IDENTIFIKASI KAPANG Trichoderma spp. DARI RHIZOSFER TANAH PERTANIAN KEDELAI DAN DAYA ANTAGONISMENYA TERHADAP Aspergillus flavus SECARA IN VITRO

IDENTIFIKASI KAPANG Trichoderma spp. DARI RHIZOSFER TANAH PERTANIAN KEDELAI DAN DAYA ANTAGONISMENYA TERHADAP Aspergillus flavus SECARA IN VITRO Ahmad Najib1, Utami Sri Hastuti1, dan Eriyanto Yusnawan2 2

1 Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang Balai Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi, Malang e-mail: [email protected]

ABSTRAK Aspergillus flavus merupakan spesies kapang penghasil aflatoksin yang banyak menginfeksi biji-bijian. Infeksi kapang A. flavus mulai terjadi pada tahap prapanen dan dapat dikendalikan secara biologi menggunakan kapang Trichoderma spp. Kapang Trichoderma spp yang berpotensi sebagai pengendali hayati ini banyak terdapat di tanah, misalnya pada tanah pertanian kedelai. Tujuan penelitian ini ialah mengidentifikasi spesies kapang Trichoderma spp. yang terdapat pada rhizosfer tanah pertanian kedelai; 2) menguji daya antagonisme beberapa spesies kapang Trichoderma spp. terhadap A. flavus secara in vitro. Metode penelitian ini ialah deskriptif dan eksperimental. Rancangan yang digunakan adalah acak lengkap dengan empat ulangan. Daya antagonisme diuji dengan metode dual culture menggunakan medium Czapek Agar, dan diinkubasi pada suhu 25–27 oC selama 3 x 24 jam. Persentase daya antagonisme dianalisis dengan Anova dilanjutkan dengan uji BNT 5%. Hasil identifikasi spesies kapang Trichoderma yaitu Trichoderma artroviride, T. viride, T. harzianum, T. aureoviride, T. koningii, T. parceramosum, dan T. citrinoviride, terdapat perbedaan daya antagonisme Trichoderma spp. terhadap A. flavus dan daya antagonisme terbesar oleh T. Artroviride. Kata kunci: Trichoderma spp., daya antagonisme, A. flavus.

ABSTRACT Aspergillus flavus is an aflatoxin-producing mold species that are infection many legumes. A. flavus mold began infection at pre-harvest stage, and can be controlled biologically using the Trichoderma spp. mold. Trichoderma spp. molds that are potential as biological control is widely available in the soil, for example on soybean farms. This research is done to: 1) identify the Trichoderma spp. mold species that lived in the rhizosphere soil of soybean farms; 2) examine the antagonism ability of Trichoderma spp. mold species toward A. flavus in vitro. This research method is descriptive and experimental. This research design is completely randomized design (CRD) with four replications. The antagonism ability were examine by using dual culture method with Czapek Agar medium, and incubated at 25–27 oC during 3 x 24 hours. The percentage antagonism data was analysis by Anova then followed by LSD 5%. The research results is the identified species of Trichoderma molds are: Trichoderma artroviride, T. viride, T. harzianum, T. aureoviride, T. koningii, T. parceramosum, dan T. citrinoviride, there are differences of the antagonism ability of Trichoderma spp mold. toward A. flavus toward A. flavus and the highest antagonism ability is T.artroviride. Keywords: Trichoderma spp., antagonism, A. flavus

438

Najib et al.: Identifikasi Kapang dari Rhizosfer Tanah Kedelai dan Daya Antagonismenya

