Bradyrhizobium japonicum TOLERAN ASAM-ALUMINIUM PENGHASIL ASAM INDOL ASETAT DAN TELAAH SIMBIOSISNYA DENGAN BEBERAPA VARIETAS TANAMAN KEDELAI

Transkripsi

1 Bradyrhizobium japonicum TOLERAN ASAM-ALUMINIUM PENGHASIL ASAM INDOL ASETAT DAN TELAAH SIMBIOSISNYA DENGAN BEBERAPA VARIETAS TANAMAN KEDELAI IRNI MAHAGIANI SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

2 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul Bradyrhizobium japonicum Toleran Asam - Aluminium Penghasil Asam Indol Asetat dan Telaah Simbiosisnya dengan Beberapa Varietas Tanaman Kedelai, adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada Perguruan Tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagain akhir tesis ini. Bogor, September 2010 Irni Mahagiani NIM G

3 ABSTRACT IRNI MAHAGIANI. Acid-Aluminium Tolerant Bradyrhizobium japonicum Producing Indole Acetic Acid and Its Symbiotic with Some Varieties Soybean Plant. This thesis is advised by NISA RACHMANIA MUBARIK and ARIS TRI WAHYUDI. Soybean is one of the important tropical leguminous plant which commonly used as the raw material for many food products. Moreover, the popularity of this commodity is caused by its high level of protein content (37-41%) and fat (11-21%). Nonetheless, the soybean productivity is still insufficient to fulfill the domestic needs. Attempts have been done to increase the productivity of soybean such as, cultivating the plant on acid soil which is supplemented with acid-tolerant root nodule bacteria (RNB) producing indole acetic hormone (IAA). The aim of this study was to select Bradyrhizobium japonicum as the producers of IAA hormone and its application on several variety of soybean plants. Five isolates were detected as IAA producers by using Salkowsky method. Those five isolates were capable of producing the hormone in YMB medium supplemented with L-Trp. The application of Bj 11 (wt) and Bj 11 (19) increased the forming of lateral root a way better than other three isolates. On the Leonard Bottle experiment, Bj 11 (wt) was able to increase the number of root nodules for all soybean variety tested. The application of Bj 11 (wt) as the plant growth promoting agent is associated with the consistency of the isolate to produce IAA and further its interaction to each variety of soybean plant. Keywords: Bradyrhizobium, IAA production, PGPR

4 RINGKASAN IRNI MAHAGIANI. Bradyrhizobium japonicum Toleran Asam - Aluminium Penghasil Asam Indol Asetat dan Telaah Simbiosisnya dengan Beberapa Varietas Tanaman Kedelai. Dibimbing oleh NISA RACHMANIA MUBARIK dan ARIS TRI WAHYUDI. Asam Indol Asetat atau auksin merupakan salah satu hormon yang berperan pada tanaman, di samping giberellin, asam traumalin, kalin, dan sitokinin. Bradyrhizobium sp. dapat menghasilkan fitohormon yang digunakan oleh tumbuhan dalam memacu pemanjangan akar, perkecambahan biji, maupun dalam meningkatkan perkembangan tajuk dan pembungaan. Pengembangan penelitian ini diperlukan sebagai usaha untuk mendapatkan galur bakteri yang mampu menghasilkan asam indol asetat sebagai bahan baku dalam produksi biofertilizer, serta menentukan konsentrasi AIA optimum yang dapat memberikan pengaruh nyata dalam memacu pertumbuhan beberapa varietas tanaman kedelai. Meskipun kemampuan Bradyrhizobium sp. dalam memproduksi asam indol asetat telah dilaporkan, namun aplikasinya sebagai agen pemacu pertumbuhan tanaman belum banyak dilaporkan. Sehingga penelitian ini bertujuan untuk melakukan seleksi terhadap beberapa isolat Bradyrhizobium japonicum toleran asam-al yang memiliki kemampuan menghasilkan asam indol asetat (AIA) dan aplikasinya sebagai agen pemacu pertumbuhan beberapa varietas tanaman kedelai. Penapisan isolat B. japonicum yang menghasilkan AIA dilakukan menggunakan metode Salkowski. Isolat uji terlebih dahulu ditumbuhkan pada media yeast extract mannitol broth (YMB) yang diberi penambahan L-Trp 0.5 mm dan media tanpa penambahan L-Trp. Isolat B. japonicum USDA 110 digunakan sebagai isolat acuan bagi isolat isolat B. japonicum toleran asam-al. Pengukuran aktivitas AIA dilakukan setiap hari sejak hari pertama sampai dengan hari kedelapan waktu inkubasi. Inkubasi dilakukan di atas mesin bergoyang pada suhu kamar. Pengujian aktivitas AIA dilakukan dengan mengambil 1 ml kultur kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 8400 g selama 15 menit. Sebanyak 1 ml supernatan kemudian direaksikan dengan reagen Salkowski (150 ml H 2 SO 4 pekat; 7,5 ml FeCl. 3 6H 2 O 0,5 M dan 250 ml aquades steril) sebanyak 4 ml, uji dilakukan duplo. Suspensi kemudian diinkubasi selama 30 menit, tanpa paparan cahaya. Absorbansi diukur pada panjang gelombang 520 nm menggunakan spektrofotometer Spectronic 20D. Pengujian pengaruh AIA asal Bradyrhizobium terhadap pemacuan pertumbuhan kecambah kedelai dilakukan pada growth pouch. Parameter yang diamati meliputi panjang akar utama dan jumlah akar lateral. Sedangkan untuk melihat pengaruh aplikasi AIA asal Bradyrhizobium terhadap pertumbuhan tanaman dilakukan pada botol Leonard. Perlakuan menggunakan dua kondisi ph, yaitu ph 6,9 dan ph 4,5. Parameter yang diukur untuk melihat pengaruh konsentrasi AIA terhadap pertumbuhan tanaman meliputi, bobot basah tajuk dan akar, bobot kering tajuk dan akar, jumlah bintil, panjang akar utama, serta konsentrasi AIA bintil.

5 Dari lima isolat Bradyrhizobium sp. yang diuji kemampuannya dalam memproduksi hormon AIA yang berpotensi memacu pertumbuhan tanaman kedelai, isolat Bj 11 (wt) mampu menghasilkan AIA sebesar 3,288 ppm, Bj 11 (19) sebesar 2,674 ppm, Bj 13 (wt) sebesar 0,408 ppm, KDR 15 (wt) sebesar 3,246 ppm, dan USDA 110 sebesar 0,007 ppm. Sedangkan untuk isolat isolat yang ditumbuhkan pada medium YMB tanpa penambahan triptofan, tidak terdeteksi adanya hormon AIA yang dihasilkan. Perlakuan tanaman kedelai yang diinokulasi dengan isolat Bj 11 (19), Bj 11 (wt) dan USDA110 pada growth pouch cenderung mampu menginduksi pembentukan akar lateral lebih baik dibandingkan perlakuan dengan isolat KDR 15 (wt), Bj 13 (wt) dan kontrol menggunakan medium YMB. Jumlah bintil yang terbentuk pada akar tanaman yang diberi perlakuan isolat Bj 11 (wt) berbeda nyata bila dibandingkan dengan tanaman kontrol, pada ketiga varietas kedelai. Pada kedelai Anjasmoro, bintil yang terbentuk dari perlakuan Bj 11 (wt) ph 4,5 sebanyak 33 bintil dan 75 bintil pada ph 6,9. Pada kedelai Detam, bintil yang terbentuk dari perlakuan Bj 11 (wt) ph 4,5 sebanyak 25 bintil dan 39 bintil pada ph 6,9. Pada kedelai Tanggamus, bintil yang terbentuk dari perlakuan Bj 11 (wt) ph 4,5 sebanyak 21 bintil dan 53 bintil pada ph 6,9. Sedangkan tanaman kontrol yang hanya diinokulasi dengan YMB tidak mampu membentuk bintil akar. Hasil ekstraksi bintil akar kedelai Detam yang telah diinokulasi isolat Bj 11 (wt) menghasilkan AIA dengan konsentrasi 12,15 ppm. Sedangkan hasil inokulasi dari dua isolat lainnya yaitu Bj 11 (19) dan USDA 110 menghasilkan konsentrasi AIA yang lebih tinggi, yaitu masing-masing 28,68 ppm dan 17,37 ppm. Namun demikian, Bj 11 (wt) mampu memberikan pengaruh yang paling tinggi dalam memacu pertumbuhan akar kedelai ini. Hasil penelitian menunjukkan, bahwa semua isolat Bradyrhizobium japonicum yang diujikan pada ketiga varietas kedelai mampu membentuk bintil akar walaupun jumlahnya beragam pada setiap kombinasi perlakuan. Pembentukan bintil lebih banyak pada perlakuan dengan penambahan hara Ahmed-Evans (ph 6,9) bila dibandingkan dengan pertumbuhan pada ph 4,5. Kata kunci: Bradyrhizobium, produksi AIA, PGPR

6 Hak Cipta milik IPB, tahun 2010 Hak Cipta dilindungi Undang-Undang Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

7 Bradyrhizobium japonicum TOLERAN ASAM-ALUMINIUM PENGHASIL ASAM INDOL ASETAT DAN TELAAH SIMBIOSISNYA DENGAN BEBERAPA VARIETAS TANAMAN KEDELAI IRNI MAHAGIANI Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Mikrobiologi SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2010

8 Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis: Dr. Rahayu Widyastuti, M.Sc.

