ANTAGONISME ANTARA KAPANG Trichoderma spp. TERHADAP Fusarium solani SECARA IN VITRO SERTA MEKANISME ANTAGONISMENYA Utami Sri Hastuti 1), Siti Aisaroh 1), dan Eriyanto Yusnawan 2) 1) Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang 2) Balitkabi Kendalpayak, Malang; e-mail : tuti_bio_um@yahoo.com ABSTRAK Fusarium solani merupakan salah satu spesies kapang patogen tular tanah yang menyebabkan penyakit pada beberapa tanaman aneka kacang dan umbi. Pengendalian hayati dapat dilakukan dengan memanfaatkan kapang Trichoderma spp. yang diisolasi dari rhizosfer tanah pertanian kedelai. Daya antagonisme spesies-spesies Trichoderma terhadap F. solani dapat berbeda satu sama lain. Tujuan penelitian ini ialah meneliti daya antagonisme spesies Trichoderma terhadap F. solani secara in vitro dan menentukan spesies Trichoderma yang mempunyai daya antagonisme tertinggi terhadap F. Solani, serta mengkaji mekanisme antagonisme terhadap Trichoderma spp terhadap F. solani. Metode penelitian ini ialah eksperimental dan deskriptif. Rancangan yang digunakan adalah acak lengkap dengan empat ulangan. Pengujian dilakukan dengan metode dual culture menggunakan medium lempeng Czapek Agar, kemudian diinkubasi pada suhu 25 27 o C selama 3 x 24 jam, selanjutnya dilakukan penghitungan daya antagonisme dan pengamatan mekanisme antagonisme secara makroskopis dan mikroskopis. Analisis data dengan Anova dilanjutkan uji BNT 5%. Hasil penelitian membuktikan bahwa terdapat perbedaan daya antagonisme antara spesies Trichoderma terhadap F. solani dan spesies Trichoderma yang mempunyai daya antagonisme tertinggi terhadap F. solani (T. artroviride) serta mekanisme antagonisme antara Trichoderma spp. terhadap F. solani ialah secara mikoparasit dan kompetisi. Kata kunci: Trichoderma spp, Fusarium solani, antagonisme ABSTRACT Antagonism ability of Trichoderma spp. toward Fusarium solani with in vitro and the mechanism. Fusarium solani is a pathogenic soil borne mold species that cause disease to some sort of legumes and tubers plants. Biological control could be done by make use of Trichoderma spp. molds isolated from the rhizosphere soil of soybean farming. The antagonism ability of Trichoderma species toward F. solani could be different each other. This research is done to: examine the antagonism ability of Trichoderma spp. toward F. solani mold, determine the Trichoderma species thah have the highest antagonism ability toward F. solani in vitro, and to study the antagonism mechanism of Trichoderma spp. toward F. solani. The research methode is experimental and descriptive. The research design is completely randomized design with four replications. The antagonism activity were examined by using the dual culture methode on Czapek Agar plate medium and incubated at 25 27 0 C during 3x24 hours. Afterward the antagonism ability of each Trichoderma mold species were counted. The antagonism mechanism were determined by macroscopic and microscopic observation. Data analysis by ANOVA and followed by LSD 5%. The research results are : there are differences of antagonism ability of Trichoderma spp. mold toward F. solani, T. artroviride have the highest antagonism ability toward F. solani and the antagonism mechanism of Trichoderma spp. toward F. solani are mycoparasitism and competition. Keywords: Trichoderma spp., Fusarium solani, antagonism 886 Hastuti et al.: Antagonisme Kapang terhadap Fusarium solani serta Mekanisme Antagonismenya
