EKSPLORASI BAKTERI YANG BERPOTENSI SEBAGAI AGENS PENGENDALI HAYATI Fusarium solani DAN Meloidogyne incognita PADA LADA
EXPLORATION OF BACTERIA AS BIOLOGICAL CONTROL AGENTS OF Fusarium solani AND Meloidogyne incognita ON PEPPER
Citra Mayang Wardhika, Suryanti * , & Tri Joko Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada Jln. Flora 1, Bulaksumur, Sleman, Yogyakarta 55281
*Penulis untuk korespondensi. E-mail: suryanti@faperta.ugm.ac.id

## ABSTRACT
Indonesia is major producer of black pepper ( Piper nigrum L.), however the pepper production has been decreasing in the last decades. Black pepper yellowings caused by Fusarium solani and Meloidogyne incognita is one of the most important disease on pepper causing the decrease of pepper production. This research was aimed at the selection of potential bacteria as a biological control agents of F. solani and M. incognita on black pepper. The bacteria were isolated from rhizospheric soil of healthy plant. To determine the ability of biological agents , they were tested against F. solani and M. incognita. Seven  isolates fluorescent pseudomonads, 19 isolates of Bacillus spp. and 21 bacterial isolates which were yet to be  identified  were isolated from soil rhizosphere. The results show that there are 5 antagonist bacterial isolates which were able to inhibit the growth of F. solani but so far no bacteria that caused cell lysis to M. incognita larvae was found .
Key words: biological control , Fusarium solani, Meloidogyne incognita, rhizosfer bacteria

## INTISARI
Indonesia merupakan negara produsen lada yang pada beberapa waktu terakhir ini telah mengalami penurunan produksi. Penyakit kuning yang disebabkan oleh Fusarium solani dan Meloidogyne incognita merupakan salah satu penyebab terjadinya penurunan tersebut. Penelitian bertujuan untuk menyeleksi bakteri yang berpotensi sebagai pengendali hayati Fusarium solani dan Meloidogyne incognita pada lada. Isolasi bakteri dilakukan dari tanah rizosfer pertanaman lada sehat dan selanjutnya untuk mengetahui kemampuan agens hayati dilakukan uji antagonis terhadap F. solani dan M. incognita . Hasil isolasi dari rizosfer pertanaman didapatkan 7 isolat bakteri kelompok Pseudomonad fluoresen, 19 isolat bakteri Bacillus spp. dan 21 isolat bakteri yang belum diidentifikasi lebih lanjut. Hasil uji antagonis menunjukkan bahwa ada 5 isolat bakteri yang mampu menghambat pertumbuhan F. solani namun belum ditemukan adanya bakteri yang mampu menghambat pertumbuhan M. incognita.
Kata kunci: bakteri rizosfer, Fusarium solani , Meloidogyne incognita , pengendalian hayati
Jurnal Perlindungan Tanaman Indonesia, Vol. 18, No. 2, 2014: 89–94

## PENGANTAR
Lada ( Piper nigrum L.) merupakan salah satu jenis rempah yang paling penting di antara rempah- rempah lainnya, baik ditinjau dari segi perannya dalam menyumbangkan devisa negara maupun dari segi kegunaannya yang sangat khas dan tidak dapat digantikan dengan rempah lainnya. Indonesia pernah menjadi negara produsen lada terbesar dan berperan dalam  pemenuhan  kebutuhan  lada  di  pasar  inter- nasional. Menurut laporan IPC pada tahun 2013, Indonesia memberikan sumbangan produksi lada dunia sebesar 22%, dan menempati urutan ke dua setelah Vietnam yaitu sebesar 31% (Anonim, 2013).
