Unes Sri Widawati 2015 Final

8/19/2019 Unes Sri Widawati 2015 Final

1/16

ISOLASI, KARAKTERISASI, ANALISA KIMIA DAN DETEKSI BAPPT BAKTERI

TANAH PERAKARAN PADI DARI RAMBUT SIWI, BALI.

Sri Widawati dan Suliasih

Bidang mikrobiologi-Puslit Biologi-LIPI

Cibinong Science Center Jl. Raya Bogor Jakarta Km. 46 Cibinong

-mail! "idadomon#ya$oo.com% lis$adari#ya$oo.co.id

ABTRAT

R$i&os'$ere o( rice 'lant is ric$ in organic com'ounds in t$e (orm o( energy. Bacteria)

es'ecially *Plant gro"t$ 'romoting r$i&obacteria +P,PR grou' liked ric$ $abitat "it$

energy resources to gro" and com'ete. /$is study aims to determine t$e 'o'ulation)

c$aracteri&ation and detection o( bacteria as P,PR (rom rice r$i&os'$ere t$at can be use as

one o( t$e tool to en0ironmental re$abilitation o( degraded land. /$e study used a selecti0e

media +1ema) Caceres) 2annitol 3s$by) Piko0skaya (or isolation and 'o'ulation bacteria.

C$emical analysis +I33 $ormone) P2ase en&yme) 3CC eaminase met$ods (ollo"2e$boob) /abatabai and Bremner) Penrose and ,lick met$ods) "$ereas c$aracteri&ation

+identi(ying used molecular met$ods +analysis se5uencing "it$ am'li(ication o( t$e 6S

rR73 gene. Identi(ication results (ound 8 s'ecies o( bacteria namely Bacillus

weihenstephanensis, lipoferum Azospirillum, Azotobacter crococcum, Stenotrophomonas

maltophilia, Bacillus megaterium, Bacillus megaterium, Rhizobium s'.) Rhizobium s'. "ere

detected as P,PR. /$e $ig$est 'o'ulation +4 C9: ; g soil o( bacteria in rice r$i&os'$ere is

Azospirillum lipoferum RSB


2/16

da'at mem'erba$arui rantai makanan dan membantu kesuburan dalam tana$. Secara

langsung akti0itasnya akan memberi (asilitas 'ada akar tanaman untuk lebi$ muda$

menyera' berbagai unsur $ara ensensial se'erti unsur P dan 7 yang ada dalam tana$ dan

udara. 3kti0itas bakteri uga akan mensintesis dan menguba$ aneka (ito$ormon yang da'at

memacu 'ertumbu$an tanaman dan membantu menyera' unsur $ara yang terikat. Secara

tidak langsung akti0itas bakteri akan meng$asilkan aneka senya"a atau metabolit +antibiotik

dan sidero'$ore yang da'at menekan 'ertumbu$an bakteri 'atogen yang merugikan

'ertumbu$an tanaman se$ingga bakteri tersebut dikenal sebagai bakteri agen antagonis

+uang et al .. Produksi sintesa metabolit sekunder beru'a l-aminocyklopropane -l-

carboxylate +3CC deaminase ole$ bakteri B3PP/ ; P,PR yang secara in 0itro da'at

meng$ambat bakteri 'atogen yang merugikan tanaman +iby) D884. Pembentukan +sintesis

3CC di'acu ole$ $ormon ndol Acetic Acid +I33) dan 3CC yang terbentuk akan diuba$

menadi $ormon etilen dan 'roduksi etilen yang berlebi$ akan merusak tanaman termasuk

meng$ambat 'emanangan ; 'erkembangan akar baru +2ullins) >


3/16

yang masuk dalam kelom'ok *Bakteri akar 'emacu 'ertumbu$an tanaman +B3PP/ atau

!Plant growth promoting rhizobakteri +P,PR. asil bebera'a 'enelitian terda$ulu

menyatakana ba$"a tidak semua bakteri yang $idu' di ri&os(er tanaman mam'u ber'eran

sebagai B3PP/ atau P,PR +usen et al . D88A. Kelom'ok B3PP/;P,PR meru'akan

kelom'ok bakteri yang akti0itasnya sangat menguntungkan bagi 'ertumbu$an tanaman.

