Perpustakaan Digital ITB

Ketersediaan lahan pertanian di Indonesia mayoritas didominasi oleh lahan kering yang luasannya diprediksikan akan semakin meningkat karena pemanasan global. Umumnya tanaman tidak mampu tumbuh pada lahan tersebut dengan baik, namun ada fenomena beberapa spesies tanaman tertentu dapat tumbuh baik di lingkungan yang ekstrim kering. Fenomena tersebut diduga karena pengaruh faktor komunitas bakteri yang terdapat pada tanaman. Sejauh ini, belum ada kajian terkait peran bakteri dalam penanggulangan cekaman kekeringan terutama bakteri yang berasal dari 2 tipe iklim lahan kering Indonesia (kering sepanjang tahun (arid) dan kering musiman (drought)). Penelitian ini mengkaji peran bakteri asal habitat lahan kering ‘arid’ dan lahan kering ‘drought’ dalam mendukung kesintasan tanaman inang dalam kondisi tercekam kekeringan. Kedua tipe lahan ini diduga memiliki diversitas bakteri yang unik dan dapat mempengaruhi kemampuan toleransi kekeringan pada tanaman inang. Secara umum penelitian ini bertujuan untuk mengkaji pengaruh bakteri endofit dan rhizosfer tanaman asal 2 tipe lahan kering untuk meningkatkan toleransi tanaman model terhadap kekeringan dengan beberapa tujuan spesifik, yaitu : 1) Memperoleh data diversitas bakteri pada 2 tipe lahan kering (arid dan drought); 2) Mendapatkan isolat bakteri potensial dari 2 tipe lahan kering (arid dan drought) dalam mendukung kesintasan tanaman inang terhadap cekaman kekeringan; 3) Menentukan faktor-faktor kunci toleransi kekeringan dari isolat bakteri dalam mendukung kesintasannya dalam cekaman kekeringan; 4) Menentukan pengaruh formula bakteri potensial dalam peningkatan toleransi tanaman model terhadap kekeringan skala rumah kaca. Penelitian ini terbagi menjadi tiga tahapan penelitian, yaitu : 1) Kajian diversitas bakteri endofit dan rhizosfer tanaman secara metagenomik dan isolasi bakteri ‘culturable’ potensial dari dua tipe lahan kering Indonesia; 2) Pemilihan kandidat bakteri potensial berdasarkan kemampuannya menghasilkan faktor-faktor kunci toleransi kekeringan secara in vitro yang meliputi survival pada tekanan osmotik rendah (-0.73 MPa), kemampuan produksi eksopolisakarida dan hormon tumbuh (IAA), ketahanan salinitas dan suhu tinggi (40°C), ketahanan pH rendah (4), pemacuan pertumbuhan serta kemampuan menghasilkan enzim ACC Deaminase dan katalase; 3) Evaluasi peran formula bakteri potensial dalam menunjang kesintasan tanaman model pada kondisi cekaman kekeringan secara in vivo. Pada penelitian tahap I, hasil analisis metagenomik menunjukkan bahwa pada kedua tipe lahan tersebut memiliki perbedaan pola diversitas bakteri. Pada lahan arid, Proteobacteria, Actinobacteria, dan Cyanobacteria adalah genera yang paling banyak ditemui sedangkan pada lahan drought, Cyanobacteria, Proteobacteria dan Gemmatimonadetes adalah genera yang mendominasi. Isolat culturable yang berhasil diisolasi yaitu sebanyak 308 isolat, 117 isolat berasal dari tanaman lahan arid Kupang-Nusa Tengggara Timur dan 191 isolat berasal dari tanaman lahan drought Pangandaran-Jawa Barat dan Pati-Jawa Tengah. Pada penelitian tahap 2, diperoleh 10 isolat yaitu BAO 5, BDO 8, BTO 29, BTBO 4, BTBO 7, BAPG 9, BAPG 17, BAPG 19, BSPG 7, dan BSPG 8 terseleksi sebagai kandidat formula untuk bioinokulan lahan kering berdasarkan nilai tertinggi faktor-faktor kunci toleransi kekeringan. Kandidat tersebut dipilih dan menghasilkan 3 formula inokulan yang berasal dari isolat lahan arid dan 2 formula inokulan yang berasal dari lahan drought. Pada penelitian tahap 3, formula F2 menunjukkan kemampuan terbaik yang dapat meningkatkan toleransi tanaman model terhadap cekaman kekeringan pada uji in vivo. Konsorsium formula tersebut terdiri dari BDO 8, BAO 5 dan BTBO 4. Identifikasi molekuler berdasarkan sekuen gen 16S rRNA menunjukkan bahwa ketiga isolat tersebut identik dengan Bacillus cereus strain ATCC 14579T.112, Bacillus cereus strain WHX1 dan Bacillus cereus ATCC 14579. Hasil penelitian ini memiliki kebaruan yang dapat memperkaya khasanah pengetahuan dan formula bakteri potensial dapat dikembangkan ke tahapan lebih lanjut untuk aplikasi pada lahan pertanian di 2 tipe lahan kering Indonesia.