PENDAHULUAN Upaya peningkatan kualitas tanah pertanian diperlukan untuk menunjang perekonomian perdesaan. Salah satu cara yang dapat dilakukan ialah memanfaatkan bahan alami yang lebih ramah lingkungan. Cara ini penting untuk mengurangi penggunaan bahan kimia yang semakin merusak tanah-tanah pertanian. Kapang antagonis merupakan salah satu alternatif dalam menangani permasalahan penyakit pada tanaman terutama yang disebabkan oleh kapang patogen. Kapang antagonis ini dapat diisolasi dari berbagai macam substrat, salah satunya ialah dari tanah. Spesies-spesis kapang antagonis yang hidup di tanah pertanian dapat berbeda satu sama lain, bergantung pada jenis tanaman yang ditanam pada tanah tersebut. Kelompok kapang antagonis yang diketahui berpotensi sebagai pengendali hayati ialah Trichoderma spp. Trichoderma spp merupakan kapang saprofit tanah yang secara alami merupakan parasit pada kapang patogen serta memiliki spectrum pengendalian yang luas (Purwantisari 2009). Kapang Trichoderma spp. memiliki beberapa mekanisme antagonis yang dapat menghambat atau bahkan membunuh kapang patogen. Mekanisme antagonis tersebut ialah mikoparasit, antibiosis, atau kompetisi. Selain itu, menurut Schubert (2008), kapang Trichoderma spp. mampu meningkatkan resistensi tanaman terhadap kapang patogen. Kapang Aspergillus flavus. merupakan salah satu spesies kapang yang banyak menyerang bahan makanan, terutama biji-bijian. A. flavus menghasilkan mikotoksin yaitu aflatoksin yang terdiri atas berbagai jenis, diantaranya ialah B1, B2, G1, G2. Jenis aflatoksin B1 (AFB1) adalah aflatoksin yang paling toksik karena bersifat karsinogenik, hepatotoksik, dan mutagenik. Aflatoksikosis akan merusak hati dan dapat berakibat pada pembentukan kanker hati yang akut pada manusia dan ternak (Bahri 2001). A. flavus banyak menyerang biji-bijian karena kandungan pati pada biji merupakan substrat yang baik untuk pertumbuhan kapang. Infeksi A. flavus terjadi sejak tahap prapanen hingga pascapanen. Pengendalian kapang A. flavus kebanyakan dengan teknik olah tanah, dan penggunaan bahan-bahan kimia yang berdampak buruk bagi lingkungan. Pengendalian dengan menggunakan pengendali biologi belum banyak dilakukan. Pengendalian secara biologi dapat memanfaatkan kapang yang bersifat antagonis terhadap kapang patogen, salah satunya menggunakan kapang Trichoderma spp. Tujuan penelitian ini ialah mengidentifikasi spesies kapang antagonis Trichoderma spp. yang terdapat pada tanah pertanian kedelai dan menguji daya antagonis beberapa spesies kapang antagonis Trichoderma spp. terhadap kapang A. flavus secara in vitro. Manfaat penelitian ini ialah dapat memberikan informasi spesies kapang Trichoderma spp. yang mampu mengendalikan pertumbuhan kapang A. flavus, sehingga dapat digunakan dalam pengendalian secara biologi yang lebih ramah lingkungan. Spesies kapang Trichoderma spp. yang terbukti efektif dapat dikembangkan menjadi produk biofungisida yang dapat disosialisaikan kepada masyarakat untuk menurunkan kontaminasi aflatoksin pada bahan makanan, terutama pada biji-bijian yang sangat rentan terhadap A. flavus.

BAHAN DAN METODE Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Negeri Malang. Penelitian terdiri

Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2014

439

atas dua tahap. Pertama deskriptif untuk mengidentifikasi Trichoderma spp. dan kedua ialah eksperimental dengan rancangan acak lengkap empat ulangan. Sampel tanah diambil dari rizhosfer tanaman kedelai di kebun percobaan Genteng, Banyuwangi. Identifikasi kapang Trichoderma spp. menggunakan metode slide cultur. Pembuatan slide cultur dilakukan dengan cara menumbuhkan biakan kapang pada kaca benda steril yang telah diberi potongan medium CA (ukuran 1cm x 1cm), dan ditutup dengan kaca penutup secara aseptik. Kaca benda berisi biakan ini berada di dalam cawan Petri steril yang berisi kertas tissu yang telah dibasahi dengan aquades steril, selanjutnya diinkubasi selama 3 x 2 jam pada suhu 25–27 oC. Biakan kapang selanjutnya ditetesi alkohol 95% dan lactophenol cotton blue, kemudian diamati dengan mikroskop. Identifikasi kapang dilakukan berdasarkan deskripsi hasil pengamatan makroskopis dan mikroskopis. Selanjutnya dirujukkan pada buku identifikasi Christian dan Gary (1998). Pengujian daya antagonisme menggunakan metode dual culture (Gambar 1) dengan menggunakan medium lempeng CA, dan diinkubasikan pada suhu 250–270C dalam waktu 3x24 jam, selanjutnya dilakukan perhitungan daya antagonisme. Perhitungan daya antagonisme mengunakan rumus menurut Dharmaputra et al. (1999) dalam Octriana (2011). Selanjutnya dibuat preparat biakan kapang medium dual culture di daerah perbatasan antara koloni kapang Trichoderma spp. dan A. flavus, dan diamati di bawah mikroskop. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan empat ulangan. Analisis data persentase daya antagonisme dengan Anova, dilanjutkan dengan uji BNT 5%.

Gambar 1. Skema peletakan biakan kapang yang akan diuji daya antagonismenya dengan metode dual culture.