PENDAHULUAN Beberapa spesies kapang patogen tular tanah sering menyebabkan penyakit pada tanaman aneka kacang dan umbi, sehingga mengakibatkan penurunan hasil panen. Kapang patogen yang banyak merusak tanaman kedelai antara lain kelompok Fusarium spp. Tanaman kedelai yang terinfeksi Fusarium spp. mengalami gejala layu pada daun sehingga mengakibatkan kematian pada tanaman. Fusarium spp. juga menyebabkan penyakit pada umbi kentang. Infeksi terjadi melalui luka-luka yang terdapat pada kulit kentang misalnya luka-luka yang terjadi secara mekanis selama panen dan sortasi karena serangan serangga, dan nematoda (Semangun 1991). Umbi kentang yang terinfeksi Fusarium spp. menjadi kering, berkerut, dan keras, sehingga kualitas hasil panen menurun. Penyakit ini disebut layu Fusarium atau busuk kering, yang ditandai oleh gejala layu menguning pada bagian batang dan tangkai daun terkulai sehingga daun mudah jatuh. Selain itu, kulit umbi kentang yang disimpan di dalam gudang tampak berbercak coklat dan menjadi busuk kering. Hasil isolasi dan identifikasi beberapa spesies kapang yang berasal dari rhizosfer tanaman kedelai di Kebun Percobaan Genteng, Banyuwangi, menunjukkan terdapat beberapa spesies kapang patogen tular tanah di antaranya Fusarium solani. Selain itu, juga ditemukan beberapa spesies kapang Trichoderma yang bersifat antagonis. Trichoderma spp. ialah kapang saprofit tanah yang secara alami dapat merusak spesies-spesies kapang patogen pada tanaman. Daya antagonisme masing-masing spesies kapang antagonis Trichoderma spp. terhadap F. solani dapat berbeda satu sama lain, sehingga perlu dilakukan pengujian daya antagonismenya secara in vitro. Spesies kapang Trichoderma yang mempunyai daya antagonisme tertinggi terhadap F. solani dapat direkomendasikan sebagai agen hayati yang dapat digunakan untuk pengendalian hayati kapang patogen pada tanaman. Mekanisme antagonisme antara spesies-spesies kapang Trichoderma terhadap F. solani yaitu secara mikoparasit, antibiosis, dan kompetisi. Pada mekanisme mikoparasit, miselium kapang antagonis menembus dinding sel dan menyerap nutrisi dalam sel kapang patogen yang mengakibatkan kapang patogen mati. Pada mekanisme antibiosis, sel kapang antagonis menghasilkan antibiotik tertentu yang dapat menyebabkan lisis pada dinding sel kapang patogen. Mekanisme kompetisi ialah persaingan tempat hidup dan nutrisi antara kapang Trichoderma dan kapang patogen. Tujuan penelitian ini ialah meneliti daya antagonisme spesies-spesies Trichoderma terhadap F. solani; menentukan spesies Trichoderma yang mempunyai daya antagonisme tertinggi terhadap F. solani secara in vitro; dan mengkaji mekanisme antagonisme antara Trichoderma spp. terhadap F. solani. Manfaat penelitian ini ialah untuk memperoleh informasi tentang spesies kapang Trichoderma yang mempunyai daya antagonisme tertinggi terhadap F. Solani dan sebagai landasan penelitian lebih lanjut tentang aplikasi kapang Trichoderma spp. terhadap spesies-spesies kapang patogen lainnya yang merusak tanaman. BAHAN DAN METODE Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang, merupakan penelitian eksperimental dan deskriptif. Penelitian eksperimental menggunakan rancangan acak lengkap dengan empat ulangan. Biakan murni Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2014 887
kapang Trichoderma spp. dan kapang patogen F. solani diisolasi dari rhizosfer tanaman kedelai Kebun Percobaan Genteng, Banyuwangi. Spesies kapang Trichoderma yang digunakan ialah T. aureoviride, T. viride, T. citrinoviride, T. koningii, T. parceramosum, T. harzianum, T. artroviride. Pengujian daya antagonisme Trichoderma spp. terhadap F. solani dilakukan dengan metode dual culture. Biakan murni Trichoderma spp. dan F. solani ditumbuhkan pada medium lempeng CA selama 5 x 24 jam. Secara aseptik, biakan kapang Trichoderma dan F. solani diambil dengan bor gabus