9 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis yang berjudul Bradyrhizobium japonicum Toleran Asam - Aluminium Penghasil Asam Indol Asetat dan Telaah Simbiosisnya dengan Beberapa Varietas Tanaman Kedelai. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Nisa Rachmania Mubarik, M.Si. dan Dr. Aris Tri Wahyudi, M.Si. selaku komisi pembimbing atas bimbingan, informasi, saran dan fasilitas yang telah diberikan. Terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Rahayu Widyastuti, M.Sc. selaku dosen penguji luar komisi atas masukan dan diskusinya yang bermanfaat. Ucapan terima kasih yang mendalam disampaikan kepada Umi dan Abi, suami dan keluarga atas doa tulus dan pengertiannya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh laboran dan peneliti Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Fisiologi Tumbuhan IPB yang telah memberikan bantuan selama penelitian. Sebagian dari penelitian ini telah di presentasikan pada forum internasional yaitu 11 th International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms 2010 di Melbourne Convention and Exhibition Centre, Australia, 28 Juni 1 Juli Semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, September 2010 Irni Mahagiani

10 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 13 Pebruari 1985 sebagai putri kedua dari Bapak Irwan Dhani dan Ibu Masdalena. Pendidikan Sarjana ditempuh di Departemen Biologi IPB, lulus pada tahun Pada tahun yang sama penulis diterima sebagai mahasiswa Pascasarjana pada Program Studi Mikrobiologi IPB. Pada bulan Juni 2010 penulis menikah dengan E. Arip Miharja, S.Si dan mendapatkan dana dari panitia simposium dan PT Djarum untuk menghadiri kegiatan 11 th International Symposium on the Genetics of Industrial Microorganisms 2010 di Melbourne Convention and Exhibition Centre, Australia.

11 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR ISI... xii DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN Latar Belakang Penelitian... 1 Hipotesis Penelitian... 2 Tujuan Penelitian... 3 Manfaat Penelitian... 3 Waktu dan Tempat Penelitian TINJAUAN PUSTAKA Bradyrhizobium japonicum Penambat Nitrogen... 4 Toleransi B. japonicum terhadap Cekaman... 5 Produks i Fitohormon Asam Indol Asetat oleh B. Japonicum... 5 Karakteristik Kedelai Varietas Tanggamus, Detam, dan Anjasmoro... 9 BAHAN DAN METODE Peremajaan Isolat Uji Penapisan Isolat Bradyrhizobium japonicum Penghasil Asam Indol Asetat 10 Uji AIA Asal Isolat Terpilih sebagai Agen Pemacuan Pertumbuhan terhadap Kecambah Kedelai Uji Pemacuan Pertumbuhan pada Tanaman Kedelai di Rumah Kaca HASIL Penapisan Isolat Bradyrhizobium japonicum Penghasil Asam Indol Asetat 13 Pertumbuhan dan Produksi Asam Indol Asetat (AIA) pada Beberapa Isolat Bradyrhizobium Uji AIA asal Isolat Terpilih sebagai Agen Pemacuan Pertumbuhan terhadap Kecambah Kedelai Deteksi Pengaruh AIA Asal Isolat Terpilih terhadap Pertumbuhan Tanaman Kedelai PEMBAHASAN SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii xiv xv

12 DAFTAR TABEL Halaman 1... Kons entrasi AIA yang dihasilkan beberapa isolat Bradyrhizobium Kara kteristik kedelai varietas Anjasmoro, Detam, dan Tanggamus (Balitkabi 2010) Kons entrasi asam indol asetat yang dihasilkan Bradyrhizobium pada media YMB yang ditambah triptofan 0,5mM (ppm) Pertu mbuhan dan aktivitas AIA kelima isolat Bradyrhizobium pada hari ketujuh inkubasi Pema njangan akar utama dan jumlah akar lateral kedelai Anjasmoro yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum pada growth pouch ph 4,5 dan ph 6, Pema njangan akar utama dan jumlah akar lateral kedelai Detam yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum pada growth pouch ph 4,5 dan ph 6, Pema njangan akar utama dan jumlah akar lateral kedelai Tanggamus yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum pada growth pouch ph 4,5 dan ph 6,

13 DAFTAR GAMBAR Halaman 1... Bebe rapa jalur biosintesis IAA dari Trp (Zakharova et al. 1999) Pertu mbuhan (a) dan konsentrasi AIA (b) yang diproduksi oleh beberapa isolat Bradyrhizobium japonicum Juml ah bintil akar dan konsentrasi AIA pada bintil akar kedelai varietas Anjasmoro, Detam, dan Tanggamus yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum dan ditumbuhkan pada ph 4,5 dan ph 6,9. Kontrol tanpa diinokulasi B. japonicum Bobo t basah tanaman (a) dan akar (b); bobot kering tanaman (c) dan akar (d) tanaman kedelai varietas Anjasmoro, Detam, dan Tanggamus yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum dan ditumbuhkan pada ph 4,5 dan ph 6,9. Kontrol tanpa diinokulasi B. japonicum... 20

14

15 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1... Kom posisi Larutan hara Ahmed dan Evans modifikasi (Spiedel & Wollum 1980) Komposisi larutan hara bebas N menurut Alva et al. (1988) Data panjang akar dan jumlah akar lateral kecambah kedelai umur 7 hari pada growth pouch Pena mpang akar tanaman kedelai Anjasmoro yang diberi perlakuan (a) medium YMB/ tanpa kultur bakteri, (b) kultur USDA 110, (c) kultur Bj 11 (wt), dan (d) kultur Bj 11 (19) Pena mpang akar tanaman kedelai Detam yang diberi perlakuan (a) medium YMB/ tanpa kultur bakteri, (b) kultur USDA 110, (c) kultur Bj 11 (wt), dan (d) kultur Bj 11 (19) Pena mpang akar tanaman kedelai Tanggamus yang diberi perlakuan (a)... medi um YMB/ tanpa kultur bakteri, (b) kultur USDA 110, (c) kultur Bj 11 (wt), dan (d) kultur Bj 11 (19) Hasil analisis pertumbuhan kedelai varietas Anjasmoro pada botol Leonard Hasil analisis pertumbuhan kedelai varietas Detam pada botol Leonard Hasil analisi pertumbuhan kedelai varietas Tanggamus pada botol Leonard... 36

16 10... Penampang akar kecambah umur 7 hari varietas kedelai (A) Anjasmoro, (B) Detam, dan (C) Tanggamus... 37

17 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Kedelai merupakan komoditi pangan yang memiliki nilai ekonomi tinggi karena merupakan bahan baku dari berbagai industri, seperti kecap, tahu, tempe, susu dan lainnya. Namun, kebutuhan akan kedelai di Indonesia masih banyak dipenuhi dengan cara mengimpor akibat masih rendahnya produksi kedelai lokal. Berbagai upaya peningkatan produksi kedelai lokal telah dilakukan, diantaranya melalui penanaman pada lahan masam yang luasnya di Indonesia mencapai 99,6 juta hektar (Madjid 2009). Keberhasilan penanaman kedelai pada lahan masam sekurang-kurangnya ditentukan oleh dua hal, yaitu kedelai yang toleran asam dan aplikasi bakteri bintil akar (BBA) yang mampu bersimbiosis dengan akar tanaman kedelai pun harus toleran asam. Parveen et al. (1997) melaporkan bahwa Bradyrhizobium japonicum merupakan bakteri simbion tanaman kedelai yang berperan dalam nodulasi akar. Endarini et al. (1995) melaporkan adanya bakteri tanah dari genus Bradyrhizobium yang mampu tumbuh pada medium asam yang memiliki kandungan aluminium tinggi (50 μm). Beberapa isolat B. japonicum toleran asam-al, yaitu Bj 11 (wt), Bj 11 (19) dan KDR 15 (wt) memiliki kemampuan yang baik dalam menambat nitrogen bebas dan meningkatkan kemampuan tanaman untuk hidup pada ph 4,0-4,5 (Habibah 2008). Handayani (2009) melaporkan isolat Bj 11 (wt), Bj 11(19), dan KDR 15 (wt) memiliki viabilitas sel yang baik pada penggunaan gambut sebagai pembawa inokulan, sehingga isolat isolat tersebut berpotensi sebagai pupuk hayati (biofertilizer). Situmorang et al. (2009) melaporkan bahwa pemberian inokulan B. japonicum toleran asam-al Bj 11 (wt), Bj 11 (19), dan Bj 11(15) pada kedelai varietas Slamet yang ditanam pada tanah masam di rumah kaca menunjukkan adanya pengaruh terhadap tinggi tanaman, bobot tajuk dan akar, jumlah bunga, jumlah polong, jumlah biji, bobot 100 biji, dan kadar nitrogen tajuk dan biji. Selanjutnya, penanaman kedelai varietas Anjasmoro yang diinokulasi dengan B. japonicum Bj 11 (wt) di lahan asam ph 5,0-5,5 di Tanah Laut, Kalimantan

18 2 Selatan dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi kedelai mencapai 1,68 ton/ha dan menurunkan penggunaan pupuk N 50% (Mubarik et al. 2009). Sebagai agen potensial dalam bersimbiosis dengan tanaman kedelai pada lahan masam, kajian terhadap isolat B. japonicum dalam memacu pertumbuhan tanaman menjadi penting. Wu et al. (2005) melaporkan bahwa mikroorganisme memiliki kemampuan menghasilkan senyawa ekstraseluler yang mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman. Pengaruh senyawa ekstraseluler dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman dapat bersifat langsung dalam peningkatan massa dan volume sel, melalui produksi hormon seperti asam indol asetat (Ahmad et al. 2005) maupun secara tidak langsung melalui peningkatan resistensi tanaman terhadap penyakit (Wu et al. 2005). Asam Indol Asetat (AIA) atau auksin merupakan salah satu hormon tanaman, di samping giberelin, asam traumalin, kalin, dan sitokinin. AIA sebagai fitohormon berperan dalam proses pemanjangan akar, perkecambahan biji, dan pemanjangan tajuk (Arshad & Frankenberger 1993). Auksin endogen yang disintesis langsung oleh sel-sel tanaman dan auksin enksogen yang berasal dari luar sel tanaman, seperti hasil metabolisme sekunder dari mokroorganisme. Aplikasi auksin eksogen dapat mempercepat petumbuhan dan perkembangan tanaman karena hormon ini dapat langsung bekerja pada sel, sedangkan auksin endogen baru dapat bekerja setelah selesai di sintesis melalui jalur metabolisme yang panjang. Sebagai salah satu fitohormon penting, auksin eksogen telah dilaporkan dapat dihasilkan oleh beberapa galur Bradyrhizobium, seperti B. japonicum (Minamisawa & Fukai 1991) dan B. elkanii. Melihat adanya potensi B. japonicum dalam menghasilkan AIA, maka dalam penelitian ini akan dilakukan seleksi dan aplikasi beberapa B. japonicum toleran asam Al dalam menghasilkan AIA dan aplikasinya pada beberapa varietas kedelai. Hipotesis Penelitian 1. Isolat Bradyrhizobium japonicum toleran asam-al memiliki kemampuan menghasilkan AIA pada ph asam. 2. Hormon AIA yang dihasilkan oleh B. japonicum mampu memacu pertumbuhan beberapa varietas tanaman kedelai.

