## IDENTIFIKASI PLANT GROWTH PROMOTING
Rhizobacteria ENDOFIT DARI PERAKARAN TANAMAN PADI BERDASARKAN KARAKTER MORFOLOGI
Identification of Endophyte Plant Growth Promoting Rhizobacteria from Rice Root Systems Based on Morphological Characters
Aditya Pandu Perdana 1)* Yugi R Ahadiyat 2 Nur Prihatiningsih 3
1 Program Studi Magister Agronomi Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman
2 Laboratorium Agroekologi Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman
3 Laboratorium Perlindungan Tanaman Program Studi Agroteknologi  Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman
DOI: http://dx.doi.org/10.21111/agrotech.v6i2.4556
Terima  24  Juni  2020                       Revisi 17 September  2020               Terbit  29  Desember  2020
Abstrak: Bakteri  endofit  memiliki  beberapa  manfaat  antara  lain  penambat  N diudara,  menghasilkan  fitohormon  seperti  auksin  dan  sitokinin,  dan  memacu pertumbuhan. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan isolat bakteri  endofit  berdasarkan  karakter  morfologinya  dari  akar  tanaman padi.Pengambilan  sampling  dilakukan  pada  tiga  titik  berbeda  di  area pertanaman  padi  yang  berada  di  wilayah  Kecamatan  Bobosan  Kabupaten Banyumas  dan  Kecamatan  Tidar  Kabupaten  Magelang.  Pengamtan  dilakukan pada  bakateri  endofit  berdasarkan  karakter  morfologi  mikro  dan  makro.  Hasil penelitian  menunjukan  bahwa  terdapat  keragaman  karakter  morfologi mikroskopis  pada  ukuran  dan  morfologi  makroskopis  pada  permukaan  koloni dan  warna.  Bakteri  endofit  yang  teridentifikasi  memiliki  potensi  sebagai Plant Growth Promoting Rhizobacteria.

## * Korespondensi email: ahadiyat.yugi@unsoed.ac.id
Alamat : Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Jenderal Soedirman Jl. dr. Suparno Karangwangkal,  Purwokerto, Jawa Tengah, Indonesiaa 53122
Kata  kunci:  Bakteri  Endofit,  Padi,  Karakter  Morfologi  Bakteri, Plant  Growth
Promoting Rhizobacteria
Abstract: Endophytic  bacteria  have  some  benefits  including  N-fixation  from the  air,  produce  phytohormones  such  as  auxin  and  cytokines,  and  stimulate growth.  The  objective  of  this  study  was  to  obtain  endophytic  bacterial  isolates based  on  their  morphological  characteristics  from  the  roots  of  rice  plants. Sampling  was  taken  at  three  different  places  in  the  rice  planting  area  in  the Bobosan  District,  Banyumas  Regency  and  Tidar  District,  Magelang  Regency. Sampling  was  observed  on  endophytic  bacteria  based  on  micro  and  macro morphological  characters.  The  results  showed  that  there  was  a  diversity  of microscopic  morphological  characters  in  size  and  macroscopic  morphological characters in colony surface and color. Endophytic bacteria identified as having potential as Plant Growth Promoting Rhizobacteria.
Key words : Endophyte Bacteria, Rice, Bacteria Morphological Character, Plant Growth Promoting Rhizoacteria

## 1. Pendahuluan
Bakteri  endofit  memiliki  beberapa  manfaat  antara  lain penambat N diudara, menghasilkan fitohormon seperti auksin dan sitokinin, dan memacu pertumbuhan (Idris et al., 2007). Menurut Setiawati et  al., (2002)  bakteri  endofit  penambat  N  dapat meningkatkan  penambatan  nitrogen  dari  udara.  Peningkatan konsentrasi  pupuk  hayati  bakteri  endofit  penambat  N  cenderung meningkatkan serapan N tanaman secara nyata (Mieke, 2008).
