KARAKTERISASI ISOLAT RHIZOCTONIA MIKORIZA PADA ANGGREK PHALAENOPSIS AMABILIS

Transkripsi

1 KARAKTERISASI ISOLAT RHIZOCTONIA MIKORIZA PADA ANGGREK PHALAENOPSIS AMABILIS CHARACTERIZATION OF MYCORRHIZAL RHIZOCTONIA ISOLATES ON ORCHID PLANT PHALAENOPSIS AMABILIS Soelistijono 1, Dwi Susilo Utami 1, dan Achmadi Priyatmojo 2 ABSTRACT Mycorrhizal is a fungus that capable to associate with Phalaenopsis amabilis orchid. This study was aimed to characteristic mycorrhizal that associated with P. amabilis orchid in morphology. The results showed that colony colour, cell lenght and nucleus number a several isolates of mycorrhizal on P. amabilis had no differences, but had differences on cell thickness and isolate grouping based on hyphal anastomosis test. Key words: Mycorrhizal, and Phalaenopsis amabilis.. PENDAHULUAN berbunga putih (Anonim, 2006). Tanaman anggrek sangat disukai Beberapa jenis anggrek epifit sebagai tanaman hias karena bunganya mempunyai hubungan yang erat yang indah serta pembungaannya yang dengan jamur mikoriza (orchid tahan lama (tidak cepat layu), selain mycorrhiza) dalam siklus hidupnya. itu juga karena bunga anggrek Hal ini disebabkan karena biji anggrek mempunyai nilai ekonomis yang epifit membutuhkan mikoriza dalam tinggi. Berdasarkan tempat hidupnya, anggrek dibagi menjadi 5 kelompok yaitu epifit, semi epifit, saprofit, terestrial dan semi terestrial. Anggrek epifit adalah anggrek yang tumbuh penyediaan unsur hara dari lingkungan untuk perkecambahannya (Smith & Read, 2008). Menurut Hayakawa et al., (1999), pertumbuhan biji anggrek secara alami menjadi protokorm yang menempel di pohon. Salah satu memiliki ketergantungan pada anggrek epifit yang banyak mikoriza untuk ketersediaan nutrisi dibudidayakan di daerah tropis adalah pertumbuhannya sampai tanaman Phalaenopsis sp. dan anggrek tumbuh dewasa. Salah satu jamur Phalaenopsis yang sudah lama dikenal mikoriza yang mampu berasosiasi di Indonesia adalah P. amabilis yang dengan anggrek tanah adalah 1 Staff Pengajar Fakultas Pertanian, Universitas Tunas Pembangunan Surakarta 2 Staff Pengajar Fakultas Pertanian, Universitas Gajah Mada Yogyakarta 153

2 mikoriza (Athipunyakom & Manoch, 2008). Selain, jamur lainnya yang dapat bersimbiosis dengan anggrek epifit adalah genus Epulorrhiza, Moniliopsis, dan Ceratorhiza (Smith & Read, 2008). mikoriza pada anggrek memiliki kemampuan untuk penetrasi hingga ke jaringan kortek akar, seperti kemampuan mikoriza arbuskular dan membentuk struktur peloton (Dressler, 1990; Senthilkumar et al. 2001). Secara umum spp. dapat dibagi menjadi tiga kelompok berdasarkan jumlah inti selnya yaitu: uninukleat, binukleat, dan multinukleat (Otero et al., 2002). Manoch et al., (2008) menemukan adanya asosiasi antara akar beberapa anggrek tanah dengan spp. yang diisolasi dari berbagai tempat di Thailand dan semua isolat tersebut termasuk dalam kelompok binukleat. Interaksi antara mikoriza dengan biji anggrek dapat menyebabkan beberapa kemungkinan, yaitu: (1) membentuk peloton dan simbiosis diantara keduanya bersifat mutualisme, (2) menyebabkan kematian biji anggrek karena adanya infeksi hifa mikoriza dan simbiosisnya bersifat parasitik, atau (3) tidak saling merugikan karena mikoriza terletak di ruang antar sel jaringan biji anggrek (Smith dan Read, 2008). Penelitian ini bertujuan melakukan karakterisasi morfologi berbagai isolat mikoriza yang berasosiasi dengan anggrek P. amabilis. METODE PENELITIAN Bahan dan Peralatan Bahan penelitian adalah 4 isolat mikoriza yang diisolasi dari P. amabilis dari Tawangmangu, Bandungan, Kaliurang, dan Sleman. Bahan kimia yang digunakan meliputi Potato Dextrosa Agar (PDA), alkohol 90%, KOH 1%, dan cat Safranin O 2%. Peralatan yang digunakan mikroskop Olympus CX31, kamera digital Sony FX 120, dan Laminair Air Flow (LAF). Isolasi, identifikasi dan karakterisasi mikoriza Isolasi mikoriza dilakukan dari akar P. amabilis yang diperoleh dari berbagai tempat (Tawangmangu, bandungan, kaliurang, dan Sleman), menurut metode Bayman et al., (1997) yang dimodifikasi pada cara sterilisasi akar 154