19 3 3. Ada korelasi antara pembentukan bintil akar kedelai dengan AIA yang dihasilkan oleh Bradyrhizobium japonicum. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. mendeteksi beberapa isolat Bradyrhizobium japonicum toleran asam-al yang memiliki kemampuan AIA, 2. mengetahui pola pertumbuhan isolat-isolat B. japonicum dan waktu optimumnya dalam menghasilkan hormon AIA, 3. melihat pengaruh produksi hormon AIA dalam pembentukan bintil akar tanaman kedelai pada dua jenis ph berbeda, dan 4. mengetahui pengaruh AIA yang dihasilkan B. japonicum pada beberapa varietas tanamn kedelai. Manfaat Penelitian Memperoleh isolat Bradyrhizobium japonicum yang potensial sebagai penghasil hormon AIA yang dapat memacu pertumbuhan beberapa varietas tanaman kedelai yang ditanam pada ph asam (4,5) dan ph netral (6,9). Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Agustus 2009 April 2010 bertempat di Laboratorium Mikrobiologi dan rumah kaca Departemen Biologi, FMIPA, IPB.

20 4 TINJAUAN PUSTAKA Bradyrhizobium japonicum Penambat Nitrogen Bradyrhizobium japonicum merupakan salah satu bakteri bintil akar yang bersimbiosis dengan tanaman kedelai. Bakteri ini termasuk Gram negatif dengan ciri ciri morfologi berbentuk batang dan umumnya memiliki flagela sebagai alat gerak. Dalam kondisi lingkungan yang kurang cocok dengan pertumbuhannya, bakteri ini akan membentuk struktur pleomorfik. Pada kondisi tertentu sel akan menghasilkan poli β-hidroksibutirat sebagai cadangan makanan (Holt et al. 1994). Morfologi koloni bakteri ini berbentuk bundar, elevasi cembung, berwarna putih, permukaannya bergranula, dan memiliki diameter kurang dari satu sentimeter. Waktu generasi bakteri selama 6-8 jam pada media YMA, memiliki kisaran suhu optimum o C, dan dapat tumbuh baik pada ph yang lebih rendah dari 6 pada galur galur B. japonicum yang diisolasi dari tanah masam (Holt et al. 1994). Pertumbuhan pada media yang mengandung karbohidrat biasanya diikuti dengan pembentukan polisakarida ekstraseluler. Bakteri ini dapat memanfaatkan garam garam amonium, nitrat, dan sebagian besar asam amino sebagai sumber nitrogennya (Holt et al. 1994). Bradyrhizobium japonicum bereaksi basa pada medium garam mineral, DNA mengandung 61-65% G+C dan membentuk bintil pada akar legum yang hidup pada daerah beriklim tropis dan beberapa di daerah subtropis. Simbiosis yang terbentuk antara Bradyrhizobium dengan tanaman legum karena adanya peranan senyawa isoflavon yang berperan dalam pembentukan nodul dan kemampuannya dalam menginduksi gen gen nodulasi pada Bradyrhizobium japonicum. Isoflavon sintetase (IFS) yang merupakan enzim kunci dalam biosintesis senyawa isoflavon, ekspresinya diinduksi secara spesifik oleh B. japonicum. Isoflavon endogen merupakan senyawa yang berperan penting untuk terbentuknya simbiosis antara Bradyrhizobium japonicum dan tanaman kedelai (Subramanian et al. 2006). Bradyrhizobium japonicum kurang mampu menyerap warna pada media yang mengandung pewarna merah kongo 0,0025% jika diinkubasi pada kondisi gelap, sehingga biasanya medium selektif untuk pertumbuhan Bradyrhizobium

21 5 japonicum ditambahkan dengan pewarna merah kongo. Somasegaran & Hoben (1994) menyatakan bahwa pertumbuhan koloni yang sudah tua pada media ini menunjukkan di bagian tengah koloni yang lebih gelap daripada koloni muda. Toleransi B. japonicum terhadap Cekaman Umumnya genus Bradyrhizobium lebih toleran terhadap ph rendah daripada bakteri Rhizobium. Vinuesa et al. (2005) melaporkan bahwa B. canariense yang bersimbiosis dengan tanaman legum genistoid memiliki kemampuan hidup pada ph 4,2. Tiwari et al. (1992) melaporkan bahwa banyak galur B. japonicum dan beberapa galur R. leguminosarum diketahui toleran pada ph 4,0 4,5. Endarini et al. (1995) melaporkan beberapa galur B. japonicum juga bersifat toleran terhadap konsentrasi aluminium yang cukup tinggi sekitar 50 μm, hal ini dibuktikan dengan kemampuannya untuk tumbuh pada media Ayanaba. Namun tidak semua rhizobia toleran asam juga toleran terhadap konsentrasi Al tinggi (Keyser & Munns 1979). Ayanaba et al. (1983) melaporkan bahwa galur rhizobia dengan permukaan koloni berlendir memiliki karakter yang lebih toleran terhadap cekaman asam-al dibandingkan dengan galur rhizobia dengan permukaan koloni yang lebih kering. Lounch & Miller (2000) melaporkan bahwa lendir yang dihasilkan merupakan karbohidrat permukaan sel yang sebagian besar berupa polisakarida ekstraseluler (EPS). Beberapa galur R. leguminosarum mampu memproduksi EPS dalam jumlah besar bila ph media diturunkan menjadi ph 5,0 (Watkin et al. 1997). Adanya produksi eksopolisakarida dari Rhizobium merupakan salah satu strategi dalam menetralisasi kondisi lingkungan yang asam dan menghindari efek keracunan aluminium (Cunningham & Munns 1984). Produksi Fitohormon Asam Indol Asetat oleh Bakteri Asam indol asetat (AIA) ialah merupakan salah satu hormon pertumbuhan tanaman yang sangat penting selama pertumbuhan vegetatif. Zhao et al. (2001) melaporkan bahwa hormon ini memiliki peranan penting dalam berbagai aspek pertumbuhan tanaman yang meliputi pembelahan dan

22 6 pemanjangan sel, diferensiasi, tropisme, dominansi apikal, senesensi, absisi dan pembungaan. Ada dua jenis auksin, yaitu auksin endogen dan auksin eksogen. Auksin endogen adalah hormon yang disintesis pada bagian ujung akar, batang dan pada saat pembentukan bunga. Sehingga belum banyak dihasilkan pada awal perkecambahan, karena sintesisnya mengikuti jalur metabolisme tumbuhan. Sedangkan auksin eksogen ialah hormon auksin yang berasal dari luar sel tanaman, hormon ini dapat disintesis oleh sejumlah mikroorganisme dan dapat langsung digunakan oleh sel tanaman. Pada kedelai, auksin eksogen berperan dalam menginduksi gen-gen SAUR (Small Auxin-Up RNA) sesaat setelah pemberian hormon tersebut. Respon sel diinduksi secara spesifik oleh auksin pada sel - sel epidermis dan korteks yang berada di zona pemanjangan hipokotil dan epikotil (Li et al. 1994). Auksin eksogen juga berperan dalam memacu proses diferensiasi jaringan pada akar dalam membentuk rambut akar. Aplikasi auksin eksogen dapat menurunkan konsentrasi produk sekunder pada akar juga menekan aktivitas meristematik pada ujung akar, sehingga diferensiasi jaringan epidermis menjadi rambut akar dapat berlangsung (Arroo et al. 1995). Produsen AIA yang cukup besar ialah bakteri rizosfer, diantaranya Bacillus (Widayanti 2007), Pseudomonas (Patten & Glick 2002), Azotobacter dan Azospirillum (Barbieri et al. 1986). Patten dan Glick (1996) melaporkan bahwa sekitar 80% bakteri rizosfer dapat menghasilkan hormon AIA. Sekine et al. (1988) juga melaporkan adanya galur Bradyrhizobium spp. yang memiliki kemampuan dalam memproduksi hormon ini (Tabel 1). AIA merupakan produk utama dari metabolisme L-tryptophan pada beberapa mikroorganisme. Mikroorganisme yang mendiami area rizosfer dari berbagai tanaman memungkinkan untuk mensintesis dan menghasilkan auksin sebagai metabolit sekundernya karena area ini lebih banyak mengandung eksudat akar bila dibandingkan dengan area non rizosfer (Kampert et al. 1975).

23 7 Tabel 1 Konsentrasi AIA yang dihasilkan beberapa isolat Bradyrhizobium Kode Isolat Pustaka Konsentrasi AIA (ppm) SEMIA5080 (Boiero et al. 2007) 3, 8 E109 (Boiero et al. 2007) 0,91 USDA 94 (Minamisawa & Fukai 1991) 0,061 USDA 110 (Boiero et al. 2007) 2,1 NIAES 3193 (Minamisawa & Fukai 1991) 0,034 Sejumlah mikroorganisme tanah memiliki kemampuan dalam mensintesis auksin pada kultur murni (Barazani et al. 1999). Pengaruh auksin terhadap perkecambahan tanaman bergantung pada konsentrasi yang digunakan, misalnya konsentrasi auksin yang rendah dapat memacu perkecambahan meskipun aktivitasnya dapat mengalami hambatan (Arshad & Frankenberger 1991). Respon terhadap perkecambahan yang beragam selain dipengaruhi oleh konsentrasi yang berbeda juga dipengaruhi oleh jenis mikroorganisme yang digunakan (Ahmad et al. 2005). Pada bakteri, AIA dihasilkan dari proses biosintesis yang kompleks dan melibatkan banyak enzim. Pada Azospirillum brasilense, terdapat tiga senyawa prekursor dalam biosintesis AIA yaitu asam antranilat, indol dan triptofan (Trp). Namun berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Sekine et al. (1988) diketahui bahwa prekursor yang digunakan oleh Bradyrhizobium spp. ialah triptofan (Trp). Zakharova et al. (1999) juga melaporkan bahwa Trp merupakan prekursor yang paling efisien bagi bakteri dalam menghasilkan hormon ini. Hal ini mungkin dilakukan sebagai salah satu mekanisme detoksifikasi Trp pada sel bakteri. Pada media kultur P. syringae pv. Syringae penambahan Trp dapat meningkatkan produksi AIA hampir 10 kali lipat dibandingankan tanpa penambahan Trp (Fett et al. 1987). Patten dan Glick (2002) melaporkan bahwa P. putida GR12-2 mampu menghasilkan AIA dalam konsentrasi sebesar 68,3 ± 2,2 μm dengan ditambah Trp 0,5 mm. Terdapat beberapa lintasan sintesis IAA pada bakteri bergantung pada kandungan triptofannya (Gambar 1).