Menurut Firdausi (2018) tanaman yang mengalami penurunan produktifitas  menyebabkan  hormon  endogen,  seperti  auksin berkurang,  sehingga  perakaran  tanaman  tidak  dapat  tumbuh dengan  baik.  Salah  satu  hormon  dari  golongan  auksin  yang penting  bagi  tanaman  padi  adalah  hormon Indole  Acetic  Acid (IAA).  Menurut  Khalid et  al., (2004).  IAA  berfungsi  dalam
mengendalikan  banyak  proses  fisiologis  penting  termasuk pembesaran  dan  pembelahan  sel,  deferesensiasi  jaringan  dan respon  terhadap  cahaya  dan  gravitasi.  Upaya  untuk  menambah IAA  di  lingkungan  persawahan  padi  salah  satunya  melalui aplikasi  bakteri  PGPR  ( Plant  Growth  Promoting  Rhizobacteria )
(Cahyati et al ., 2017).
Pertumbuhan  tanaman  sangat  dipengaruhi  oleh  hormon pertumbuhan  termasuk  auksin  yang  berperan  penting  dalam membantu  pembentukan Indole  Acetic  Acid (IAA).  Menurut Sahasrabudhe  (2011),  IAA  secara  kimia  serupa  dengan  asam amino  triptofan  dimana  dianggap  sebagai  asal  dari  bentuk molekul  IAA.  Triptofan  mengalami  dekarboksilasi  menjadi triptamin yang kemudian dioksidasi dan deaminisasi menghasilkan indol asetal dehid. Molekul ini mengalami oksidasi lebih  lanjut  untuk  menghasilkan  asam  indol  asetat  (Razie  dan Syaifudin,  2005).  IAA  merupakan  hormon  kunci  bagi  berbagai aspek  pertumbuhan  tanaman  yang  dapat  meregulasi  banyak proses  fisiologi,  seperti  pembelahan  dan  diferensiasi  sel  serta sintesis  protein  (Silitonga et  al .,2008).  Pada  konsentrasi  auksin optimum,  sel-sel  penyusun  kambium  aktif  membelah  dan terbentuk  lapisan  xilem  yang  cukup  tinggi.  IAA  mendukung pemanjangan  batang  dengan  meningkatkan  pembesaran  ukuran sel serta pembelahannya (Idris et al ., 2007).
Menurut  Gupta et  al., (2015)  aplikasi  bakteri  endofitik penambat N 2 pada benih atau tanaman inang harus memperhatikan  kepadatan  inokulum  bakteri  tersebut.  Firdausi (2018)  menambahkan  bahwa  kepadatan  bakteri  endofitik  yang tepat  ketika  diinokulasikan  pada  tanaman  meningkatkan  daya adaptasinya  pada  lingkungan  yang  baru.  Teknik  aplikasi  bakteri endofit  pada  padi  sawah  dapat  dilakukan  dengan  perendaman benih ( seed treatment ), penyemprotan tajuk ( foliartreatment ), serta penyiraman  dan  kombinasinya  berkaitan  dengan  keberhasilan kolonisasi  bakteri  pada  tanaman  inang.  Beattie  dan  Lindow (1999)  menyatakan  bahwa  bakteri  dapat  masuk  kedalam  daun melalui pembukaan stomata atau hidatoda. Setiawati et al., (2002) menambahkan  bahwa  mikrobadapat  masuk  ke  dalam  daun  dan batang  melalui  lapisan  kutin,  stomata,  saluran  sub-stomata,  dan lentisel.
Kepadatan  inokulum  bakteri  endofit  sangat  berpengaruh terhadap keberhasilan kolonisasi bakteri tersebut di tanaman inang. Setiawati et  al., (2002)  menyatakan  bahwa  ternyata  tidak  seluruh bakteri endofit yang diinokulasikan berhasil diisolasi kembali dari jaringan  tanaman  inang.  Perendaman  benih  oleh  bakteri  endofit penambat  N 2 dengan  kepadatan  1011cfu  mL-1  menghasilkan serapan  N  dan  bobot  kering  yang  tinggi  (Setiawati et  al .,  2008).
