Judul: Induksi Ketahanan Tanaman Jagung Terhadap Penyakit Layu Stewart dengan Bakteri Endofit dan Ekstraseluler Polisakarida
Abstrak: Penyakit layu Stewart yang disebabkan oleh bakteri Pantoea stewartii subsp. stewartii merupakan salah satu penyakit penting pada tanaman jagung. Upaya pengendalian yang dapat dilakukan adalah dengan menginduksi ketahanan tanaman jagung menggunakan bakteri endofit maupun ekstraseluler polisakarida yang berasal dari bakteri patogen. Tujuan penelitian untuk mengevaluasi isolat bakteri endofit akar jagung maupun EPS yang berasal dari bakteri P. stewartii subsp. stewartii yang berpotensi menginduksi ketahanan tanaman jagung terhadap penyakit layu Stewart serta kemampuannya dalam memacu pertumbuhan tanaman. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Bakteriologi Tumbuhan Departemen Proteksi Tanaman IPB dan Laboratorium Genomik Badan Riset dan Inovasi Nasional (BRIN) yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2021 sampai dengan Maret 2023. Kegiatan penelitian dibagi menjadi dua tahapan yakni pengujian induksi ketahanan oleh bakteri endofit maupun ekstraseluler polisakarida (EPS) dari bakteri patogen. Patogen P. stewartii subsp. stewartii diisolasi dari tanaman jagung yang berasal tanaman bergejala layu Stewart di Jawa Barat. Isolat yang diperoleh dikarakterisasi morfologi, fisiologi, biokimia dan dilanjutkan identifikasi molekuler. Bakteri endofit diisolasi dari akar tanaman jagung dari Kabupaten Muara Enim, Ogan Ilir, Ogan Komering Ilir, dan Banyuasin Provinsi Sumatera Selatan, serta Kabupaten Bogor dan Cianjur Provinsi Jawa Barat. Isolat hasil seleksi uji keamanan hayati dilanjutkan pengujian in vitro bioaktivitas endofit terhadap kemampuan antibiosis, produksi senyawa organik volatil (volatile organic compound (VOC)), sintesis indole acetic acid (IAA), fiksasi nitrogen, pelarutan fosfat dan sintesis protease. Isolat terbaik diperoleh melalui metode analytical hyerarrchy proccess (AHP) dan digunakan pada pengujian aktivitas metabolit, pemacu pertumbuhan benih, dan kemampuan menekan perkembangan penyakit secara in planta. Tahap kedua diawali dengan ekstraksi EPS dari P. stewartii subsp. stewartii. Pengujian aktivitas EPS dalam menginduksi ketahanan dilakukan dengan menginjeksikan beberapa tingkat konsentrasi EPS (0, 100, 150, 200 ppm) pada pseudostem dua hari sebelum inokulasi patogen. Konsentrasi EPS maupun aktivitas enzimatis yang terjadi ditentukan dengan studi meta-analisis terhadap. Pengamatan dilakukan terhadap insidensi, keparahan penyakit, nilai penekanan penyakit, perkecambahan benih, pertumbuhan tanaman, aktivitas enzim penilalanin amonia liase (PAL), dan polifenol oksidase (PPO), serta senyawa metabolit yang dihasilkan bakteri endofit. Data yang diperoleh dianalisis sidik ragam dan dilakukan uji lanjut beda nyata jujur (BNJ) atau Tukey pada taraf 5%, sedangkan data kualitatif yang diperoleh dianalisis secara deskriptif. Hasil penelitian menunjukkan enam isolat terbaik dengan skor penilaian AHP tertinggi, yakni isolat JCB-1, BU-5, MS-X, JCJ-2, JCJ-3, dan JCJ-7. Isolat JCJ-7 dan BU-5 menghambat 100% pertumbuhan patogen melalui aktivitas antibiosis, sedangkan penghambatan mencapai 80% melalui aktivitas VOC oleh isolat BU-5, JCJ-2, dan MS-X. Pengujian aktivitas metabolit memperlihatkan isolat BU-5 dan JCB-1 memiliki aktivitas penghambatan patogen tertinggi. Ekstrak metabolit isolat BU-5 mengandung 26,26% senyawa pyrrolo [1,2-a] pyrazine-1,4-dione, hexahydro (C7H10N2O2) yang bersifat antibakteri dan antikanker, sedangkan isolat JCB-1 mengandung 34,98% senyawa bis (2-ethylhexyl) phthalate (C24H38O4) yang berperan sebagai antimikrob, antivirus, larvasida, dan antioksidan. Hasil pengujian in planta menunjukkan bahwa insidensi penyakit terendah pada perlakuan isolat MS-X (44,00%). Isolat MS-X dan JCJ-3 mampu menekan keparahan penyakit layu Stewart sebesar 52,38%. Kemampuan bakteri endofit dalam menginduksi ketahanan jagung ditunjukkan dengan peningkatan aktivitas PAL pada tanaman khususnya perlakuan isolat JCJ-3 dan MS-X. Namun, aktivitas ini mengalami penurunan setelah inokulasi patogen pada bibit yang mengindikasikan terjadinya mekanisme pertahanan pada tanaman. Induksi ketahanan tanaman oleh aktivitas endofit juga ditunjukkan
Keyword: