of 12/12
TESIS POTENSI AGEN BIOKONTROL UNTUK MENGENDALIKAN Fusarium sp. PENYEBAB PENYAKIT LAYU PADA SEMANGKA ANAK AGUNG NGURAH NARA KUSUMA PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015

POTENSI AGEN BIOKONTROL UNTUK MENGENDALIKAN ......semangka, dan efektivitas jamur dan bakteri antagonis yang diisolasi dari rizosfer tanaman semangka pada areal perkebunan semangka

  • View
    7

  • Download
    4

Embed Size (px)

Text of POTENSI AGEN BIOKONTROL UNTUK MENGENDALIKAN ......semangka, dan efektivitas jamur dan bakteri...

PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
NIM 1392261007
PROGRAM MAGISTER
pada Program Magister, Program Studi Biologi,
Program Pascasarjana Universitas Udayana
NIM 1392261007
PROGRAM MAGISTER
Pembimbing II,
NIP. 19640523 199103 2 002
Direktur
NIP. 19590215 198510 2 001
Ketua Program Magister Biologi
NIP. 19680327 199302 2 001
iv
Tanggal 3 Agustus 2015
No : 2236/UN14.4/HK/2015
Anggota :
3. Ni Luh Arpiwi, S. Si., M. Sc., Ph. D
4. Drs. I Made Sara Wijana, M. Si
v
Nama : A.A. Ngurah Nara Kusuma
NIM : 1392261007
Dengan ini menyatakan bahwa tesis ini bebas plagiat.
Apabila kemudian hari terbukti plagiat dalam tulisan ini, maka saya bersedia
menerima sanksi sesuai Peraturan Mendiknas RI No, 17 Tahun 2010 dan Peraturan
Perundang-undangan yang berlaku.
Denpasar, Agustus 2015
Yang membuat pernyataan
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa karena berkat kasih dan karuniaNya,
penulis dapat menyelesaikan Tesis yang berjudul “Potensi Agen Biokontrol untuk
Mengendalikan Fusarium sp. Penyebab Penyakit Layu pada Semangka”. Pada
kesempatan ini, penulis ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada bapak
Drs. Yan Ramona, M.App.Sc., Ph.D. selaku pembimbing I dan pembimbing
akademik yang dengan sabar dan teliti memberikan bimbingan serta dukungan moral
selama penulis melakukan penyusunan tesis ini. Terima kasih kepada ibu Dr. Dra.
Meitini Wahyuni Proborini, M.Sc.St selaku pembimbing II yang dengan sabar dan
teliti memberikan bimbingan serta dukungan moral selama penulis melakukan
penyusunan tesis ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Rektor Universitas Udayana
Prof. Dr. dr. I Ketut Suastika, Sp. PD-KEMD, Direktur Program Pascasarjana
Universitas Udayana Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S(K) yang telah
memberikan kesempatan bagi penulis dalam menuntut ilmu di Pascasarjana
Universitas Udayana. Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Ir. Ida Ayu Astarini,
M.Sc., Ph.D selaku ketua Program Studi Magister Biologi, Program Pascasarjana
Universitas Udayana berkat dukungan dan pesan-pesan kepada penulis. Ucapan
terima kasih juga penulis ucapkan kepada dosen penguji Dr. Dra. Retno Kawuri, M.
Phil., Ni Luh Arpiwi, S. Si, M.Sc, Ph. D dan Drs. I Made Sara Wijana, M.Si yang
telah memberikan bimbingan dukungan dan saran dalam penyusunan tesis ini serta
seluruh Ibu dan Bapak Dosen beserta staf pegawai di Program Studi Magister Biologi
Program Pascasarjana Universitas Udayana yang telah memberikan dukungan,
semangat dan fasilitasnya.
Terima kasih sebesar-besarnya terhadap ayah A.A. Ngurah Made Suryadharma
dan ibu A.A. Istri Gunawati atas doa, restu dan dukungan materi selama penyusunan
penelitian ini serta ke-3 adik A.A. Istri Puspita Sari Dewi, A.A. Istri Berliana
Permatasari, A.A. Ngurah Abimanyu atas segala dukungan dan doanya. Terima kasih
penulis ucapkan kepada rekan mikrobiologi Made Raningsih yang sering membantu
penulis selama jalannya proses penelitian, rekan-rekan konsentrasi mikrobiologi
lainnya Nadya, Yuliana dan Bu Made Susilawati, serta rekan-rekan Magister Biologi
Universitas Udayana angkatan 2013 atas kekeluargaan selama perkuliahan dan
penelitian.
Kepada semua pihak yang namanya tidak bisa penulis sebutkan satu persatu,
penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya. Semoga Tuhan Yang Maha
Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada penulis sekeluarga dan semua pihak
yang telah membantu pelaksanaan serta penyelesaian tesis ini.
Denpasar, Agustus 2015
PENYEBAB PENYAKIT LAYU PADA SEMANGKA
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penyebab penyakit layu pada tanaman
semangka dan menguji efektivitas mikroba antagonis dalam mengendalikan patogen
