Volume 1, Nomor 9, September 2021
p-ISSN 2774-7018 ; e-ISSN 2774-700X
1039 http://sosains.greenvest.co.id
ISOLASI DAN SELEKSI BAKTERI ANTAGONIS TERHADAP
Rhizoctonia Solani DAN PENGHASIL IAA PADA LARVA BLACK
SOLDIER FLY (Hermitia Illucens)
Ni Wayan Anik Leana, Purwanto dan Prasmadji Sulistyanto
Universitas Jenderal Soedirman, Indonesia
E-mail: lea[email protected], purwanto0401@unsoed.ac.id dan
sprasmaji@yahoo.com
Diterima:
04 September
2021
Direvisi:
07 September
2021
Disetujui:
15 September
2021
Abstrak
Larva Black Soldier Fly (BSF) dikenal sebagai agen pendegradasi
bahan organik. Kemampuan hidup di lingkungan yang kaya
mikorba seperti limbah organik tentu menuntut sistem kekebalan
tubuh yang kuat dari larva BSF. Larva BSF (Hermetia illucens)
berpotensi sebagai sumber agensia hayati karena hidup di
lingkungan yang kaya akan mikroorganisme. Penelitian ini
bertujuan mengisolasi dan seleksi bakteri dari larva BSF yang
bersifat antagonis terhadap Rhizoctonia solani penyebab penyakit
hawar pelepah daun padi secara in vitro. Bakteri yang
menunjukkan kemampuan menghambat pertumbuhan R. solani
selanjutnya diukur kemampuan menghasilkan Indole Acetic Acid
(IAA) dengan menggunakan reagen Salkowski dan diukur
absorbansinya pada panjang gelombang 530nm menggunakan
spektrofotometer. Hasil penelitian menunjukan terdapat 36 isolat
bakteri yang diisolasi dari larva BSF. Isolat J1, J8, J9, J23, J34,
dan J35 memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan R.
solani. Daya hambat tertinggi ditunjukkan oleh isolat J34
dengan daya hambat sebesar 89,59%, isolat J1, J35, J9, J8, dan
J23 daya hambat masing-masing sebesar 87,27%; 86,28%;
59,83%; 56,20%; dan 11,24%. Uji bakteri penghasil hormon IAA
menunjukkan isolat J8 memiliki kemampuan menghasilkan IAA
tertinggi yaitu sebesar 77,06 ppm. Isolat lainnya menghasilkan
IAA pada kisaran 1,75 hingga 2,40 ppm.
Kata kunci: Black Soldier Fly, antagonis, Rhizoctonia solani,
hormon IAA
Abstract
The larvae of Black Soldier fly (BSF/Hermetia illucens) are
known to be effective decomposing agents of organic materials.
In adapting to microbe-rice environments, these larvae must
develop a defensive capability against pathogenic
microorganisms, which include microbial fungi. This
circumstance promises the possibility for BSF larvae to be a
source of biological control agents against pathogenic microbial
fungi, such as Rhizoctonia solani that causes rice sheath blight.
This study aimed to isolate bacteria that might have the potential
to inhibit Rhizoctonia solani growth in vitro. The other parameter
measured in this study was the production of Indole Acetic Acid
(IAA) using the Salkowski reagent, with absorbance measured at
λ = 530 nm. There were 36 bacterial isolates from the BSF larvae,
and six (J1, J8, J9, J23, J34, and J35) showed inhibitory capacity
Isolasi dan Seleksi Bakteri Antagonis terhadap
Rhizoctonia Solani dan Penghasil IAA pada Larva Black
Soldier Fly (Hermitia Illucense)
2021
Ni Wayan Anik Leana, Purwanto dan Prasmadji Sulistyanto 1040
on R. solani. The highest inhibitory action was exhibited by J34
isolate at 89.59%, whereas isolates J1, J35, J9, J8, and J23
showed inhibitory capacities of 87.27%, 86.28%, 59,83%,
56.20%, and 11,24% respectively. Based on the IAA assays, J8
isolate produced the highest amount of IAA at 77.06 ppm, while
the other isolates productions of IAA ranged from 1.75 to 2.40
ppm.