Peningkatan  keberhasilan  mengintroduksi  mikroba  endofit dilakukan  dengan  inokulasi  di  tahap  awal  pertumbuhan  tanaman
atau  pada  fase  vegetatif.Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk melakukan  identifikasi  bakteri  endofit  dari  perakaran  padi berdasarkan karakter morfologinya yang memiliki potensi sebagai Plant Growth Promoting Bacteria.

## 2. Bahan dan Metode
Penelitian  ini  dilaksanakan  pada  bulan  Mei  sampai  Oktober 2019.  Penelitian dilaksanakan dengan pengambilan sampel tanah padaperakaran  padi  di  wilayah  Kecamatan  Bobosan  Kabupaten Banyumas  dan  Kecamatan  Tidar  Kabupaten  Magelang.  Untuk analisis  karakter  morfologi  bakteri  endofit  dilakukan  di Laboratorium  Perlindungan  Tanaman  Fakultas  Petanian  dan Laboratorium  Agronomi  dan  Hortikultura  Fakultas  Pertanian Universitas  Jenderal  Soedirman,  Kelurahan  Karawangkal, Kecamatan  Purwokerto  Utara,  Kabupaten  Banyumas,  Jawa Tengah.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain sampel akar tanaman padi , alkohol, medium tanam, air, Medium Nutrient Agar (NA), akuades dan L-triptofan. Alat  yang digunakan antara lain timbangan analitik, autoklaf, labu Erlenmeyer, botol, tabung reaksi, cawan petri, bunsen, Laminar Air Flow (LAF) , jarum ose,
rak tabung.

## Isolasi dan Karakterisasi Bakteri

## Pengambilan sampel akar tanaman padi
Sampel diambil dari perakaran padi yang berumur 6-7 minggu setelah  tanam  (mst)  dari  area  lahan  di  Kecamatan  Bobosan Kabupaten Banyumas dan Kecamatan Tidar Kabupaten Magelang masing-masing  tiga  titik  sampling.  Akar  padi  dibersihkan  dan disisakan  tanah-tanah  yang  menempel  pada  akar,  selanjutnya dikering anginkan selama 24 jam.

## Isolasi bakteri
Akar  tanaman  padi  dicuci  dengan  air  mengalir  dan  dikering anginkan  selama  1x24  jam,  setelah  itu  bakteri  dari  akar  diisolasi dan dimurnikan sampai mendapatkan koloni tunggal. Bakteri hasil isolasi  dimurnikan  beberapa  kali  hingga  mendapatkan  koloni bakteri tunggal. Bakteri yang didapat lalu dimurnikan dengan cara koloni diambil dengan jarum ose, kemudian di gores pada medium miring baru  yang berisi  NA. Koloni  bakteri tunggal  yang tumbuh terpisah dengan baik di pilih dan di tanam pada media NA miring dalam tabung reaksi (sebagai kultur murni).

## Karakteristik morfologi mikroskopis
Karakteristik  morfologi  mikroskopis  bakteri  dapat  dilihat  dari pewarnaan gram. Isolat bakteri yang tumbuh pada medium miring diambil  secara  aseptik  lalu  dioleskan  pada  kaca  preparat  yang
telah diolesi akuades dengan menggunakan jarum ose. Setelah itu kaca  preparat  difiksasi  dengan  cara  melewatkan  asupan  di  atas spirtus, kemudian asupan ditetesi larutan gram A (larutan Kristal violet)  dan  dibiarkan  selama  satu  menit  lalu  dicuci  dengan  air mengalir  dan  kering  anginkan.  Kemudian  asupan  diberi  larutan gram B (iodine) lalu dibiarkan selama satu menit dan diamati lalu dicuci kembali dengan air dan dikering anginkan.
Setelah  itu  asupan  diberi  gram  C  (alkohol)  dan  dibiarkan selama  30  detik  kemudian  dicuci  dengan  air  mengalir  dan dikering  anginkan.  Terakhir  asupan  diberi  larutan  gram  D (safranin)  lalu  dibiarkan  selama  30  detik  kemudian  dicuci menggunakan  air  mengalir  dan  setelah  itu  dikering  anginkan. Hasil pewarnaan gram diamati pada mikroskop. Sel bakteri Gram positif berwarna ungu, sedangkan Gram negatif berwarna merah.