3 (Otero et al., 2002). Isolat mikoriza yang diperoleh ditumbuhkan pada medium PDA dan dilakukan identifikasi menurut Barnett dan Hunter (1972) meliputi: (1) ukuran sel hifa, (2) bentuk percabangan hifa, (3) jumlah inti, dan (4) warna sklerotium. Setelah diisolasi dan diperoleh isolat tunggal, masing-masing isolat ditumbuhkan diatas medium PDA untuk kemudian dilakukan karakterisasi. Karakterisasi dilakukan pada isolat sp. patogen berdasarkan morfologi, dimensi jamur dan isolates grouping. Karakterisasi dilakukan berdasarkan cara yang digunakan oleh Windels et al., (1997); Carling et al., (1999), meliputi: 1. Morfologi jamur. Pengamatan morfologi koloni meliputi warna koloni dan ada tidaknya sklerotium pada medium PDA. 2. Dimensi jamur. Pengamatan dimensi jamur meliputi lebar dan panjang sel hifa serta jumlah inti sel. 3. Penghitungan jumlah inti sel menurut Sneh et al., (2004) sebanyak 30 bidang pandang untuk setiap isolat, sehingga akan diperoleh 240 bidang pandang. Pengelompokan spp. (isolates grouping) berdasar Anastomosis Hifa Pengelompokan isolat (isolates grouping) dilakukan menurut Villajuan-Abgona et al., (1996) berdasarkan kemampuan anastomosis hifa antara masing-masing isolat diatas media agar. Permukaan gelas preparat diberi media PDA secara merata. Isolat mikoriza yang berasal dari berbagai tempat di Tawangmangu, Bandungan, Kaliurang dan Sleman diletakan pada posisi kiri dan kanan yang berlawanan selanjutnya diinkubasi dalam ruang gelap selama 3 hari, dengan posisi gelas preparat terbalik di atas 2 batang korek api di dalam cawan petri. Dibagian kanan pertemuan antara kedua hifa mikoriza diberi 1 tetes larutan cat safranin 1%, sedangkan bagian kiri diberi 1 tetes larutan KOH 1% dan ditutup dengan gelas penutup, ditunggu sampai terserap oleh hifa. Sesudah terserap, miselium diamati terjadinya fusi di bawah mikroskop dengan perbesaran 100 kali. Berdasarkan kemampuan anastomosis hifa mikoriza dapat dibagi menjadi 4 macam, yaitu C0: 155

4 kedua hifa tetap tumbuh, tidak terjadi kontak, C1: kedua hifa tumbuh, tidak terjadi kontak dinding sel, reaksi dapat atau tidak diikuti kematian salah satu sel hifa, C2: terjadi fusi dinding sel diantara kedua hifa (anastomosis) dan diikuti kematian sel, respon berupa inkompatibilitas somatik dan C3: terjadi fusi dinding sel kedua hifa tanpa diikuti kematian sel (McNish et al., 1993). Pengamatan saat pembentukan struktur peloton P. amabilis dilakukan pada setiap tahapan pertumbuhan P. amabilis secara in vitro yang mengacu pada Semiarti, et al. (2007) meliputi: Tahapan 1: Perkembangan embrio (0-3 minggu sesudah biji ditabur). Tahapan 2: Perkembangan protocorm (3-18 minggu sesudah biji ditabur). Pembentukan struktur peloton pada P. amabilis Untuk mengetahui asosiasi P. amabilis dengan mikoriza dilakukan pengamatan struktur peloton pada akar P. amabilis menggunakan metode Kormanik & McGraw (Schenck, 1982). Protocorm P. amabilis diinokulasi dengan mikoriza dengan cara diletakkan pada bagian tepi koloni P. amabilis selama 3 jam di dalam media PDA, kemudian dimasukkan dalam KOH 10% dan dididihkan selama 10 menit. Protocorm yang sudah kering diamati bagian perakarannnya di bawah mikroskop dengan perbesaran 40 kali. Pada anggrek yang berasosiasi dengan mikoriza akan tampak struktur peloton dibagian jaringan akar (Vierheilig et al., 2005). HASIL DAN PEMBAHASAN Isolasi dan identifikasi mikoriza a. Isolasi mikoriza Isolasi mikoriza dari akar P. amabilis di berbagai tempat diperoleh beberapa isolat mikoriza, yaitu dari Tawangmangu diperoleh isolat mikoriza 1 (T), dari dari Bandungan diperoleh isolat mikoriza 2 (B), dari Kaliurang diperoleh isolat mikoriza 3 (K), dan dari Sleman diperoleh mikoriza 4 (S). 156