Keywords: Black Soldier Fly, antagonist,
Rhizoctonia solani, IAA hormone
Pendahuluan
Larva Black Soldier Fly (BSF) mampu memanfaatkan sampah organik baik dari
hewan, tumbuhan, kotoran hewan dan manusia sebagai makanannya. Larva BSF (Hermetia
illucens) dapat meningkatkan nilai daur ulang sampah organik, bahkan lebih baik
dibanding serangga lainnya yang pernah diteliti (Kim et al., 2011). Kemampuan larva BSF
tumbuh pada berbagai substrat organik menimbulkan pertanyaan menarik tentang peran
yang dimainkan oleh mikroorganisme dalam saluran pencernaan larva BSF. Laporan
pertama dari analisis komunitas bakteri pada larva BSF baru diterbitkan pada tahun 2011
yang bertujuan mengkarakterisasi mikroorganisme dalam usus larva BSF (De Smet et al.,
2018). Kebanyakan penelitian fokus pada dampak lingkungan dan pemberian diet pakan
pada perkembangan BSF dan nilai nutrisinya. Peran mikroorganisme dalam saluran
pencernaan larva BSF belum banyak diteliti, termasuk penelitian pemanfaatan bakteri dari
larva BSF sebagai pengendali pathogen tanaman.
Larva BSF berpotensi sebagai sumber agensia hayati karena hidup di lingkungan
yang kaya akan mikroba. Hal ini tentu menuntut sistem kekebalan tubuh yang kuat dari
BSF (Alvarez et al., 2019). Beberapa bakteri yang ditemukan dalam larva BSF seperti
Lactobacillus spp., Clostridium sp., Bacillus spp., Stenotrophomonas sp.,., Nocardiopsis
sp., Clavibacter sp., Proteus spp. , Lysobacter, Pseudomonas spp. dan lainnya (Zheng et
al., 2012). Kim et al., (2011) menemukan adanya potensi lipase, amilase, dan protease dari
ekstrak usus larva BSF. Sejalan dengan penelitian Supriyatna & Ukit (2016) yang
menemukan adanya B. subitilis yang dapat memproduksi amilase pada usus larva BSF
Pemanfaatan bakteri dari larva BSF sebagai agensia hayati untuk mengendalikan
jamur Rhizoctonia solani penyebab penyakit hawar pelepah daun padi belum pernah
dilakukan. Penyakit penting tanaman padi ini menyerang ketika padi mulai membentuk
anakan (30 hst) hingga menjelang panen (100 hst) dengan intensitas kerusakan mencapai
82,00%. Sumber inokulum tersedia di lahan pertanian sepanjang musim sehingga pathogen
ini sulit dikendalikan. Terlebih R. solani memiliki inang yang luas seperti kacang-kacangan
dan jagung, serta inang alternatif seperti rumput-rumputan (Hiddink et al., 2005).
Pemanfaatan bakteri sebagai agensia hayati pengendali pathogen tanaman banyak
dilakukan. Penelitian Rustam et al., (2011) menunjukkan isolat bakteri antagonis TT47
mampu menghambat pertumbuhan R. Solani. Penghambatan ditunjukkan dalam menekan
perkembangan gejala dan kejadian penyakit hawar pelepah pada tanaman padi baik secara
in vitro maupun in vivo. Penelitian lainnya, menunjukkan Pseudomonas aeruginosa
(Batola) efektif menghambat R. solani hingga 97,4% (Murray et al., 2020).
Penelitian ini bertujuan mengisolasi dan seleksi bakteri antagonis terhadap R. solani
penyebab penyakit hawar pelepah daun padi secara in vitro pada media Potato Dextrose
Volume 1, Nomor 9, September 2021
p-ISSN 2774-7018 ; e-ISSN 2774-700X
1041 http://sosains.greenvest.co.id
Agar (PDA). Bakteri yang menunjukkan kemampuan menghambat pertumbuhan R. solani
selanjutnya diukur kemampuan menghasilkan Indole Acetic Acid (IAA). Kemampuan
menghasilkan IAA berhubungan dengan kemampuan memacu pertumbuhan tanaman.
Metode Penelitian
Penelitian dilaksanakan dari bulan Juli 2020-Januari 2021 diawali dengan budidaya
larva BSF yang diberi pakan jerami padi di Experimental Farm Fakultas Pertanian
Universitas Jenderal Soedirman, isolasi dan seleksi bakteri di labolatorium Agronomi
Universitas Jenderal Soedirman, uji gram di laboratorium Perlindungan Tanaman dan
Laboratorium Riset Universitas Jendral Soedirman.
Isolasi bakteri diawali dengan menghaluskan saluran pencernaan larva BSF dan
dilakukan pengenceran bertingkat hingga 10
-6
. Bakteri ditumbuhkan pada media NA
(Nutrient Agar) dan diinkubasi selama 24-48 jam. Setiap isolat bakteri yang tumbuh
disubkultur ke media baru untuk mendapatkan kultur murni.