penyebab penyakit layu, pada skala laboratorium dan rumah kaca. Penelitian ini
dilakukan mulai dari bulan November 2014 hingga April 2015 di Laboratorium
Mikrobiologi, Jurusan Biologi, Universitas Udayana dan di Rumah Kaca Fakultas
Pertanian Universitas Udayana. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penyakit layu
pada tanaman semangka di Subak Intaran, Desa Sanur Kauh, Denpasar Selatan, Bali,
disebabkan oleh Fusarium oxysporum. Jamur dan bakteri antagonis yang berhasil
diisolasi dari lahan tersebut adalah Trichoderma harzianum, Trichoderma viride,
Aspergillus niger, Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. Dalam percobaan in vitro (dual
culture assay), antagonis-antagonis tersebut menghambat pertumbuhan Fusarium
oxysporum dengan persentase hambatan sebesar 87,64 ± 2,84% (Trichoderma
harzianum), 82,34 ± 2,40% (Trichoderma viride), 71,24 ± 5,48% (Aspergillus niger),
79,80 ± 2,94% (Pseudomonas sp.) dan 75,60 ± 9,55% (Bacillus sp.) relatif terhadap
kontrol. Pada percobaan skala rumah kaca, efektivitas Trichoderma harzianum dan
Pseudomonas sp. mampu menurunkan insiden penyakit layu Fusarium pada tanaman
semangka berturut-turut sebesar 80% dan 66,67%, relatif terhadap pot-pot yang
hanya diinokulasi dengan Fusarium oxysporum.
Kata kunci : Biokontrol, Fusarium oxysporum, Tanaman semangka, Trichoderma
harzianum dan Pseudomonas sp., Bali.
ix
ABSTRACT
WILT IN WATERMELON PLANTS
The main objectives of this research were to investigate the causative agent of wilt
disease in watermelon plants and to investigate the efficacy of antagonists of this
disease causative agent, isolated from rhizosphere zone of watermelon farm, to
control this pathogen, in both laboratory and glasshouse scale experiments. This
research was conducted in the period of November 2014 to April 2015 at the
Laboratory of Microbiology, Biology Department, Udayana University and at the
glasshouse of Agriculture Faculty, Udayana University. The results showed that wilt
disease in watermelon plants cultivated in the village of west Sanur, Bali was caused
by Fusarium oxysporum. Bacterial and fungal antagonists successfully isolated from
rizosphere zone of this area were Trichoderma harzianum, Trichoderma viride,
Aspergillus niger, Pseudomonas sp. and Bacillus sp. In the in vitro experiment, these
antagonists inhibited the growth of Fusarium oxysporum with the percentage of
inhibitions of 87.64 ± 2.84% (Trichoderma harzianum), 82.34 ± 2.40% (Trichoderma
viride), 71.24 ± 5.48% (Aspergillus niger), 79.80 ± 2.94% (Pseudomonas sp.) and
75.60 ± 9.55% (Bacillus sp.), relative to the control. In a glasshouse scale experiment,
Trichoderma harzianum and Pseudomonas sp. decreased the disease incident caused
by Fusarium oxysporum by 80% and 66.67%, respectively relative to the pots
inoculated with Fusarium oxysporum only.
Keywords : Biocontrol, Fusarium oxysporum, Trichoderma harzianum,
Pseudomonas sp. and Watermelon plant, Bali.
x
RINGKASAN
digemari masyarakat Indonesia karena rasanya yang manis, renyah dan kandungan
airnya yang banyak. Berdasarkan Badan Pusat Stastistik (BPS) Republik Indonesia
(2011), produksi tanaman semangka di Indonesia pada tahun 2009 mencapai
474,327 ton. Namun, produksi ini mengalami penurunan pada tahun 2010 yang
hanya mencapai 348,631 ton. Salah satu penyebab penurunan produksi ini
disebabkan oleh penyakit. Salah satu penyakit yang sering ditemukan pada tanaman
semangka adalah layu Fusarium yang disebabkan oleh Fusarium sp. Saat ini
pengendalian penyakit tanaman semangka dilakukan dengan menggunakan fungisida
berbahan dasar kimia dapat merusak keseimbangan lingkungan.
Pemanfaatan agen biokontrol merupakan alternatif untuk mengendalikan
patogen tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui spesies Fusarium
penyebab penyakit layu pada tanaman semangka, jenis-jenis jamur dan bakteri
antagonis yang diisolasi dari rizosfer tanaman semangka sehat pada areal perkebunan
semangka, dan efektivitas jamur dan bakteri antagonis yang diisolasi dari rizosfer
tanaman semangka pada areal perkebunan semangka Subak Intaran, Desa Sanur
Kauh, Denpasar Selatan, Bali dalam mengontrol pertumbuhan patogen penyebab layu
pada tanaman semangka pada skala in vitro dan in vivo. Penelitian ini dilakukan
