Si Kecil Pemacu Tumbuh Kembang Tanaman

Sambil mengenakan jas laboratorium berwarna biru, Yasir Sidiq, S.Pd., M.Sc. Ph.D., membuka pintu lemari pendingin di Laboratorium Kultur Jaringan Universitas Muhammadiyah Surakarta (UMS). Sejumlah cawan petri berisi preparat tampak menumpuk di rak pintu kulkas. 

Tumpukan tersebut tersusun rapi di dalam kantong plastik yang terikat. Dengan cermat, Yasir, peneliti dari Program Studi Pendidikan Biologi UMS, membuka ikatan plastik tersebut dan mengambil cawan petri berisi bercak-bercak putih. “Ini namanya bakteri endofit. Yang ini jenisnya K2. Bercak warna putih ini bakterinya,” kata Yasir, Kamis (21/11/2024). 

Bakteri endofit adalah mikroorganisme yang tumbuh di dalam jaringan tumbuhan tanpa merugikan tumbuhan. Bakteri ini bermanfaat untuk memacu pertumbuhan tanaman, mempertahankan tanaman dari cekaman biotik dan abiotik, hingga menjaga tanaman dari penyakit. 

Usai menjelaskan, Yasir lalu membuka pintu lemari pembeku di sampingnya. Hawa dingin menyeruak dari dalam freezer. Ia lalu mengambil sebuah kotak berisi kumpulan tabung sentrifugal berukuran kecil. Masing-masing memiliki penutup bertuliskan kode khusus untuk membedakan jenis bakterinya. 

Setiap tabung memiliki tiga hingga empat biji bakteri endofit yang telah diproses menjadi bentuk granul dengan warna yang bervariasi. Yasir mengatakan, bakteri tersebut disimpan di dalam lemari pembeku bersuhu minus 20 derajat celsius. “Seharusnya minus 80 derajat, tapi kulkas kami baru bisa maksimal minus 20 derajat,” kata dia. 

Tabung sentrifugal berisi granul bakteri endofit (kiri). Cawan petri berisi bakteri (kanan). Humas UMS/Imam Safii

Yasir memang aktif meneliti pemanfaatan bakteri endofit untuk memacu pertumbuhan tanaman. Dia menuturkan, penelitiannya bermula saat Yasir terlibat dalam penelitian disertasi yang digagas Dr. Triastuti Rahayu, S.Si., M.Si., dosen Pendidikan Biologi UMS. Triastuti mengungkap kandungan bakteri endofit dalam akar pohon pisang klutuk. 

Disertasi yang dimuat dalam Jurnal Biodiversitas pada Juli 2024 itu, menemukan 29 jenis bakteri endofit yang potensial karena memiliki sifat promotor pertumbuhan tanaman (PGP) yang tinggi. Temuan tersebut akhirnya dicocokkan dengan data yang dimiliki GenBank, yang menyimpan basis data nukleotida dari 400 ribu spesies. 

Adapun beberapa jenis spesies yang Triastuti temukan saat itu, antara lain: Klebsiella grimontii, Acinetobacter oryzae, Pantoea sp., Pseudescherichia vulneris, Bacillus kochii, Brachybacterium huguangmaarense, hingga Variovorax guangxiensis. Meskipun demikian, beberapa jenis bakteri dengan kode K2, K8, dan K18 belum diberi nama karena kecocokan dengan data GenBank terbilang rendah. “Kami menduga bisa jadi ini spesies baru,” ungkap Yasir. 

Dia lalu mengembangkan temuan tersebut dengan meneliti bakteri berkode K117 yang bernama Simplicispira metamorpha, K2, dan K8. Ketiga bakteri ini dipilih karena memiliki persentase yang tinggi dalam enam indikator: kemampuan menangkap nitrogen di udara, produksi hormon pertumbuhan tanaman, antijamur, produksi siderophore untuk bertahan dalam cekaman ekstrem, menangkap fosfat, dan deaminase ACC. 

Dalam penelitian bertajuk “Endophytic Bacteria Improves the Growth of Tomato Plants: An Initial Trial Towards Sustainable Agriculture” yang dipublikasikan IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Yasir menguji pengaruh inokulasi dengan memindahkan bakteri endofit ke dalam akar tanaman tomat (Solanum lycopersicum L.). Tujuannya untuk menguji pengaruh bakteri endofit terhadap pertumbuhan tanaman tomat.

Yasir Sidiq, S.Pd., M.Sc. Ph.D. Humas UMS/Imam Safii

Yasir menyiapkan 12 benih tanaman tomat dan membaginya ke dalam empat variabel, yakni isolat K2, K8, K117, dan variabel kontrol yang tidak diberi isolat. Benih tanaman tomat yang sudah direndam dalam air selama 8-12 jam kemudian didiamkan selama tiga hari sampai tumbuh akar.

Ia lalu mencampurkan bakteri ke dalam larutan buffer sodium hipoklorit (NaOCl3). Ia juga menyiapkan larutan buffer tanpa bakteri untuk tanaman variabel kontrol. Menurut Yasir, larutan buffer berfungsi untuk menjaga pH air sehingga bakteri tetap dapat hidup saat memasuki jaringan tanaman tomat.

Akar tanaman tomat yang sudah tumbuh lalu dipotong ujungnya sebanyak 5 helai dan direndam dalam larutan buffer selama 10-20 menit sambil digoyang-goyangkan. Bakteri akan masuk ke dalam tanaman melalui helai akar yang telah dipotong. 

Yasir kemudian memindahkan tanaman tomat ke dalam media polybag dan tanah dan mengamati pertumbuhannya selama 28 hari. “Disiram setiap dua sampai tiga hari sekali,” beber Yasir.

