1

ISOLASI DAN SELEKSI BAKTERI PENGHASIL FITOHORMON SITOKININ

LAPORAN PENELITIAN

Oleh :

Ir. Darti Nurani, MSi

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI INDUSTRI PERTANIAN INSTITUT TEKNOLOGI INDONESIA

SERPONG 2008

2

3

ISOLASI DAN SELEKSI BAKTERI PENGHASIL FITOHORMON

SITOKININ

Darti Nurani 1), Bambang Sukmadi2), Intan Thresiawati3)

1) Dosen Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Institut Teknologi Indonesia, Serpong

2) Peneliti Balai Pengkajian Bioteknologi, BPPT 3) Alumni Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Institut Teknologi Indonesia, Serpong

Abstrak

Fitohormon sitokinin sangat bermanfaat untuk pertumbuhan dan meningkatkan produktivitas tanaman. Namun, harganya cukup mahal. Hormon sitokinin selain dapat diproduksi secara sintetik juga dapat dihasilkan dari mikroba yang diharapkan harganya lebih murah sehingga dapat terjangkau oleh para petani. Mikroba penghasil sitokinin ini pada umumnya tumbuh di daerah rizosfer dan endofit tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi bakteri dari daerah rizosfer dan endofit tanaman perkebunan, palawija dan tanaman obat, kemudian isolat yang diperoleh dianalisis aktivitasnya untuk menghasilkan hormon sitokinin. Isolasi bakteri rizosfer dan endofit tanaman dilakukan dengan menginokulasikan sampel tanah yang menempel pada bulu akar tanaman (bakteri rizosfer) atau potongan batang dan akar (bakteri endofit), di permukaan media Nutrien Agar. Isolat yang tumbuh setelah inkubasi pada suhu kamar selama 48 jam, kemudian dipurifikasi sampai diperoleh isolat murni. Seleksi bakteri penghasil fitohormon sitokinin dilakukan melalui tahapan aktivasi, fermentasi dan ekstraksi sitokinin. Hasil yang diperoleh kemudian dianalisis aktivitasnya melalui analisis kualitatif sitokinin dengan metode TLC dan analisis kuantitatif dengan metode HPLC. Hasil penelitian diperoleh bahwa dari 56 isolat bakteri rizosfer dan endofit tanaman perkebunan, palawija dan obat-obatan, 16 isolat menghasilkan sitokinin; konsentrasi adenin hemisulfat tertinggi dihasilkan oleh bakteri endofit umbi ubi sebesar 12,481 ppm, konsentrasi 6-Benzil Amino Purin tertinggi dihasilkan oleh bakteri rizosfer jagung sebesar 35 ppm, konsentrasi zeatin dihasilkan oleh bakteri endofit umbi ubi sebesar 186 ppmdan konsentrasi kinetin tertinggi dihasilkan oleh bakteri rizosfer jagung sebesar 94 ppm. Kata kunci: rizosfer, endofit, sitokinin

PENDAHULUAN

Tanaman membutuhkan hormon untuk pertumbuhannya yang dapat

diperoleh melalui sintesis sendiri oleh tanaman yang bersangkutan atau dihasilkan

4

oleh mikroba rizosfer dan endofit. Selama ini kebutuhan hormon dipenuhi dari

pemakaian hormon sintetis, namun kendalanya penggunaan hormon sintetis

harganya mahal. Oleh karena itu penerapan teknologi mikroba unggul penghasil

fitohormon perlu dikembangkan.

Tanah di kawasan Serpong termasuk tanah gersang, tetapi tanaman yang

tumbuh di kawasan tersebut cukup subur. Hal ini diduga akibat tidak suburnya

tanah, mikroba tanah di kawasan Serpong terpacu untuk menghasilkan hormon

yang dapat mendukung pertumbuhan tanaman. Permasalahannya, sampai saat ini

belum pernah dilakukan eksplorasi bakteri rizosfer dan endofit untuk tanaman

perkebunan, palawija dan tanaman obat di sekitar Serpong dalam kemampuannya

menghasilkan fitohormonsitokinin.

Oleh karena itu isolasi dan seleksi bakteri penghasil hormon sitokinin yang

berasal dari tanah dan tanaman di kawasan Serpong akan dilakukan dalam

penelitian ini. Seleksi bakteri penghasil hormon sitokinin di laboratorium

dilakukan dengan menggunakan medium minimal, yaitu medium yang bebas

nitrogen atau keberadaan nitrogen seminimal mungkin (lebih kecil dari 1%) untuk

merangsang mikroba memproduksi hormon sitokinin.

Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan menseleksi bakteri rizosfer

dan endofit beberapa jenis tanaman perkebunan (coklat, jarak, dan jati), palawija

(singkong, ubi jalar, jagung dan padi) dan tanaman obat-obatan (mahkota dewa

dan kunyit) di kawasan Serpong.

5

BAHAN DAN METODA

Bahan dan alat

Sampel yang digunakan pada penelitian ini terdiri atas tanah rizosfer,

batang dan akar dari berbagai jenis tanaman perkebunan (coklat, jarak dan jati),

tanaman palawija(singkong, ubi jalar, jagung,padi) dan tanaman obat (mahkota

dewa dan kunyit). Media yang digunakan terdiri atas media Nutrien agar (NA)

dan medium minimal (MM).Pelarut untuk ekstraksi sitokinin menggunakan etil

asetat teknis,bahan untuk analisis TLC dan HPLC menggunakan konsentrat hasil

evaporasiyang dilarutkan dalam 300 mikroliter metanol glacial/HPLC grade.