Seleksi bakteri yang memiliki kemampuan menghambat pertumbuhan R. solani
dilakukan dengan uji antagonis menggunakan metode (Fokkema, 1973) yaitu meletakkan
inokulum jamur dengan goresan bakteri pada jarak 3 cm pada medium PDA. Pengamatan
zona hambat bakteri terhadap jamur dilakukan setelah inkubasi selama empat hari.
Persentase penghambatan dihitung dengan mengukur jari-jari pertumbuhan koloni jamur
ke arah tepi cawan (R1) dan jari-jari pertumbuhan koloni jamur ke arah bakteri (R2)
(Istiqomah, 2017). Persentase Penghambatan dihitung menggunakan rumus = (R1 – R2) x
R1
-1
x 100%.
Uji kemampuan menghasilkan Indole Acetic Acid (IAA) diawali dengan membuat
larutan standar IAA konsentrasi 0, 2, 4, 6, 8, dan 10 mg/L yang dilarutkan dengan metanol.
Larutan IAA dari masing-masing konsentrasi tersebut ditambahkan reagen Salkowski (150
mL H
2
SO
4
, 250 mL akuades dan 7,5 mL FeCl
3
6H
2
O) dengan perbandingan 1:3 dan
diinkubasi selama 30 menit di ruang gelap. Absorbansi setiap larutan selanjutnya diukur
pada panjang gelombang 530 nm dengan spektrofotometer. Kurva standar dan persamaan
IAA diperoleh dengan memasukkan nilai absorbansi dari setiap konsentrasi pada kurva
regresi.
Uji kemampuan menghasilkan IAA dilakukan dengan menumbuhkan isolat bakteri
pada 10 mL medium NB+ L-Triptofan 2% dan diinkubasi selama 24 jam. Larutan
kemudian disentrifugasi selama 10 menit pada kecepatan 4.500 rpm. Selanjutnya reagen
Salkowski ditambahkan pada supernatan dan diinkubasi selama 30 menit pada ruang gelap.
Absorbansi diukur menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 530 nm.
Konsentrasi IAA yang dihasilkan isolat diperoleh dengan memasukkan nilai absorbansi
dalam persamaan IAA.
Hasil dan Pembahasan
Isolasi bakteri dari saluran pencernaan larva BSF mendapatkan 36 isolat bakteri. Uji
antagonis menghasilkan sebanyak enam isolat memiliki kemampuan menghambat
pertumbuhan R. solani. Keenam isolat tersebut adalah isolat J1, J8, J9, J23, J34 dan J35.
Daya hambat ditunjukkan dengan terhambatnya pertumbuhan jamur R. solani di sekitar
bakteri (Gambar 1).
Isolasi dan Seleksi Bakteri Antagonis terhadap
Rhizoctonia Solani dan Penghasil IAA pada Larva Black
Soldier Fly (Hermitia Illucense)
2021
Ni Wayan Anik Leana, Purwanto dan Prasmadji Sulistyanto 1042
Gambar 1. Daya Hambat Bakteri Saluran Pencernaan BSF terhadap R. solani: A
(Kontrol), B (J1), C (J8), D (J9), E (J23), F (J34), G (J35)
Isolat J34 memiliki daya hambat terbesar terhadap R. solani yaitu sebesar 89,59%.
Isolat J1, J35, J9, J8, dan J23 dengan daya hambat masing-masing sebesar 87,27%; 86,28%;
59,83%; 56,20%; dan 11,24%. Persentase daya hambat bakteri yang diisolasi dari saluran
pencernaan larva BSF terhadap R. solani disajikan pada tabel 1.
Tabel 1. Persentase Daya Hambat terhadap R. solani
No
Nama Isolat
Persentase hambatan terhadap R. solani
1
J1
87,27 %
2
J8
56,20 %
3
J9
59,83 %
4
J23
11,24 %
5
J34
89,59 %
6
J35
86,28 %
Gambar 2. Perubahan Warna setelah diberi reagen Salkowski: A (isolat J8), B (isolat J1),
C (J9) D (isolat J23), E (isolat J34), F (isolat J35).
A
B
C
D
E
F
Volume 1, Nomor 9, September 2021
p-ISSN 2774-7018 ; e-ISSN 2774-700X
1043 http://sosains.greenvest.co.id
Isolat J1, J8, J9, J23, J34 dan J35 yang menunjukkan daya hambat terhadap R. solani
selanjutnya diuji kemampuan menghasilkan IAA. Hasil menunjukkan keenam isolat
menghasilkan perubahan warna menjadi merah muda setelah diberi reagen Salkowski.