Hasilnya, tanaman tomat yang mendapat perlakuan inokulasi bakteri K2, K8, dan K117 mengalami pertumbuhan signifikan dibanding tanaman tomat tanpa perlakuan. Tanaman tomat yang mendapat bakteri K8 tumbuh 27,40 sentimeter dan menjadikannya tertinggi dibanding tanaman lainnya. Sedangkan tanaman tomat tanpa perlakuan hanya tumbuh 9,40 sentimeter. Eksperimen ini diulang beberapa kali sehingga menghasilkan kesimpulan yang relatif stabil.

Penambahan bakteri endofit turut berdampak pada pertumbuhan daun. Tanaman dengan bakteri K2 dan K117 rata-rata memiliki 7,33 daun. Tanaman dengan bakteri K8 rata-rata memiliki 7 daun. Sedangkan tanaman tanpa bakteri memiliki rata-rata 5,67 daun. 

Yasir juga mengukur jumlah dan panjang rata-rata akar. Hasilnya, tanaman tomat yang mendapat bakteri K117 memiliki akar terpanjang dengan panjang rata-rata 7,57 sentimeter dan jumlah akar terbanyak yakni 25 helai. 

Meskipun secara alami setiap jenis tanaman memiliki bakteri endofit, Yasir mengatakan, “Penambahan isolat K2, K8, dan K117 terbukti mampu memacu pertumbuhan tanaman tomat,” tutur dia.

Selain menguji pada tanaman tomat, Yasir juga menguji pemanfaatan bakteri endofit pada tanaman padi (Oryza sativa) dan jagung (Zea mays). Kali ini ia berkolaborasi dengan Triastuti Rahayu yang sebelumnya membedah jenis bakteri endofit dalam akar pohon pisang klutuk.

Proses yang dilakukan masih sama dengan perlakuan pada percobaan tanaman tomat. Perbedaannya terletak pada jenis bakteri yang diujikan dan lama perendaman pada larutan buffer. Pengujian kali ini diulang sebanyak 15 kali dengan menggunakan bakteri A41 yang diperoleh dari tanaman pisang ambon, K10, K25, K35, dan K111. Sedangkan, proses perendaman memakan waktu selama 2 jam. 

Hasilnya, padi dengan isolat K25 dan K35 mampu menyentuh tinggi 25 sentimeter. Begitupun dengan jumlah helai akarnya. Padi dengan isolat K25 memiliki 10 helai akar. Sedangkan padi dengan isolat K35 dan K111 memiliki 8 helai akar. Temuan ini kontras dengan padi variabel kontrol yang tumbuh di atas 7 sentimeter dan 6 helai akar. 

Pun tanaman jagung dengan isolat A41 mampu tumbuh hingga di atas 40 sentimeter dan isolat K10 mampu tumbuh rata-rata 40 sentimeter. Jagung dengan isolat A41 mempunyai 14 helai akar dengan panjang rata-rata 30 sentimeter. Sedangkan jagung dengan isolat K10 mempunyai 13 helai akar dengan panjang rata-rata 29 sentimeter. 

Percobaan tersebut berhasil dipublikasikan dalam Jurnal Al-Kauniyah dengan tajuk “Endophytic Bacteria from Banana Plants Improves The Growth of Rice (Oryza sativa) and Maize Plants (Zea mays)”. Dari dua percobaan yang dilakukan, Yasir mengajukan hipotesis bahwa setiap jenis bakteri akan cocok pada jenis tanaman tertentu. Misalnya, bakteri endofit K2 dan K8 akan cocok pada tanaman dikotil, seperti tomat dan cabai. Sedangkan bakteri K35 dan K25 cocok pada tanaman monokotil, misalnya padi dan jagung.

Dalam dunia pertanian dan biologi, dikenal istilah biofertilizer, yakni pupuk berbasis hayati. Penggunaan pupuk jenis ini, menurut Yasir, selaras dengan upaya mewujudkan pertanian berkelanjutan. “Lebih ramah lingkungan,” tegas doktor bidang biologi dari Kanazawa University itu. 

Kendati demikian, penggunaan biofertilizer belum sampai ke tahap mempercepat fase penanaman hingga panen pada komoditas tani. Menurut Yasir, hal tersebut berkaitan dengan faktor rekayasa genetika pada tanaman. 

Biofertilizer, terusnya, masih memiliki peluang untuk meningkatkan produksi komoditas tani. “Kalau pertumbuhan tanaman meningkat, diharapkan produktivitas juga lebih banyak,” jelasnya. 

Seiring meningkatnya kesadaran masyarakat mengenai pertanian berkelanjutan, Yasir memandang biofertilizer memiliki peluang yang besar untuk dikembangkan. Dirinya berencana mengembangkan risetnya hingga proses produksi secara massal. 

“Sebelumnya sudah ada tawaran masuk melalui email untuk meminta riset ini dilanjutkan,” tutur dia. Melihat tawaran itu, Yasir optimis dan mengupayakan penelitiannya untuk mendapatkan hibah riset lanjutan.

Secara bertahap, ia mengajukan proposal riset lanjutan ke sejumlah lembaga riset untuk mendapat pendanaan lanjutan, seperti Program Dana Padanan (PDP) dari Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi dan Indonesia Toray Science Foundation.

“Proposal yang di Toray ini tujuannya untuk mencari nama ilmiah dari isolat yang tadi digunakan (K2 dan K8). Kalau yang ke PDP nanti harus kerja sama dengan industri,” pungkasnya. 

Penulis: Gede Arga Adrian

Editor: Al Habiib Josy Asheva

Desainer: Salsabila Kamila Wardah