## Karakterisasi karakter morfologi makroskopis
Karakterisasi morfologi makroskopis yang diamati pada koloni bakteri  diantaranya  adalah  warna,  bentuk  koloni  dan  bentuk tepian dengan menggunakan mikroskop.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Karakterisasi  isolat  bakteri  dilakukan  setelah  didapat  isolat lokal  dari  akar  tanaman  padi.  Pengamatan  karakterisasi  meliputi karakterisasi  mikroskopis  dan  makroskopis.  Karakter  morfologi
mikroskopis meliputi ukuran, uji gram dan bentuk sel dan karakter morfologi  makroskopis  meliputi  permukaan  koloni,  bentuk  tepian dan warna.
Tabel 1. Karakter Morfologi Mikroskopis Bakteri Endofit
Area isolasi bakteri endofit Karakter morfologi mikroskopis Ukuran Uji gram Bentuk sel Bobosan 1 Kecil + Batang Bobosan 2 Kecil + Batang Bobosan 3 Kecil + Batang Tidar 1 Sedang + Batang Tidar 2 Sedang + Batang Tidar 3 Sedang + Batang

## Tabel 2. Karakter Morfologi Makroskopis Bakteri
Area isolasi bakteri endofit Karakter morfologi makroskopis Permukaan Koloni Bentuk tepian Warna Bobosan 1 Datar Bergerigi Putih Bobosan 2 Datar Bergerigi Putih Bobosan 3 Datar Bergerigi Putih Tidar 1 Timbul Bergerigi Putih-Kuning Tidar 2 Timbul Bergerigi Putih-Kuning Tidar 3 Timbul Bergerigi Putih-Kuning
Berdasarkan  Tabel.  1  dan  Tabel  2.  serta  Gambar  1-3 menunjukan  bahwa  hasil  pengamatan  morfologi  semua  isolat bakteri  yang  diperoleh  merupakan  bakteri  gram  positif  bentuk  sel dominan  batang,warna  koloni  isolat  bakteri  endofit  yang didapatkan yaitu putih kekuningan, putih dan krem. Bentuk elevasi bakteri  endofit  yang  didapatkan  yaitu  cembung . Hasil  ini  sesuai dengan  Nadeem et  al. (2012),  penampakan  koloni  bakteri  pada
permukaan medium agar menunjukan bentuk yang bervariasi yaitu bentuk  koloni circular (bulat), irregular (bundar  tak  beraturan) dan  variasi  elevasi  lainnya  yaitu flat,  raised  dan  convex (timbul).
Hasil pengamatan morfologi makroskopis dan mikroskopis semua isolat  bakteri  yang  diperoleh  merupakan  bakteri  gram  positif dengan  bentuk  sel  batang,  bentuk  permukaan  koloni  timbul  dan berwana putih.
Gambar 1. Bentuk dan ukuran sel bakteri
Gambar 2. Isolat koloni tunggal pada media miring
Gambar 3. Isolasi dengan menggunakan media NA
Menurut Gillespie et al. (2009), bakteri berdasarkan bentuknya diklasifikasikan  menjadi  kokus,  basilus  berbentuk  panjang  dan tipis,  dan  kokobasilus  diantara  bentuk  keduanya  dan  juga  basilus berbentuk  melengkung  dan  spiral  dengan  panjang  lengkungan yang  berbeda.Menurut  Fitriyah  (2015)  jenis  bakteri  gram  positif memiliki  dinding  sel  yang  tersusun  atas  90%  peptidoglikan  dan molekul  lain  dalam  jumlah  yang  kecil  seperti  asam  tekoat sedangkan  bakteri  gram  negatif  hanya  10%  dinding  selnya tersusun  atas  peptidoglikan  dan  sebagian  besar  berupa  membran luar yang membentuk lipopolisakarida.