Sitokinin standar yang digunakan yaitu 6-Benzil AminoPurin (BAP), Kinetin,

Zeatin dan Adenin Hemisulfat. Eluen yang digunakan untuk TLC adalah n-

Butanol : asam asetat: akuabides (12: 3: 5 v/v). Eluen yang digunakan untuk

HPLC adalah metanol dan akuabides (70 : 30, v/v)

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: pisau, pacul, dan

plastik untuk keperluan sampling. Disamping itu peralatan untuk isolasi dan

seleksi mikroba penghasil fitohormon sitokinin meliputi autoklaf, oven, cawan

petri, inkubator, laminar air flow,jarum ose, shaker, sentrifus, rotavorator,

sonikator, instrumen HPLCdan kolom shimpak CLC ODS C-18

Metoda

Penelitian ini bersifat deskriptif. Pengambilan sampel tanah rizosfer dan

endofit berbagai dilakukan secara acak yang berasal dari daerah sekitar kecamatan

Cisauk kabupaten Tangerang dan kecamatan Ciseeng kabupaten Bogor.

6

Isolasi bakteri rizosfer dan endofit tanaman dilakukan dengan

menginokulasikan sampel tanah yang menempel pada bulu akar tanaman (bakteri

rizosfer) atau potongan batang dan akar (bakteri endofit), di permukaan media

Nutrien Agar. Isolat yang tumbuh setelah inkubasi pada suhu kamar selama 48

jam, kemudian dipurifikasi sampai diperoleh isolat murni. Seleksi bakteri

penghasil fitohormon sitokinin dilakukan melalui tahapan aktivasi, fermentasi dan

ekstraksi sitokinin.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Isolasi dan Seleksi Bakteri Penghasil Fitohotmon Sitokinin

Hasil isolasi bakteri dari sampel rizosfer dan endofit tanaman perkebunan

(coklat, jarak, dan jati), palawija (singkong, ubi jalar, jagung dan padi) dan

tanaman obat-obatan (mahkota dewa dan kunyit) diperoleh 56 isolat murni bakteri

(Lampiran 1).

Hasil seleksi 56 isolat murni bakteri dalam kemampuannya menghasilkan

fitohormon sitokinin secara kualitatif dan kuantitatif dapat dilihat pada Lampiran

2 sampai dengan 5. Terlihat bahwa dari 56 isolat, 16 isolat mampu menghasilkan

fitohormon sitokinin; 12 isolat diantaranya berasal dari sampel rizosfer, 2 isolat

dari endofit akar, satu isolat dari endofit umbi dan satu isolat dari endofit batang.

Penyebab banyaknya bakteri rizosfer dalam kemampuannya menghasilkan

fitohormon sitokinin dapat dijelaskan oleh Haberer dan Kieber (2002), bahwa

prinsipnya terjadi interaksi antara tanaman dan mikroba rizosfer. Eksudat yang

yang dikeluarkan oleh sel tanaman dari badan golgi mengandung dimethylallyl-

diphosphate (DMAPP). DMAPP dari eksudat tanaman dan Adenosin-

7

monophosphate (AMP) dari bakteri menjadi substrat bagi enzim isopentenyl-

transferase untuk menghasilkan isopentenyladenosine-5-monophosphate (iPMP)

yang merupakan sitokinin aktif. Enzim isopentenyl-transferase diekspresikanoleh

gen ipt yang hanya terdapat pada bakteri penghasil fitohormon sitokinin. Bakteri

yang mempunyai gen ipt tersebut tidak dapat menghasilkan enzim

pemecahlapisan kutikula (lilin) dan epidermis tanaman sehingga tidakdapat

melakukan penetrasi ke dalam jaringan tanaman untuk menjadi bakteri endofit.

KESIMPULAN

Hasil penelitian diperoleh bahwa dari 56 isolat bakteri rizosfer dan endofit

tanaman perkebunan, palawija dan obat-obatan, 16 isolat menghasilkan sitokinin;

konsentrasi adenin hemisulfat tertinggi dihasilkan oleh bakteri endofit umbi ubi

sebesar 12,481 ppm, konsentrasi 6-Benzil Amino Purin tertinggi dihasilkan oleh

bakteri rizosfer jagung sebesar 35 ppm, konsentrasi zeatin dihasilkan oleh bakteri

endofit umbi ubi sebesar 186 ppmdan konsentrasi kinetin tertinggi dihasilkan oleh

bakteri rizosfer jagung sebesar 94 ppm.

DAFTAR PUSTAKA

Curl, E.A. and B.Truelove, 1986. The Rhizosphere. Springer Verlag. Berlin. Germany

Haberer, G. And J.J. Kieber, 2002. Cytokinins. New Insightinto a Classic

Phytohormone. Department of Biology, University of North Carolina, Chapel Hill, north Carolina 27599-3280.

8

Lampiran 1. Isolat bakteri rizosfer dan endofit hasil isolasi dari tanaman perkebunan, palawija dan tanaman obat

9

Lampiran 1. Isolat bakteri rizosfer dan endofit hasil isolasi dari tanaman perkebunan, palawija dan tanaman obat (lanjutan

10

Lampiran 2. Hasil analisis TLCdan HPLC bakteri penghasil fitohormon sitokinin dari tanaman perkebunan

11

Lampiran 3. Hasil analisis TLCdan HPLC bakteri penghasil fitohormon sitokinin dari tanaman palawija

12

Lampiran 3. Hasil analisis TLCdan HPLC bakteri penghasil fitohormon sitokinin dari tanaman palawija (lanjutan)

13

Lampiran 4. Hasil analisis TLCdan HPLC bakteri penghasil fitohormon sitokinin dari tanaman obat