P = biakan kapang A. flavus , A = biakan kapang Trichoderma uji. I = daya antagonisme, r1 = jari-jari koloni kapang A.flavus yang tumbuh menjauhi kapang Trichoderma spp., dan r2 = jari-jari koloni A. flavus yang tumbuh mendekati kapang Trichoderma spp.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil identifikasi kapang dari rhizosfer tanah pertanian kedelai diperoleh tujuh spesies Trichoderma spp. yaitu T. citrinoviride, T. artroviride, T. viride, T. parceramorum, T. aureoviride, T. koningii, dan T. harzianum (Gambar 2). Kapang Trichoderma spp. Memiliki pertumbuhan koloni yang sangat cepat, mencapai 9 cm dalam waktu 3x24 jam pada 440

Najib et al.: Identifikasi Kapang dari Rhizosfer Tanah Kedelai dan Daya Antagonismenya

media CA. Kapang Trichoderma spp. memiliki miselium berwarna putih yang kemudian berubah menjadi kehijauan dan kekuningan yang akhirnya menjadi hijau tua, sehingga mudah dikenali secara makroskopis.

Gambar 2. Gambar Mikroskopis Kapang Trichoderma spp (P 10x40). a) Trichoderma citrinoviride, b) T. artroviride, c) T. viride, d) T. parceramosum, e) T. aureoviride, f) T. koningii, dan g) T. harzianum. (1 skala = 1 µm).

Pengujian daya antagonisme beberapa spesies kapang Trichoderma spp. terhadap kapang A. flavus menunjukkan perbedaan yang nyata. Kapang Trichoderma yang memiliki daya antagonisme tertinggi ialah T. artroviride (Tabel 1). Perbedaan daya antagonisme ini disebabkan oleh karakteristik dari masing-masing kapang dan juga kemampuan antagonisme yang dimiliki oleh setiap spesies kapang Trichoderma spp. Perbedaan kemampuan antagonisme ini meliputi mekanisme mikoparasit, perbedaan kecepatan pertumbuhan, senyawa kimia baik yang berupa enzim ataupun antibiotik yang dihasilkan oleh setiap spesies kapang Trichoderma spp. Tabel 1. Hasil Pengujian Daya Antagonisme antara Kapang Trichoderma dengan A. flavus. Spesies T. citrinoviride T. artroviride T. viride T parceramosum T. koningii T. aureoviride T. harzianum

Daya antagonisme terhadap A. flavus 49,09 ± 5,12b 62,59 ± 1,92e 53,89 ± 5,43bc 48,47 ± 2,88b 54,99 ± 3,97c 36,12 ± 2,61a 55,07 ± 2,45c

Pertumbuhan kapang Trichoderma spp. yang cepat menyebabkan penghambatan pertumbuhan koloni kapang A. flavus, terutama pada bagian koloni yang mendekati kapang Trichoderma. Matroudi et al. (2009) menyatakan bahwa T. atroviride mampu menghasilkan β-1,3-glucanase yang lebih tinggi dibandingkan dengan Trichoderma yang lain, yaitu sebesar 20 (U/mg). Lebih lanjut dijelaskan bahwa T. atroviride dan juga T. harzianum Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2014

441

mempunyai pertumbuhan miselium yang cepat sehingga sangat baik untuk berkompetisi dan mengendalikan pertumbuhan kapang patogen. Keduanya merupakan kemampuan yang berpengaruh terhadap peningkatan daya antagonisme dari kapang Trichoderma spp. dalam menghambat pertumbuhan dari kapang A. flavus.

Gambar 3. Antagonisme antara Koloni Kapang Trichoderma dengan A. flavus

a. Kapang T. koningii vs A. flavus b. Kapang T. viride vs A. flavus. (1= A. flavus, 2= Trichoderma)

Mekanisme mikoparasit ditunjukkan oleh kapang Trichoderma spp. yaitu dengan adanya hifa kapang Trichoderma spp. yang membelit hifa, konidiofor, dan kepala konidia kapang A. flavus (Gambar 4a-b). Gajera et al. (2012) mengemukakan bahwa pada mekanisme mikoparasit, kapang Trichoderma spp. secara langsung menginfeksi kapang patogen dengan mensekresikan enzim lytic seperti chitinase, β-1,3 glucanases dan protease. Enzimenzim ini sangat berperan dalam proses mikoparasit, berhubungan dengan susunan membran skeleton dari dinding sel kapang yang tersusun atas kitin, glucan, dan protein. Adanya aktivitas antagonisme kapang Trichoderma spp. mengakibatkan kapang A. flavus mengalami pertumbuhan hifa yang tidak normal. Hal ini ditunjukkan oleh koagulasi protoplasma, hifa mengalami fragmentasi, dan terbentuk sel-sel yang berukuran pendek (Gambar 3c). Temuan ini sesuai dengan Barbosa et al. (2001) yang menyatakan bahwa antagonisme Trichoderma dengan Cladosporium herbarum menyebabkan kelayuan miselium, koagulasi protoplasma, fragmentasi hifa, sel-sel yang memendek dan penebalan sekat pada hifa.