Karakter morfologi bisa dijadikan sebagai indikator awal untuk menunjukan  bahwa  yang  teridentifikasi  memiliki  potensi  sebagai PGPR  meskipun  perlu  dilakukan  uji  lebih  lanjut  untuk mendapatkan  informasi  yang  lebih  akurat  dalam  kapasitasnya. Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh  dari  karakter  morfologi
makroskopis  dan  mikroskopis  menunjukan  bahwa  bakteri  yang teridentifikasi  tersebut  memiliki  potensi  sebagai  PGPR.  Hal  ini sesuai  dengan  hasil  penelitian  yang  diobservasi  pada  perakaran padi  di  wilayah  Bekasi  (Pambudi et  al .,  2016)  dan  bahkan  di negara  lain  yaitu  India  (Shrivastava et  al .,  2014;  Adnan et  al .,
2016),yang menunjukan karakter morfologi yang mirip.
Berdasarkan  karakter  uji  gram  positif,  bentuk  sel  batang  dan warna  putih  atau  putih  kekuningan  diprediksi  bahwa  bakteri  ini adalah  jenis Bacillus spp. Bacillus spp  memiliki  kemampuan sebagai  PGPR  dengan  kemampuannya  sebagai  pelarut  P  dan penambat N pada pertanaman padi (Sutariati et al ., 2014; Pambudi et  al .,  2016;  Nafiah et  al .,  2018).  Meskipun  demikian,  kajian  ini merupakan  penelitian  pendahuluan  sehingga  perlu  dilakukan  uji karakterisasi  dan  biokimia  lebih  lanjut  untuk  memastikan  spesies bakteri dan kapasitasnya sebagai PGPR.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan uji gram positif, bentuk sel batang dan warna putih atau  putih  kekuningan,  pada  perakaran  padi  yang  diambil  dari Kecamatan  Bobosan  Kabupaten  Banyumas  dan  Kecamatan  Tidar Kabupaten  Magelang  teridentifikasi  bakteri  dengan  karakter morfologi  yang  mirip  dengan  PGPR  yang  pernah  dilaporkan sebelumnya.

## 5. Referensi
Adnan, M., M.  Patel, M. N. Reddy, S. Khan 1 , E. Alshammari, A. M.  Abdelkareem  and  S.  Hadi.  2016.  Isolation  and Characterization  of  Effective  and  Efficient  Plant  Growth- Promoting  Rhizobacteria  From  Rice  Rhizosphere  of  Diverse Paddy  Fields  of  Indian  Soil. ARPN  Journal  of  Agricultural and Biological Science 11(9):373-379.
Beattie,  G.  A.  and  S.  E.  Lidow.  1999.  Bacterial  Colonization  of
Leaves:  A  Spectrum  of  Strategies. Phytopathology 89:353-
359.
Cahyati,  R.A.A.,  A.  Nurul  dan  S.  Titin.  2017.  Pengaruh  Salinitas dan  Aplikasi  Bakteri  Rizosfer  Toleran  Salin  terhadap
Komponen  Hasil  Tanaman  Padi. Journal  Biotropika
3(5):133-137.
Firdausi, A. 2018. Isolasi Bakteri Rhizosfer Penghasil IAA (Indole Acetic  Acid)  dari  Tegakan  Hutan  Rakyat  Suren. Skripsi .
Fakultas Kehutanan Universitas Hasanudin. Makassar.
Fitriyah, L. A. 2015. Penampisan dan Identifikasi Bakteri Endofit
Cabai  Merah. Skripsi. Departemen  Biokimia.  Fakultas Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam,  Institut  Pertanian Bogor. Bogor.
Gillespie,  S.  dan  K.  Bamford.  2009. At  a  Glance  Mikrobiologi
Medis dan Infeksi. Erlangga. Jakarta.
Gupta, G., S. S. Parihar, N. K. Ahirwar, S. K. Snehi and V. Singh. 2015.  Plant  Growth-Promoting  Rhizobacteria  (PGPR): Current and Future Prospects for Development of Sustainable Agriculture. Journal  of  Microbial  and  Biochemical
Technology 7(2): 96-102.
