uji potensi beberapa bakteri endofitik padi · pdf fileuji potensi beberapa bakteri endofitik...
TRANSCRIPT
i
UJI POTENSI BEBERAPA BAKTERI ENDOFITIK PADI PENGHASIL
HORMON PERTUMBUHAN DAN KEMAMPUANNYA DALAM
FIKSASI N2
S KR I PS I
Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana Strata Satu (S-1)
Program Studi Agroteknologi
Diajukan Oleh :
MEMO JOKO SUSILO
NIM. 201110200311030
Kepada
JURUSAN AGRONOMI
FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2015
ii
iii
iv
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 2 Nopember 1992 di
Trenggalek - Jawa Timur, sebagai putra ke dua dari tiga
bersaudara. Ayahanda bernama Sadimin dan Ibunda
bernama Tarinem. Penulis memulai pendidikan pertama di
SD Negeri 1 Surenlor tahun 1999-2005. Selanjutnya
melanjutkan sekolah di SMP Negeri 1 Bendungan tahun 2005-2008 dan
melanjutkan ke SMA Negeri 1 Trenggalek tahun 2008-2011. Tahun 2011, penulis
melanjutkan pendidikan di Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian – Peternakan
Universitas Muhammadiyah Malang hingga selesai (2015).
Selama menempuh studi di Universitas Muhammadiyah Malang, penulis
pernah aktif sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Jurusan (HMJ).
vi
LEMBAR PERSEMBAHAN
"Apabila telah ditunaikan shalat, maka bertebaranlah kamu di muka bumi
dan carilah karunia Allah dan ingatlah Allah banyak-banyak supaya kamu
beruntung" (QS. Al-Jumu’ah : 10).
Skripsi ini saya persembahkan:
1. Sebagai bentuk syukur kepada Allah SWT atas segala rahmatnya yang telah
memberikan kesempatan untuk menuntut ilmu.
2. Sebagai tanda bakti kepada ayahanda Sadimin dan Ibunda Tarinem yang telah
memberikan doa, motivasi, dan kasih sayang.
3. Sebagai ucapan terimakasih kepada kedua saudara saya Fitri Solaeka dan Ahmad
Leo A. S. yang telah memberikan semangat, doa, dan kasih sayang.
4. Sebagai ucapan terimakasih kepada teman-teman Agronomi 2011 yang telah
memberikan semangat.
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan
hidayah-Nya serta kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan
penelitian (Skripsi) yang berjudul “Uji Potensi Beberapa Bakteri Endofitik Padi
Penghasil Hormon Pertumbuhan dan Kemampuannya Dalam Fiksasi N2”.
Selama proses penulisan laporan ini, penulis mendapatkan banyak
bimbingan dan dukungan dari banyak pihak, baik secara langsung maupun tidak
langsung. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
banyak terima kasih kepada semua pihak yaitu :
1. Seluruh keluarga, Ayahanda Sadimin, Ibunda Tarinem, dan kedua saudara Fitri
Solaeka dan Ahmad Leo. A. S. atas segala dukungan, semangat, dan doa yang
tiada hentinya untuk kebaikan penulis.
2. Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP. dan Ir. Sufianto, MM. selaku dosen pembimbing, yang
telah memberikan banyak bimbingan dan saran selama proses penelitian
maupun penulisan skripsi ini.
3. Seluruh Staf Laboratorium Bioteknologi UMM, atas semua masukan selama
proses penelitian.
Penulis menyadari masih banyaknya kesalahan dan kekurangan dalam
penulisan laporan ini. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima
dengan baik segala kritik ataupun saran untuk perbaikan laporan ini.
