Bakteri Endofit Tak Cegah Bercak Cokelat, tapi Tekan Parahnya

Cekricek.id — Padi yang diberi bakteri endofit tetap terserang penyakit bercak cokelat, sama seperti padi yang tidak diberi apa-apa, tetapi jauh lebih sedikit bagian daunnya yang rusak. Kejanggalan itu muncul dari percobaan tim Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Andalas, Padang, pada padi varietas Anak Daro. Serangan jamurnya tidak tertolak, sementara yang bergeser adalah seberapa cepat dan seberapa dalam jamur itu merusak tanaman.

Penelitian itu ditulis Eri Sulyanti, Zurai Resti, Haliatur Rahma, Darnetty, Ujang Khairul, Nurhaliza, dan Silvia Oktaviani, seluruhnya dari Departemen Proteksi Tanaman, Fakultas Pertanian, Universitas Andalas. Artikel mereka, Endophytic Bacteria Consortia as Biocontrol Against Brown Spot Disease (Helminthosporium oryzae) and Growth Promotion in Rice, terbit di JPT: Jurnal Proteksi Tanaman Volume 9 Nomor 1 tahun 2025, halaman 1–13. Pendanaannya berasal dari Fakultas Pertanian Universitas Andalas lewat kontrak penelitian tahun anggaran 2024.

Yang diuji bukan satu jenis bakteri, melainkan konsorsium, yakni campuran dua atau tiga galur bakteri endofit yang diberikan bersamaan. Karena itu pertanyaan penelitiannya berlapis. Apakah campuran tertentu mampu menekan Helminthosporium oryzae, jamur penyebab bercak cokelat, dan apakah campuran yang sama sekaligus membuat bibit serta tanaman padi tumbuh lebih baik dibanding tanaman yang tidak diberi bakteri sama sekali.

Cara jamur bercak cokelat merusak daun padi

Menurut naskah itu, H. oryzae menyerang padi pada fase vegetatif maupun generatif. Gejalanya berupa bercak cokelat berbentuk lonjong dengan bagian tengah putih keabu-abuan pada daun. Infeksi itu mengganggu kemampuan fotosintesis tanaman, lalu daun mengering, tampak seperti terbakar, dan akhirnya mati. Para penulis mencatat penyakit bercak cokelat dapat menurunkan hasil panen padi hingga 45 persen, sehingga jamur ini mereka sebut sebagai patogen penting dalam pertanian.

Persoalannya, pengendalian penyakit ini masih bertumpu pada fungisida kimia. Tim peneliti menulis bahwa fungisida memang efektif dalam jangka pendek, tetapi pemakaiannya telah membawa pencemaran lingkungan, resistensi patogen, dan menurunnya kesehatan tanah. Dari situ mereka menoleh ke bakteri endofit, mikroorganisme yang hidup di dalam jaringan tanaman dan dapat menekan perkembangan patogen lewat jalur langsung maupun tidak langsung.

Cara kerjanya, menurut bagian pendahuluan naskah, berlangsung di dalam tubuh tanaman. Bakteri menghuni jaringan internal lalu memicu produksi metabolit yang berkaitan dengan pertahanan, sehingga tanaman lebih kuat menahan penyakit. Pada saat yang sama, bakteri itu disebut melarutkan hara seperti nitrogen dan fosfor, memasok zat besi lewat siderofor, serta menyintesis fitohormon sitokinin, giberelin, dan asam indol-3-asetat atau IAA.

Konsorsium dianggap lebih unggul karena beberapa mekanisme dapat dijalankan serentak, yakni persaingan, produksi antibiotik, dan ketahanan terinduksi. Para penulis juga mencatat bahwa efek gabungan beberapa bakteri dalam satu campuran masih jarang diteliti, terutama untuk melawan H. oryzae pada padi. “Setiap spesies bakteri dalam konsorsium memiliki mekanisme unik yang saling melengkapi, sehingga menciptakan efek sinergis,” tulis Eri Sulyanti dan rekan-rekannya.

Bagaimana bakteri endofit masuk ke benih dan akar

Percobaan disusun dengan rancangan acak lengkap berisi lima perlakuan. Perlakuan A berupa campuran Serratia marcescens galur ULG1E4 dan JB1E3. Perlakuan B menambahkan galur ketiga, S. marcescens JB1E2. Perlakuan C memadukan Bacillus sp. SJI dengan S. marcescens ULG1E4. Perlakuan D tidak diberi bakteri dan tidak ditulari jamur, sedangkan perlakuan E tidak diberi bakteri tetapi ditulari jamur. Setiap perlakuan diulang lima kali, masing-masing berisi tiga tanaman.

Galur-galur itu disimpan sebagai biakan murni pada medium Nutrient Agar. Untuk membuat konsorsium, tiap bakteri endofit lebih dulu ditumbuhkan dalam medium cair Nutrient Broth, lalu satu mililiter dari masing-masing biakan dimasukkan ke 49 mililiter air kelapa steril. Campuran itu dikocok di atas pengocok orbital berkecepatan 150 rpm selama 48 jam pada suhu ruang. Kepadatannya ditakar dengan membandingkan kekeruhan suspensi terhadap skala 8 McFarland.