Warna paling pekat ditunjukkan oleh isolat J8 (Gambar 2).
Isolat yang mampu menghasilkan IAA akan berwarna merah muda karena adanya
senyawa kompleks [Fe
2
(OH)
2
(IA)
4
] akibat reaksi reaksi antara IAA dengan Fe. Semakin
tinggi konsentrasi IAA yang dihasilkan bakteri makan warna merah muda yang semakin
pekat. Hasil analisis absorbansi isolat J1, J8, J9, J23, J34 dan J35 dengan kurva standar
IAA menunjukkan semua isolat mampu menghasilkan hormon IAA berkisar antara 1,747-
77,06 ppm (Tabel 2). Berdasarkan Tabel 2 diketahui bahwa isolat J8 memiliki kemampuan
menghasilkan IAA tertinggi yaitu sebesar 77,06 ppm. Isolat lainnya menghasilkan IAA
sebesar 1,75 hingga 2,40 ppm.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Bakteri Penghasil IAA
No
Nama Isolat
Nilai IAA (ppm)
1
J1
2,40
2
J8
77,06
3
J9
2,20
4
J23
2,37
5
J34
1,75
6
J35
2,04
Kemampuan bakteri yang diisolasi dari saluran pencernaan larva BSF untuk
menghambat pertumbuhan R. solani serta menghasilkan hormon IAA berpotensi
digunakan sebagai agensia hayati serta memacu pertumbuhan padi. Pemanfaatan agensia
hayati pengendali pathogen serta memiliki kemampuan pemacu pertumbuhan tanaman
sudah banyak dimanfaatkan. Bacillus subtilis dan B. amyloliquefaciens mampu
mengendalikan Ralstonia solanacearum baik di rumah kaca maupun di lapangan (Wei et
al., 2017). Krebs et al., (1998) menyatakan B. subtilis mampu sebagai antijamur,
antibakteri, pemacu pertumbuhan tanaman dan penginduksi ketahanan sistemik
(Prihatiningsih et al., 2017). Genus bakteri yang sama, yaitu Bacillus spp. juga ditemukan
pada larva BSF (Yu et al., 2011).
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian ini bakteri yang diisolasi dari saluran pencernaan larva
BSF memiliki potensi menghambat pertumbuhan R. solani penyebab penyakit hawar
pelepah daun padi. Isolat J34 memiliki daya hambat terbesar terhadap R. solani yaitu
sebesar 89,59%. Isolat J1, J35, J9, J8, dan J23 dengan daya hambat masing-masing sebesar
87,27%; 86,28%; 59,83%; 56,20%; dan 11,24%. Tak hanya berpotensi sebagai agensia
hayati, bakteri dari saluran pencernaan larva BSF juga berpotensi sebagai penghasil
hormon IAA yang bisa memacu pertumbuhan tanaman. Pengukuran IAA secara kuantitatif
dengan spektrofotometer menunjukkan Isolat J8 memiliki kemampuan menghasilkan IAA
tertinggi yaitu sebesar 77,06 ppm. Isolat lainnya menghasilkan IAA berkisar 1,75 hingga
2,40 ppm.
Bibliografi
Alvarez, D., Wilkinson, K. A., Treilhou, M., Téné, N., Castillo, D., & Sauvain, M. (2019).
Prospecting Peptides Isolated From Black Soldier Fly (Diptera: Stratiomyidae) With
Antimicrobial Activity Against Helicobacter pylori (Campylobacterales:
Isolasi dan Seleksi Bakteri Antagonis terhadap
Rhizoctonia Solani dan Penghasil IAA pada Larva Black
Soldier Fly (Hermitia Illucense)
2021
Ni Wayan Anik Leana, Purwanto dan Prasmadji Sulistyanto 1044
Helicobacteraceae). Journal of Insect Science (Online), 19(6).
https://doi.org/10.1093/jisesa/iez120
De Smet, J., Wynants, E., Cos, P., & Van Campenhout, L. (2018). Microbial Community
Dynamics during Rearing of Black. Applied and Environmental Microbiology, 84(9),
1–17.
Fokkema, N. J. (1973). The rôle of saprophytic fungi in antagonism against Drechslera
sorokiniana (Helminthosporium sativum) on agar plates and on rye leaves with
pollen. Physiological Plant Pathology, 3(2), 195–205. https://doi.org/10.1016/0048-
4059(73)90082-9
Hiddink, G. A., Termorshuizen, A. J., Raaijmakers, J. M., & Van Bruggen, A. H. C. (2005).