5 ISSN: AGRINEÇA, VOL. 12 NO. 2 SEPTEMBER 2012 Gambar 1. Morfologi isolat T (1), B (2), K (3) dan S (4). Keterangan: Gambar pada kolom kiri menunjukan warna koloni, kolom tengah menunjukan jumlah inti di dalam sel dan kolom kanan menunjukkan bentuk sklerotium. Tanda panah adalah inti sel. 157

6 b. Identifikasi mikoriza Sklerotium dan miselium mikoriza diidentifikasi berdasar Gambar spp. menurut Barnett & Hunter (1972) meliputi: (1) bentuk sklerotium, (2) warna sklerotium (3) bentuk percabangan hifa, dan (4) jumlah inti yang dapat dilihat pada Gambar 1. Warna koloni mikoriza berbeda-beda tergantung dari kelompoknya masing-masing (isolates grouping). Isolat mikoriza (T, B, K dan S) yang diperoleh sebagian besar memiliki warna koloni putih kecoklatan/coklat muda. Hyakumachi et al.(2005) menemukan bahwa dari 670 isolat spp., 168 berwarna coklat muda hingga coklat dan 502 berwarna putih. Athipunyakom dan Manoch (2008) juga menemukan hal yang sama,. bahwa 7 isolat mikoriza yang diisolasi dari Spathoglottis plicatas dari berbagai tempat di Thailand menunjukkan koloni berwarna putih, sedangkan Agustini et al. (2009) menemukan hal yang berbeda di kebun raya Cycloops Jayapura, bahwa 10 isolat mikoriza anggrek yang diperoleh warna koloni bervariasi dari putih hingga hitam. Oleh karena itu berdasarkan pengamatan secara morfologi warna koloni isolat mikoriza, dapat dikatakan bahwa warna koloni tidak dapat digunakan sebagai pembeda antar masing-masing isolat. Karakteristik berbagai isolat mikoriza yang diisolasi dari Tawangmangu, Bandungan, Kaliurang, dan Sleman memiliki perbedaan pada lebar dan panjang sel (Tabel 1) Tabel 1. Karakteristik mikoriza Ukuran sel (µm) Warna koloni Pembentukan mikoriza Lebar sel Panjang sel sklerotium T 3,7-10,5 45,0-137,0 Putih kecoklatan + B 5,6-10,1 53,0-122,5 Coklat muda + K 6,5-9,8 41,1-141,2 Coklat muda + S 5,5-11,1 44,1-178,2 Coklat muda + Keterangan: T: mikoriza dari Tawangmangu; B: mikoriza dari Bandungan; K: mikoriza dari Kaliurang dan S: mikoriza dari Sleman. + = Terbentuk sklerotium. 158

7 Dari tabel 1 terlihat ukuran sel mikoriza memiliki ukuran lebar sel yang bervariasi antara 3,7µ hingga 11,1µ. Dari tabel tersebut terlihat terlihat bahwa masing-masing isolat mikoriza yang diperoleh dari berbagai tempat di Tawangmangu, Bandungan, Kaliurang, dan Sleman memiliki ukuran lebar sel yang lebih seragam. Hal tersebut sesuai dengan penelitian Garcia et al. (2006) tentang mikoriza pada anggrek yaitu Ceratobasidium, Thanatephorus (Ceratobasidiales), Sebacina (Exidiales) dan Tulasnella (Tulasnellales), menyimpulkan lebar sel mikoriza dapat lebih dari (Thanatephorus). Isolat mikoriza yang diisolasi dari Tawangmangu, Bandungan, Kaliurang, dan Sleman juga memiliki perbedaan jumlah inti di dalam masing-masing sel (Tabel 2). Tabel 2. Jumlah inti tiap sel hifa mikoriza sp. Jumlah sel berdasarkan jumlah inti Kisaran Keterangan (4 isolat) 1 inti 2 inti 3 inti 4 inti 5 inti (Range) T binukleat B binukleat K binukleat S binukleat Keterangan: T: isolat mikoriza dari Tawangmangu; B: isolat mikoriza dari Bandungan; K: isolat mikoriza dari Kaliurang, dan S: isolat mikoriza dari Sleman. Isolat T, B, K, dan S sebagian besar merupakan sel hifa dengan inti rata-rata berkisar (range) 2. Menurut Sneh et al. (1991), isolat yang memiliki jumlah inti sel 1-3 merupakan kelompok binukleat, sedangkan isolat yang memiliki jumlah inti sel lebih dari 3 merupakan kelompok multinukleat. Dari pendapat Sneh tersebut dapat dikatakan isolat T, B, K, dan S bersifat binukleat. Hal tersebut sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Taylor et al. (2002), Athipunyakom and Manoch (2008) dan Garcia et al. (2006) pada tanaman anggrek, yang menyimpulkan sebagian besar isolat sp. yang diisolasi bersifat mikoriza dan termasuk dalam kelompok binukleat. Pengelompokan spp. (isolate grouping) berdasar anastomosis hifa 159

8 Isolat mikoriza dari lokasi di Tawangmangu, Bandungan, Kaliurang, dan Sleman dapat dikelompokkan (isolates grouping) berdasarkan anastomosisnya. kemampuan Hubungan kekerabatan antara mikoriza 1 (T) yang berasal dari Tawangmangu dengan mikoriza 2 (B) yang berasal dari Bandungan cukup dekat, hal ini dapat dilihat dari adanya hubungan anastomosis diantara keduanya (Tabel 3). Diduga hal tersebut disebabkan oleh kedua lokasi memiliki persamaan iklim. Demikian juga terdapat hubungan kekerabatan antara mikoriza 3 (K) yang berasal dari Kaliurang dengan mikoriza 4 (S) yang berasal dari Sleman cukup dekat, yang dapat dilihat.dari hubungan anastomosis diantara keduanya. Tabel 3. Pengelompokan isolat mikoriza dari berbagai lokasi di Tawangmangu, Bandungan, Kaliurang dan Sleman berdasarkan reaksi anastomosis hifa. mikoriza mikoriza 1 (M1) mikoriza mikoriza 2 (M2) mikoriza 3 (M3) mikoriza 4 (M4) C3 C2 Co Co mikoriza 1 (T) C3 C0 C0 mikoriza 2 (B) C3 C2 mikoriza 3 (K) mikoriza 4 (S) C3 Keterangan: C0: kedua hifa tetap tumbuh, tidak terjadi kontak, C1: tidak terjadi kontak membran atau dinding sel, reaksi bisa atau tidak diikuti kematian sel, C2: terjadi fusi dinding sel (anastomosis) diikuti kematian sel, respon inkompatibilitas somatic, C3: terjadi fusi dinding sel dan membran tanpa kematian sel. Pembentukan struktur peloton pada akar P. amabilis Dari pengamatan pada akar P. amabilis, tampak adanya struktur hifa yang menggumpal (peloton) di bagian.. korteks (Gambar 2), hal tersebut menunjukkan bahwa mikoriza mampu berasosiasi dengan anggrek P. amabilis di bagian korteks akar 160

9 Gambar 2. Pembentukan struktur peloton pada plantlet P. amabilis Pembentukan struktur peloton pada akar seedling P. amabilis yang berasosiasi dengan mikoriza tampak jelas pada Gambar 2, sedangkan pada P. amabilis yang tidak diinokulasi dengan mikoriza tidak terbentuk peloton. Hal tersebut sesuai dengan pendapat Arditti (1992) yang menyatakan bahwa asosiasi awal anggrek dengan mikoriza terjadi pada fase protocorm, sehingga dapat dikatakan asosiasi P. amabilis dengan mikoriza dapat dilakukan pada fase plantlet. Bila sudah terbentuk peloton pada struktur akarnya, plantlet P. amabilis disubkultur pada medium V.W. Mekanisme pengimbasan berupa pembentukan struktur peloton menunjukkan miselium mikoriza dapat menembus jaringan epidermis dan menuju ke bagian korteks akar. Dibagian korteks, miselium akan masuk ke ruang sel (intraseluler) dan membentuk peloton. Di dalam peloton akan terakumulasi bahan-bahan organik meliputi protein, glikogen dan lemak, hasil penyerapan unsur hara dari tanah. Pada saat tertentu, embrio anggrek akan menyerap bahan-bahan organik tersebut untuk pertumbuhannya sehingga peloton akan lisis (Dressler, 1990). KESIMPULAN Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa karakterisasi isolat mikoriza dari akar P. amabilis yang berasal dari Tawangmangu, Bandungan, Kaliurang, dan Sleman tidak berbeda secara morfologi. Persamaan karakter 161