Malang, 10 September 2015
Penulis
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ......................................................................................... i
DAFTAR ISI ........................................................................................................ ii
DAFTAR TABEL ............................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... iv
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... v
RINGKASAN ...................................................................................................... vi
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2. Tujuan ........................................................................................................ 3
1.3. Rumusan Masalah ..................................................................................... 3
1.4. Hipotesis .................................................................................................... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Hubungan Bakteri Endofitik dengan Tanaman ......................................... 4
2.2. Peranan Bakteri Endofitik ......................................................................... 5
2.3. Bakteri Endofitik Penghasil Hormon Pertumbuhan .................................. 6
2.4. Fiksasi Nitrogen ........................................................................................ 8
III. METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................................. 11
3.2. Alat dan Bahan ........................................................................................ 11
3.3. Ranangan Percobaan ............................................................................... 11
3.4. Tahapan Pelaksanaan Penelitian ............................................................. 12
3.4.1. Sterilisasi Alat ............................................................................... 12
3.4.2. Pembuatan Media dan Sterilisasi Media ....................................... 12
3.4.3. Inokulasi Isolat Bakteri Endofitik Padi pada Media Cair LB ....... 14
3.4.4. Pemurnian Isolat Bakteri Endofitik Padi pada Media Padat LB... 15
3.4.5. Uji Pertumbuhan Isolat Bakteri Endofitik Padi ............................ 15
3.4.6. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan Menggunakan GC MS ........ 16
3.4.7. Uji Kemampuan Fiksasi N2 .......................................................... 18
3.5. Parameter Pengamatan ............................................................................ 19
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian ....................................................................................... 20
4.1.1. Uji Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi ...................................... 20
4.1.2. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan Menggunakan GC MS ........ 30
4.1.3. Uji Kemampuan Fiksasi N2 .......................................................... 34
4.2. Pembahasan ............................................................................................. 35
4.2.1. Uji Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi ...................................... 35
4.2.2. Uji Produksi Hormon Pertumbuhan Menggunakan GC MS ........ 40
4.2.3. Uji Kemampuan Fiksasi N2 .......................................................... 43
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 46
5.2. Saran ....................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 47
LAMPIRAN ......................................................................................................... 51
iii
DAFTAR TABEL
Nomor Teks Halaman
1 Uji rata-rata nilai OD isolat bakteri endofitik Padi umur 0 jam
hingga 16 jam setelah inokulasi pada media M63 standar ................ 20
2 Data OD (Optical Density) awal, OD eksponensial, umur (jam),
rerata OD isolat bakteri endofitik padi pada Media M63 standar ...... 22
3 Uji rata-rata nilai OD isolat bakteri endofitik padi umur 0 jam
hingga 20 jam setelah inokulasi pada media M63 + 2 mM triptofan 24
4 Data OD awal, OD eksponensial, umur (jam), rerata OD isolat
bakteri endofitik padi pada media m63 + 2 mm triptofan ................. 26
5 Uji rata-rata nilai OD isolat bakteri endofitik padi umur 0 jam hingga 24
jam setelah inokulasi pada media M63 bebas (NH4)2SO4 ........................... 27
6 Data OD awal, OD eksponensial, umur (jam), rerata OD isolat
bakteri endofitik padi pada media M63 bebas (NH4)2SO4 ................. 29
7 Jenis dan konsentrasi hormon pertumbuhan serta senyawa organik
10 isolat bakteri endofitik padi .......................................................... 30
8 Analisa ragam nilai OD isolat bakteri endofitik padi umur
pengamatan 0 jam hingga 16 jam setelah inokulasi pada media
M63 standar ....................................................................................... 52