Salah satu kendala dalam budidaya lada adalah adanya  gangguan  penyakit  tumbuhan.  Beberapa penyakit yang sudah dilaporkan dan dianggap sangat merugikan adalah penyakit busuk pangkal batang yang disebabkan oleh Phythophthora capsici, penyakit
kerdil yang disebabkan oleh virus, dan penyakit kuning. Penyakit busuk batang dan penyakit kerdil telah di- temukan hampir di semua pertanaman lada, sedang- kan penyakit kuning hanya dilaporkan di Bangka dan Kalimantan Barat. Direktorat Jenderal Perkebunan melaporkan, kehilangan hasil akibat penyakit kuning di Bangka dan Kalimantan Barat pada akhir tahun 2007 mencapai Rp 12 miliar (Manohara & Wahyuno, 2009). Untuk mengantisipasi hal tersebut, perlu adanya upaya pengendalian terhadap penyakit kuning pada lada, sehingga perlu dilakukan penelitian mengenai agens-agens pengendalian, khususnya agens hayati yang  mampu  mengendalikan  penyebab  penyakit kuning pada lada. Beberapa bakteri yang telah di- laporkan berpotensi untuk dikembangkan sebagai agensia hayati adalah bakteri dari kelompok Pseudomonad dan Bacillus. Bakteri-bakteri antagonis biasanya mengeluarkan
zat antibiotik yang dapat menekan pertumbuhan dan perkembangan suatu jenis patogen. Pseudomonad yang termasuk dalam kelompok fluoresen merupakan bakteri pengkoloni akar yang agresif dan efektif. Bakteri ini mampu memproduksi hormon pertumbuhan tanaman, dan berfungsi sebagai agens pengendali hayati  melalui  mekanisme  kompetisi  dan  induksi ketahanan tanaman (Haas & Defago, 2005). Bacillus spp. mampu berperan sebagai agens hayati patogen tumbuhan  melalui  mekanisme  antibiosis  dengan menghasilkan senyawa penghambat (senyawa anti- mikrobial) di antaranya antibiotik, peptida, senyawa fenol dan enzim, alkaloid, dan siderofor (Haggag & Mohamed, 2007). Bacillus spp. juga mampu berperan sebagai Plant  Growth  Promoting  Rhizobacteria (PGPR) yang mampu memacu pertumbuhan tanaman dan sebagai penginduksi ketahanan sistemik, dengan mekanisme menghasilkan fitohormon, siderofor dan sebagai pelarut fosfat (Chaudhory & Johri, 2008).

## BAHAN DAN METODE
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Mikologi Pertanian dan Laboratorium Ilmu Penyakit Tumbuhan Klinik, Jurusan Hama dan Penyakit Tumbuhan, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.
Isolasi Bakteri dari Sampel Tanah Isolasi dilakukan baik dari sampel tanaman sakit maupun sampel tanah di sekitar rizosfer tanaman lada sehat. Untuk keperluan isolasi tanah dilakukan seri  pengenceran  10 -3 dan  10 -4 diambil  0,1  ml kemudian ditumbuhkan pada medium PDA. Inkubasi dilakukan  selama  2  hari.  Bakteri  yang  tumbuh dimurnikan dan ditumbuhkan pada medium SPA ( Sucrose Peptone Agar ).

## Isolasi Pseudomonad fluoresen
Sebanyak 10 gram sampel tanah rizosfer beserta akar lada dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml yang berisi 90 ml 0,1 M bufer fosfat pH 7,0 + 0,1% pepton, kemudian digojok selama 30 menit, dan didiamkan selama 10 menit. Isolasi dilakukan dengan membuat seri pengenceran 10 -3 dan 10 -4 , dan 0,1 ml suspensi ditumbuhkan pada medium King’s B selama 48 jam pada suhu 30°C, koloni tunggal yang berpendar diambil dengan tusuk gigi steril dan ditumbuhkan pada cawan petri berisi medium King’s. Bakteri kemudian diinkubasikan lagi selama 24 jam pada suhu 30°C (Naik et al. , 2008)
Isolasi Bacillus spp.
