Potensi bakteri endofit sebagai agens pengendalian hayati penyakit tanaman

Bakteri endofit merupakan bakteri yang hidup di dalam jaringan tanaman tanpa merugikan bahkan memberikan banyak manfaat bagi tanaman inangnya. Bakteri endofit melakukan kolonisasi pada relung ekologi yang sama dengan patogen tanaman, sehingga bakteri ini lebih cocok sebagai kandidat agens pengendalian hayati. Bakteri endofit menimbulkan banyak pengaruh menguntungkan terhadap tanaman inangnya, antara lain menstimulasi pertumbuhan tanaman, dan menginduksi ketahanan tanaman terhadap patogen tanaman (Chandrashekhara et al. 2007).

Bakteri endofit juga memberikan kontribusi pada tanaman dengan meningkatkan resistensi tanaman inang (Hurek dan Hurek 2011). Induksi ketahanan pada tanaman dapat dibagi menjadi dua tipe yaitu induksi ketahanan sistemik atau induced systemic resistance (ISR) dan systemic acquire resistance (SAR). ISR merupakan ketahanan tanaman terinduksi melalui pengaktifan lintasan transduksi signal yang melibatkan asam jasmonik dan etilen untuk mengaktifkan gen-gen ketahanan. Faktor yang dapat memicu ISR adalah adanya senyawa kimia yang dihasilkan oleh bakteri seperti siderofor, antibiotika dan ion Fe, serta komponen sel bakteri seperti dinding sel, flagella, filli, dan membran lipopolisakarida. Bakteri endofit dan plant growth promoting rhizobacteria (PGPR) juga dilaporkan dapat berperan dalam memicu terjadinya SAR. SAR disebut juga sebagai ketahanan perolehan yang terinduksi karena penambahan senyawa kimia misalnya dengan terbentuknya akumulasi asam salisilat dan PR protein (pathogenesis-related proteins). Mekanisme bakteri endofit yang menginduksi ISR adalah dengan menghasilkan senyawa tertentu seperti lipopolysacharida (LPS).

Marwan et al. (2011) menyatakan bahwa bakteri endofit yang diisolasi dari akar pisang mampu meningkatkan pertambahan tinggi dan jumlah daun bibit pisang cavendish. Hal ini terjadi karena senyawa antibiotika yang dihasilkan oleh bakteri antagonis dapat berperan langsung sebagai bakterisida terhadap bakteri patogen dan agens penginduksi ketahanan tanaman terhadap penyakit. Pada bakteri endofit, senyawa antibiotika yang dihasilkannya diduga lebih banyak berperan sebagai penginduksi ketahanan tanaman dibandingkan berperan langsung sebagai bakterisida dimana bakteri endofit memerlukan kontak langsung dengan patogen tanaman.

Bakteri endofit dari perakaran Graminae (Bacillus spp. dan Pseudomonas spp.) secara in vitro juga mampu menghambat pertumbuhan Foc. Hal ini dapat dilihat dengan adanya zona bening pada medium yang diuji dengan Foc, sedangkan pada medium tanpa bakteri tidak ditemukan adanya zona bening. Pembentukan zona bening terjadi karena adanya senyawa antifungal yang dihasilkan oleh bakteri. Bacillus dapat menghasilkan senyawa antifungal diantaranya inturin A dan lipopeptida yang merupakan isomer dari kelompok iturin, fengycin, dan surfactin serta kitinase. Senyawa antifungal tersebut secara umum mengakibatkan terjadinya pertumbuhan yang abnormal pada hifa (malformasi), yang ditunjukkan dengan pembengkakan dan pemendekan hifa yang mengakibatkan hifa tidak dapat berkembang dengan sempurna. Penghambatan pertumbuhan miselium tersebut disebabkan karena adanya aktivitas antibiosis bakteri antagonis. Pembengkakan yang ditunjukkan oleh hifa Fusarium terjadi karena senyawa antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri dapat masuk ke dalam sel patogen dan menyebabkan protoplasmic dissolution (Eliza et al. 2007)

Pseudomonas fluorescens dan Bacillus subtilis merupakan mikrobia perakaran, yang juga berpotensi mengendalikan layu Fusarium. Hasil penelitian Susanna (2006) menunjukkan bahwa aplikasi bakteri antagonis (P. fluorescens dan B. subtilis) dapat memperpanjang periode inkubasi patogen penyebab layu Fusarium karena kehadiran agens antagonis tersebut bersaing dengan patogen mendapatkan ruang dan makanan sehingga memperlambat terjadinya kontak dan penetrasi patogen ke inangnya. Mikrobia antagonis P. fluorescens dan B. substilis juga menekanan laju keparahan penyakit melalui mekanisme antibiosis, dimana senyawa antibiotika (berupa senyawa siderofor) mampu mengkelat Fe dan menghambat pertumbuhan patogen melalui kontak langsung antara agens dengan patogen (Kasutjianingati et al. 2011). P. fluorescens dan B. substilis juga memparasit patogen dengan cara mensekresikan enzim ekstraseluler (kitinase, protease, selulase) yang merusak dan mendegradasi dinding sel Foc sehingga perkembangannya menjadi terhambat.