9 Analisa ragam nilai OD isolat bakteri endofitik padi umur
pengamatan 0 jam hingga 20 jam setelah inokulasi pada media
M63+2 mM triptofan ......................................................................... 52
10 Analisa ragam nilai OD isolat bakteri endofitik padi umur
pengamatan 0 jam hingga 24 jam setelah inokulasi pada media
M63 bebas (NH4)2SO4 ....................................................................... 53
iv
DAFTAR GAMBAR
Nomor Teks Halaman
1 Pola pertumbuhan isolat bakteri endofitik padi pada media M6
standar .................................................................................................. 21
2 Pola pertumbuhan isolat bakteri endofitik padi pada media M6 +
2mM Triptofan ..................................................................................... 25
3 Pola pertumbuhan isolat bakteri endofitik padi pada media M6
bebas Amonium Sulfat .......................................................................... 28
4 Konsentrasi Niacin 10 isolat bakteri endofitik padi ........................... 31
5 Konsentrasi Pyridoxine10 isolat bakteri endofitik padi ..................... 31
6 Konsentrasi Indole 3 Butyric Acid (IBA) 10 isolat bakteri
endofitik padi ...................................................................................... 32
7 Konsentrasi 4 Chloroindole 3 Acetic Acid (IAA) 10 isolat
bakteri endofitik padi .......................................................................... 32
8 Konsentrasi Kinetin 10 isolat bakteri endofitik padi .......................... 33
9 Konsentrasi Gibberellic Acid-3 (GA3) 10 isolat bakteri
endofitik padi ...................................................................................... 33
10 Konsentrasi Gibberellic Acid-1 GA1 10 isolat bakteri
endofitik padi ...................................................................................... 34
11 Beberapa stok isolat bakteri endofitik padi pada media LB ............... 54
12 Beberapa hasil pemurnian isolat bakteri endofitik padi pada
media padat LB ................................................................................... 54
13 Beberapa isolat bakteri endofitik padi dalam media M63
standar ................................................................................................. 55
14 Beberapa isolat bakteri endofitik padi dalam media M63 + 2
Triptofan ............................................................................................. 55
15 Beberapa isolat bakteri endofitik padi dalam media M63
bebas Amonium Sulfat ....................................................................... 55
v
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Halaman
1 Komposisi Media Pertumbuhan Bakteri Endofitik Padi ............ 51
2 Tabel Analisa Ragam Nilai OD Isolat Bakteri Endofitik Padi
Pada Media M63 Standar, M63+2 mM triptofan, M63 bebas
(NH4)2SO4 ................................................................................... 52
3 Dokumentasi Hasil Penelitian .................................................... 54
4 Uji Produksi Hormon Pertumbuhan Menggunakan GC MS ................ 56
vi
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous, 2015. Niacin and pyredoxine. http://www.ncbi.nlm.nih.gov. diakses
pada tanggal 30 Juli 2015.
Boddey, R. M., O. C. de Oliveira., S. Urquiaga., V. M. Reis., F. L. de Olivares.,
V. L. D. Baldani & J. Dobereiner. 1995. Biological Nitrogen
Fixation Associated With Sugar Cane and Rice: Contributions
and Prospects for Improvement. Plant and Soil 174: 195-209.
Danapriatna, N. 2010. Biokimia Penambatan Nitrogen oleh Bakteri Non
Simbiotik. Jurnal agribisnis dan Pengembangan Wilayah Vol. 1 No.
2.
Fay, P. 1992. Oxygen Relation of Nitrogen Fixation in Cyanobacteria.
Mikrobiological Review 56:340-373.
Gusmaini.,Sandra Arifin Aziz., Abdul Munif., Didy Sopandie., dan Nurliani
Bermawie. 2013. Potensi Bakteri Endofit dalam Upaya
Meningkatkan Pertumbuhan, Produksi, dan Kandungan
Andrografolid pada Tanaman Sambiloto. Jurnal Littri. 19(4): 167-
177.
Hallmann, J., 2001. Plant Interactions with Endophytic Bacteria. Biotic
intractions in plant-pathogen associations. CAB International. pp 87-
119.
Hoflich, G., W. Wiehe., C. Hecht-Buchholz. 1995. Rhizosphere Colonization of
Different Crops with Growth Promoting Pseudomonas and
Rhizobium Bacteria. Microbiol Res 150:139-147.
Hung, P.Q., S.M. Kumar, V. Govindsamy, and K. Annapurna. 2007. Isolation
and Characterization Of Endophytic Bacteria From Wild And
Cultivated Soybean Varieties. Biol. Fertil. Soils. 44: 155-162.
Ikhwan, Ali. 2006. Uji Potensi Rhizobakteri Perombak Pestisida DDT Sebagai
Pupuk Hayati (Biofertilizer). Gamma. Vol. 2. No.1. September: 1-10.
Lestari, P., D.N. Susilowati, E.I. Riyanti. 2007. Pengaruh Hormon Asam Indol
Asetat yang Dihasilkan oleh Azospirillum sp. Terhadap
Perkembangan Akar Padi. Jurnal Agro Biogen. 3(2): 66-71.