Berdasarkan $al tersebut) maka 'enelitian ini bertuuan untuk mencari bebera'a bakteri

'enambat nitrogen dan 'elarut (os(at yang da'at mem'roduksi $ormone I33) en&im

(os(atase dan 3CC eaminase serta da'at melarutkan P se$ingga bakteri tersebut da'at

dimasukan ke dalam kelom'ok B3PP/;P,PR.

BAHAN DAN METODE

Ba$an 'enelitian untuk dianalisa beru'a tana$ sa"a$ yang diambil di daera$ ri&os(er

tanaman 'adi yang tergenang sebanyak D8 titik +Pantai Rambut Si"i) desa 1e$embang)

Jembrana) Bali. Sam'el diba"a dengan 'olybag $itam dan dimasukan dalam boF es)

kemudian diba"a ke laboratorium 2ikrobiologi) PDB) LIPI. Sam'el dikering anginkan

sam'ai kering lalu ditumbuk) diayak dan diisolasi.

Is!lasi, P!"ulasi, Puri#i$asi, dan Id%nti#i$asi

Isolasi dikerakan di tem'at steril. Sebanyak 8 gram tana$ dimasukkan kedalam

rlenmeyer berisi >8 ml akuades seteril +8-) kemudia di golok selama 68 menit dengan

kece'atan D8 r'm. iambil mL ektrak tana$ dari tabung rlenmeyer dan dimasukan

kedalam tabung yang berisi > mL akuades steril +8-D

) kemudian di kocok 'ada (orteks

$ingga $omogen. Selanutnya diambil mL dari tabung tersebut dan dimasukkan ke dalam

tabung berikutnya +8-? dan di (orteks. ilakukan $al se'erti itu $ingga ke tabung 8 -


4/16

>>4) media "annitol Ashby +D8g manitol% 8)Dg K DPH4% 8)Dg 2gSH4. 8)Dg AD) dan media Piko0skaya

+8g glukosa% =g Ca?PH4% 8)=g +74DSH4% 8)Dg KCl% 8)g 2gSH4.>D . Sel atau koloni tunggal ditrans(er kembali 'ada media yang sama

untuk 'uri(ikasi dan diinkubasi =->


5/16

Analisa $ualitati# $%tahanan &a$t%ri "ada '%dia (%'a, Manit!l Ash&), a*%r%s, dan

Pi$!+s$a)a salin

Bakteri $asil identi(ikasi) kemudian diui keta$anannya ter$ada' salinitas. 2asing-

masing media 1ema) 2anitol 3s$by) Caceres) dan Piko0skaya ditamba$kan 7aCl 8) )

D ?) dan 4 yang setara dengan 8g) 8g;L) D8g;L) ?8g;L) dan 48g;L. Inkubasi 'ada su$u

kamar dan keta$anannya diamati setia' $ari selama < $ari.

Analisa $uantitati# $%'a'"uan &a$t%ri '%'"r!du$si IAA

3nalisa kualitati( kemam'uan bakteri mem'roduksi I33 digunakan media /SB =8

+%ryptic Soy Broth G 8g Pe'tone% D)=g 7aCl% D8g 3gar% 888 mL 3kuades mengikuti

metode ,ra0el et al$ +D88


6/16

Satu se kultur += l diinokulasi ke media 'adat "orkin-9oster Salt;9 +makroelemen G 4g

KDPH4% 8)Dg 7aDPH4% 6g 2gSH4.6>. n&im (os(atase diukur dengan menggunakan '-

nitro'$enyl '$os'$ate disodium +'7PP 8.= 2 sebagai substrat. Sebanyak 8)4A mL bu((er

asetat ' 6)= dan 8)D mL substrat ditamba$kan 'ada 8)= mL su'ernatan bakteri dan

diinkubasikan selama D am 'ada su$u ruang +D=oC. Kemudian setela$ inkubasi kedalamnya

ditamba$kan 8)D mL CaClD 8)= 2 dan 8)4A mL 7aH lalu dikocok. Larutan tersebut


7/16

disentri(us 'ada A888 r'm selama = menit. 2edia akan ber"arna kuning dan P-nitro'$enol

+P7P yang terbentuk diukur absorbannya dengan menggunakan s'ektro(otometer 'ada

'anang gelombang 488 nm. Kontrol dibuat dengan 'rosedur yang sama) teta'i 'enamba$an

larutan substrat dilakukan setela$ 'enamba$an CaClD 8)= 2 dan 7aH.8)= 2. Standar

menggunakan larutan '-nitro(enol dengan konsentrasi -8 ''m) sedangkan untuk blanko

menggunakan air destilasi.