24 8 Gambar 1 Beberapa jalur biosintesis IAA dari Trp (Zakharova et al. 1999). Umumnya biosintesis AIA yang bergantung pada triptofan umum terjadi pada bakteri (Manulis et al. 1998). Lintasan sintesis AIA melalui jalur indole-3- pyruvic acid (IPyA) terjadi pada Enterobacter cloacae (Zakharova et al. 1999) dan Bradyrhizobium (Manulis et al. 1998), sedangkan pada Pseudomonas syringae biosintesis AIA terjadi melalui indole-3-acetamide yang kemudian dikonversi menjadi AIA. Pada Agrobacterium tumefaciens AIA disintesis melalui jalur tryptamine, sedangkan pada Alcaligenes faecalis dan A. tumefaciens AIA disintesis melalui indole-3-acetonitrile (IAN) (Zakharova et al. 1999). Zakharova et al. (1999) melaporkan bahwa asam anthranilat merupakan prekursor yang kurang efisien dibandingkan triptofan dalam mensintesis AIA. Sedangkan penggunaan asam anthranilat tanpa penambahan triptofan tidak dapat menyebabkan disintesisnya AIA. Adanya senyawa indol pada medium kultur pun tidak mampu meningkatkan produksi AIA. Hal ini menunjukkan bahwa senyawa indol bukan merupakan prekursor dalam biosintesis AIA. Triptofan diketahui sebagai prekursor yang efektif dalam biosintesis AIA melalui lintasan IPyA yang bersifat terinduksi. Biosintesis AIA pada bakteri melibatkan banyak enzim, di antaranya enzim Trp transaminase yang akan mengakumulasi L-Trp menjadi asam indol piruvat yang akan mengalami sintesis lebih lanjut menjadi AIA melalui lintasan IPyA (Patten & Glick 2002). Namun

25 9 demikian, pada beberapa bakteri misalnya Bacillus sp. pembentukan AIA yang cukup tinggi juga dapat terjadi tanpa induksi triptofan, karena bakteri ini mampu mensintesis triptofan di dalam selnya. Sintesis Trp terjadi melalui jalur asam korismat yang merupakan golongan asam amino aromatik (Szigeti 2004). Karakteristik Kedelai Varietas Tanggamus, Detam, dan Anjasmoro Karakteristik beberapa varietas kedelai dapat dibedakan dengan membandingkan beberapa parameter, antara lain tinggi tanaman, waktu pembungaan, bobot per 100 biji, potensi hasil, dan tingkat toleransi di ph asam (Tabel 2). Tabel 2 Karakteristik kedelai varietas Anjasmoro, Detam, dan Tanggamus (Balitkabi 2010) Parameter pembanding Varietas Anjasmoro Varietas Detam Varietas Tanggamus Tinggi tanaman 64 cm 58 cm 67 cm Waktu pembungaan 35 HST 35 HST 35 HST Umur panen 82 HST 82 HST 88 HST Bobot per 100 biji 14,8 15,3 gram 14,48 gram 11 gram Potensi hasil 2,03 2,25 ton/ha 2,86 ton/ha 2,5 ton/ha Tingkat toleransi terhadap ph asam Tinggi Rendah Tinggi

26 10 BAHAN DAN METODE Galur B. japonicum yang digunakan ialah galur tipe liar KDR 15 (wt) (IPBCC.b ) dan Bj 11 (wt) (IPBCC.b ) toleran asam aluminium, Bj 13 (wt) (IPBCC.b ) sensitif asam aluminium hasil isolasi Tedja Imas, M.S. dan mutan hasil mutagenesis transposon Bj 11 (wt) yaitu Bj 11 (19) (IPBCC.b ) koleksi Dr. Aris Tri Wahyudi. Seluruh isolat dikoleksi di Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi, FMIPA, IPB. Galur USDA 110 (IPBCC.b ) digunakan sebagai isolat acuan. Kedelai yang digunakan dalam uji pemacuan pertumbuhan ini terdiri atas tiga varietas, yaitu varietas Tanggamus dan Anjasmoro yang toleran asam- Aluminium, serta kedelai hitam varietas Detam yang tumbuh baik pada ph netral. Peremajaan Isolat Uji Peremajaan B. japonicum dilakukan dengan menumbuhkan bakteri pada media Yeast Mannitol Agar/YMA (Agar 20 g/l; Manitol 10 g/l; Yeast extract 1 g/l; K 2 HPO 4 0,5 g/l; MgSO. 4 7H 2 O 0,2 g/l; NaCl 0,2 g/l) mengandung merah kongo 0,0025% dan antibiotik rifampisin (Rif) 50 μg/ml dengan teknik gores kuadran dan diinkubasi di suhu ruang selama 5-7 hari pada kondisi tanpa cahaya. Koloni terpisah yang terbentuk, dipindahkan ke media agar-agar miring YMA sebagai biakan kerja. Penapisan Isolat Bradyrhizobium japonicum Penghasil Asam Indol Asetat Penapisan isolat B. japonicum yang menghasilkan AIA dilakukan menggunakan metode Salkowski seperti yang telah dilakukan oleh Patten & Glick (2002). Isolat uji terlebih dahulu ditumbuhkan pada media yeast extract mannitol broth (YMB) yang diberi penambahan L-Trp 0,5 mm dan media tanpa penambahan L-Trp. Isolat B. japonicum USDA 110 digunakan sebagai isolat acuan bagi isolat isolat B. japonicum toleran asam-al. Pengukuran aktivitas AIA dilakukan setiap hari sejak hari pertama sampai dengan hari kedelapan waktu inkubasi. Inkubasi dilakukan di atas mesin bergoyang dengan kecepatan 120 rpm pada suhu 27 o C.

27 11 Pengujian aktivitas AIA dilakukan dengan mengambil 1 ml kultur kemudian disentrifugasi dengan kecepatan 8400 g selama 15 menit. Sebanyak 1 ml supernatan kemudian direaksikan dengan reagen Salkowski (150 ml H 2 SO 4 pekat; 7,5 ml FeCl. 3 6H 2 O 0.5 M dan 250 ml aquades steril) sebanyak 4 ml, uji dilakukan duplo. Suspensi kemudian diinkubasi selama 30 menit, tanpa paparan cahaya. Setelah selesai inkubasi, kemudian absorbansi diukur pada panjang gelombang 520 nm menggunakan spektrofotometer Spectronic 20D. Konsentrasi AIA yang dihasilkan oleh tiap isolat diketahui melalui persamaan pada kurva standar AIA. Uji AIA Asal Isolat Terpilih sebagai Agen Pemacuan Pertumbuhan terhadap Kecambah Kedelai Uji pemacuan pertumbuhan dilakukan berdasarkan metode Dey et al. (2004) modifikasi. Terlebih dahulu isolat-isolat yang telah diketahui memiliki aktivitas AIA ditumbuhkan pada media YMB dan diinkubasi selama 7 hari, hingga diperoleh sel bakteri dalam jumlah besar sekitar sel/ ml. Biji kedelai yang akan diinokulasikan oleh suspensi B. japonicum disterilisasi dahulu permukaannya dengan merendam biji pada etanol 95% selama 10 detik, H 2 O 2 5% selama 5 menit dan dibilas aquades steril sebanyak 7 kali untuk menghilangkan residu peroksida. Kemudian biji kedelai steril dikecambahkan selama 24 jam pada ruang gelap. Selanjutnya biji kedelai yang telah berkecambah dengan pemanjangan radikula 2-3 mm dipilih untuk ditanam pada growth pouch, kemudian sebanyak 100μl (±8x10 9 sel/ml) kultur bakteri diinokulasikan pada tiap kecambah. Uji dilakukan pada 6 kecambah, dengan menggunakan kontrol berupa kecambah yang diinokulasikan media YMB steril dan inokulan bakteri. Pada perlakuan ini, inkubasi dilakukan selama 7 hari pada suhu ruang dalam kondisi gelap. Parameter pertumbuhan yang diamati ialah panjang akar primer dan jumlah akar lateral. Seluruh data yang diperoleh dari uji ini dianalisis dengan ANOVA. Bila data yang diperoleh menunjukkan beda nyata, maka dilanjutkan dengan uji Duncan (α=0,05). Seluruh analisis data dilakukan menggunakan program SPSS 16.