Leveau, J.H. & S.E. Lindow. 2004. Utilization of Plant Hormone Indole-3-
Acetic Acid For Growth By Pseudomonas putida Strain 1290.
American Society For Microbiology. 1(5): 2365-2370.
47
vii
Lezin, D.C., M.K.H. Salove., D.L. Crawford, and C. Beaulieu. 2001.
Actinomycetes, promising tools to control plant diseases and to
promote plant growth, Phytoprotection. 82 (3): 85-102.
Matthew D. Rolfe., J. Christopher., Rice., Sacha Lucchini., Carmen Pin., Arthur
Thompson., Andrew D. S. Cameron, Mark Alston, Michael F.
Stringer, Roy P. Betts, Jozsef Baranyi, Michael W. Peck, and Jay C.
D. Hintona. 2012. Lag Phase Is a Distinct Growth Phase That
Prepares Bacteria for Exponential Growth and Involves Transient
Metal Accumulation. Journal of Bacteriology. Vol. 194 No. 3.
Mujibur, M.R. 2013. Isolasi dan Uji Potensi Bakteri Endofit dari Empat Jenis
Tanaman Padi dalam Menambat N dan Mensintesis Hormon IAA
Ekstraseluler. [Skripsi] Malang. Fakultas Pertanian-Peternakan.
Universitas Muhammadiyah Malang.
Munif, Abdul dan Hipi, Awaludin. 2011. Potensi Bakteri Endofit dan Rhizosfer
dalam Meningkatkan Pertumbuhan Jagung. Seminar Nasional
Serealia. Institut Pertanian Bogor.
Okon, Y. & Y. Kapulnik. 1986. Development and Function of Azospirillum
Inoculated Roots. Plant Soil. 90: 3-16.
Palczar, M.J. and Chan E.C.S. 1986. Dasar-Dasar Mikrobiologi 1. Jakarta: UI
Press.
Patten, C.L and B.R. Glick. 2002. Role of Pseudomonas putida Indoleacetic
Acid in Development of the Host Plant Root System. Applied and
Environmental Microbiology. 68 (8): 3795-3801.
Persello-cartieux, F., L. Nussaume., and C. Robaglia. 2003. Tales from the
underground: molecular plant-rhizobacteria interactions. Plant,
Cell and Environment. 26: 189-199.
Prescott, Harley. 2002. Laboratory Exercise in Microbiology. Tha-Graw Hil
Company: New York.
Purwoko,Tjahjadi. 2007. Fisologi Mikroba. Bumi Aksara : Jakarta.
Radji, M. 2004. Pemberian Vaksin Melalui Tanaman Transgenik. Majalah
Ilmu Kefarmasian Indonesia. 1(1): 1-9.
Rao, V. R. , P. K. Jena, and T. K. Adya. 1987. Inoculation of Rice with Nitrogen
Fixing Bactria Problems and Perspective. Biol. Fertil. Soils 4:21-
26.
Rismunandar. 1999. Hormon Tanaman dan Ternak. Jakarta: Penebar Swadaya.
48
viii
Saika, S.P. and V. Jain. 2007. Biological Nitrogen Fixation With Non-Legumes
: An achievable target or dogma Current Sci. 92 (3) : 317 – 322.
Saut, L. 2002. Pengaruh Perlakuan Perendaman Benih dalam Larutan GA3
dan Shiimarocks terhadap Viabilitas Benih Tomat (Lycopersicon
esculentum Mill.), Terung (Solanum melongena L.) dan Cabai
(Capsicum annuum L.). [Skripsi]. Jurusan Budi Daya Pertanian. Fakultas
Pertanian. Institut Pertanian Bogor.
Saylendra, A., D. Firnia. 2013. Bacillus sp. dan Pseudomonas sp. Asal Endofit
Akar Jagung (Zea mays L.) yang Berpotensi sebagai Pemacu
Pertumbuhan Tanaman. Jurnal Ilmu Pertanian dan Perikanan. Vol. 2 No.
