Mathematic and Natural Science and Laboratory Quantitative Chemistry, Faculty of Pharmacy, University of Sumatera Utara. The objective of this research was to isolate endophytic bacteria producing IAA hormone from paddy roots and their role in promoting germinated paddy. The isolates were morphological and biochemically characterized and the ability test of producing IAA was analyzed by colorimetric. The highest IAA concentration was obtained by the isolate of Bj2 which 1,090 ppm. Meanwhile in vivo test was done using sprout soaked with bacterial suspension. Soaking sprouts into bacterial suspension could potentially enhance of growth of paddy sprouts. Isolate Md 1 has showed best result with sprout height was 25,58 cm; root length 10,48 cm and sprout weight 0,2 g. Key words: Endophytic Bacteria, IAA, Paddy Roots.

9 viii DAFTAR ISI Halaman Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Lampiran Daftar Tabel Daftar Gambar ii iii iv vi vii viii ix x xi Bab 1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Permasalahan Tujuan Hipotesis Manfaat 3 Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Bakteri Endofit Auksin Peranan Auksin Bakteri Penghasil Auksin Jalur Biosintesis IAA pada Bakteri 8 Bab 3. Bahan dan Metoda 3.1 Bahan Cara Kerja Isolasi Bakteri Endofit Pembuatan Kurva Standar Kemampuan Bakteri Endofit dari Akar Tanaman Padi dalam Menghasilkan IAA Secara In vitro Introduksi Bakteri Endofit Penghasil IAA Pada Kecambah Padi 12 Bab 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Isolasi dan Karakterisasi Bakteri Endofit Penghasil IAA dari Akar Tanaman Padi Kemampuan Bakteri Endofit dari AkarTanaman Padi dalam Menghasilkan IAA Secara In vitro Introduksi Bakteri Endofit Penghasil IAA Pada Kecambah Padi 17 Bab 5. Kesimpulan dan Saran 20 Daftar Pustaka 21 Lampiran 25

10 ix DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran A. Pembuatan Media Pertumbuhan 25 Lampiran B. Persamaan Garis Kurva Standar IAA 26 Lampiran C. Data Pengamatan Nilai Absorban Setiap Isolat 28 Lampiran D. Data Pengamatan Terhadap Tinggi Tanaman, Panjang Akar, 29 dan Berat Basah Kecambah Padi Lampiran E. Dokumentasi Penelitian 30

11 x DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Karakteristik Bakteri Endofit 13 Tabel 2. Pertumbuhan Jumlah Koloni Bakteri Endofit Penghasil IAA 16 Tabel 3. Pengukuran Perkecambahan Tanaman Padi 17 (Oryza sativa L.) Tabel 4. Nilai Persamaan Garis Regresi Kurva Standar IAA 26 Tabel 5. Analisis Konsentrasi IAA Secara In vitro dengan Metode Kolorimetri 27

12 xi DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Biosintesis IAA dari Azospirillum brasilense. 9 Gambar 2. Histogran Analisis Konsentrasi IAA Secara In virto 15 Gambar 3. Kecambah Padi yang Diintroduksi Bakteri Endofit Penghasil IAA 19 dan Tanpa Introduksi (Kontrol). Gambar 4. Persamaan Garis Kurva Standar. 26 Gambar 5. Kecambah Padi Pada Media Agar Steril (a) 30 dan IAA Sintesis dengan Penambahan Reagen Salkowski (b). Gambar 6. Mikro sentrifugator (a) dan Spektrofotometer (b). 30 Gambar 7. Isolat Awal Bakteri Endofit dari Lokasi Medan (a) dan Binjai (b) 30 Gambar 8. Biakan murni Bj 2 (a) dan Biakan Murni Md 2 (b). 31 Gambar 9. Kultur Cair Tanpa Inokulasi Bakteri (a) dan Kultur Cair Bakteri 31 dengan Waktu Inkubasi Dua Hari (b), Empat Hari (c), dan Enam Hari (d) Gambar 10. Supernatan yang Telah diberi Reagen Salkowski (a) 31 dan Tanpa Reagen Salkowski (b). Gambar 11. Uji Biokimia, Uji TSIA (a) dan Uji Sitrat (b). 31