steril, kemudian diinokulasikan pada medium lempeng CA secara berpasangan dengan jarak 3 cm (Gambar 1). Biakan diinkubasikan pada suhu 25 27 0 C selama 3 x 24 jam. Selanjutnya, dilakukan pengamatan dengan cara pengukuran jari-jari koloni kapang patogen yang mendekati dan menjauhi koloni kapang Trichoderma dan dihitung daya antagonismenya dengan menggunakan rumus daya antagonisme menurut Dharmaputra et al. (1999) sebagai berikut : Keterangan: R1 = jari-jari koloni kapang patogen yang menjauhi koloni kapang Trichoderma, R2 = jari-jari koloni kapang patogen yang mendekati koloni kapang Trichoderma Data hasil penghitungan daya antagonisme dianalisis dengan uji statistik Anova dan uji BNT 5%. Gambar 1. Skema penempatan uji daya antagonisme dengan metode dual culture Keterangan : P = potongan koloni kapang patogen, A = potongan koloni kapang Trichoderma, R1 = jari-jari koloni yang menjauhi koloni kapang Trichoderma, R2 = jari-jari koloni yang mendekati koloni kapang Trichoderma Pengamatan Mekanisme Antagonisme Pengamatan mekanisme antagonisme dilakukan dengan makroskopis dan mikroskopis. Pengamatan makroskopis yaitu mengamati pertumbuhan kedua koloni kapang dalam memperebutkan substrat sebagai tempat hidupnya. Pengamatan mikroskopis dilakukan cara biakan kapang dipotong dengan scalpel secara aseptik pada daerah perbatasan antara koloni kapang Trichoderma spp. dengan koloni kapang patogen F. solani. 888 Hastuti et al.: Antagonisme Kapang terhadap Fusarium solani serta Mekanisme Antagonismenya
Potongan biakan kapang diletakkan pada kaca benda, ditetesi dengan larutan Latophenol cotton blue dan ditutup dengan kaca penutup, selanjutnya diamati di bawah mikroskop. HASIL DAN PEMBAHASAN Daya Antagonisme Kapang Trichoderma spp. terhadap F. solani Hasil pengamatan menunjukkan bahwa tujuh spesies kapang Trichoderma mempunyai daya antagonisme yang berbeda terhadap F. solani. Daya antagonisme tertinggi dimiliki oleh T. artroviride (Tabel 1). Spesies kapang tersebut diduga mampu memproduksi enzim β-1,3 glukanase lebih tinggi dibandingkan dengan spesies Trichoderma yang lain (Matroudi 2009). Dinding sel kapang tersusun atas beberapa komponen diantaranya kitin, glukan, dan protein yang dapat terdegradasi oleh enzim-enzim yang dihasilkan oleh kapang Trichoderma spp. Tabel 1. Daya antagonisme spesies kapang Trichoderma spp. terhadap pertumbuhan kapang patogen F. Solani. Trichoderma Daya antagonism (%) T. aureoviride 56.58 ± 4.46a T. viride 58.18 ± 3.73b T. citrinoviride 66.82 ±1.91bc T. koningii 68.90 ± 3.56cd T. parceramosum 72.02 ± 0.44d T. harzianum 73.32 ± 3.17d T. artroviride ± 0.52e Spesies kapang Trichoderma spp. yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai daya antagonisme yang berbeda terhadap F. solani, sehingga dapat menghambat pertumbuhan dan bahkan menyebabkan kematian kapang F. solani. Kapang T. viride dan T. citrinoviride mmempunyai daya antagonisme yang tidak berbeda nyata terhadap F. solani. T. koningii, T. parceramosum, dan T. harzianum juga mempunya daya antagonisme yang tidak berbeda nyata terhadap F. solani. Mekanisme Antagonisme Kapang Trichoderma spp. terhadap Kapang Patogen F. solani Hasil pengamatan makroskopis menunjukkan bahwa pertumbuhan koloni F. solani terhambat oleh kapang antagonis Trichoderma spp. Koloni kapang Trichoderma spp. tumbuh secara maksimal dan menghambat pertumbuhan koloni F. solani. Hasil pengamatan mikroskopis menunjukkan adanya pembelitan atau penempelan hifa kapang Trichoderma spp. terhadap hifa F. solani (Gambar 1). Menurut Medina et al. (2010), interaksi antara kapang Trichoderma dengan kapang patogen diiringi dikeluarkannya senyawa antibiotik tertentu, enzim lytic, perlekatan hifa, serta penetrasi langsung ke dalam sel inangnya yang berjalan secara simultan. Aktivitas pembelitan atau penempelan hifa kapang Trichoderma spp. terhadap hifa kapang F. Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2014 889