Effect of mixed and single crops on disease suppressiveness of soils. Phytopathology,
95(11), 1325–1332. https://doi.org/10.1094/PHYTO-95-1325
Istiqomah, N. (2017). Potensi Antagonis Mikroba Dari Akar Jagung (Zea mays L.)
Terhadap Fusarium sp. Penyebab Penyakit Layu Fusarium. Universitas Brawijaya.
Kim, W., Bae, S., Park, K., Lee, S., Choi, Y., Han, S., & Koh, Y. (2011). Biochemical
characterization of digestive enzymes in the black soldier fly, Hermetia illucens
(Diptera: Stratiomyidae). Journal of Asia-Pacific Entomology, 14(1), 11–14.
https://doi.org/10.1016/j.aspen.2010.11.003
Krebs, B., Höding, B., Kübart, S., Workie, M. A., Junge, H., Schmiedeknecht, G., Grosch,
R., Bochow, H., & Hevesi, M. (1998). Use of Bacillus subtilis as biocontrol agent. I.
Activities and characterization of Bacillus subtilis strains. Zeitschrift Fur
Pflanzenkrankheiten Und Pflanzenschutz, 105(2), 181–197.
Murray, C. J. L., Aravkin, A. Y., Zheng, P., Abbafati, C., Abbas, K. M., Abbasi-Kangevari,
M., Abd-Allah, F., Abdelalim, A., Abdollahi, M., & Abdollahpour, I. (2020). Global
burden of 87 risk factors in 204 countries and territories, 1990–2019: a systematic
analysis for the Global Burden of Disease Study 2019. The Lancet, 396(10258),
1223–1249.
Prihatiningsih, N., Djatmiko, H. A., & Lestari, P. (2017). Aktivitas Siderofor Bacillus
Subtilis Sebagai Pemacu Pertumbuhan Dan Pengendali Patogen Tanaman Terung.
Jurnal Hama Dan Penyakit Tumbuhan Tropika, 17(2), 170.
https://doi.org/10.23960/j.hptt.217170-178
Rustam, R., Giyanto, G., Wiyono, S., Santosa, D., & Susanto, S. (2011). Seleksi Dan
Identifikasi Bakteri Antagonis Sebagai Agens Pengendali Hayati Penyakit Hawar
Pelepah Padi. Jurnal Penelitian Pertanian Tanaman Pangan, 30(3), 164–171.
https://doi.org/10.21082/jpptp.v30n3.2011.p
Supriyatna, A., & Ukit, U. (2016). Screening and Isolation of Cellulolytic Bacteria from
Volume 1, Nomor 9, September 2021
p-ISSN 2774-7018 ; e-ISSN 2774-700X
1045 http://sosains.greenvest.co.id
Gut of Black Soldier Flays Larvae (Hermetia illucens) Feeding with Rice Straw.
Biosaintifika: Journal of Biology & Biology Education, 8(3), 314.
https://doi.org/10.15294/biosaintifika.v8i3.6762
Wei, Y., Li, J., Shi, D., Liu, G., Zhao, Y., & Shimaoka, T. (2017). Environmental
challenges impeding the composting of biodegradable municipal solid waste: A
critical review. Resources, Conservation and Recycling, 122, 51–65.
https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2017.01.024
Yanti, Y., Habazar, T., Resti, Z., & Suhalita, D. (2013). Penapisan isolat rizobakteri dari
perakaran tanaman kedelai yang sehat untuk pengendalian penyakit pustul bakteri
(Xanthomonas axonopodis pv. glycines). Jurnal Hama Dan Penyakit Tumbuhan
Tropika, 13(1), 24–34.
Yu, G., Cheng, P., Chen, Y., Li, Y., Yang, Z., Chen, Y., & Tomberlin, J. K. (2011).
Inoculating poultry manure with companion bacteria influences growth and
development of black soldier fly (Diptera: Stratiomyidae) larvae. Environmental
Entomology, 40(1), 30–35. https://doi.org/10.1603/EN10126
Zheng, L., Li, Q., Zhang, J., & Yu, Z. (2012). Double the biodiesel yield: Rearing black
soldier fly larvae, Hermetia illucens, on solid residual fraction of restaurant waste
after grease extraction for biodiesel production. Renewable Energy, 41, 75–79.
https://doi.org/10.1016/j.renene.2011.10.004
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike
4.0 International License.
