PEMANFAATAN Pseudomonas aeruginosa SEBAGAI AGEN PENGENDALI HAYATI PADA TANAMAN HORTIKULTURA

PENDAHULUAN

Pengertian agens hayati menurut FAO (1988) adalah mikroorganisme, baik yang terjadi secara alami seperti bakteri, cendawan, virus dan protozoa, maupun hasil rekayasa genetik (genetically modified microorganisms) yang digunakan untuk mengendalikan organisme pengganggu tumbuhan (OPT). Pengertian ini hanya mencakup mikroorganisme, padahal agens hayati tidak hanya meliputi mikroorganisme, tetapi juga organisme yang ukurannya lebih besar dan dapat dilihat secara kasat mata seperti predator atau parasitoid untuk membunuh serangga. Dengan demikian,pengertian agens hayati perlu dilengkapi dengan kriteria menurut FAO (1997), yaitu organisme yang dapat berkembang biak sendiri seperti parasitoid, predator, parasit, artropoda pemakan tumbuhan, dan patogen.

            Dewasa ini tuntutan masyarakat akan produk tanaman yang berkualitas, ekonomis, serta aman dikonsumsi semakin tinggi. Produk tanaman seperti ini dapat diperoleh dengan menerapkan budidaya tanaman yang sehat, antara lain dengan penggunaan agens hayati sebagai sumber pengendalian hama dan penyakit. Indonesia merupakan negara yang dikenal mempunyai sumber kekayaan hayati yang sangat besar, bahkan merupakan negara kedua di dunia, setelah Brazil (Dibiyantoro, 2005). Namun di Negara Brazil, perlindungan terhadap kekayaan hayati jauh lebih baik karena Undang-undang yang ada selalu dapat diberlakukan bagi penduduk maupun pendatang/turis yang akan memanfaatkannya. Sedangkan di Indonesia kekayaan hayati yang sangat potensial ini belum sepenuhnya ditingkatkan daya gunanya bagi kepentingan pertanian.

Serangan Organisme Pengganggu Tanaman (OPT) mempunyai arti penting bagi masyarakat, karena dapat menimbulkan kerusakan serta kerugian pada tanaman atau hasil olahannya. Pada umumnya petani menggunakan pestisida kimia untuk menekan kerusakan tanaman tersebut, karena dianggap lebih cepat memberikan efek hasil, mudah diaplikasikan serta mudah untuk mendapatkannya. Dalam perkembangannya, disadari bahwa penggunaan pestisida kimia dapat menyebabkan kerusakan pada lingkungan dan memberikan efek negative pada kesehatan manusia. Hal tersebut mendorong seseorang untuk meminimalkan penggunaan pestisida kimia, dengan cara memanfaatkan agen pengendali hayati. Penggunaan agen pengendali hayati dalam mengendalikan OPT semakin berkembang, karena cara ini lebih unggul dibanding pengendalian berbasis pestisida kimia. Beberapa keunggulan tersebut adalah: 1) Aman bagi manusia, musuh alami dan lingkungan, 2) dapat mencegah ledakan hama sekunder; 3) produk pertanian yang dihasilkan bebas dari residu pestisida; 4) terdapat disekitar pertanaman sehingga dapat mengurangi ketergantungan petani terhadap pestisida sintetis; dan 5) menghemat biaya produksi karena biaya aplikasi cukup dilakukan satu atau dua kali dalam satu kali musim panen. Agen pengendali hayati ini dapat berupa bakteri, jamur, actinomycetes ataupun virus (Hanudin et al., 2010).

Agen pengendali hayati golongan bakteri dalam mengendalikan patogen pada dasarnya

memiliki 3 mekanisme yaitu:

1.      Hiperparasitisme: terjadi apabila organisme antagonis memparasit organisme parasit

(patogen tumbuhan)

2.       Kompetisi ruang dan hara: terjadi persaingan dalam mendapatkan ruang hidup dan hara,

seperti karbohidrat, Nitrogen, ZPT dan vitamin.