28 12 Uji Pemacuan Pertumbuhan pada Tanaman Kedelai di Rumah Kaca Kecambah yang telah berumur dua hari ditanam dalam botol Leonard modifikasi. Botol Leonard modifikasi terdiri atas dua botol bervolume 700 ml. salah satu botol dipotong bagian bawahnya dan digunakan diisikan media penanaman berupa pasir dan arang. Botol lainnya dipotong pada bagian leher dan digunakan sebagai tendon untuk larutan hara. Masing-masing botol diisi 300 ml larutan hara Ahmed-Evans untuk ph netral dan hara Alva untuk pengujian ph asam (Lampiran 1). Selanjutnya, sebanyak 100 ml larutan hara disiramkan pada media tanam arang-pasir. Pasir yang digunakan sebelumnya diayak dan dicuci dengan air bersih sebanyak 10 kali, kemudian dikeringkan. Arang yang digunakan ialah tumbukan arang batok kelapa. Perbandingan pasir dan arang ialah 3:1 dan setiap botol diisi dengan 480 g campuran pasir-arang. Botol bagian atas ditutup dengan aluminium foil. Selanjutnya seluruh botol ditutup dengan kertas semen dan dilakukan sterilisasi pada suhu 121 o C selama 2 jam. Selanjutnya kecambah berumur 2 hari ditanam pada media pasir arang dalam botol Leonard. Untuk tiap botol ditanam tiga kecambah dan dibuat tiga ulangan untuk setiap perlakuan. Pada permukaan kecambah diinokulasikan B. japonicum mutan atau tipe liarnya sebanyak 1 ml dengan konsentrasi sel 10 8 sel/ml. Permukaan botol ditutup kembali dengan aluminium foil dan diletakkan pada suhu ruang dan keadaan tanpa cahaya selama 2-3 hari sampai bagian atas kecambah menyentuh aluminium foil dan selanjutnya botol dipindahkan ke rumah kaca. Deteksi pengaruh AIA eksogen asal isolat terpilih terhadap pertumbuhan tanaman kedelai dilakukan menggunakan metode root-bioassay seperti yang dilakukan oleh Brandl & Lindow (1998). Panjang akar tanaman yang telah diinokulasikan sel bakteri dengan konsentrasi AIA tertentu dibandingkan dengan panjang akar tanaman kontrol. Waktu pengukuran panjang akar kedelai dilakukan pada 35 HST. Setelah 35 HST, tanaman kedelai dipanen dan diukur bobot basah, bobot kering, panjang akar, dan jumlah bintil akarnya. Di samping itu, dilakukan pula ekstraksi AIA yang berasal dari bintil akar kedelai untuk diukur konsentrasi kandungan asam indol asetat bintil dengan metode Unyayar et al. (1996).

29 13 HASIL Penapisan Isolat Bradyrhizobium japonicum Penghasil Asam Indol Asetat Konsentrasi AIA yang diperoleh dari inkubasi isolat hari ketujuh pada medium YMB dengan penambahan 0,5 mm triptofan, menunjukkan bahwa Bj 11(wt) mampu memproduksi AIA dalam konsentrasi yang paling tinggi dibandingkan dengan isolat lainnya. Sedangkan untuk isolat-isolat yang ditumbuhkan pada medium YMB tanpa penambahan triptofan, tidak terdeteksi adanya hormon AIA yang dihasilkan (Tabel 3). Tabel 3 Konsentrasi asam indol asetat yang dihasilkan Bradyrhizobium pada media YMB yang ditambah triptofan 0,5 mm (ppm) Kode Isolat Konsentrasi AIA (ppm) Bj 11 (wt) 3,288 Bj 11 (19) 2,674 Bj 13 (wt) 0,408 KDR 15 (wt) 3,246 USDA 110 0,007 Pertumbuhan dan Produksi Asam Indol Asetat (AIA) pada Beberapa Isolat Bradyrhizobium Pertumbuhan isolat Bj 11 (19) memasuki fase log pada hari ketiga inkubasi dan mulai stasioner pada hari keenam, sedangkan produk AIA tertinggi terdeteksi pada hari kelima inkubasi. Pertumbuhan isolat Bj 13 (wt) memasuki fase log pada hari ketiga inkubasi dan memulai fase stasioner pada hari kedelapan, sedangkan produksi AIA tertinggi terdeteksi pada hari keempat. Pertumbuhan isolat KDR 15 (wt) yang mulai memasuki fase log pada hari ketiga dan fase stasioner pada hari kelima waktu inkubasi, sedangkan produksi AIA tertinggi terdeteksi pada hari ketiga dari waktu inkubasi (Gambar 2).

30 14 Log Jumlah sel waktu inkubasi (hari ke-) USDA110 Bj 11 (w t) Bj 11 (19) Bj 13 (w t) KDR 15 (w t) a Konsentrasi IAA (ppm) waktu inkubasi (hari ke-) USDA110 Bj 11 (w t) Bj 11 (19) Bj 13 (w t) KDR 15 (w t) b Gambar 2 Pertumbuhan (a) dan konsentrasi AIA (b) yang diproduksi oleh beberapa isolat Bradyrhizobium japonicum. Seleksi lebih lanjut dilakukan untuk mengetahui korelasi antara kepadatan sel dengan konsentrasi AIA yang diproduksi. Pertumbuhan isolat USDA 110 memulai fase log pada hari kedua dari waktu inkubasi dan memasuki fase stasioner pada hari ketujuh, sedangkan produksi AIA tertinggi terjadi pada hari ketujuh dari masa inkubasi. Isolat Bj 11 (wt) memasuki fase log pada hari ketiga dan fase stasionernya dimulai pada hari keenam, sedangkan hormon AIA tertinggi diproduksi pada hari keempat (Gambar 2). Hasil seleksi lanjutan tidak menunjukkan adanya korelasi yang kuat antara kepadatan sel dengan konsentrasi AIA yang diproduksi selama waktu

31 15 pengamatan, sehingga ditetapkan bahwa pada hari ketujuh, kelima isolat mengalami fase pertumbuhan yang hampir seragam dan semua isolat uji sudah melalui masa pembelahan sel (Tabel 4). Tabel 4 Pertumbuhan dan aktivitas AIA kelima isolat Bradyrhizobium pada hari ketujuh inkubasi Kode Isolat USDA110 Bj 11(wt) Bj 11(19) Bj 13(wt) KDR15(wt) Log Jumlah Sel 13,815 14,847 15,954 7,859 12,420 Konsentrasi IAA (ppm) 0,484 0,536 0,904 0,468 0,509 Uji AIA asal Isolat Terpilih sebagai Agen Pemacuan Pertumbuhan terhadap Kecambah Kedelai Uji AIA asal Bradyrhizobium sebagai agen pemacuan pertumbuhan kecambah kedelai dilakukan dengan cara menginokulasikan isolat yang berumur 7 hari pada kecambah kedelai varietas Anjasmoro, Detam dan Tanggamus yang berumur 24 jam. Pertumbuhan kecambah pada growth pouch yang diberi larutan hara Alva (ph 4,5) dan Ahmed-Evans (ph 6,9) diamati sampai hari ketujuh. Hasil analisis terhadap panjang akar dan jumlah akar lateral, menunjukkan adanya pengaruh nyata dari interaksi isolat Bj 11 (wt), Bj 11 (19) dan USDA110 terhadap jumlah akar lateral yang terbentuk pada kecambah kedelai varietas Anjasmoro (Tabel 5). Namun demikian, tidak semua perlakuan isolat Bradyrhizobium memberikan pengaruh yang sama dalam pemanjangan akar pada kedelai varietas Detam dan Tanggamus (Tabel 6 & 7).

32 16 Tabel 5 Pemanjangan akar utama dan jumlah akar lateral kedelai Anjasmoro yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum pada growth pouch ph 4,5 dan ph 6,9 1) 2) 1) 2) Perlakuan ph 4, 5 ph 6, 9 Panjang akar (cm) Jumlah akar lateral Panjang akar (cm) Jumlah akar lateral USDA 110 3,07±0,75a 17,00±1,15c 14,00±14,94a 12,00±0,00bc Bj 11(wt) 3,17±0,29a 11,00±0,58ab 15,00±2,12a 13,50±3,53bc Bj 11(19) 8,00±0,5ba 9,00±2,00ab 14,25±2,47a 16,00±5,65c Bj 13 (wt) 2,33±0,58ª 13,00±2,89b 16,00±4,24a 6,50±4,24ab KDR 15 (wt) 2,40±0,53ª 12,00±0,58ab 12,75±4,59a 6,00±4,59ab Kontrol 2,73±0,25a 8,00±3,78a 14,50±0,00a 2,00±0,00a 1)Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada α= )Tanda ± menunjukkan nilai standar deviasi (stdev). Tabel 6 Pemanjangan akar utama dan jumlah akar lateral kedelai Detam yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum pada growth pouch ph 4,5 dan ph 6,9 Perlakuan 1) 2) ph 4,5 1) 2) ph 6,9 Panjang akar (cm) Jumlah akar lateral Panjang akar (cm) Jumlah akar lateral USDA ,00±0,5b 10,00±1,53b 20,25±5,30a 7,50±0,71a Bj 11(wt) 16,50±1,32b 13,00±1,53c 12,25±9,54a 8,00±5,65a Bj 11(19) 16,83±2,75b 10,00±1,53b 22,75±1,76a 4,50±0,71a Bj 13 (wt) 14,67±1,53b 10,00±0,00b 16,00±0,00a 6,00±1,41a KDR 15 (wt) 6,17±1,26a 6,00±2,00a 18,50±0,70a 4,50±2,12a Kontrol 14,67±1,16b 5,00±1,00a 23,00±0,00a 4,00±0,00a 1)Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada α=0,05. 2)Tanda ± menunjukkan nilai stdev.

33 17 Tabel 7 Pemanjangan akar utama dan jumlah akar lateral kedelai Tanggamus yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum pada growth pouch ph 4,5 dan ph 6,9 1) 2) 1) 2) Perlakuan ph 4,5 ph 6,9 Panjang akar (cm) Jumlah akar lateral Panjang akar (cm) Jumlah akar lateral USDA 110 2,67±0,29a 9,00±2,31a 14,50±4,24a 8,50±4,95a Bj 11(wt) 4,17±1,26a 16,00±4,04b 17,50±2,12a 5,00±0,00ab Bj 11(19) 3,33±1,76a 8,00±0,58a 18,75±2,47a 8,50±2,12a Bj 13 (wt) 3,00±2,59a 10,00±0,00a 16,00±1,41a 9,00±2,83a KDR 15 (wt) 1,73±0,40a 7,00±1,15a 18,00±2,83a 9,50±0,71a Kontrol 2,17±1,15a 8,00±3,51a ** ** 1)Angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan hasil yang berbeda nyata berdasarkan uji Duncan pada α=0,05. 2)Tanda ± menunjukkan nilai stdev. **) Tidak menunjukkan pertumbuhan akar. Perlakuan tanaman kedelai yang diinokulasi dengan isolat Bj 11 (19), Bj 11 (wt) dan USDA110 cenderung mampu menginduksi pembentukan akar lateral lebih baik dibandingkan tiga perlakuan lainnya (Tabel 5,6 & 7). Deteksi Pengaruh AIA Asal Isolat Terpilih terhadap Pertumbuhan Tanaman Kedelai Pengamatan pengaruh B. japonicum penghasil hormon AIA terhadap pertumbuhan kedelai melalui inokulasi isolat Bj 11 (wt), Bj 11 (19), dan USDA. Sedangkan isolat KDR 15 (wt) dan Bj 13 (wt) tidak digunakan lebih lanjut karena umumnya perlakuan kedua isolat tersebut tidak memberikan pengaruh yang besar terhadap perkecambahan bila dibandingkan dengan ketiga isolat lainnya. Jumlah bintil yang terbentuk pada akar tanaman yang diberi perlakuan isolat Bj 11 (wt) berbeda nyata bila dibandingkan dengan tanaman kontrol, pada ketiga varietas kedelai (Gambar 3; Lampiran 2). Sedangkan tanaman kontrol yang hanya diinokulasi dengan YMB tidak mampu membentuk bintil akar. Hal ini menunjukkan bahwa auksin juga berperan penting dalam pembentukan bintil tanaman legum (Hunter 1994).