Media tanamnya campuran tanah dan pupuk kandang dengan perbandingan dua banding satu yang disterilkan lewat tindalisasi. Bakteri diberikan dua kali. Pertama, benih Anak Daro direndam dalam suspensi konsorsium selama 15 menit, sementara benih kontrol direndam air suling steril. Kedua, saat bibit berumur 21 hari setelah semai, akarnya dicelupkan ke suspensi yang sama selama 15 menit sebelum bibit dipindahkan ke polibag dan dipelihara di kebun percobaan dalam kondisi terkendali.

Baca juga Hawar Daun Padi Ditahan Bakteri dari Laut Pasir Bromo

Jamurnya diambil dari tanaman padi yang bergejala bercak cokelat, diisolasi pada medium Potato Dextrose Agar, dimurnikan, lalu dikenali dari bentuk hifa, warna konidia, dan bentuk konidianya. Uji patogenisitas memastikan isolat itu memang menimbulkan bercak lonjong cokelat kekuningan pada daun. Pada tanaman berumur 30 hari, sebanyak 10 mililiter suspensi konidia disemprotkan merata ke daun, lalu tanaman ditutup plastik bening agar kelembapan tetap tinggi dan patogen lebih cepat berkembang.

Cara tim menakar sakitnya tanaman padi

Penyakit diukur dengan tiga angka yang berbeda maknanya. Masa inkubasi adalah waktu dari penularan sampai gejala pertama muncul, dan dipantau setiap hari. Kejadian penyakit adalah proporsi tanaman yang bergejala di dalam populasi. Keparahan penyakit menunjukkan intensitas gejala, dihitung dari jumlah daun terserang dan skor kerusakannya. Kejadian dan keparahan dicatat setiap pekan sejak gejala pertama sampai 65 hari setelah tanam.

Pertumbuhan diukur terpisah. Kemunculan bibit dipantau setiap hari sampai 21 hari setelah semai, disertai tinggi bibit, jumlah daun, panjang akar, bobot segar, dan bobot kering yang diperoleh setelah bibit dikeringkan dalam oven 60 derajat Celsius selama lima jam. Tanaman yang lebih besar diukur tinggi, jumlah daun, dan jumlah anakannya setiap pekan. Seluruh data diuji dengan analisis ragam, lalu uji jarak berganda Duncan pada taraf lima persen.

Serangan tetap masuk, kerusakan yang tertahan

Hasil pertama justru memperlihatkan apa yang tidak dilakukan konsorsium. Kejadian penyakit tidak turun pada perlakuan mana pun, sebab jamur tetap berhasil menimbulkan gejala pada setiap tanaman yang ditulari, baik yang diberi bakteri endofit maupun yang tidak. “Semua tanaman, termasuk yang diberi konsorsium dan kelompok kontrol, memperlihatkan gejala penyakit H. oryzae, dengan tingkat kejadian penyakit 100%,” tulis para peneliti.

Yang berbeda adalah kecepatan serangan. Pada tanaman kontrol yang ditulari jamur tanpa bakteri, gejala pertama muncul 6,07 hari setelah penularan. Pada perlakuan B, masa itu memanjang menjadi 13,94 hari, disusul perlakuan A dengan 13,00 hari dan perlakuan C dengan 11,33 hari. Ketiga konsorsium tidak berbeda nyata satu sama lain, tetapi ketiganya berbeda nyata dari kontrol. Efektivitas perlakuan B dalam memperpanjang masa inkubasi tercatat 129,65 persen.

Keparahan penyakit bergerak ke arah yang sama. Pada 35 hari setelah penularan, keparahan pada kontrol mencapai 44,34 persen, sedangkan pada perlakuan A 22,44 persen, perlakuan B 20,53 persen, dan perlakuan C 24,90 persen. Dihitung sebagai efektivitas, perlakuan B menekan keparahan 53,69 persen, perlakuan A 49,39 persen, dan perlakuan C 43,84 persen. Ketiga konsorsium tidak berbeda nyata satu sama lain, tetapi seluruhnya berbeda nyata dari kontrol.

Grafik perkembangan penyakit memperlihatkan jalannya proses itu. Pada kontrol negatif, gejala sudah tampak pada pekan pertama dan terus menanjak sampai puncaknya di pekan kelima. Pada tanaman yang diberi konsorsium, keparahan tetap relatif rendah dan seragam sepanjang pengamatan. Para penulis membaca masa inkubasi sebagai penanda daya tahan. “Masa inkubasi yang lebih panjang mencerminkan ketahanan tanaman yang meningkat, karena masa inkubasi yang lebih pendek kerap dikaitkan dengan kerentanan penyakit yang lebih tinggi,” tulis mereka.

Cara konsorsium mendorong bibit tumbuh

Pengaruh konsorsium juga terlihat sebelum jamur disemprotkan. Pada umur 21 hari setelah semai, kemunculan bibit di lapangan berkisar dari 91 persen pada kontrol sampai 97 persen pada perlakuan C, atau naik 6,59 persen. Tinggi bibit kontrol 27,71 sentimeter, sementara bibit perlakuan B mencapai 37,31 sentimeter, naik 34,64 persen. Jumlah daun bibit tidak berbeda nyata, yakni 3,80 helai pada kontrol dan 4,00 helai pada ketiga konsorsium.

Perbedaan paling tajam ada di bawah permukaan tanah. Panjang akar bibit kontrol 3,85 sentimeter, sedangkan bibit perlakuan B mencapai 7,65 sentimeter, bertambah 98,70 persen. Bibit perlakuan C mencapai 7,30 sentimeter dan perlakuan A 6,40 sentimeter. Bobot segar bibit B naik dari 0,13 gram menjadi 0,27 gram atau 107,69 persen, sedangkan bobot kering perlakuan B dan C sama-sama 0,049 gram, naik 63,33 persen dari 0,030 gram.

Baca juga 24 Isolat Jamur Endofit Nanas Riau, Tujuh yang Mematikan

Tanaman yang sudah besar menunjukkan pola serupa. Pada 35 hari setelah muncul, tinggi tanaman perlakuan B 91,60 sentimeter, dibanding 84,80 sentimeter pada kontrol, naik 8,01 persen. Jumlah daunnya 98,33 helai berbanding 75,27 helai, naik 30,63 persen, dan jumlah anakannya 26,40 batang berbanding 20,40 batang, naik 29,41 persen. Perlakuan A dan C juga mengungguli kontrol secara nyata, meski tidak setinggi perlakuan B.

Mekanisme yang diduga bekerja di dalam jaringan

Parameter yang diamati dalam penelitian ini terbatas pada gejala penyakit dan ukuran pertumbuhan, sehingga penjelasan mekanismenya disusun para penulis dari temuan terdahulu. Mereka menduga bakteri konsorsium memicu pertahanan bawaan tanaman, antara lain lewat perangsangan enzim pertahanan seperti peroksidase. Bakteri dari genus Bacillus, termasuk Bacillus sp. SJI yang dipakai dalam perlakuan C, disebut menghasilkan asam salisilat, senyawa yang berperan besar dalam mekanisme pertahanan tanaman.

Baca juga Padi Lokal Pesisir Selatan Diuji Lawan Wereng Batang Cokelat

S. marcescens, satu-satunya spesies penyusun perlakuan B, disebut menghasilkan enzim kitinolitik yang mengurai dinding sel jamur dan melepaskan senyawa antijamur seperti prodigiosin. Untuk pertumbuhan, penulis mengaitkan hasilnya dengan kemampuan bakteri endofit melarutkan fosfat dan menghasilkan hormon IAA, yang penting bagi pemanjangan sel, perkembangan akar, dan diferensiasi jaringan. “Bakteri dalam konsorsium kemungkinan bertindak sebagai agen pengendali hayati dengan memicu pertahanan bawaan tanaman,” tulis Zurai Resti dan rekan-rekannya.

Di mana penjelasan bakteri endofit berhenti

Naskah itu tidak memuat bagian khusus tentang keterbatasan penelitian. Meski begitu, batas temuannya tercatat dalam data para penulis sendiri. Konsorsium tidak menurunkan kejadian penyakit, karena seluruh tanaman tetap bergejala. Percobaan dilakukan pada satu varietas, Anak Daro, di polibag dalam kebun percobaan yang terkendali dengan media tanah steril. Kadar enzim, asam salisilat, maupun hormon IAA di dalam tanaman tidak termasuk parameter yang diukur.

Beberapa angka di naskah juga tidak saling cocok. Teks hasil menyebut panjang akar bibit berkisar 3,58 sampai 7,65 sentimeter, padahal tabel mencatat angka terendah 3,85 sentimeter. Tinggi tanaman disebut berkisar 83,40 sampai 91,60 sentimeter, sementara angka terendah di tabel 84,80 sentimeter. Bagian pembahasan pun menyebut bakteri perlakuan B terutama berasal dari genus Bacillus dan Serratia, padahal ketiga galurnya seluruhnya S. marcescens.

Jadi, padi Anak Daro yang diberi bakteri endofit memang tetap sakit, dan penelitian ini tidak membantahnya. Yang diubah konsorsium adalah jalannya penyakit: gejala pada perlakuan B baru muncul setelah 13,94 hari, bukan 6,07 hari, keparahannya berhenti di 20,53 persen, bukan 44,34 persen, dan tanaman yang sama tumbuh lebih tinggi dengan akar lebih panjang. Karena itu para penulis menyimpulkan perlakuan B memberi hasil terbaik, dengan penurunan keparahan 53,69 persen dan tambahan jumlah daun 30,63 persen.