3.      Antibiosis: terjadi penghambatan atau penghancuran suatu organisme oleh senyawa

metabolik yang diproduksi oleh organisme lain (Anonim, 2009).

Salah satu agen pengendali hayati dari golongan bakteri adalah bakteri Pseudomonas aeruginosa. Bakteri ini termasuk dalam bakteri perakaran (rhizosfer) yang dikenal sebagai

plant growth promoting rhizobacteria (PGPR).

KARAKTERISTIK BAKTERI

Pseudomonas Sp merupakan bakteri hidrokarbonoklastik yang mampu mendegradasi berbagai jenis hidrokarbon. Keberhasilan penggunaan bakteri Pseudomonas dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon membutuhkan pemahaman tentang mekanisme interaksi antara bakteri Pseudomonas sp dengan senyawa hidrokarbon. Kemampuan bakteri Pseudomonas sp. IA7D dalam mendegradasi hidrokarbon dan dalam menghasilkan biosurfaktan menunjukkan bahwa isolat bakteri Pseudomonas sp IA7D berpotensi untuk digunakan dalam upaya bioremediasi lingkungan akibat pencemaran hidrokarbon.

Klasifikasi ilmiah

Kerajaan:	Bacteria
Filum:	Proteobacteria
Kelas:	Gamma Proteobacteria
Ordo:	Pseudomonadales
Famili:	Pseudomonadaceae
Genus:	Pseudomonas migula 1894

Gambar 1, P. aeruginosa colonies on an agar plate.

P. aeruginosa adalah bakteri dalam klas Gama proteobacteria, ordo Pseudomonadales, family Pseudomonadaceae, genus Pseudomonas. Bakteri ini memiliki ciri-ciri: gram negatif, aerob, berbentuk batang lurus atau lengkung, berukuran 0,5 – 0,8 μm x 1,5 – 3 μm, suhu optimum untuk pertumbuhan 37 ºC dan mampu tumbuh sampai suhu 42 ºC (Todar, 2008). Bakteri ini dapat ditemukan satu-satu, atau berpasangan, dan kadang-kadang membentuk rantai pendek, tidak mempunyai spora, tidak mempunyai selubung, serta mempunyai flagel monotrika (flagel tunggal pada kutub) sehingga selalu bergerak (Lubis, 2005). P. aeruginosa hidup bebas, umumnya ditemukan di tanah atau di air. Sampel klinis dari isolat tanah atau air menghasilkan dua tipe koloni yang halus. Tipe pertama memiliki tampilan seperti telur goreng yang besar dan halus, dengan tepi rata dan permukaan timbul. Tipe kedua memiliki tampilan berlendir yang disebabkan oleh produksi lendir alginate. Strain P. aeruginosa menghasilkan dua pigmen larut air, yaitu pigmen flouresen pyoverdin dan pigmen biru pyocianin (Todar, 2008). Bakteri golongan Pseudomonas ini meberikan hasil tes positif pada uji oksidase dan katalase (Azadeh dan Meon, 2009).

MEKANISME PENGENDALIAN

Mekanisme pengendalian penyakit oleh golongan bakteri ini bersifat langsung dan tidak

langsung dengan memasukkan sintesis dari beberapa metabolit (auksin, sitokinin dan giberelin), menginduksi 1-aminocyclopropane-1-carbocylate (ACC), diaminase, memproduksi siderophore, antibiotik, HCN dan senyawa volatil. Kemampuan yang lainnya adalah meningkatkan daya larut mineral (misalnya fosfor) (Adesemoye et al.,2008). Menurut Ongena et al., (1999) dalam Mukaromah (2005), siderophore berperan dalam mekanisme induced systemic resistance (ISR). Pada kondisi ini, siderophore menghasilkan senyawa pyoverdin, pyocelin dan asam salisilat. Asam salisilat tersebut berperan sebagai transduksi signal yang mengaktifkan gen-gen penginduksi pembentukan systemic acquered resistant (SAR) (Wahyuni, 2001), Ketahanan yang terbentuk tersebut efektif menekan perkembangan patogen termasuk cendawan, bakteri, dan virus (Chivasa et al., 1997). Banyak kajian menyatakan bahwa akumulasi asam salisilat berasosiasi dengan respon fisiologi tanaman terhadap serangan penyakit (Saikia et al., 2006).