10 terdapat pada warna koloni, panjang sel dan jumlah inti, sedanhkan perbedaan karakter terdapat pada lebar sel dan kelompok anastomosis. Ucapan Terima Kasih Dalam kesempatan ini kami menyampaikan terima kasih kepada Direktorat Pembinaan Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DP3MDIKTI) melalui Koordinasi Perguruan Tinggi Swasta (KOPERTIS) Wilayah VI, sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian Hibah Bersaing Nomor: 009/006.2/PP/SP/2012 Daftar Pustaka Agustini, Sufaati, V.S. dan Suharno Mycorrhizal association of terrestrial orchids of Cycloops Nature Reserve, Jayapura. Biodiversitas. Anonim Anggrek. Bidang Pemberdayaan dan Pemasyarakatan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, Jakarta. 17 h. Arditti, J Orchid Biology. Cornell University Press. London. 383 p. Athipunyakom, P. dan Manoch, L Isolation and identification of mycorrhizal fungi from eleven terrestrial orchids. /scripts/count_article.asp? Article_code= Juni Barnett, H.L. dan Hunter, B.B Illustrated Genera of Imperfect Fungi, 3rd Edition. Burgess Publishing Company. Minneapolis, Minnesota. 241p. Bayman, P., L. Lebron, R.L. Tremblay dan J. Lodge Variation in endophytic fungi from roots and leaves of Lepanthes (Orchidaceae). New Phytologist 135: Carling, D.E., Pope, E.J., Brainard, K.A. dan Carter, D.A Characterization of mycorrhizal isolates of solani from an orchid, including AG-12, a new anastomosis group. Phytopathology, 89: Dressler, R.L The Orchids, Natural History and Classification. Harvard University Press. Cambridge, Massachusetts. 332 p. García, V.G., Onco, M.A.P. dan Susan, V.R Biology and systematics of the form genus. Spanish J. of Agricultural Research, 4: Hayakawa, S., Uetake, Y. dan Ogoshi, A Identification of symbiotic rhizoctonias from naturally occuring protocorms and roots of Dactylorhiza aristata (orchidaceae). J. of Faculty Agriculture Hokkaido University, 6: Manoch, L., Athipunyakom, P. dan Tanticharoen, M like fungi associated terrestrial orchids in Thailand. /scripts/ count_article.asp?article_code= Februari

11 McNish, G.C., Carling, D.E., Sweetingham, M.W. dan Brainard, K.A Anastomosis group (AG) affinity of pectic enzymee (zymogram) groups (ZG) of solani from Western Australian cereal belt. Mycology Research, 98: Otero, J.T., Ackerman, J.D. dan Bayman, P Diversity and host specificity of endophytic -like fungi from tropical orchids. American J. of Botany, 89: Schenk, N.C., Methods and Principles of Mycorrhizal Research. APS Press. St. Paul, Minnesota. 244 p. Semiarti, E., A. Indrianto, A. Purwantoro, S. Isminingsih, N. Suseno, T. Ishikawa, Y. Yoshioka, Y. Machida and C. Machida Agrobacterium-mediumted transformation of the wild orchid species Phalaenopsis amabilis. Plant Biotechnology 24: Senthilkumar, S., P. Saravanakumar, K.V. Krishnamurthy dan S. John Britto, Morphological and Structural Features of Mycorrizal Roots of Spathoglottis plicata and Dendrobium species. PHYTA Vol. 5(1). Smith, S.E. dan Read, D.J Mycorrhizal Symbiosis, 3 rd Edition. Academic Press. New York. 805 p. Sneh, B., Burpee, L. dan Ogoshi, A Identification of Species. APS Press. St. Paul. MN. Sneh, B., Yamoah, E. dan Stewart, A Hypovirulent spp. isolats from New Zealand soils protect radish seedlings against damping-off caused by sp. patogen. New Zealand Plant Protection, 57: Taylor, D.L., Bruns, T.D., Leake, J.R. dan Read, D.J Mycorrhizal Specifity and Function in Mycoheterotrophic. Ecological Studies, Vol. 157, M.G.A. van der Heijden, I. Sanders (Eds.) Mycorrhizal Ecology, Springer-Verlag Berlin Heidelberg. Villajuan-Abgona, R., Katsuno, N., Kageyama, K. dan Hyakumachi, M Isolation and identification of hypovirulent spp. from soil. Plant Pathology, 45: Vierheilig, H., P. Schweiger and M. Brundrett An overview of methods for the detection and observation of arbuscular mycorrhizal fungi in roots. Physiologia Plantarum 125 : Windels, C.E., Kuznia, R.A. dan Call, J Characterization and patogenicity of Thanatephorus cucumeris from sugar beet in Minnesota. Plant Disease, 87: