BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Cara Kerja Antijamur
Antifungi/antimikroba adalah suatu bahan yang dapat mengganggu pertumbuhan dan metabolisme mikroorganisme. Pemakaian bahan antimikroba merupakan suatu usaha untuk mengendalikan bakteri maupun jamur, yaitu segala kegiatan yang dapat menghambat, membasmi, atau menyingkirkan mikroorganisme. Tujuan utama pengendalian mikroorganisme untuk mencegah penyebaran penyakit dan infeksi, membasmi mikroorganisme pada inang yang terinfeksi, dan mencegah pembusukan dan perusakan oleh mikroorganisme. Ada beberapa hal yang harus dipenuhi oleh suatu bahan antimikroba, seperti mampu mematikan mikroorganisme, mudah larut dan bersifat stabil, tidak bersifat racun bagi manusia dan hewan, tidak bergabung dengan bahan organik, efektif pada suhu kamar dan suhu tubuh, tidak menimbulkan karat dan warna, berkemampuan menghilangkan bau yang kurang sedap, murah dan mudah didapat (Pelczar & Chan 1988).
Antimikroba menghambat pertumbuhan mikroba dengan cara bakteriostatik atau bakterisida. Hambatan ini terjadi sebagai akibat gangguan reaksi yang esensial untuk pertumbuhan. Reaksi tersebut merupakan satu-satunya jalan untuk mensintesis makromolekul seperti protein atau asam nukleat, sintesis struktur sel seperti dinding sel atau membran sel dan sebagainya. Antibiotik tertentu dapat menghambat beberapa reaksi, reaksi tersebut ada yang esensial untuk pertumbuhan dan ada yang kurang esensial (Suwandi 1992).
Mekanisme antijamur dapat dikelompokkan sebagai gangguan pada membran sel, gangguan ini terjadi karena adanya ergosterol dalam sel jamur, ini adalah komponen sterol yang sangat penting sangat mudah diserang oleh antibiotik turunan
Universitas Sumatera Utara
polien. Kompleks polien-ergosterol yang terjadi dapat membentuk suatu pori dan melalui pori tersebut konstituen essensial sel jamur seperti ion K, fosfat anorganik, asam karboksilat, asam amino dan ester fosfat bocor keluar hingga menyebabkan kematian sel jamur. Penghambatan biosintesis ergosterol dalam sel jamur, mekanisme ini merupakan mekanisme yang disebabkan oleh senyawa turunan imidazol karena mampu menimbulkan ketidakteraturan membran sitoplasma jamur dengan cara mengubah permeabilitas membran dan mengubah fungsi membran dalam proses pengangkutan
senyawa
–
senyawa
essensial
yang
dapat
menyebabkan
ketidakseimbangan metabolik sehingga menghambat pertumbuhan atau menimbulkan kematian sel jamur (Sholichah 2010).
Penghambatan sintesis asam nukleat dan protein jamur, merupakan mekanisme yang disebabkan oleh senyawa turunan pirimidin. Efek antijamur terjadi karena senyawa turunan pirimidin mampu mengalami metabolisme dalam sel jamur menjadi suatu antimetabolit. Metabolik antagonis tersebut kemudian bergabung dengan asam ribonukleat dan kemudian menghambat sintesis asam nukleat dan protein jamur. Penghambatan mitosis jamur, efek antijamur ini terjadi karena adanya senyawa antibiotik griseofulvin yang mampu mengikat protein mikrotubuli dalam sel, kemudian merusak struktur spindle mitotic dan menghentikan metafasa pembelahan sel jamur (Sholichah 2010).
2.2 Mekanisme Bakteri dalam Menghambat Fusarium
Secara umum kemampuan bakteri dalam menekan penyakit yang disebabkan oleh patogen tular tanah dilakukan dengan empat cara yaitu menghambat patogen dengan cara berkompetisi dalam memanfaatkan besi/hipotesis siderofor, menghambat patogen dengan bahan yang dapat didifusikan, induksi resistensi dan mengkolonisasi akar dan menstimulir pertumbuhan tanaman (Djatnika et al. 2003).
Cara lain dengan ketahanan kimiawi ditunjukkan dengan terbentuknya senyawa kimia yang mampu mencegah pertumbuhan dan perkembangan patogen. Senyawa yang dimaksud dapat berupa metabolit sekunder di antaranya senyawa
Universitas Sumatera Utara
alkaloida, fenol, flavonoida, glikosida, fitoaleksin, dan sebagainya. Senyawa metabolit sekunder tersebut bersifat toksin dan menghambat pertumbuhan patogen yang dapat merusak ketahanan tanaman. Mekanisme ini tidak menghambat pertumbuhan tanaman, bahkan dapat meningkatkan produksi dan ketahanan terhadap stres lingkungan pada beberapa tanaman (Vallad & Goodman 2004). Sebagai contoh Pseudomonas fluorescens P60 mempunyai tiga mekanisme dalam mengendalikan penyakit layu Fusarium yaitu menyerang daya tahan, antibiosis, dan plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) (Soesanto et al. 2010).
Ada empat mekanisme dalam menghambat perkembangan penyakit tanaman di lapangan. Satu jenis agen antagonisme kemungkinan mempunyai satu atau lebih mekanisme. Mekanisme tersebut adalah lisis, miselium agen antagonisme mampu menghancurkan miselia dari penyakit sehingga mengakibatkan kematian penyakit tersebut. Antibiosis, penyakit tidak mampu menembus daerah di sekitar agen antagonis akibatnya terdapat daerah kosong antara agen antagonis dan penyakit. Parasitisme, miselia dari agen antagonis mampu melilit miselia dari penyakit yang berperan memparasiti miselia patogen mengakibatkan miselia penyakit menjadi kosong dan patogen tersebut mati. Penghambatan di zona tumbuh, pertumbuhan agen antagonisme lebih dominan dibandingkan dengan patogen sehingga ruang lingkupnya hampir dipenuhi oleh perkembangan agen antagonis dan terdapat seperti pembatas antara agen antagonis dengan patogen (Retnowati et al. 2002).
2.3 Pengujian Aktivitas Bahan Antijamur
Pengujian aktivitas bahan antimikroba secara in vitro dapat dilakukan melalui dua cara. Cara pertama yaitu metode dilusi, cara ini digunakan untuk menentukan kadar hambat minimum dan kadar bunuh minimum dari bahan antimikroba. Prinsip dari metode dilusi menggunakan satu seri tabung reaksi yang diisi medium cair dan sejumlah tertentu sel mikroba yang diuji. Selanjutnya masing-masing tabung diisi dengan bahan antimikroba yang telah diencerkan secara serial, kemudian seri tabung diinkubasi pada suhu 37oC selama 18-24 jam dan diamati terjadinya kekeruhan konsentrasi terendah bahan antimikroba pada tabung yang ditunjukkan dengan hasil
Universitas Sumatera Utara
biakan yang mulai tampak jernih (tidak ada pertumbuhan jamur merupakan konsentrasi hambat minimum). Biakan dari semua tabung yang jernih ditumbuhkan pada medium agar padat, diinkubasi selama 24 jam, dan diamati ada tidaknya koloni jamur yang tumbuh. Konsentrasi terendah obat pada biakan pada medium padat yang ditunjukan dengan tidak adanya pertumbuhan jamur adalah merupakan konsentrasi bunuh minimum bahan antimikroba terhadap jamur uji (Tortora et al. 2001).
Cara kedua yaitu metode difusi cakram (Uji Kirby-Bauer). Prinsip dari metode difusi cakram adalah menempatkan kertas cakram yang sudah mengandung bahan antimikoba tertentu pada medium lempeng padat yang telah dicampur dengan jamur yang akan diuji. Medium ini kemudian diinkubasi pada suhu 37oC selama 18-24 jam, selanjutnya diamati adanya zona jernih di sekitar kertas cakram. Daerah jernih yang tampak di sekeliling kertas cakram menunjukkan tidak adanya pertumbuhan mikroba. Jamur yang sensitif terhadap bahan antimikroba akan ditandai dengan adanya daerah hambatan disekitar cakram, sedangkan jamur yang resisten terlihat tetap tumbuh pada tepi kertas cakram (Tortora et al. 2001).
2.4 Fusarium oxysporum Pada Tanaman Tomat
Di Indonesia penyakit layu sudah lama dikenal, tetapi pada umumnya orang menduga bahwa penyakit ini disebabkan oleh bakteri. Di negara-negara lain sudah lama dikenal bahwa sebagian dari penyakit layu pada tanaman Solanaceae disebabkan oleh Fusarium (Semangun 1996).
Fusarium oxysporum merupakan jamur patogen yang dapat menginfeksi tanaman dengan kisaran inang sangat luas (Mess et al. 1999). Jamur ini menyerang jaringan bagian vaskuler dan mengakibatkan kelayuan pada tanaman inangnya dengan cara menghambat aliran air pada jaringan xylem (De Cal et al. 2000).
Spora Fusarium yang berupa konidia dihasilkan dalam bentuk yang sederhana atau sebagai spora enteroblastik, atau klamidospora merupakan kondisi spesies dalam fase istirahat (Booth 1971). Koloni Fusarium biasanya berwarna merah muda sampai
Universitas Sumatera Utara
biru violet dengan bagian tengah koloni berwarna lebih gelap dibandingkan dengan bagian pinggir. Saat konidium terbentuk, tekstur koloni menjadi seperti wol atau kapas (Fran & Cook 1998). Di alam, jamur ini membentuk konidium. Konidiofor bercabang-cabang dan makro konidium berbentuk sabit, bertangkai kecil, sering kali berpasangan (Semangun 2004). Suhu optimum untuk pertumbuhan F. oxysporum berkisar antara 24oC sampai 27oC (Abawi & Lorbeer 1972).
