ENDOFIT

MIKROBA ENDOFITEndophyte = in the plant (endon = within; phyton = plant)Istilah endofit terutama digunakan pada strategi simbiosis: fakultatif saprofit parasit mutualistikMikoriza endofitik =/= mikroba endofit (Brundrett, 2004)Mikoriza = perkembangan fungi-tanaman yang serasi dan transfer nutrien pada interfase khususEndofit fungi akar cenderung saprofit (Oidiodendron maius, Phialocephala fortinii)ENDOFIT = organisme (fungi, bakteri) yang menginfeksinya tidak jelas, jaringan inang terinfeksi tidak muncul gejala, dan kolonisasi mikroba terdapat di internal (Stone et al., 2000)Kolonisasi mikroba dengan gejala tidak muncul merupakan suatu keseimbangan antagonisme antara inang dan endofit. Keseimbangan ini sangat rentan dan tergantung pada status dari partner, virulensi fungi dan pertahanan inang, faktor lingkungan, status nutrisi, dan tahap perkembangan partner. (Gambar 1.1)

Bakteri terutama mengkolonisasi interseluler dan beberapa intraseluler (Azoarcus spp.). Umumnya didapatkan dalam jaringan vaskular tanaman inangFungi dapat mengkolonisasi inter dan intra seluler akar. Pada bagian akar lebih ekstensif dari pada batangHifa sering membentuk gulungan intraselulerBerbagai akar anggrek secara sistemik dan mikoheterotrofik dikolonisasi oleh Rhizoctonia, Leptodontidium, Fusarium verticillioides (=V. moniliforme)Bakteri biasanya menginvasi akar secara pasif (contoh, akar lateral, luka), kepadatan tertinggi pada jaringan akarKolonisasi

KriteriaBakteriFungiSpektrum inang

Cara dan situs infeksi

Sumber nutrisi selama tahap awal infeksi

Sumber nutrisi selama kolonisasiPertumbuhan dlm akar

Pertumb dr akar ke batangPertmbuh sistemik dlm akarKolonisasi jaringan

Luas, tergantung pd habitat, inang, musimPasif melalui luka dan jaringan lain yg membuka atau aktif dengan enzim atau vektorEksudat inang, sel korteks mati, plant debris

Komponen dari simplast dan apoplastInter dan/atau intra seluler, lambat, densitas kolonisasi rendahYaMungkinTerutama interseluler, juga jaringan vaskular

Luas, tergantung pd habitat. Inang, musimAktif, melalui stomata, dinding sel atau luka

Material simpanan dalam spora, sel korteks mati, plant debris, eksudat inangKomponen dari simplast dan apoplastInter dan/atau intra seluler, sering ekstensif

Kadang-kadangMungkinBiasanya tdk di dalam jaringan vaskularKarakteristik interaksi antara bakteri dan fungi endofit dengan akar tanamanKriteriaBakteriFungiStruktur khusus untuk akses nutrienStatus fisiologis

Dampak interaksi

Keuntungan bagi simbion mikroba

Keuntungan potensial

ReproduksiNodul, kelenjar

Sedikit data tersedia

Komensalisme, mutualisme atau patogenisitas latenSuplai nutrien dan proteksi dari stres lingkungan, transfer pasif dan penyebaran diantara inang via vektorInduksi resistensi, meningkatkan pertumbuhan (fiksasi N, fitohormon), sintesis metabolit antagonis terhadap patogen tanaman dan parasit

Umumnya transfer pasif dan penyebaran diantara inang via vektor (serangga), dapat pula aktif seperti PseudomonasKadang-kadang

Antagonisme seimbang, interaksi aktifKomensalisme, mutualisme atau patogenisitas latenSuplai nutrien dan proteksi dari stres lingkungan, menguntungkan untuk reproduksi dan kolonisasi pada inang senesensInduksi resistensi, meningkatkan pertumbuhan (fitohormon, meningkatkan akses terhadap mineral dan nutrien), sintesis metabolit antagonis terhadap predator dan antagonisAktif dan pasif setelah inang senesens, kadang-kadang dengan vektorDensitas diversitas dan kolonisasi sering meningkat selama periode vegetatifMikroba endofit dapat pula memiliki inang tertentu (host specifity = host preference = host exclusive). Hal ini terjadi karena telah terjadi adaptasi antara inang dan endofit. Adaptasi tidak hanya terhadap inang tertentu tetapi juga terhadap pertumbuhan endofit dalan satu organ tanaman (mis. pada akar atau batang)Metode untuk deteksi dan identifikasi fungi dan bakteri dalam jaringan tumbuhan:1) observasi histologis dan molekular2) sterilisasi permukaan jaringan inang dan isolasi fungi/bakteri yang tumbuh pada medium3) deteksi melalui bahan kimia tertentu (imunologis)4) amplifikasi langsung DNA fungi/bakteri dari jaringan tanamanAdaptasiMelalui lukaMelalui jaringan intact (utuh): root tipsMampu menghasilkan sorbitol dan/atau D-melezitose dalam jaringan tanamanEndofi mampu memetabolisme komponen struktur sel tanaman spt pektin (polygalacturonic acids)Mekanisme masuknya endofit ke jaringan tanamanBerbagai genera bakteri diketahui memiliki kemampuan mengendalikan fungi patogen tanamanPseudomonas, Bacillus, Azospirillum, Serratia, Burkholderia, Streptomyces Mekanisme penekanan patogen oleh bakteri antagonis: - Antibiosis (produksi antibiotik, toksin)- Kompetisi (nutrien)- Siderofor (Fe)- Lisis (produksi enzim litik: selulase, chitinase, glukanase)- Induksi mekanisme pertahanan tanaman- Meningkatkan pertumb tanaman (produksi fitohormon)

Bakteri Endofit Sebagai Pengendali Fungi Patogen Tanaman

Optimalisasi formulasi dan teknologi aplikasiSteb inoculation into stems, soaking seeds in bacterial suspension, root dipping, soil drench, seed coating, foliar spray, granule, Integrasi strategi biokontrol (kombinasi endofit & agensia Biokontrol & kimia)Pengelolaan mikroflora endofit indigenus (aplikasi chitin)Rekayasa genetik (plant breeding, transgenic)

Upaya Peningkatan Efikasi Agensia Biokontrol