34 18 Gambar 3 Jumlah bintil akar dan konsentrasi AIA pada bintil akar kedelai varietas Anjasmoro, Detam, dan Tanggamus yang diinokulasi galurgalur Bradyrhizobium japonicum dan ditumbuhkan pada ph 4,5 dan ph 6,9. Kontrol tanpa diinokulasi B. japonicum. Perlakuan dengan isolat Bj 11 (wt) yang dilakukan menggunakan botol Leonard umumnya mampu memacu pembentukan bintil yang lebih banyak pada ketiga varietas keelai baik Anjasmoro, Detam dan Tanggamus (Gambar 3; Lampiran 4, 5 & 6). Perlakuan tanaman dengan inokulasi beberapa isolat Bradyrhizobium memberikan kecenderungan pengaruh yang tidak sama terhadap bobot basah maupun bobot kering pada ketiga varietas kedelai yang diujikan (Gambar 4; Lampiran 4, 5 & 6). Hal ini diduga karena kompleksnya pengaruh AIA terhadap

35 19 pertumbuhan tanaman akibat banyaknya enzim yang berperan dalam mengaktivasi AIA sebagai agen pemacu pertumbuhan maupun enzim yang berperan menghambat aktivasi AIA sebagai hormon pemacu pertumbuhan (Zakharova et al.1999; Husen et al. 2008).

36 20 a b c d Gambar 4 Bobot basah tanaman (a) dan akar (b); bobot kering tanaman (c) dan akar (d) tanaman kedelai varietas Anjasmoro, Detam, dan Tanggamus yang diinokulasi galur-galur Bradyrhizobium japonicum dan ditumbuhkan pada ph 4,5 dan ph 6,9. Kontrol tanpa diinokulasi B. japonicum.

37 21 PEMBAHASAN Kelima isolat Bradyrhizobium japonicum memiliki kemampuan untuk mensintesis auksin eksogen setelah ditambahkan 0,5 μm triptofan ke dalam medium kultur. Triptofan merupakan prekursor utama dalam sintesis AIA. Pada bakteri, hal ini diduga sebagai salah satu mekanisme detoksifikasi Trp pada sel bakteri (Dosselaere et al. 1997). Boiero et al. (2007) melaporkan konsentrasi AIA yang dihasilkan oleh Bradyrizobium isolat SEMIA5080 sebesar 3,8 ppm. Pada penelitian ini konsentrasi AIA yang dihasilkan oleh isolat Bj 11 (wt) sebesar 3,288 ppm. Sedangkan isolat acuan USDA110 hanya mampu menghasilkan AIA dalam konsentrasi yang sangat kecil yaitu 0,007 ppm (Tabel 3). Rata-rata pertumbuhan dari kelima isolat uji memasuki awal fase stasioner pada hari ketujuh inkubasi, pada waktu yang sama kelima isolat uji menghasilkan hormon AIA (Tabel 3). Hormon AIA merupakan produk metabolit sekunder dari B. japonicum yang mulai diproduksi optimum pada saat umur kultur memasuki fase stasioner, antara hari ke-7 hingga hari ke-10 (Minamisawa & Fukai 1991). Isolat Bj 11 (19) mampu menghasilkan AIA dengan konsentrasi lebih tinggi dari konsentrasi AIA yang diproduksi oleh isolat Bj 11 (wt), yaitu sebesar 0,904 ppm (Tabel 3). Penurunan konsentrasi AIA yang diproduksi oleh Bj 11 (wt) mungkin disebabkan oleh rusaknya sebagian produk AIA yang dihasilkan akibat paparan cahaya, karena cahaya pada panjang gelombang UV dapat merusak struktur molekul AIA (Ray 1958). Hormon AIA yang dihasilkan oleh B. japonicum isolat Bj 11 (wt) dapat memacu pembentukan akar lateral pada kecambah kedelai Anjasmoro, Detam, dan Tanggamus umur 7 hari, hasil tersebut berbeda nyata dengan keempat isolat yang lain (Tabel 4, 5 & 6; Lampiran 10). Patten & Glick (2002) melaporkan bahwa bakteri yang memproduksi AIA dapat menstimulasi pertumbuhan sistem perakaran inang. Pertumbuhan akar lateral tanaman diinduksi oleh konsentrasi AIA yang tinggi, sedangkan akar utama distimulasi oleh AIA dengan konsentrasi yang rendah, antara M. Sehingga diduga bahwa konsentrasi hormon AIA yang dihasilkan oleh Bj 11 (wt) cukup tinggi, karena telah mampu memacu pembentukan akar lateral lebih baik.

38 22 Pengaruh AIA dalam memacu pertumbuhan kedelai Anjasmoro lebih baik pada ph netral sedangkan pada kedelai Detam dan Tanggamus pengaruh AIA dalam memacu pertumbuhan lebih baik pada ph asam. Pada kedelai Detam, hasil yang diperoleh bertolak belakang dengan daya adaptasi kedelai Detam yang optimum pada ph netral (Tabel 2). Pengaruh perlakuan Bj 11 (wt) yang tidak konsisten terhadap panjang akar dan pertumbuhan akar lateral di antara ketiga varietas tanaman kedelai, diduga karena adanya mekanisme fisiologi lain yang terjadi pada tanaman. Hal ini berkaitan dengan aktivitas enzim 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) aminase yang berperan dalam biosintesis hormon etilen yang kerjanya antagonis dengan hormon auksin (Husen et ai. 2008). Hasil ekstraksi bintil akar kedelai Detam yang telah diinokulasi isolat Bj 11 (wt) menghasilkan AIA dengan konsentrasi 12,15 ppm. Sedangkan hasil inokulasi dari dua isolat lainnya yaitu Bj 11 (19) dan USDA 110 menghasilkan konsentrasi AIA yang lebih tinggi, yaitu masing-masing 28,68 ppm dan 17,37 ppm. Namun demikian, Bj 11 (wt) mampu memberikan pengaruh yang paling tinggi dalam memacu pertumbuhan akar kedelai ini. Astuti (2008) mengelompokkan konsentrasi AIA ke dalam tiga kelompok, yaitu: rendah, sedang, dan tinggi. Konsentrasi AIA rendah apabila kurang dari 19 ppm. Bersesuaian dengan hal tersebut, konsentrasi AIA hasil ekstraksi bintil akar yang telah diinokulasi isolat Bj 11(wt) termasuk kelompok konsentrasi rendah yang efektif dalam memacu pertumbuhan akar primer kedelai (Pattern & Glick 2002). Konsentrasi AIA dari bintil akar kedelai yang diberi hara Alva (ph asam) dan diinokulasi isolat B. japonicum lebih tinggi daripada dari bintil akar kedelai yang diberi hara Ahmed-Evans (ph netral). Namun jumlah bintil yang terbentuk pada akar kedelai yang ditumbuhkan dengan ph netral lebih banyak daripada jumlah bintil akar kedelai yang ditumbuhkan pada ph asam (Gambar 3). Fenomena ini terjadi karena meskipun nodulasi akar kedelai dipengaruhi oleh hormon AIA (Hunter 1994), namun kecocokan antara bakteri simbion dengan inangnya lebih memberikan pengaruh yang kuat dalam proses ini (Madigan 2003). Sebelumnya Patten & Glick (1996) melaporkan bahwa proses pembentukan bintil akar tidak hanya dipengaruhi oleh konsentrasi auksin tetapi juga dipengaruhi oleh

39 23 teraktivasinya gen-gen yang berperan dalam kolonisasi bakteri bintil akar. Pada fenomena ini dapat diduga bahwa dalam aplikasinya terhadap tanaman kedelai dengan penambahan larutan Alva (ph asam) menyebabkan viabilitas sel B. japonicum mengalami penurunan, sehingga kemampuan isolat B. japonicum dalam kolonisasi akar juga mengalami penurunan. Pertumbuhan vegetatif tanaman kedelai pada ph 6,9 lebih baik bila dibandingkan dengan pertumbuhannya pada ph 4,5 (Gambar 4). Hal ini ditunjukkan dengan perolehan bobot basah dan bobot kering tanaman dan akar tanaman kedelai pada ph netral yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan hasil perolehan pada ph asam. Apabila diperhatikan lebih rinci, hampir pada semua parameter pertumbuhan vegetatif, simbiosis antara semua isolat B. japonicum dengan kedelai Detam ph netral, memberikan hasil yang paling tinggi daripada dengan kedua jenis kedelai yang lain. Sedangkan pada perolehan bobot basah tanaman dan akar dari kedelai varietas Anjasmoro pada ph asam lebih tinggi bila dibandingkan dengan kedua varietas kedelai lainnya. Hal ini bersesuaian dengan hasil penelitian yang menyatakan bahwa kedelai Detam dapat tumbuh optimal pada ph netral, sedangkan kedelai Tanggamus toleran terhadap keasaman tanah (Balitkabi 2008). Pada penelitian ini dapat terlihat kemampuan tumbuh kedelai varietas Tanggamus yang kurang baik. Kedelai Tanggamus dapat tumbuh baik pada ph asam, namun biji kedelai gagal berkembang pada media tanam dengan ph netral tanpa adanya pemberian inokulan B. japonicum (Tabel 7). Demikian pula bahwa perolehan bobot basah dan bobot kering tanaman dan akar tanaman kedelai Tanggamus pada ph asam maupun ph netral secara umum lebih kecil bila dibandingkan dengan perolehan dari varietas Anjasmoro maupun Detam (Gambar 4). Sehingga dapat diduga bahwa bibit kedelai Tanggamus yang diperoleh dari Balai Penelitian Kacang-kacangan dan Umbi-umbian (Balitkabi) ini sudah melalui masa penyimpanan yang terlalu lama. Tatipata et al. (2004) melaporkan bahwa benih kedelai yang disimpan lebih dari 6 bulan akan menurun kadar airnya hingga 12%, sehingga mengalami penurunan daya berkecambah.