Sebanyak 10 gram sampel tanah rizosfer beserta akar lada dipanaskan dalam oven pengering pada suhu 80 °C selama satu jam. Setelah dingin, sampel tersebut dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml
yang berisi 90 ml 0,1 M bufer fosfat pH 7,0 + 0,1% pepton, dan digojok selama 30 menit. Selanjutnya didiamkan selama 10 menit kemudian dilakukan seri pengenceran per sepuluh kali dengan bufer  yang sama. Pada pengenceran  10 -3 dan 10 -4 diambil 0,1 ml kemudian ditumbuhkan pada medium NA. Inkubasi dilakukan selama 48 jam pada suhu 30°C, koloni tunggal yang tumbuh diuji sifat Gram-nya dengan KOH 3%. Koloni bakteri Gram positif ditumbuhkan pada  cawan  petri  berisi  medium  yang  sama  dan diinkubasikan lagi selama 24 jam pada suhu 30 °C (Cazorla et al ., 2007).
Uji Antagonis Bakteri terhadap Fusarium sp. Medium pertumbuhan bakteri (SPA, King’s B dan NA) disiapkan pada cawan petri, kemudian di atasnya ditambahkan dengan medium agar air (AA) 0,5%  yang  telah  disuspensi  dengan  spora  jamur Fusarium spp. Setelah medium AA bersuspensi spora Fusarium spp. memadat, bakteri yang akan diuji ditumbuhkan di atas permukaan suspensi jamur dan diinkubasikan selama 2−3 hari. Pengamatan dilakukan terhadap pembentukan zona penghambatan pada biakan bakteri.
Uji Antagonis Bakteri terhadap Meloidogyne incognita Uji parasitasi terhadap larva nematoda stadium 2 (L2) dilakukan dengan menggunakan multiwell plate yang diisi dengan 0,5 ml suspensi nematoda L2 sebanyak 10 ekor, kemudian diinokulasi dengan suspensi bakteri sebanyak 200 µl. Inkubasi dilakukan selama 1 minggu dan  diamati  setiap  hari  untuk  mengetahui  adanya nematoda L2 yang terinfeksi oleh bakteri ditandai dengan kematian nematoda atau lisisnya dinding sel nematoda.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Isolasi Bakteri dari Rizosfer Lada Hasil isolasi dari rizosfer tanaman lada di daerah Cangkringan diperoleh 47 isolat bakteri.Hasil identifikasi diketemukan Pseudomonad fluoresen sebanyak 7 isolat, Bacillus spp. sebanyak 19 isolat, dan bakteri yang belum teridentifikasi sebanyak 21 isolat. Koloni bakteri Pseudomonad fluoresen hasil isolasi dapat cepat tumbuh dalam waktu yang singkat pada medium buatan (King’s B), koloni berwarna putih dan akan berpendar jika diamati di bawah sinar UV, dan bersifat gram negatif. Pseudomonad fluoresen memiliki  ciri  membentuk  fluresensi  (berpendar) pada medium King’s B yang diamati di bawah sinar UV dan koloni berwarna putih. Bacillus spp. hasil isolasi memiliki ciri koloni berwarna putih, gram positif, dan dapat membentuk spora. Koloni bakteri pada  medium  agar  berbentuk  bulat,  tepi  teratur,
permukaan tidak mengkilap, dan dalam waktu yang lama koloni bakteri akan menjadi tebal dan keruh.
Uji Antagonis Bakteri terhadap Fusarium solani Dari 47 isolat yang diuji, hanya ada 5 isolat yang mampu membentuk zona penghambatan terhadap jamur patogen yaitu isolat F15a, A10, D18a, B, dan C  yang  belum  diidentifikasi  lebih  lanjut.  Selain terjadinya zona penghambatan, bakteri-bakteri tersebut mampu menekan dan menghambat pertumbuhan F. solani , sehingga pertumbuhan F. solani terdesak dan sulit untuk tumbuh. Hasil uji antagonis antara bakteri dengan F. solani ditunjukkan dalam Tabel 1. Bakteri antagonis yang dapat membentuk zona penghambatan maupun yang mendesak pertumbuhan Fusarium solani adalah bakteri dengan kode F15a, A10, D18a, B, dan C yang belum diidentifikasi lebih lanjut. Isolat Bacillus spp. dan Pseudomonad  fluoresen tidak ada yang mampu menghasilkan zona penghambatan pada uji antagonis dengan Fusarium solani. Hal ini dimungkinkan karena bakteri-bakteri yang terisolasi bukan  termasuk  agensia  hayati  pengendali  jamur patogen, dan  bakteri-bakteri  tersebut  tidak  memiliki senyawa atau antibiotik yang dapat mengendalikan pertumbuhan jamur patogen.