Gambar 4. Mekanisme Antagonis Trichoderma spp. terhadap A. flavus a. Mekanisme coiling antara hifa Trichoderma spp. dengan konidiofor A. flavus ; b. Mekanisme coiling antara hifa Trichoderma dengan kepala konidia A. flavus. ; c. Hifa A. flavus yang mengalami koagulasi protoplasma dan ukuran sel memendek. (1= konidiofor A. flavus, 2= hifa Trichoderma, 3= kepala konidia A. flavus, 4= hifa tidak normal A. flavus).

442

Najib et al.: Identifikasi Kapang dari Rhizosfer Tanah Kedelai dan Daya Antagonismenya

Pengendalian kapang A. flavus terutama pada tahap prapanen penting dilakukan untuk mengurangi kontaminasi aflatoksin pada biji-bijian. T. artroviride diketahui merupakan kapang yang paling tinggi daya antagonismenya di antara spesies-spesies kapang Trichoderma yang lain, sehingga dapat direkomendasikan sebagai agen pengendali hayati yang potensial dalam mengendalikan kapang patogen A. flavus.

KESIMPULAN Dari tujuh kapang Trichoderma spp, yang berhasil diidentifikasi dari rhizosfer tanah pertanian kedelai, yaitu T. citrinoviride, T. artroviride, T. viride, T. parceramorum, T. aureoviride, T. koningii, dan T. harzianum, terdapat perbedaan daya antagonisme kapang Trichoderma spp. terhadap A. flavus. T. artroviride dapat direkomendasikan sebagai agen pengendali hayati kapang A. flavus yang merusak tanaman untuk mengurangi kontaminasi pada bahan pangan terutama pada biji-bijian, sehingga dapat meningkatkan kualitas produksi pertanian.

DAFTAR PUSTAKA Bahri. S. 2001. Mewaspadai cemaran mikotoksin pada bahan pangan, pakan dan produk peternakan di Indonesia. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pertanian 20(2): 55–64. Barbosa, M. Angelica G., Kurt G. Rehn, Maria M., dan Rosa de Lima R. M.2001. Antagonism of Trichoderma Species on Cladosporium Herbarum and their Enzimatic Characterization. Brazilian Journal of Microbiology (2001) 32:98-104 ISSN 1517-8382. Christian P. Kubicek dan Gary E. Harman. 1998. Trichoderma dan Gliocladium volume 1 Basic Biology, Taxonomy, and Genetics. Taylor and Francis Ltd, 1 Gunpowder Square, London, ec4a 3de. Gajera H.P., Bambharolia R., Patel S.V., Khatrani T.J.,dan Goalkiya B.A.2012. Antagonism of Trichoderma spp. against Macrophomina phaseolina : Evaluation of Coiling and Cell Wall Degrading Enzymatic Activities. Department of Biotechnology, College of Agriculture, Junagadh Agric. Univ., Junagadh-362 001, Gujarat, India. J Plant Pathol. Microb. Vol. 3 ISSN 2157-7471 JPPM. Matroudi S, Zamani M.R., and Motallebi M. 2009. Antagonistic effects of three species of Trichoderma sp. on Sclerotinia sclerotiorum, the causal agent of canola stem rot. Dep. of Plant Biotechnology, National Institute for Genetic Engineering and Biotechnology (NIGEB), Tehran. Egyptian Journal of Biology, 2009, 11: 37–44. Octriana, L. 2011. Potensi Agen Hayati dalam Menghambat Pertumbuhan Phytium sp. secara in vitro. Balai Penelitian Tanaman Buah Tropik. Buletin Plasma Nutfah 17(2). Schubert M., Siegfried F., Francis W.M.R. dan Schwarze.2008. In Vitro Screening of an Antagonistic Trichoderma Strains Against Wood Decay Fungi. Arboricultural J. 31: 227– 248. Purwantisari, S., dan Rini, B.H. 2009. Uji Antagonisme Jamur Patogen Phytophthora infestans Penyebab Penyakit Busuk Daun dan Umbi Tanaman Kentang Dengan Menggunakan Trichoderma spp. Isolat Lokal. Bioma, 11(1): 24–32. Sumartini dan Eriyanto Y. 2005. Upaya Menghambat Perkembangan Aspergillus flavus pada Kacang Tanah. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Jurnal Litbang Pertanian 24(3).

Prosiding Seminar Hasil Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi 2014

443