Bakteri Penghasil AADC (1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate Deaminase) Sebagai Pemacu Pertumbuhan Tanaman Kedelai Pada Cekaman Salinitas

Pinterest LinkedIn Tumblr +
image_pdfimage_print

Cibinong, Humas LIPI. Potensi pemanfaatan mikroorganisme dalam pertanian memiliki beberapa peran yaitu penyedia nutrisi bagi tanaman, memfiksasi nitrogen, melarutkan fosfat, berperan sebagai stimulan dengan menghasilkan hormon tumbuh tanaman, menghasilkan ACCD (1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate Deaminase), juga berperan sebagai biokontrol dengan mengendalikan hama dan penyakit, dan berperan sebagai  agen bioremediasi yaitu polutan organik dan polutan logam berat.

Populasi penduduk di dunia semakin meningkat sehingga kebutuhan pangan juga pasti meningkat “namun lahan pertanian kita semakin berkurang sehingga perlu pemanfaatan lahan marginal yang pastinya ada kendala cekaman lingkungan,” ungkap Dr. Rumella Simarmata salah seorang Peneliti pada Kelompok Penelitian Sains Metabolik dan Interaksi Mikrob Pada Tanaman di Pusat Penelitian Bioteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) yang memaparkan materi bertopik “Kajian Bakteri Penghasil 1-Aminocyclopropane-1-Carboxylate (ACC) Deaminase sebagai Pemacu Pertumbuhan Tanaman Kedelai pada Cekaman Salinitas” dalam ‘Knowledge Sharing Seminar’, pada Selasa (13/4).

Dirinya menyampaikan bahwa tanaman ketika mengalami cekaman abiotik akan meningkatkan sintesis ACC di dalam jaringan tanaman, sehingga konsentrasi etilen akan meningkat dan dapat menghambat pertumbuhan tanaman. “Namun ketika ada introduksi mikroba penghasil enzim ACC diaminase, ACC yang dihasilkan oleh tanaman akan diubah oleh mikroba menjadi α-ketobutirat dan amonium yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman,” paparnya.

Lebih lanjut Rumella memaparkan bahwa etilen di dalam tanaman itu dalam konsentrasi yang rendah dapat memicu diferensiasi jaringan tanaman,  perkembangan pucuk lateral, pemanjangan serta  perkembangan akar. dan dapat memicu perkecambahan, pemasakan buah, aroma bunga, daun dan buah, “namun ketika jumlah etilen di dalam jaringan tanaman terlalu tinggi akan menghambat diferensiasi jaringan, perkembangan pucuk lateral, pemanjangan dan perkembangan akar, perkecambahan, pemasakan buah, aroma buah dan daun,” ungkapnya. “Peningkatan etilen ini dipicu oleh cekaman abiotik dan biotik,”tambah Rumella.

Rumella juga menjelaskan mekanisme sintesis epilen di dalam tanaman, IAA endogen tanaman dan cekaman akan mengaktifkan enzim ACC synthase yang akan  mensintasis ACC dan ACC  akan menghasilkan etilen. Induksi oleh cekaman dapat berupa perlukaan, kekeringan,  salinitas,  dan cekaman abiotik dan biotik lainnya. Sintesis ACC yang berlebih dari tanaman  bisa dimanfaatkan oleh mikroba penghasil ACCD yang dapat diubah menjadi amonia dan α-ketobutirat. “Sehingga  disimpulkan bahwa fungsi AACD dapat menurunkan kadar etilen tanaman, dan mengahasilkan senyawa N yang tersedia bagi tanaman,” ungkapnya.

Rumella menambahkan bahwa manfaat bakteri ACCD dapat memelihara kebugaran tanaman, membantu tanaman dari pengaruh cekaman (cemaran senyawa hidrokarbon, cekaman tanah tergenang,  tahan hara tertentu, kekeringan, tanah dengan kadar garam yang tinggi), sehingga penggunaan bakteri ACCD pada lahan bermasalah merupakan solusi atraktif untuk meningkatkan produksi tanaman dan memulihkan produktifitas tanah.