Bakteri pseudomonad fluoresen diketahui memiliki kemampuan sebagai PGPR ( Plant Growth Promotting Rhizobacteria ) yang membantu pertumbuhan tanaman sehingga tanaman mampu tumbuh lebih baik dan sehat.  Pseudomonad  fluoresen  juga  mempunyai kemampuan sebagai jasad antagonis terhadap patogen tular tanah karena mampu menghasilkan siderofor (Dhanya & Potty, 2007).
Bacillus spp. telah dilaporkan bersifat antagonis terhadap jamur patogen tumbuhan dengan meng- hasilkan senyawa anti jamur antara lain antibiotik, senyawa peptida, senyawa fenol, enzim, alkaloid, dan  siderofor  (Haggag  &  Mohammed,  2007). Beberapa antibiotik yang dihasilkan oleh Bacillus spp. adalah subtilosin A, iturin, fengisin, dan surfactin (Nagorska et al., 2007). Dari hasil penelitian Karkachi et al. (2010) diperoleh hasil bahwa dari interaksi langsung antara Pseudomonas fluorescens dengan F. oxysporum f.sp. lycopersici menunjukkan bahwa pertumbuhan miselium mulai terhambat  setelah  2  hari  ditumbuhkan  bersama dengan koloni bakteri dan benar-benar terhambat 5 hari setelah ditumbuhkan. Filtrat biakan antagonis menunjukkan bahwa hanya P. fluorescens memiliki tingkat penghambatan yang bervariasi antara 20–30%. Nourozian et al . (2006) melaporkan bahwa mekanisme penghambatan pertumbuhan F. graminearum oleh
bakteri antagonis terjadi melalui mekanisme per- saingan, produksi senyawa antibiotik yang didifusi- kan  ke  dalam  medium mampu  menghambat  per- tumbuhan F. graminearum sehingga terbentuk zona penghambatan pada medium agar, serta menghasilkan senyawa volatil yang bersifat antifungal.
Uji Antagonis Bakteri terhadap M. incognita Uji antagonis bakteri terhadap M. incognita me- nunjukkan bahwa isolat bakteri yang diuji, tidak ada yang  mampu  menyebabkan  kematian  nematoda hingga 100%, dan belum ada yang menyebabkan nematoda lisis. Hasil uji antagonis ditunjukkan dalam Tabel 2.
Dari hasil pengujian diketahui bahwa kematian nematoda akibat bakteri terjadi pada semua perlakuan, namun bakteri yang paling banyak menyebabkan kematian pada nematoda adalah isolat J12, yaitu mencapai 40%. Bakteri isolat J12 merupakan bakteri yang masuk dalam kelompok Pseudomonad fluoresen. Hasil penelitian yang dilakukan oleh Arwiyanto et al . (2007) menunjukkan bahwa aplikasi Pseudomonad fluoresen mampu menurunkan populasi Meloidogyne incognita pada  tembakau.  Diduga  Pseudomonad fluoresen mampu mendegradasi masa gelatin yang merupakan selubung telur melalui reaksi ensimatis. Bakteri dari kelompok pseudomonad fluorescent menghasilkan metabolit sekunder seperti phenazine, indole compound, phenylpyrrol dan pterin yang bersifat toksik terhadap nematoda (Ashoub & Amara, 2010).
Uji Bacillus spp. sebagai agens pengendali hayati Fusarium solani penyebab penyakit layu tomat sudah dilakukan oleh Ajilogba, et al . (2013), dan telah dike- tahui bahwa Bacillus spp. mampu berperan sebagai PGPR dengan  menghasilkan  hormon indole-3- acetic-acid (IAA),  serta  mampu  menghambat perkembangan F.  solani dengan  menghasilkan senyawa antibiotik seperti zwittermicin , bacillomycin , fengycin , bacilysin , dan difficidin . Bacillus memiliki kemampuan untuk menghasil- kan senyawa volatil seperti benzeneacetaldehyde , 2- nonanone , decanal ,  2- undecanone dan dimethyl disulphide yang  bersifat  nematisidal  (Ashoub  & Amara, 2010). Lamovšek et al . (2013) melaporkan bahwa  peran Pseudomonas  fluorescent dalam pengendalian Meloidogyne spp. adalah karena berperan sebagai induser bagi tanaman sehingga meningkatkan ketahanan tanaman, menghasilkan toksin, mendegradasi eksudat akar yang berperan sebagai senyawa atraktan bagi Meliodogyne ,  serta  menghalangi  penetrasi Meloidogyne.
Wardhika et al. : Eksplorasi Bakteri yang Berpotensi sebagai Agens Pengendali Hayati Fusarium dan Meloidogyne
Tabel 1. Hasil uji antagonis bakteri terhadap jamur F. solani
a. Bakteri Pseudomonad fluoresen No. Jenis Bakteri Kode Isolat Zona Penghambatan Uji Gram 1 Pseudomonad fluoresen G9 - - 2 I7 - - 3 I6 - - 4 I8 - - 5 J11 - - 6 J12 - - 7 J13 - - b. Bakteri Bacillus spp. No. Jenis Bakteri Kode Isolat Zona Penghambatan Uji Gram 1 Bacillus spp. K9 -
+ 2 L7 - + 3 L19 - + 4 L8 - + 5 L11 - + 6 L12 - + 7 M8 - + 8 N2 - + 9 N3 - + 10 N4 - + 11 O3 - + 12 O2 - + 13 O5 - + 14 O8 - + 15 P1 - + 16 P2 - + 17 P6 - + 18 P11 - + 19 P12 - + c. Bakteri lain-lain (isolasi dari rizosfer Lada) No. Jenis Bakteri Kode Isolat Zona Penghambatan Uji Gram 1 Lain-lain F21a - + 2 F21b - + 3 F13a - + 4 F22b - - 5 D18a + + 6 D18b - + 7 F16A - + 8 F16b - + 9 F15a - + 10 F15b + + 11 F14a - + 12 F14b - + 13 A12a - + 14 A12b - + 15 A10 + + 16 H23a - + 17 H25a - - 18 H25b - - 19 H17b - - 20 B + + 21 C + +
Keterangan: (+): Terbentuk zona penghambatan (-) : Tidak terbentuk zona penghambatan
a. Bakteri Pseudomonad fluoresen No. Jenis Bakteri Kode Isolat Presentase kematian nematoda Mati (%) Lisis (%) 1 Pseudomonad fluoresen G9 6,7 0 2 I7 30,0 0 3 I6 13,3 0 4 I8 30,0 0 5 J11 23,3 0 6 J12 40,0 0 7 J13 23,3 0 b. Bakteri Bacillus spp. No. Jenis Bakteri Kode Isolat Persentase kematian nematoda Mati (%) Lisis (%)
1 Bacillus spp. K9 20,0
0 2 L7 6,7 0 3 L19 23,3 0 4 L8 30,0 0 5 L11 26,7 0 6 L12 20,0 0 7 M8 30,0 0 8 N2 23,3 0 9 N3 30,0 0 10 N4 23,3 0 11 O3 10,0 0 12 O2 20,0 0 13 O5 33,3 0 14 O8 10,0 0 15 P1 13,0 0 16 P2 20,0 0 17 P6 16,7 0 18 P11 26,7 0 19 P12 20,0 0 c. Bakteri lain-lain (isolasi dari rizosfer lada) No. Jenis Bakteri Kode Isolat Persentase kematian nematoda Mati (%) Lisis (%) 1
Lain-lain
F21a 6,7 0 2 F21b 16,7 0 3 F13a 13,3 0 4 F22b 6,7 0 5 D18a 23,3 0 6 D18b 6,7 0 7 F16A 10,0 0 8 F16b 26,7 0 9 F15a 26,7 0 10 F15b 13,3 0 11 F14a 30,0 0 12 F14b 16,7 0 13 A12a 13,3 0 14 A12b 10,0 0 15 A10 20,0 0 16 H23a 20,0 0 17 H25a 13,3 0 18 H25b 10,0 0 19 H17b 23,3 0 20 B 10,0 0 21 C 6,7 0 Kontrol 6,7 0
Tabel 2. Hasil uji antagonis bakteri terhadap Meloidogyne sp.