HASIL

asil isolasi tana$ dari ri&os(er dida'atkan D8 isolat murni dan $anya da'at

teridenti(ikasi 8 isolat +/abel .

Ta&%l 2. Is!lasi, P!"ulasi, dan Hasil Id%nti#i$asi

7o. Kode sam'el Po'ulasi bakteri+86 +c(u;g tana$

7ilai absorbansi+ G 4?6 nmʎ

Isolat teridenti(ikasi

RSB > cde D)?>4A a Stenotrophomonas maltophilia

D RSBD a )6D== a %%

? RSB? = abc )===4 a Bacillus megaterium

4 RSB4 4 abc )8A48 a %%

= RSB= a )==4 a %%

6 RSB6 a 8)>>6A a %%

< RSB< D ab )??? a %%

A RSBA = abc )=A> a %%

> RSB> < bcd )A?86 a Bacillus megaterium

8 RSB8 A bcde )A>6D a Rhizobium s'$

RSB a D)48 a %%

D RSBD ? e D)?D? a Azotobacter aerogenes

? RSB? ?D ( D)?? a Azotobacter crococcum

4 RSB4 a )>4>6 a %%

= RSB= a )6D== a %%

6 RSB6 ?8 ( D)D68 a Azospirillum lipoferum

< RSB< 4 g D)466D a Azospirillum lipoferum

A RSBA D< ( D)D8=A a Bacillus weihenstephanensis

> RSB> de D)D> a Rhizobium s'.

D8 RSBD8 a )DA< a %%

Keterangan! 3ngka diikuti $uru( yang sama 'ada baris atau kolom yang sama tidak berbeda nyata menurut uiuncan +'Q8)8=//G tidak teridenti(ikasi.

Po'ulasi bakteri berkisar antara - 4 C9:;g tana$. 7ilai 'o'ulasi bakteri tertinggi

'ada ri&os(er 'adi dida'atkan 'ada RSB< +4F86 C9:;g tana$ dan dari ri&os(er tersebut

teridenti(ikasi satu isolat bakteri !Azospirillum lipoferum)$ Berturut-turut 'o'ulasi bakteri

dengan umla$ diatas rata-rata teridenti(ikasi sebagai bakteri Bacillus weihenstephanensis

strain RSBA +D


8/16

tana$) dan Azotobacter crococcum strain RSB? +?DF86 C9:;g tana$. Po'ulasi tereneda$

+F86 C9:;g tana$ yaitu strain RSBD) RSB=) RSB6) RSB) RSB4) RSB=) dan RSBD8

tidak teridenti(ikasi. Po'ulasi bakteri dengan kisaran yang sama) teridenti(ikasi sebagai

Stenotrophomonas maltophilia +RSB , Bacillus megaterium +RSB= , Bacillus megaterium

+RSB> , Rhizobium s'$ +RSB8 , Rhizobium s'$ +RSB. Semua isolat baik yang

teridenti(ikasi dan tidak teridenti(ikasi mem'unyai nilai asorbansi tidak berbeda nyata 'ada

'emeriksaan s'ektro(otometer dengan G 4?6 nm +/abel .ʎ

Ta&%l 3. K%tahanan &a$t%ri "ada '%dia (%'a, Manit!l Ash&), a*%r%s, Pi$!+s$a)a salin /4, 245L,

345L, 645L, dan 745L Nal1.