Fusarium sangat merugikan pertanian. Layu Fusarium dapat menyerang cabai merah, tomat, kacang panjang, kentang, kubis dan mentimun (Deptan 2007). Famili Solanaceae (tomat, kentang, terong, cabai dan tanaman lainnya) diinfeksi oleh jamur yang dapat menyebabkan layu Fusarium dan layu Verticillium. Organisme penyebab penyakit biasanya masuk melalui akar muda dan kemudian tumbuh dan berkembang sehingga akan mengkonduksi bagian pembuluh dari akar dan batang. Di bagian pembuluh batang tersumbat dan gagal menyalurkan air ke daun (Miller et al. 2004).
Pengendalian penyakit layu Fusarium cukup sulit karena patogen Fusarium dapat bertahan lama dalam tanah. Tanah yang sudah terinfestasi sukar dibebaskan kembali dari jamur ini. Jamur juga menginfeksi tanaman pada bagian akar. Kelembapan tanah yang membantu tanaman berkembang, ternyata juga membantu perkembangan patogen ini. Pengendalian menggunakan fungisida tidak memberikan hasil yang memuaskan (Semangun 2000), selain itu penggunaan fungisida sintetik secara terus-menerus juga dapat menyebabkan munculnya populasi patogen yang lebih tahan dan akan mencemari lingkungan (Freeman et al. 2002).
2.5 Agen Pengendali Hayati
Pengertian agen hayati (biokontrol) menurut FAO adalah mikroorganisme alami seperti bakteri, cendawan, virus dan protozoa, maupun hasil rekayasa genetik (genetically modified microorganisms) yang digunakan untuk mengendalikan organisme pengganggu tumbuhan. Agen 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,
Universitas Sumatera Utara
pengertian agen hayati perlu dilengkapi dengan kriteria menurut FAO yaitu organisme yang dapat berkembang biak sendiri seperti parasitoid, predator, parasit, arthropoda pemakan tumbuhan, dan patogen (Supriadi 2006).
Pengendalian hayati jamur penyakit tanaman sering dilakukan dengan menggunakan mikroba seperti jamur dan bakteri. Sumber biologi untuk pengendalian hama dan penyakit tanaman tetap merupakan alternatif potensial yang penting sebagai pengganti pestisida, dan sering dianjurkan untuk mengganti pengendalian berbasis kimia terhadap penyakit atau untuk mengendalikan penyakit yang jika dikendalikan dengan bahan kimia tidak ekonomis (Suryanto 2009). Salah satu pertimbangan dalam memilih agen pengendali hayati berupa kemampuan biopestisida bertahan dalam waktu lama dan tidak memerlukan tempat penyimpanan khusus (Powell & Faull 1989).
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengetahui kemampuan bakteri dalam menghambat jamur patogen, seperti Pseudomonas fluorescens GI34 dan Bacillus subtilis BBO1 yang digunakan untuk mengendalikan penyakit pustul pada tanaman kedelai yang disebabkan oleh Phaeoisariopsis griseola (Dirmawati 2005). Beberapa bakteri dari genus Bacillus, seperti B. subtilis, B. cereus, B. licheniformis, B. megaterium dan B. pumilus dapat berperan sebagai agen biokontrol untuk mengendalikan pertumbuhan jamur Fusarium sp. (El-Hamshary & Khattab 2008). Beberapa bakteri lain yang dimanfaatkan sebagai biokontrol yaitu Pseudomonas putida terhadap Fusarium oxysporum (Boer et al. 2003), P. fluorescens terhadap Ganoderma boninense (Susanto et al. 2005), P. sutzeri terhadap F. Solani dan B. circulans, Streptomyces, Nocardia terhadap F. solani (Potgieter & Alexander 1966), Rhizobium leguminosorum terhadap Phytium sp. (Bardin et al. 2004).
Menurut Mansoor et al. (2007), berdasarkan uji in vitro aplikasi Pseudomonas. aeruginosa dapat menghambat diameter pertumbuhan Macrophomina phaseoilina, Rhizoctonia
solani
dan
Fusarium
oxysporum
dengan
menghasilkan
zona
penghambatan secara berturut-turut 2, 6, dan 10 mm. Menurut Azadeh & Meon (2009), P. aeruginosa strain UPM P3 berpotensi menekan patogen Ganoderma boninense, penyebab penyakit busuk batang Basal Stem Rot (BSR) pada kelapa sawit.
Universitas Sumatera Utara
Menurut Saikia et al. (2006), P. aeruginosa dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman padi dan menekan penyakit hawar daun yang disebabkan oleh Rhizoctonia solani.
Menurut Suryanto et al. (2010), isolat bakteri kitinolitik yang diisolasi dari tanah memiliki kemampuan dalam menghambat jamur Fusarium oxysporum penyebab layu Fusarium pada kecambah cabai merah. Isolat tersebut adalah BK08, BK09, KR05, LK08, dan BK07 yang memiliki potensi sebagai agen biokontrol. Isolat bakteri kitinolitik asal tanah memiliki kemampuan dalam menghambat jamur patogen seperti Ganoderma boninense, Penicillium citrinum, dan Fusarium oxysporum (Suryanto et al. 2011).
Universitas Sumatera Utara