Wardhika et al. : Eksplorasi Bakteri yang Berpotensi sebagai Agens Pengendali Hayati Fusarium dan Meloidogyne

## DAFTAR PUSTAKA
Ajilogba, C.F., O.O. Babalola, & F. Ahmad. 2013. Antagonistic Effects of Bacillus Species in Biocontrol of Tomato Fusarium Wilt. Ethno Medicine 7: 205−216. Anonim.  2013.  IPC  Market  Review  2013. <www.peppertrade.com>, diakses 30/5/14.
Arwiyanto, T., F. Yuniarsih, T. Martoredjo, & G. Dalmadiyo. 2007. Seleksi Pseudomonad fluoresen secara Langsung di Lapangan untuk Pengendalian Penyakit  Lincat  pada  Tembakau. Jurnal Hama Penyakit Tumbuhan Tropika 7: 62–68. Ashoub,  A.H.  &  M.T.  Amara.  2010.  Biocontrol Activity of Some Bacterial Genera against Root- knote Nematode, Meloidogyne incognita . Journal of American Science 6: 321−328.
Cazorla, F.M., D. Romero, A.Perez-Garcia, B.J.J. Lugtenberg, A. de Vicente, & G. Bloemberg. 2007. Isolation and Characterization of Antagonistic Bacillus subtilis Strains from the Avocado Rhizoplane Displaying Biocontrol Activity. Journal of Applied Microbiology 103: 1950–1959.
Choudhary, D.K. & B.N. Johri. 2008. Interaction of Bacillus spp.  and  Plants-with  Special  Reference  to Induced Systemic Resistance (ISR). <http://www. sciencedirect.com.science>, diakses 28/2/09. Danya,  M.K.  &  V.P.  Potty.  2007.  Sideriphore Production by Pseudomonas fluorescens isolated from rhizosphere of Solestemon rotundifolius . Journal of Root Crop 33: 138−140.
Haas D, & G. Defago. 2005.  Biological Control of Soil-borne Pathogens by Fluorescent Pseudomonads . Natural Review of Microbiology 3: 307−319.
Haggag, W.M. & H.A.A. Mohamed. 2007. Biotech- nological Aspects of Microorganism Used in Plant Biological Control. Am-Eurasian Journal Sustainable Agriculture 1: 7−12.
Karkachi, N.E., S., Gharbi, M., Kihal, & J.E., Henni. 2010. Biological Control of Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici Isolated from Algerian Tomato by Pseudomonas fluorescens , Bacillus careus , Serratia marcescens and Trichoderma harzianum . Research Journal of Agronomy 4: 31−34.
Lamovšek, J., G. Urek, & S. Trdan. 2013. Biological Control  of  Root-Knot  Nematodes  ( Meloidogyne spp.): Microbes against the Pests. Acta agriculturae Slovenica 101: 263−275. Nagorska,  K.,  M.  Bilowski  &  M.  Obuchowski. 2007. Multicelluler Behaviour and Production of Wide Variety of Toxic Substances Support Usage of Bacillus subtilis as Powerful Biocontrol Agent. Acta Biochimica Polonica 54: 495−508.
Naik,  P.R.,  G.  Raman , K.B.  Narayanan,  &  N. Sakthivel. . 2008. Assessment of Genetic and Functional Diversity  of  Phosphate  Solubilizing  Fluorescent Pseudomonads. Biomedical Central Microbiology 8 : 230.
Nourozian, J., H.R., Etebarian, & G. Khodakaramian. 2006. Biological Control of Fusarium graminearum on Wheat by Antagonistic Bacteria Songklanakarin Journal of Science and Technology 28: 29−38.
Jurnal Perlindungan Tanaman Indonesia                                                                Vol. 18 No. 2 94