Code Jenis Bakteri 2edia 7atrium 3gar @ 7aCl8g;L 8g;L D8g;L ?8g;L 48g;L

RSB Stenotrophomonas maltophilia @ @ @ - -

RSB? Bacillus megaterium @ @ @ @ -

RSB> Bacillus megaterium @ @ @ - -

RSB8 Rhizobium s'$ @ @ @ - -

RSBD Azotobacter aerogenes @ @ @ - -

RSB? Azotobacter crococcum @ @ @ @ -

RSB6 Azospirillum lipoferum @ @ @ - -

RSB< Azospirillum lipoferum @ @ @ @ -

RSBA Bacillus weihenstephanensis @ @ @ - -

RSB> Rhizobium s'. @ @ @ - -

Keterangan! /a$an salin +@ dan tidak ta$an salin +-

asil ui keta$anan bakteri 'ada salinitas da'at dibaca 'ada /abel D. Semua bakteri

yang diui ta$an ter$ada' salinitas sam'ai dosis 7aCl D8g;L. Bakteri Bacillus megaterium

strain RSB?) Azotobacter crococcum strain RSB?) Azospirillum lipoferum strain RSB


9/16

megaterium strain RSB> dan Azotobacter crococcum tumbu$nya sedikit +@ 'ada media 9 @

3CC. Sedangkan *enis bakteri Azospirillum lipoferum strain RSB< dan Bacillus

weihenstephanensis strain RSBA $anya tumbu$ 'ada media 9 +@@@ dan @ dan

9@3monium Sul(at +@@ dan @@@ dan tidak tumbu$ +- 'ada media 9@3CC +,ambar )

/abel ?. Secara statistik 'roduksi $ormon I33 tertinggi di$asilkan ole$ bakteri Azospirillum

lipoferum strain RSB< +=)=>6 ''m dan terenda$ ole$ kontrol serta 'ada > bakteri lainnya

tidak ada 'erbedaan yang signi(ikan.

,ambar . :i 'ertumbu$an 8 bakteri teridenti(ikasi 'ada media 9 +"orkin9oster @ 3CC) $anya A bakteri teridenti(ikasi yang da'at tumbu$+.Stenotrophomonas maltophilia,+$ Bacillus megaterium, $ Bacillus megaterium,

&$ Rhizobium s'$, &.$ Azotobacter aerogenes, &+$ Azotobacter crococcum, &/$ Azospirillu" lipoferum, &0$ Azospirillum lipoferum, &$ Rhizobium s'..

,ambar D. Kontrol 7egati( Isolat (schericia coli 'ada media 9 +"orkin 9oster @3CC

/abel ?. 3nalisa kemam'uan bakteri mem'roduksi I33 dan 'otensial mem'roduksi 3CC deaminase

Keterangan ! 3ngka diikuti $uru( yang sama 'ada baris atau kolom yang sama tidak berbeda nyata menurut uiuncan +'Q8)8=) tidak tumbu$ +-)tumbu$ sedikit +@ G 8=) tumbu$ agak banyak +@@ G 8=) tumbu$ banyak +@@@ G 8> ab @@@ @@@ @@@

RSBD Azotobacter aerogenes ?)?A< ab @@@ @@@ @@@

RSB? Azotobacter crococcum 4)6D ab @ @@ @RSB6 Azospirillum lipoferum D)=? ab @ @@ -

RSB< Azospirillum lipoferum =)=>6 b @@ @@@ @@@

RSBA Bacillus weihenstephanensis ?)? ab @@@ @@ -

RSB> Rhizobium s'. D)AD ab @@ @@@ @@

RSBK Kontrol +tan'a bakteri 8)888 a 0 0 0


10/16

'ada media 'adat yang ditandai dengan &ona bening terbesar + D)88 cm disekeliling koloni

adala$ bakteri Bacillus megaterium RSB? +D)< cm) Bacillus megaterium RSB> +D)4 cm)

Bacillus weihenstephanensis RSBA +D)? cm) Stenotrophomonas maltophilia RSB +D)? cm)

dan Azospirillum lipoferum RSB< +D)8 cm. 7ilai 'roduksi en&im (os(atase +P2ase asam

+8)D=


11/16

Serratia marcescens, Serratia marcescens, dan Pseudomonas aeruginosa +7akban'ote)