PATOGEN YANG DAPAT DIKENDALIKAN DENGAN P. aeruginosa

Menurut Mansoor et al. (2007), berdasarkan uji invitro aplikasi P. aeruginosa dapat menghambat diameter pertumbuhan Macrophomina phaseoilina, Rhizoctonia solani dan Fusarium oxysporum dengan menghasilkan zone penghambatan secara berturut-turut 2, 6, dan 10 mm. P. aeruginosa 7NSK2 mampu menginduksi ketahanan tanaman buncis terhadap Botrytis cinerea dan Colletotrichum lindemuthianum dan menginduksi ketahanan tanaman tembakau terhadap TMV (Meyer dan Hofte, 1997; Van Loon et al., 1998). Menurut Mukaromah (2005), introduksi P. aeruginosa dan cacing merah dapat menurunkan tingkat keparahan penyakit pada tembakau yang diintroduksi virus CMV. Penelitian lain menyatakan, P.aeruginosa strain UPM P3 berpotensi menekan pathogen Ganoderma boninense, penyebab penyakit busuk batang Basal Stem Rot (BSR) pada kelapa sawit (Azadeh dan Meon, 2009). Hasil penelitian Saikia et al. (2006) menunjukkan bahwa P. aeruginosa dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman padi dan menekan penyakit hawar daun yang disebabkan oleh Rhizoctonia solani. Produk biologi yang mengandung pyoverdin dan asam salisilat yang dihasilkan oleh P. aeruginosa PSS sangat efektif melawan Paeronospora tabacina pada pertanaman tembakau, Alternaria solani pada tomat, Pseudoperenospora cubensis pada mentimun (Fallahzadeh et al., 2010).

CARA APLIKASI

Biakan P. aeruginosa dimudakan dengan metode pure plate pada media King’s B yang mengandung 1 ppm kloramfenicol dan diinkubasikan selama 24-48 jam. P. aeruginosa dengan kerapatan tertinggi diperbanyak dalam 500 ml media pepton glucose cair. Sebelum digunakan P. aeruginosa diencerkan dengan air steril sampai volume 2500 ml (Mukaromah, 2005). Sebagai agen pengendali hayati, P. aeruginosa dapat diaplikasikan pada tanah, biji (Azadeh dan Meon, 2009) atau pada akar tanaman (Wahyuni, 2005). Aplikasi pada tanah dilakukan dengan cara penyiraman pada tanah di daerah perakaran (misal: pada tanaman tembakau dilakukan penyiraman pada pembibitan dengan 5 ml pada kerapatan 2 x 106 CFU/ml suspense bakteri per tanaman 7 hari sebelum tanam dan 5 hari setelah tanam) (Mukaromah, 2005). Aplikasi pada biji dilakukan dengan perendaman biji pada 106 CFU/ml suspensi bakteri, dan/atau pelapisan biji dengan 10% tepung kanji dalam 106 CFU/ml suspensi bakteri (Adesemoye and Ugoji, 2009). Sedangkan aplikasi pada akar tanaman dilakukan dengan pencelupan dan perendaman akar bibit (Wahyuni, 2005).

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Bakteri antagonis Corynebacterium yang ramah lingkungan. Available at:

http://bakteri-antagonis-corynebacterium-yang.html. Accessed Jan. 31, 2011.