1 Hal: 19-27.
Shofiana, A., Y.S. Rahayu., L.S. Budipramana. 2013. Pengaruh Pemberian
Berbagai Konsentrasi Hormon IBA (Indole Butyric Acid) terhadap
Pertumbuhan Akar pada Stek Batang Tanaman Buah Naga
(Hylocereus undatus). LenteraBio Vol. 2 No. 1 Januari 2013:101–105.
Spaepen, S., V. Jos., R. Roseline. 2007. Indole-3-Acetic in Microbial and
Microorganism Plant Signaling. Department of Microbial and
Molecular Systems. Centre of Microbial and Plant Genetics: Belgium.
Sumarsih, Sri. 2003. Mikrobiologi Dasar. Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian
UPN Veteran Yogyakarta.
Supriyati, Dyah. 2009. Toleransi terhadap Sianida dan pH dari Bakteri
Penambat Nitrogen SBY-5B yang Diisolasi dari Limbah PT
Petrosida Gresik dalam Journal of Biological Research.
Suriaman, Edi. 2010. Potensi Bakteri Endofit dari Akar Tanaman Kentang
(Solanum Tuberosum) Dalam Memfiksasi N2 di Udara dan
Menghasilkan Hormon IAA (Indole Acetid Acid) Secara In Vitro.
Skripsi. Fakultas Sains Dan Teknologi Universitas Maulana Malik
Ibrahim Malang.
Suriawiria, U. 1995. Pengantar Mikrobiologi Umum. Bandung: Penerbit
Angkasa.
Tarabily, K., A. H. Nassar., K. sivasithamparam. 2003. Promotion Of Plant
Growth by An Auxin-Producing Isolate Of The Yeast Williosis
Saturnus Endophytic in Maize Root. The Sixth U. A. E University
Research Conference. 60-69.
Thakuria, D., Talukdar, N.C., Goswani, C., Hazarika and R.C. Boro. 2004.
Characterization and Screening of Bacteria from Rhizosphere of
Rice Grown in Acidic Soils of Assam. Current Science. 86: 978-985.
49
ix
Thontowi, A., Kusmiati dan S. Nuswantara. 2007. Produksi β Glukan
Saccharomyces cerevisiae dalam Media dengan Sumber Nitrogen
Berbeda pada Air-Lift Fermentor. Pusat Penelitian Bioteknologi,
Lembaga Ilmu Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Cibinong-Bogor
16911.
Turner, G.I. and A.H. Gibson. 1980. Measurement of Nitrogen Fixation by
Inderect Means. In: F.J. bergersen. Method for Evaluation
Biological Nitrogen Fixation. Jhon Wiley & Sons Inc. New York.
Waluyo, L. 2011. Mikrobiologi Umum: Edisi Revisi. Malang: UMM Press.
Wattimena GA, NA. Matjik, E. Syansudin, NMA. Wendi, A. Gunawan. 1992.
Bioteknologi Tanaman. Bogor : Laboratorium Kultur Jaringan
Tanaman, Pusat Antar Universitas Bioteknologi-IPB. Direktorat
Jendral Pendidikan dan Kebudayaan.
Widawati, S dan Muharam, A. 2012. Uji Laboratorium Azospirillum sp. yang
diisolasi dari beberapa ekosistem. J. Hort. 22(3):258-267.
Wulan, P. PDK., M. Gozan, B. Arby, dan B. Achmad,. 2006. Penentuan Rasio
Optimum C:N:P Sebagai Nutrisi Pada Proses Biodegradasi
Benzena- Toluena dan Scale Up Kolom Bioregenerator.
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia.
Yulianti, T. 2012. Mengenali Potensi Endofit Untuk Meningkatkan Kesehatan
Tanaman Tebu Mendukung Peningkatan produksi Gula.
Perspektif Vol. 11 No. 2: 111-122
Zinniel DK, P. Lambrecht, N.B.Harris, and Z. Feng. 2002. Isolation and
Characterization of Endophytic Colonizing Bacteria from
Agronomic Crops and Prairie Plants. Appl. Environ. Microbiol. 68:
2198-2208.
50