D8?. Po'ulasi bakteri teridenti(ikasi rata-rata 8) RSB8 dan

RSB>) RSBD) RSB?) RSB6 dan RSB> sebagai

bakteri Stenotrophomonas maltophilia) Bacillus megaterium) Rhizobium s'$) Azotobacter

aerogenes) Azotobacter crococcum) Azospirillum lipoferum) Bacillus weihenstephanensis$

Bakteri Azospirillum lipoferum meru'akan bakteri dengan 'o'ulasi tertinggi dibandigkan

bakteri lainnya di ri&os(ir tanaman 'adi. 2enurut 3leFander +>


12/16

RSB?) Azotobacter crococcum strain RSB?) Azospirillum lipoferum strain RSB>.


13/16

9os(at terlarut di media cair ber$ubungan dengan akti0itas en&im P2ase. /inggi renda$nya

akt0itas en&im (os(atase tergantung 'ada tinggi renda$nya akti0itas bakteri. Jadi elas ba$"a

en&im (os(omonoesterase +P2ase mem'unyai 'eranan 'enting ter$ada' mineralisasi dari P

organik menadi P anorganik +Linu et al .) D88> dan 'eningkatan P tersedia selama inkubasi

'ada media Piko0skaya cair disebabkan ole$ bakteri 'elarut (os(at yang mensekresikan asam-

asam organik membentuk senya"a kom'leks yang sukar larut se$ingga (iksasi P akan

menurun sebaliknya P-tersedia meningkat +$itela" >>>.

Semua bakteri yang diui da'at melarutkan P) mem'roduksi P2ase) dan

mem'roduksi $ormon I33) teta'i $anya bakteri Bacillus megaterium) Stenotrophomonas

maltophilia, Rhizobium s'$) Azotobacter aerogenes) Azotobacter crococcum) dan

Azospirillum lipoferum yang da'at meng$asilkan 3CC deaminase dan ta$an saline sam'ai

D8g;L 7aCL. 9enomena ini teradi karena e(ekti0itas en&im 3CC deaminase yang di$asilkan

bakteri da'at menurunkan kadar 3CC yang meningkat karena stres salinitas) se$ingga

'roduksi etilen da'at ditekan +,lick) >>=. Sedangkan 'roduksi I33 ole$ bakteri

di'engaru$i 'rekursor L-tri'to(an D88 ''m yang ditungkan dalam media /SB. L-tri'to(an

D88 ''m ber'eran sebagai 'rekursor biosinstesis I33 +indole-+-asetic-acid ) indol-?-

asetamida) tri'tamin) dan indol-asam 'iru0at +/$enius et al$ D884. 2enurut 3$mad et al$

+D88= 'emberian tri'to(an secara eksogen 'ada media /SB akan mem'engaru$i bakteri

kinera dalam meningkatkan I33 karena tri'to(an uga meru'akan sumber nitrogen yang

muda$ disera' mikroorganisme. Selain itu) tri'to(an uga meru'akan sumber karbon dan

energi yang akan diurai dalam bebera'a alur metabolisme karbo$idrat +2oat dan Jo$n >>=.

Semua analisa yang dilakukan 'ada 8 enis bakteri tersebut da'at disim'ulkan) ba$"a

se'ulu$ bakteri tersebut suda$ terdeteksi sebagai bakteri akar 'emacu 'ertumbu$an tanaman

+B3PP/ atau Plant gro"t$ 'romoting r$i&obacteria +P,PR. Kelom'ok P,PR da'at

menyediakan unsur $ara P dan 7 yang meru'akan unsur esensial bagi tanaman serta da'at


14/16

mem'roduksi $ormon 'emacu 'ertumbu$an tanaman se'erti I33 +Tindole-?-acetic acidT

+Patten dan ,lick D88D) da'at mem'roduksi senya"a antibiotik dan sidero'$or yang

berguna untuk menekan akti0itas 'at$ogen +,lick) >>= serta meng$asilkan en&im -

aminocyclo'ro'ane--karboksilat +3CC deaminase untuk mengurangi tingkat

'engembangan etilena di akar tanaman se$ingga meningkatkan 'anang akar dan

'ertumbu$an +Penrose dan ,lick) D88. Jadi $ara'annya kede'an adala$ dengan keberadaan

isolat bakteri indigenus 'elarut P) 'eng$asil $ormone I33 dan 'eng$asil 3CC deaminase

'ada r$i&os(er tanaman 'adi di la$an sa"a$ 'antai Rambut Si"i) Bali) di$ara'kan da'at

berkontribusi 'ada la$an salin;kondisi salin.