Idris  E.E.,  M.T.  Iglesias  and  R  Borriss.  2007.  Tryptophan- Dependent Production of Indole-3-Acetic Acid (IAA) Affects
Level of Plant Growth Promotion by Bacillus Amyloliquefaciens FZB42. Molecular Plant Microbe
Interactions 20:619-626.
Khalid  A.,  M.  Arshad.  and  Z.  A.  Zahi.  2004.  Screening  Plant Growth  Promoting  Rhizobacteria  for  Improving  Growth  and Yield of Wheat. Journal Applied Microbiology 96: 473-480.
Mieke  R.  2008.  Peningkatan  Populasi  Bakteri  Endofitik  pada Tanaman  Padi.  Penelitian  Jurusan  Ilmu  Tanah  Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran. Bandung.
Nadeem  S.M.,  B.  Shaharoona.,  M.  Arshad  and  D.  E.  Crowley.
2012.  Population  Density  and  Functional  Diversity  of  Plant
Growth  Promoting  Rhizobacteria  Associated  with  Avocado Trees in Saline Soils. Applied Soil Ecology 62:147-154.
Nafiah,  V.I.  dan  A.  Suryanto.  2018.  Kajian  PGPR  ( Plant  Growth Promoting  Bacteria )  pada  Berbagai  Tingkat  Aplikasi Nitrogen  Terhadap  Padi  Gogo  ( Oryza  sativa )  Varietas  Situ
Bagendit. Jurnal Produksi Tanaman 6(7):1588-1596.
Pambudi,  A.,  N.  Noriko  dan  E.  P.  Sari.  2016.  Isolasi  dan Karakterisasi  Bakteri  Tanah  Sawah  di  Kecamatan  Medan Satria dan Bekasi Utara, Kota Bekasi, Jawa Barat. Jurnal Al-
Azhar Indonesia Seri Sains dan Teknologi 3(4):187-195.
Razie,  F.,  &  Syaifudin.  2005.  Potensi  Azobacter  sp.  dari Persawahan  Lahan  Pasang  Surut  Kalimantan  Selatan: Kemampuan  Menambat  Nitrogen  dan  Memasok  N  untuk Pertumbuhan Padi IR-64. Agroscientiae 12:106-133.
Sahasrabudhe.  M.  M.  2011.Screening  of  Rhizobia  for  Indole Acetic  Acid  Production. Annals  of  Biological  Research 2:
460-468.
Setiawati, M.R., R. Hindersah dan B.F. Natalie. 2002. Penggalian
Potensi Bakteri Endofitik Pemfiksasi N dalam Meningkatkan Fiksasi  N  dan  Serapan  N  Tanaman  Padi  Gogo.  Laporan Penelitian Litmud, Dikti. Lembaga Penelitian UNPAD.
Setiawati, M.R., D.H. Arief, P. Suryatmana dan R. Hudaya. 2008.
Aplikasi  Bakteri  Endofitik  Bakteri  Penambat  N2  untuk Meningkatkan Populasi Bakteri Endofitik dan Hasil Tanaman Padi Sawah. Jurnal Agrikultura 19(3):13-19.
Shrivastava,  A.  K.,  K.  Dewangan1  and  D.K.Shrivastava.  2014.
Plant  Growth  Promoting  Rhizobacterial  Strains  from  Rice Rhizospheric  Soil. International  Journal  of  Current
Microbiology and Applied Science 3(4): 774-779.
Silitonga, D. M., N. Priyani dan I. Nurwahyuni.  2008. Isolasi dan Uji Potensi Isolat bakteri Pelarut Fosfat dan Bakteri Penghasil Hormon  IAA  (Indole  Acetic  Acid)  terhadap  Pertumbuhan Kedelai  (Glicine  max  L.)  pada  Tanah  Kuning.  Departemen Biologi, Fakultas MIPA, USU. Medan.
Sutariati,  G.A.K.,  T.  C.  Rakian,  Agustina,  N.  Sopacua,  L.  Mudi dan  M.  Haq.  2014.  Kajian  Potensi  Rizobakteri  Pemacu Pertumbuhan  Tanaman  yang  Diisolasi  dari  Rizosfer  Padi Sehat. Jurnal Agroteknos 4(2):71-77.