Adesemoye, A.O. and E.O. Ugoji. 2008. Evaluating Pseudomonas aeruginosa as plant

growth promoting rhizobacteria in West Africa. Available

http://rvrmoorthy.tripod.com/crop_protection.pdf. Accessed Jan. 17, 2011.

Azadeh, B.F. dan S. Meon. 2009. Molecular characterization of Pseudomonas aeruginosa

UPM P3 from oil palm rhizosphere. Available at: http://www.scipub.org/fulltext/ajas/ajas6111915-1919.pdf. Accessed Jan. 17, 2011.

Chivasa, S., A.M. Murphy, M. Naylor dan J.P. Carr. 1997. Salicylic acid interferst with

Tobacco mosaic virus replication via a novel salicylhydroxamic acid-sensitive mechanism. Plant cells 9: 547-557.

Fallahzadeh, V. , Ahmadzadeh, M. dan Sharifi, R. 2010. Growth and pyoverdine production

kinetics of Pseudomonas aeruginosa 7NSK2 in an experimental fermentor. Available

at: http://www.bashanfoundation.org/dilantha/dilanbiocontrol.pdf. Accessed Jan. 17,

2011.

FAO. 1997. Code of conduct for the import and release of exotic biological control agents.

Biocontrol News and Information 18(4): 119N−124N.

FAO. 1988. Guidelines for the Registration of Biological Pest Control Agents. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome. 7 pp.

Hanudin, E. Sutarya, S. Mihardja, dan I. Sanusie. 2010. Mikroba Antagonis sebagai Agen

Hayati Pengendali Penyakit Tanaman. Available at: http://pustaka.litbang.deptan.go.id/publikasi/wr262044.pdf. Accessed Jan. 26, 2011.

Lubis, S. 2005. Pseudomonas aeruginosa; karakteristik, infeksi, dan penanganan. Available

at: http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/3507/1/05010683.pdf. Accessed

Jan. 17, 2011.

Mansoor, F., V. Sultana, and S.E. Haque. 2007. Enhancement of Biocontrol Potential of

Pseudomonas aeruginosa and Paecilomyces lilacinus against root rot of Mungbean by

a medicinal plant Launaea nudicaulis L. Available at:

            http://www.pakbs.org/pjbot/PDFs/39%286%29/PJB39%286%292113.pdf. Accessed

Jan. 17, 2011.

Mukaromah, F. 2005. Hubungan antara Populasi Afid dengan Kejadian Penyakit CMV pada

Tembakau H382 yang Diintroduksi Bakteri Pseudomonas aeruginosa, Cacing Merah

(Lumbricus rubellus) dan Virus CMV-48. Skripsi. Fakultas Pertanian Universitas

Jember.

Saikia, R., R. Kumar, D.K. Arora, , D.K . Gogoi, and P. Azad. 2006. Pseudomonas aeruginosa inducing rice resistance againts Rhizoctonia solani : Production of Salicylic acid and Peroxidases. Available at: http://www.biomed.cas.cz/mbu/folia.

Accessed Jan. 17, 2011. Todar, K. 2008. Pseudomonas aeruginosa. Available at: http://www.textbookofbacteriology.net/pseudomonas.html . Accessed Jan. 13, 2010.

Wahyuni, W.S. 2001. Peranan asam salisilat, H2O2, dan CaCl2 sebagai penginduksi ketahanan tanaman terhadap infeksi Cucumber mosaic virus. Pros. Hasil Penelitian Hibah DUE Project Ubiversitas Jember 1: 35-41.

_____________. 2005. Peranan bakteri golongan Pseudomonad berpendar dalam pengendalian penyakit tumbuhan. Materi Sosialisasi Pemasyarakatan Pemanfaatan Cacing Merah dan Pseudomonas aeruginosa untuk Meningkatkan Ketahanan Tembakau terhadap Cucumber mosaic virus pada Kelompok Petani Tembakau di Jember. Disampaikan: Juni 15, 2005.