40 24 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Lima isolat Bradyrhizobium japonicum yaitu: Bj 11 (wt), Bj 11 (19), Bj 13 (wt), KDR 15 (wt), dan kontrol USDA110 menghasilkan asam indol asetat (AIA) dan memiliki kemampuan dalam memacu pertumbuhan akar lateral pada kecambah kedelai Anjasmoro. Auksin yang dihasilkan oleh isolat Bj 11 (wt) yang bersimbiosis dengan kedelai Anjasmoro mampu memacu pembentukan akar lateral dan bintil akar lebih baik dibandingkan dengan dua varietas kedelai lainnya. Jumlah bintil akar berkorelasi positif dengan pertumbuhan vegetatif tanaman kedelai. Semakin banyak bintil akar yang terbentuk, maka semakin baik tanaman dalam memfiksasi N 2 sehingga perolehan bobot basah dan bobot kering tanaman pun semakin tinggi. Konsentrasi AIA yang diekstraksi dari bintil akar tanaman dipengaruhi oleh ph. Jumlah bintil akar lebih banyak terbentuk pada tanaman yang ditumbuhkan dengan ph asam dibandingkan dengan ph netral. Namun demikian, konsentrasi AIA tidak berkorelasi langsung dengan pertumbuhan vegetatif tanaman. Saran Perlu dilakukan pengujian lebih lanjut untuk dapat melihat kerja auksin eksogen yang dihasilkan Bradyrhizobium japonicum secara spesifik terhadap pertumbuhan tanaman dan produksi biji kedelai.

41 25 DAFTAR PUSTAKA Ahmad F, Ahmad I, Khan MS Indole acetic acid production by the indigenous of Azotobacter and flourescent Pseudomonads in the presence and absence of tryptophan. Turk J Biol 29: Alva AK, Edwards DG, Caroll BJ, Asher CJ, Greehoff PM Nodulation and erly growth of soybean mutants with increased nodulation capacity under acid soil infertility factors. Agron J 80: Arroo RRJ, Develi A, Meijers H, Westerlo E, Kemp AK et al Effect of exogenous auxin on root morphology and secondary metabolism in Tagetes patula hairy root cultures. Physiol Plant 93: Arshad M, Frankenberger WT Jr Microbial production of plant hormones. Plant Soil 133: 1-8. Ayanaba A, Asanuma A, Munns DN An agar plate method for rapid screening of Rhizobium for tolerance to acid aluminium stress. Soil Sci Soc Am J 47: [Balitkabi] Balai Penelitian Kacang-kacangan dan Umbi-umbian Hasil Utama Penelitian Kacang-kacangan dan Umbiumbian. [1 Agustus 2010] Barazani OZ, Friedman J Is IAA the major root growth factor secreted from plant-growth-mediating bacteria? J Chem Ecol 25: Barbieri P, Zanelli T, Galli E, Zanetti G Wheat inoculation with Azospirillum brasilence Sp6 and some mutants altered in nitrogen fixation and indole-3-acetic acid. FEMS Microbiol Lett 36: Boiero L, Perrig D, Masciarelli O, Penna C, Cassin F et al Phytohormone production by three strains of Bradyrhizobium japonicum and possible physiological and technological implications. Appl Microbiol Biotechnol 74: Brandl MT, Lindow SE Contribution of indole-3-acetic acid production to the epiphytic fitness of Erwinia herbicola. Appl Environ Microbiol 64: Cunningham SD, Munns DN Effect of rhizobial extracellular polysaccharide on ph and aluminium activity. Soil Sci Soc Am J 48: Dey R, Pal KK, Bhatt DM, Chauhan SM Growth promotion and yield enhancement of peanut (Arachis hypogaea L.) by application of plant growth-promoting rhizobacteria. Microbiol Res 159:

42 26 Dosselaere F et al Indole-3-acetic acid biosyntesis in Azospirillum brasilense. Di dalam: Proceedings of the Fourth International Workshop on Plant Growth Rhizobacteria; Sapporo. hlm Endarini T, Wahyudi AT, Tedja Imas Seleksi galur Bradyrhizobium japonicum indigenous toleran media asam-aluminium. Hayati 2: Fett WF, Osman SF, Dunn MF Auxin production by plant-pathogenic Pseudomonads and Xantomonads. Appl Environ Microbiol 53: Habibah H Efektivitas Simbiotik Beberapa Galur Bradyrhizobium japonicum toleran Asam Aluminium pada Tanaman Kedelai [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Handayani L Inokulan Bradyrhizobium japonicum Toleran Asam- Aluminium : Uji Viabilitas dan Efektifitas Simbiotik terhadap Tanaman Kedelai [tesis]. Bogor : Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor. Holt JG, Krieg NR, Sheath PHA, Staley JT, Williams ST Bergey s Manual of Determinative Bacteriology. Edisi ke-9. Baltimore: Williams & Wilkins. Hunter WJ Increased nodulation of soybean by a strain of Bradyrhizobium japonicum with altered tryptophan metabolism. Lett Appl Microbiol 18: Husen E, Wahyudi AT, Suwanto A, Saraswati R Prospective use of 1- aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase-producing bacteria for plant growth promotion and defense against biotic and abiotic stresses in peatsoil-agriculture. Microbiol Indones 2: Kampert M, Strzelczyk E, Pokojska A Production of auxins by bacteria isolated from pine roots (Pinus syivestris L.). Acta Microbiol Poll 7: Keyser HH, Munns DN Tolerance of rhizobia to acidity, aluminium and phosphate. Soil Sci Soc Am J 43: Li Yi, Liu ZB, Shi X, Hagen G dan Guifoyle T An auxin-inducible element in soybean SAUR Promoters. Plant Physiol 106: Madigan MT, Martinko JM, Parker J Brock Biology of Microorganism. Ed ke-10. New Jersey: Prentice Hall. Madjid AR Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Terhubung berkala [ 31 Mei 2009.

43 27 Manulis SA, H-Chesnar, MT Brandl, SE Lindow, dan I Barash Differential involvment of indole-3-acetic acid biosynthetic pathway in pathogeniciy and epiphytic fitness of Erwinia herbicola pv. Gypsophilae. Molec Plant- Microb Interact 11: Minamisawa K, Fukai K Production of indole-3-acetic acid by Bradyrhizobium japonicum: a correlation with genotype grouping and rhizobitoxine production. Plant Cell Physiol 32 (1): 1-9. Mubarik NR, Wahyudi AT, Triadiati, Suharyanto, Widiastuti H The use of acid-aluminium tolerant Bradyrhizobium japonicum inoculant for soybean grown on field acid soil at South Kalimantan. Book of Abstract and poster presentation TWAS (The Academy of Sciences for the Developing World) Regional Young Scientist Conference di Armada Hotel, Petaling Jaya, Selangor, Malaysia, 2-5 November Parveen N, Webb DT, Borthakur D The symbiotic phenotypes of exopolysaccharide-defective mutans of Rhizobium sp. strain TAL1145 do not differ on determinate-and indeterminate nodulating tree legumes. Microbiology 143: Patten CL, Glick BR Bacterial biosynthesis of indole-3-acetic acid. Can J Microbiol 42: Patten CL, Glick BR Role of Pseudomonas putida indole acetic acid in development of the plant root system. Appl Environ Microbiol 68: Ray PM Destruction of auxin. Ann Rev Plant Physiol 9: Sekine M et al Detection of the IAA biosynthetic pathway from tryptophan via indole-3-acetamide in Bradyrhizobium spp. Plant Cell Physiol 29 (5): Situmorang ARF, Mubarik NR, Triadiati The use of acid-aluminium tolerant Bradyrhizobium japonicum inoculant for soybean grown on acid soils. Hayati J Biosci 16: Subramanian S, Gary S, Oliver Yu Endogenous isoflavones are essential for the establishment of symbiosis between soybean and Bradyrhizobium japonicum. The Plant J 48: Somasegaran P, Hoben HJ Handbook for Rhizobia. Methods in Legumerhizobium Technology. New York: Springer-Verlag. Spiedel KL, Wollum AG Evaluating of Leguminous Inoculant Quality: A manual. Department of Soil Science. Chapel Hill: North Carolina University.

44 28 Szigeti R, Milescu M, Gollnick P Regulation of tryptophan byosinthesis genes in Bacillus halodurans: common element but different strategies than those used by Bacillus subtilis. J Bacteriol 186: Tatipata A, Yudono P, Purwantoro A, Mangoendidjojo W Kajian aspek fisiologi dan biokimia deteriorasi benih kedelai dalam penyimpanan. Ilmu Pertanian 11 (2): Tiwari RP, Reeve WG, Glenn AR Mutation conferring acid sensitivity in the acid-tolerant strains Rhizobium meliloti WSM419 and Rhizobium leguminosarum biovar viciae WSM710. FEMS Microbiol Lett 100: Unyayar S, Topcuoglu SF, Unyayar A A modified method for extraction and identification of Indole-3-Acetic Acid (IAA), Gibberellic Acid (GA), Abscisic Acid (ABA), and Zeatin produced by Phanerochaete chrysosporium ME446. Bulg J Plant Physiol 22: Vinuesa P, Barrios ML, Silva C, Willems A, Lorenzo AJ et al Bradyrhizobium canariense sp. Nov., an acid tolerant endosymbiont that nodulates endemic genistoid legumes (Papillionoideae: Genisteae) from the Canary Islands, along with Bradyrhizobium japonicum bv. genistearum, Bradyrhizobium genospecies alpha and Bradyrhizobium genospecies beta. J Syst Evol Microbiol 55: Watkin ELJ, O Hara GW, Glenn AR Calcium and acid stress interact to effect the growth of Rhizobium leguminosarum bv. Trifolii. Soil Biol Biochem 9: Wu SC, Cao ZH, Li ZG, Cheung KC, Wonga MH Effects of biofertilizer containing N-fixer, P and K solubilizers and AM fungi on maize growth: a greenhouse trial. Geoderma 125: Zakharova EA, Shcherbakov AA, Brudnik VV, Skripko NG, Bulkhin NS, et al Biosynthesis of indole-3-acetic acid in Azospirillum brasilense insights from quantum chemistry. Eur J Biochem 259: Zhao Y, Christensen SK, Fankhauser C, Cashman JR, Cohen JD et al A role for flavin monooxygenase-like enzymes in auxin biosynthesis. Science 291:

45 LAMPIRAN 29

46 30 Lampiran 1 Komposisi Larutan hara Ahmed dan Evans modifikasi (Spiedel & Wollum 1980) Bahan Konsentrasi FeEDTA Na 2 H 2 EDTA 0,0177 mm FeCl. 3 6H 2 O 0,0177 mm MgSO. 4 7H 2 O 2,0 mm K 2 SO 4 1,0 mm KH 2PO 4 0,25 mm K 2HPO 4 0,625 mm Mikronutrien Mn SO. 4 H 2 O 2,7 µm Cu SO. 4 5H 2 O 0,157 µm H 3BO 3 1,70 µm Na 2MoO 4. 2H 2 O 0,12 µm NaCl 5,6 µm CaCl 3. 6H 2 O 0,017 µm CaSO. 4 2H 2 O 5,8 mm Akuades Keterangan : ph ± 7,0 Lampiran 2 Komposisi larutan hara bebas N menurut Alva et al. (1988) Bahan Konsentrasi/l (µm) K 2 SO MgSO. 4 7H 2 O 100 FeEDTA 10 H 2 EDTA 0,0177 FeCl. 3 6H 2 O 0,0177 Na H 2 PO 4. 2H 2 O 5 H 3BO 3 3 ZnSO. 4 7H 2 O 1 MnCl. 2 4H CuCl. 2 2H 2 0 0,1 CoSO. 4 7H 2 O 0,004 Na 2MoO 4. 2H 2 O 0,002 CaSO. 4 2H 2 O 50 KAl(SO 4 ) 2 50 Akuades Keterangan : ph 4,5 dan 4,0

47 31 Lampiran 3 Data panjang akar dan jumlah akar lateral kecambah kedelai umur 8 hari pada growth pouch Anjasmoro Perlakuan Panjang Akar Jumlah Akar Lateral USDA ±4,949a 12±0,000bc Bj 11(wt) 15±2,121a 13,5±3,535bc Bj 11(19) 14,25±2,474a 16±5,656c Bj 13 (wt) 16±4,242a 6,5±2,121ab KDR 15 (wt) 12,75±4,596a 6±1,414a YMB 14,5±0,000a 2±0,000ab Detam Perlakuan Panjang Akar Jumlah Akar Lateral USDA ,25±5,303a 7,5±0,707a Bj 11(wt) 12,25±9,545a 8±5,657a Bj 11(19) 22,75±1,767a 4,5±0,707a Bj 13 (wt) 16±0,000a 6±1,414a KDR 15 (wt) 18,5±0,707a 4,5±2,121a YMB 23±0,000a 4±0,000a Tanggamus Perlakuan Panjang Akar Jumlah Akar Lateral USDA ,5±4,242b 8,5±4,949b Bj 11(wt) 17,5±2,121b 5±0,000ab Bj 11(19) 18,75±2,475b 8,5±2,121b Bj 13 (wt) 16±1,414b 9±0,000b KDR 15 (wt) 18±2,828b 9,5±0,707b YMB 0±0,000a 0±0,000a

48 32 Lampiran 4 Penampang akar tanaman kedelai Anjasmoro yang diberi perlakuan (a) medium YMB/ tanpa kultur bakteri, (b) kultur USDA 110, (c) kultur Bj 11 (wt), dan (d) kultur Bj 11 (19) a b c d Lampiran 5 Penampang akar tanaman kedelai Detam yang diberi perlakuan (a) medium YMB/ tanpa kultur bakteri, (b) kultur USDA 110, (c) kultur Bj 11 (wt), dan (d) kultur Bj 11 (19) a b c d

49 33 Lampiran 6 Penampang akar tanaman kedelai Tanggamus yang diberi perlakuan (a) medium YMB/ tanpa kultur bakteri, (b) kultur USDA 110, (c) kultur Bj 11 (wt), dan (d) kultur Bj 11 (19) a b c d

50 25 Lampiran 7 Hasil analisis pertumbuhan kedelai varietas Anjasmoro pada botol Leonard Perlakuan ph 4,5 ph 6,9 Bj 11(wt) Bj 11(19) USDA110 Kontrol Bj 11(wt) Bj 11(19) USDA110 Kontrol BB tanaman (g) 12,75±1,06a 11,75±1,06a 13,75±3,89a 15,25±2,47a 24,50±1,41a 18,75±8,84a 16,75±0,35a 12,00±0,71a BK tanaman (g) 2,31±0,31a 2,24±1,12a 2,61±0,72a 1,93±0,88a 4,48±0,00b 3,93±1,62ab 3,74±0,17ab 2,06±0,27a BB akar (g) 3,50±0,71a 4,50±0,71a 6,25±1,77a 5,50±2,83a 8,50±1,41b 4,75±0,35a 7,25±1,06ab 5,50±0,71a BK akar (g) 0,47±0,01ab 0,40±0,07a 0,47±0,09ab 0,59±0,04b 1,46±0,36a 0,85±0,21a 1,98±0,18a 1,13±0,27a Panjang Akar (cm) 19,75±2,47a 17,25±0,35a 21,00±0,00a 20,00±5,66a 21,50±2,12a 15,25±4,59a 21,40±7,64a 16,00±1,41a Jumlah Bintil 33,50±0,71b 29,00±5,66b 34,50±12,02b 0,00±0,00a 75,50±16,26c 59,00±22,63bc 17,00±18,38ab 0,00±0,00a [IAA]ppm 10,81±3,39b 9,77±1,91b 7,69±0,00ab 0,00±0,00a 4,51±1,42a 3,10±1,25a 3,74±3,17a 0,00±0,00a

51 26 Lampiran 8 Hasil analisis pertumbuhan kedelai varietas Detam pada botol Leonard Perlakuan ph 4,5 ph 6,9 Bj 11(wt) Bj 11(19) USDA110 Kontrol Bj 11(wt) Bj 11(19) USDA110 Kontrol BB tanaman (g) 15,00±0,71b 13,25±0,35ab 13,25±1,06ab 11,25±1,06a 11,50±3,89a 27,50±0,71b 31,50±1,06b 18,00±2,12a BK Tanaman (g) 2,13±0,58a 1,95±0,07a 2,07±0,02a 2,01±0,21a 2,28±0,22a 5,70±0,11b 5,91±0,26b 2,99±1,28a BB Akar (g) 21,00±2,83b 21,75±1,77b 22,50±2,83b 5,75±0,35a 4,00±0,00a 5,00±1,41ab 9,50±1,06b 6,50±1,06a BK Akar (g) 0,55±0,00a 0,52±0,68a 0,46±0,00a 0,56±0,17a 0,78±0,22a 0,70±0,11a 0,91±0,09a 0,49±0,22a Panjang Akar (cm) 21,00±2,83a 21,75±1,77a 22,50±2,83a 18,75±3,18a 35,00±21,92a 24,00±0,71a 25,00±1,41a 22,50±0,71a Jumlah Bintil 25,50±3,53b c 34,00±8,48c 13,00±8,48ab 0,00±0,00a 39,00±15,56a 64,00±7,78a 45,00±4,95a 49,00±2,83a [IAA]ppm 12,15±0,89a 28,68±0,00a 17,37±0,00a 0,00±0,00a 4,69±1,79a 5,79±3,58a 3,79±1,05a 0,00±0,00a

52 27 Lampiran 9 Hasil analisis pertumbuhan kedelai varietas Tanggamus pada botol Leonard Perlakuan ph 4,5 ph 6,9 Bj 11(wt) Bj 11(19) USDA110 Kontrol Bj 11(wt) Bj 11(19) USDA110 Kontrol BB Tanaman (g) 8,50±0,71a 8,25±0,35a 9,00±0,00a 9,50±1,63a 14,50±6,36a 11,00±1,41a 10,75±1,77a 10,25±1,77 a BK Tanaman (g) 1,60±0,69a 1,65±0,36a 1,65±0,08a 1,63±0,01a 3,19±1,18a 1,79±0,73a 2,32±1,50a 1,70±0,30a BB Akar (g) 4,00±0,00a 3,50±0,71a 4,00±0,00a 4,50±0,00a 5,00±0,71ab 4,50±0,00ab 3,50±0,71a 5,50±0,71b BK Akar (g) 0,46±0,26a 0,22±0,26a 0,40±0,38a 0,39±0,61a 0,44±0,12a 0,29±0,02a 0,32±0,09a 0,45±0,05a Panjang Akar (cm) 17,75±1,77a 16,65±0,49a 18,50±4,95a 34,75±2,15a 8,50±8,34a 10,50±1,06a 10,90±0,85a 6,50±4,59a Jumlah Bintil 21,00±0,00b 24,00±6,00ab 14,00±5,66ab 0,00±0,00a 53,50±28,99b 28,50±4,95ab 21,50±0,71ab 0,00±0,00a [IAA]ppm 4,58±6,48a 0,00±0,00a 7,04±9,96a 0,00±0,00a 2,02±0,99a 5,21±5,79a 2,86±1,66a 0,00±0,00a

53 28 Lampiran 10 Penampang akar kecambah umur 7 hari vrietas kedelai (A) Anjasmoro, (B) Detam, dan (C) Tanggamus A. B. a b c d e f a b c d e f C. a b c d e f Keterangan: Perlakuan Kecambah dengan (a) YMB, (b) USDA 110, (c) Bj 11 (wt), (d) Bj 11 (19), (e) Bj 13 (wt), (f) KDR 15 (wt)