Selain itu Rumella juga menyampaikan tentang pengaruh cekaman salinitas  pada tanaman. Salinitas merupakan tingkat kegaraman yang mengindikasikan jumlah garam terlarut dalam air, dan cekaman salinitas merupakan kelebihan kandungan garam pada tanah sehingga menghalangi kemampuan penyerapan air. “Pengaruh salinitas pada tanaman yaitu proses fotosintesis menjadi terganggu, adanya akumulasi garam pada jaringan mesofil, sehingga terjadi tekanan osmotik yang tinggi yang menyebabkan pembukaan stomata berkurang yang berindikasi fotosintesis menjadi terhambat, adanya toksisitas ion NA dan Cl, ketidakseimbangan serapan dan transfer nutrisi, sehingga pertumbuhan akar, batang dan daun menjadi terhambat,” rinci Rumella.

Rumella mencontohkan  pengaruh salinitas pada beberapa tanaman, seperti tanaman padi dan sorgum, semakin tinggi kadar garam NaClnya maka tanaman menjadi kerdil, dan mengalami nekrosis dan klorosis.

Penelitian yang dilakukan Rumella bertujuan untuk mengisolasi, mengidentifikasi, dan mengkarakterisasi bakteri lokal spesifik penghasil enzim ACCD pada beberapa akar tanaman pangan,  holtikultura dan perkebunan, serta mengetahui peran bakteri penghasil ACCD terpilih dalam meningkatkan pertumbuhan kedelai pada cekaman salinitas.

Rumella berharap penelitian ini dapat memberikan manfaat dalam pengembangan pupuk hayati untuk meningkatkan produktivitas tanaman pada lahan pertanian marginal atau tanaman yang mengalami cekaman  biotik atau abiotik.

Dirinya menjelaskan pada penelitian ini kegiatan yang dilakukan adalah  (1) isolasi dan identifikasi bakteri penghasil ACCD, (2) karakterisasi ekologi, karakterisasi fisiologi, (3) mengetahui peran bakteri penghasil ACCD pada pertumbuhan tanaman kedelai dalam kondisi cekaman salinitas dilakukan persiapan bakteri inokulum terpilihnya, biji kedelai, media uji, percobaan invitro, pengujian presentasi perkecambahan, ekstraksi pigmen dan analisi data (4) Isolasi gen ACCD

“Sumber isolat berasal dari wilayah Yogjakarta dan Jawa Tengah dengan variasi cekaman kekeringan, serangan patogen kutu putih,  cekaman pestisida, dan hasilnya diperoleh 120 isolat bakteri dan kemudian diseleksi lagi dan terpilih 12 isolat yang menunjukkan pertumbuhan terbaik dibandingkan dengan isolat lainnya,” jelas Rumella

Lebih lanjut Rumella menjelaskan hasil penelitiannya dimana berdasarkan sekuen gen 16S rRNA, teridentifikasi adanya Sphingobacterium sp., Bacillus sp., Pantoea sp., Enterobacter sp., Pseudomonas sp., Stenotrophomonas sp., dan Raoultella sp. Semua strain bakteri menunjukkan pertumbuhan optimal pada pH 6-8, suhu 25-30°C, dan kebutuhan oksigen aerob – anaerob fakultatif. “Kedua belas isolat mempunyai aktivitas ACCD berkisar 123,75-1.461,44 nmol α-ketobutirat/mg/jam, aktivitas nitrogenase 2,95-467,84 nmol/g/jam, indeks pelarutan fosfat 1,1-3,04 dan produksi IAA berkisar 0,11-10,33 mg/L/jam,” rinci Rumella.

Toleransi terhadap NaCL sampai dengan konsentrasi 3% dan logam berat Cr6+ sampai dengan konsentrasi 300 mg/L. “Hasil bioassay pada kecambah kedelai dengan konsentrasi NaCl 122 mM menunjukkan isolat bakteri Raoultella sp. mampu meningkatkan persentase perkecambahan, kandungan klorofil b dan menurunkan diameter batang. Isolat bakteri Pseudomonas sp. mampu meningkatkan tinggi batang, panjang akar, berat kering, kandungan klorofil a, dan karotenoid,” tambahnya.

“Hasil penelitian secara keseluruhan menunjukkan bahwa strain Raoultella sp, Pseudomonas sp. dan Pseudomonas sp. merupakan bakteri yang potensial digunakan dalam pengembangan pupuk hayati terutama untuk tanaman yang tercekam lingkungan,” tutup Rumella. (wt ed sl)

Share.

About Author

Leave A Reply