b solani mengakibatkan dinding dan membran sel kapang tersebut mengalami kerusakan struktur, sehingga mengganggu pertumbuhan kapang F. solani. a Gambar 1. Mekanisme antagonisme secara mikoparasit kapang Trichoderma spp. terhadap F. solani dalam pengamatan mikroskopis Keterangan : a. hifa kapang Trichoderma membelit atau menempel pada hifa kapang F. solani, b. hifa kapang patogen F. solani Menurut Ezziyyani (2004), penghambatan pertumbuhan yang teramati pada koloni kapang patogen oleh kapang Trichoderma diakibatkan oleh dikeluarkannya enzim hidrolitik seperti, 1-3-glucanase, chitinase, protease, dan cellulase yang merupakan tahap kunci untuk menginisiasi degradasi dinding sel kapang patogen selama proses mikoparasit. Enzim-enzim ini berperan penting dalam mendegradasi membran sel sehingga membentuk lubang pada hifa kapang patogen (Matroudi 2009). Hal ini mengakibatkan hifa kapang Trichoderma spp. mudah melakukan penetrasi ke dalam sel hifa kapang patogen untuk mengambil nutrisi dalam sel, sehingga menyebabkan kematian kapang patogen. Mekanisme antagonisme ini disebut dengan mikoparasit. Selain dengan mekanisme mikoparasit, sifat antagonisme kapang Trichoderma spp. terhadap F. solani juga terjadi secara kompetisi. Kedua spesies kapang memperebutkan nutrisi dalam medium sebagai substratnya. Kapang Trichoderma spp. dapat tumbuh lebih cepat dan mendominasi medium sehingga mendesak pertumbuhan kapang F. solani (Gambar 3). Hal ini membuktikan bahwa Trichoderma spp. mampu menghambat pertumbuhan F. solani dengan mekanisme kompetisi. a b Gambar 3. Mekanisme kompetisi antara koloni kapang Trichoderma 890 Hastuti et al.: Antagonisme Kapang terhadap Fusarium solani serta Mekanisme Antagonismenya
dengan koloni kapang patogen. Keterangan : a. Kapang F. solani, b. Kapang Trichoderma viride. KESIMPULAN Terdapat perbedaan daya antagonisme kapang Trichoderma terhadap kapang patogen F. solani. T. artroviride merupakan kapang Trichoderma dengan daya antagonisme tertinggi. Mekanisme antagonisme kapang Trichoderma spp. terhadap F. solani yaitu secara mikoparasit dan kompetisi. T. artroviride dapat direkomendasikan sebagai agen pengendali hayati kapang patogen pada tanaman aneka kacang dan umbi setelah dilakukan uji lapangan. DAFTAR PUSTAKA Dharmaputra, O.S., A.W Gunawan,R. Wulandari, dan T. Basuki. 1999. Cendawan kontaminan dominan pada bedengan jamur merang dan interaksinya dengan jamur merang secara invitro. J. Mikro. Indonesia 4 (1) : 14 18. Ezziyyani, M., S.C. Pérez, A.A. Sid, M.E. Requena, and M.E. Candela, 2004.Trichoderma harzianum como biofungicida para el biocontrol de Phytophthora capsici en plantas de pimiento (Capsicum annuum L.) Anales of Biology, 26:35 45. Matroudi S, M.R. Zamani, and M. Motallebi. 2009. Antagonistic Effects of Three Species of Trichoderma sp. on Sclerotinia sclerotiorum, the Causal Agent of Canola Stem Rot. Dep. of Plant Biotechnology, National Institute for Genetic Engineering and Biotechnology (NIGEB),Tehran. Egyptian Journal of Biology, 2009,Vol.11, pp 37 44. Medina, V. A. Ibarra, F.C. Ronald, A. Alejandro, María E. Lara H., Jorge M. V. Carrasco. 2010. Isolation and screening of Trichoderma strains antagonistic to Sclerotinia sclerotiorum and Sclerotinia minor. Revista Mexicana De Micología 31: 53 63, 2010. Semangun, H. 1991. Penyakit-penyakit Tanaman Pangan Di Indonesia. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2014 891