mulai bulan November 2014 hingga April 2015 di Laboratorium Mikrobiologi,
Jurusan Biologi, Universitas Udayana dan di Rumah Kaca Fakultas Pertanian
Universitas Udayana.
Penelitian ini diawali dengan mengisolasi batang semangka yang terkena
penyakit layu pada media Potato Dextrose Agar lalu diinkubasi sampai diperoleh
jamur yang diduga Fusarium sp. Isolat-isolat yang diperoleh diuji Postulat Koch dan
diidentifikasi secara makroskopis dan mikroskopis kemudian disesuaikan dengan
buku Fungi and Food Spoilage. Jamur dan bakteri antagonis diisolasi dari
rhizosphere tanaman semangka yang sehat. Jamur antagonis yang diperoleh
kemudian diidentifikasi secara makroskopis (warna koloni dan pigmentasi) dan
mikroskopis (struktur spora dan hifa) kemudian dicocokkan dengan buku Fungi and
Food Spoilage. Bakteri antagonis diidentifikasi secara mikroskopis melalui
pewarnaan Gram dan biokimia (katalase, pergerakan di media SIM dan MIO, indol
dan fermentasi gula). Tahap selanjutnya adalah dual culture assay dengan rancangan
acak lengkap (RAL) dan lima kali pengulangan. Jamur dan bakteri antagonis yang
memiliki persentase hambatan terbesar terhadap patogen digunakan dalam penelitian
in vivo. Penelitian skala rumah kaca menggunakan RAL dengan mengamati
persentase tanaman semangka yang terinfeksi selama 6 minggu setelah perlakuan.
Data yang diperoleh dianalisis dengan ANOVA menggunakan software SPSS versi
20. Jika didapat p < 0,05 maka dilanjutkan dengan uji jarak berganda Duncan’s
Multiple Range Test (DMRT) pada taraf nyata 5%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa Fusarium oxysporum merupakan patogen utama
penyebab penyakit layu pada tanaman semangka di Subak Intaran, Desa Sanur Kauh, Denpasar
Selatan, Bali. Fusarium spp. tergolong soil borne pathogen karena infeksi terjadi melalui tanah.
Genus Fusarium sangat sulit diberantas karena kemampuan jamur membentuk klamidospora
yang tahan terhadap kondisi lingkungan ekstrim seperti tanah yang miskin hara dan lahan kering.
Walaupun tidak diinvestigasi dalam penelitian ini, beberapa literatur menyatakan Fusarium
oxysporum menghasilkan toksin fusaric acid, enniatins, fumonisin, moniliformin, naptazarins
dan sambutoxin yang berperan dalam mengganggu aktivitas metabolisme sel tanaman. Adanya
hifa Fusarium di dalam pembuluh tanaman menyebabkan terganggunya proses transportasi.
Jamur dan bakteri antagonis yang berhasil diisolasi dari lahan tersebut diantaranya:
Trichoderma harzianum, Trichoderma viride, Aspergillus niger, Pseudomonas sp. dan Bacillus
sp. Jamur Trichoderma spp. merupakan jamur saprofit yang tersebar luas pada tanah dan
berkembang cepat pada daerah perakaran tanaman. Kelompok jamur ini memproduksi cell wall
degrading enzymes yang membantu hifa menembus lumen serta asimilasi dinding sel jamur
patogen. Hal ini menyebabkan Trichoderma spp. berpotensi digunakan sebagai biokontrol
patogen tanaman. Selain itu, kelompok jamur ini berperan sebagai PGPR (Plant Growth
Promoting Rhizobacterium) yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman. Genus
Pseudomonas dan Bacillus paling mendominasi dari isolat bakteri yang diisolasi. Pseudomonas
dan Bacillus memanfaatkan berbagai senyawa organik maupun anorganik serta hidup di berbagai
kondisi lingkungan dan banyak ditemukan di daerah rizosfer dan rhizoplane. Mekanisme kontrol
yang dilakukan Pseudomonas sp. berupa menghasilkan antibiotika, enzim litik (glucanase dan
chitinase) dan siderofor.
Fusarium oxysporum dengan persentase 87,64 ± 2,84% (Trichoderma harzianum), 82,34 ±
2,40% (Trichoderma viride), 71,24 ± 5,48% (Aspergillus niger), 79,80 ± 2,94% (Pseudomonas
sp.) dan 75,60 ± 9,55% (Bacillus sp.) relatif terhadap kontrol. Pada penelitian ini tidak
dielusidasi lebih lanjut mengenai mekanisme yang dilakukan mikroba-mikroba antagonis
terhadap patogen. Pada skala rumah kaca, efektivitas Trichoderma harzianum dan Pseudomonas
sp. secara konsisten memproteksi tanaman semangka dari patogen dengan persentase 100,0 ±
0,0% dan 86,66 ± 5,52% relatif terhadap pot-pot yang hanya diinokulasi patogen. Data
penunjang berupa berat basah dan kering tanaman yang paling baik dimiliki A1B0 (pot yang
hanya diinikulasi Trichoderma harzianum) sebesar 79,97 ± 5,87 dan 28,63 ± 3,90 gram relatif
terhadap kontrol.