SIMPULAN

/eridenti(ikasi 8 s'esies bakteri yaitu Bacillus weihenstephanensis, lipoferum

Azospirillum, Azotobacter crococcum, Stenotrophomonas maltophilia, Bacillus megaterium,

Bacillus megaterium, Rhizobium s'.) Rhizobium s'. yang terdeteksi sebagai B3PP/;P,PR.

/erdektesi ? bakteri s'esies * Azospirillum lipoferum RSB >>8->>.

"orken) 2. adan 9oster J. >=A. F'eriments "it$ some microorganisms "$ic$ utili&e

et$ane and $ydrogen. 2$ Bacteriol .) D-68.

,aur) 3C. >A. Phospho-microorganism and 4arians transformation in compost technology,

Proect 9ield ocument 7o. ? 93H.


15/16

,lick) BR. >>=. /$e en$ancement o( 'lant gro"t$ by (ree-li0ing bacteria. 'an$ 2$

"icrobiol .) 4! 8>-!

>6A-> M 44.

Linu 2S) Ste'$en J dan Jis$a 2S. D88>. P$os'$ate solubili&ing 1luconacetobacter s'.)

Burkholderia s'. 3nd t$eir 'otential interaction eit$ Co"'ea +9igna unguiculata +L.

al'.. nternational 2ournal ofAgriculture Research) 4+D! -A. 2$ "icrobiology Biotechnol .)

D8 +>! D=>MD6=

2oat 3, dan Jo$n 9 +>>=. "icrobial Physiology. /$ird d. 7e" 1ork) Jo$n iley X

Sons ') ?8=-?86) 4=D-4=?.

2ullins 2,. >


16/16

Patten CL dan ,lick BR. D88D. Role o( Pseudomonas putida indoleacetic acid in

de0elo'ment o( t$e $ost 'lant root system. Appl$ (n4iron$ "icrobiol .) 6A! ?=M?A8.

Penrose 2) 2o((att B3 and ,lick BR. D88. etermination o( -aminocyclo'ro'ane--

carboFylic acid +3CC to assess t$e e((ects o( 3CC deaminase-containing bacteria on

roots o( canola seedlings. 'an$ 2$ "icrobiol .) 4

Rac$miati 1. >>=. Bakteri 'elarut (os(at dari ri&o&(er tanaman dan kemam'uannya dalammelarutkan (os(at. Proseding Kongres 7asional I I/I) Jakarta) D-= esember

>>=.

Ra0ikumar S) Kat$iresan K) Ignatiammal /2) Baba 2S dan S$ant$y S. D884. 7itrogen

(iFing Azotobacters (rom mangro0e $abitat and t$eir utility as marine bio(ertili&es.

2ournal of (xperimental "arine Biology and (cology) ? +D! =->4. "ikroorganisme %anah dan Pertumbuhan %anaman. Jakarta. Penerbit

:ni0ersitas Indonesia

Soni 33) Rokad S) S$arma P. D8?. Screening o( e((icient $alotolerant '$os'$ate solubili&ing

bacteria and t$eir e((ect on seed germination under saline conditions. 2ournal of

Scientific and nno4ati4e Research) D +=! >?D->?6>. :se o( '-nitro'$enyl '$os'$ate assay o( soil '$os'$atase acti0ity. Soil$ Biol$ Biochem$, ! ?8-?8AD. 7itrogen 9iFation in Legume. 3cademic Press) London.

eisburg ,) Barns S2) Pelletier 3) Lane J. >>. 6S ribosomal 73 am'li(ication

(or '$ylogenetic study. 2 Bacteriol,

Documents

Unes Sri Widawati 2015 Final