Mengenal PGPR Serta Manfaatnya Bagi Tanaman

Plant Growth Promoting Rhizobacteria atau yang biasa disingkat PGPR adalah sekelompok mikroba yang mampu mengolonisasi akar tanaman dan memengaruhi tumbuh kembang tanaman, baik secara langsung maupun tidak langsung serta melindungi dari penyakit atau kerusakan akibat serangan hama.  Tidak semua jenis bakteri PGPR dapat digunakan. Bakteri PGPR adalah bakteri tanah yang di hidup di rizosfer melalui sekresi sebagai molekul pengatur serta terlibat dalam mendorong pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

PGPR mampu memberikan pengaruh positif pada tanaman selama inokulasi, sehingga menunjukkan persaingan yang baik pada komunitas rizosfir yang ada. Umumnya sekitar 2-5% bakteri rizosfir merupakan PGPR.  Ada banyak jenis bakteri yang teridentifikasi sebagai bakteri PGPR, antara lain Acetobacter, Acinetobacter, Alcaligenes, Arthrobacter, Azoarcus, Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Beijerinckia, Burkholderia, Rhizobium, Derxia, Enterobacter, Gluconacetobacter, Herbaspirillum, Klebsiella, Ochrobactrum, Pantoae, Pseudomonas, Rhodococcus, Serratia, Stenotrophomonas, dan Zoogloea. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian PGPR cair dengan dosis 10–20 mL dapat meningkatkan panjang akar tanaman menjadi lebih panjang serta dapat menambah bobot kering dan basah akar tanaman.

Cara kerja PGPR ini terdiri atas dua jenis, yakni dengan mekanisme langsung dengan mendukung pertumbuhan tanaman secara langsung yang meliputi fiksasi nitrogen, produksi fitohormon, pelarutan fosfat, serta peningkatan ketersediaan zat besi untuk memacu pertumbuhan tanaman dan mekanisme tidak langsung yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman dengan menginduksi respons pertahanan tanaman. Berikut adalah pembahasan lengkap beberapa manfaat untuk tanaman:

  1. PGPR sebagai pemfiksasi nitrogen

Meskipun 78% atmosfer kita mengandung nitrogen, namun tidak ada satupun tanaman yang mampu memfiksasi nitrogen menjadi amonia dan dapat digunakan secara langsung. Nitrogen di atmosfer difiksasi oleh mikroorganisme pengikat nitrogen menggunakan sistem enzim komples yang dikenal sebagai nitrogenase. Salah satu mikroorganisme itu adalah bakteri PGPR.

Tanaman memerlukan kelompok PGPR yang mempunyai kemampuan untuk membantu proses pengambilan N bebas agar dapat memenuhi kebutuhan unsur hara N pada tanaman, baik yang bersimbiosis secara langsung dengan tanaman maupun yang non-simbiotik. Rhizobium adalah jenis bakteri simbiotik yang berkoloni di akar tanaman legum dan menyediakan nutrisi bagi tanaman. Bakteri ini hanya mampu memfiksasi nitrogen bebas di dalam bintil akar tanaman legum.

  1. Penghasil hormon Indole Acetic Acid (IAA)

IAA dihasilkan dari metabolisme L-triptofan oleh beberapa mikroorganisme, diantaranya PGPR. Selain membentuk IAA, rizobakteri ini juga dapat memproduksi Indole Butyric Acid (IBA) dengan konsentrasi yang bervariasi. Penambahan triptofan juga telah terbukti memberikan efek stimulasi pada pertumbuhan akar dan pemanjangan pucuk. Jalur biosintetik IAA sangat bergantung pada komponen asam amino yang dilepaskan, khususnya triptofan, sebagai prekursor dalam proses sintesis IAA.

Selain mengatur fungsi fisiologis tanaman, IAA yang dihasilkan oleh mikroorganisme sering kali dapat berpartisipasi sebagai molekul pemberi sinyal dalam interaksi antara mikroorganisme dan tanaman, mengatur pertumbuhan dan perkembangan tanaman, serta menyebabkan perubahan fisiologis dan patologis tanaman. Kelompok rizobakteri pseudomonad fluoresen LAHP2 dapat menghasilkan IAA dengan konsentrasi 15,06 ppm dan pseudomonad fluoresen Pf36 konsentrasi 9,86 ppm. Pseudomonad fluoresen isolat P24 dapat mensintesis IAA sebesar 28,51 µg mL1, dan pemanfaatannya dapat meningkatkan produksi benih dan buah cabai.

  1. Penghasil sidorofor

Siderofor adalah senyawa organik antimikroba yang memiliki afinitas tinggi terhadap besi, larut dalam air, dan mudah menyebar. Sifat-sifat tersebut memungkinkannya berperan dalam mengendalikan penyakit pada tanaman. Senyawa siderofor juga dapat membantu rizobakteri pseudomonad fluoresen dalam melarutkan fosfat yang dibutuhkan oleh tanaman. Akibatnya, pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik dan tanaman tersebut lebih tahan terhadap penyakit.

Produksi siderofor oleh rizobakteri pseudomonad fluoresen dapat dipengaruhi oleh jenis media pertumbuhannya. Pseudomonad fluoresen isolat PfCas3 yang ditumbuhkan pada medium glukosa dapat menghasilkan siderofor lebih banyak dibandingkan dengan medium fruktosa. Penelitian telah menunjukkan bahwa kemampuan bakteri penghasil siderofor dalam menghambat pertumbuhan bakteri patogen Ralstonia solanacearum dapat diukur berdasarkan diameter zona hambat di sekitar koloni bakteri.

  1. PGPR sebagai pelarut fosfat

Umumnya, ketersediaan fosfat di dalam tanah sangat terbatas, hanya sekitar 0,01% dari total fosfor. Hal ini terjadi karena fosfat pada tanah asam membentuk ikatan dengan Al dan Fe, sedangkan pada tanah alkali akan berikatan dengan Ca. Akibatnya, fosfat sulit larut dan tidak dapat diambil oleh tanaman.

Penggunaan Pseudomonas fluorescens dalam pertanian sangat luas, sehingga bakteri ini memiliki potensi sebagai PGPR yang dapat dikembangkan sebagai biofertilizer dan bioinokulan untuk tanaman. Pseudomonad fluoresen isolat menunjukkan kemampuan yang sangat baik dalam melarutkan fosfat, diindikasikan oleh zona bening yang terbentuk sebesar 1,38 cm di sekitar koloni bakteri tersebut.

  1. Aktivitas antagonis PGPR pada pathogen

Salah satu bakteri antagonis yang sering dimanfaatkan sebagai agen hayati dalam mengendalikan patogen tanaman, baik jamur maupun bakteri adalah rizobakteri P. fluorescens. Bakteri ini mampu menghambat pembentukan mikrosklerotium baru dari jamur Verticillium dahliae pada berbagai tanaman dan berhasil menekan perkembangan penyakit Blood Disease Bacteria (BDB) pada pisang.

Efektivitas rizobakteri P. fluorescens dalam mengendalikan patogen dipengaruhi oleh kemampuannya dalam menghasilkan senyawa antibiosis, menginduksi ketahanan tanaman, bersaing dengan patogen, dan mengkolonisasi akar tanaman dalam jangka waktu yang lama. Selain itu, faktor-faktor lingkungan dan penyebaran bakteri di dalam tanah juga turut mempengaruhi keberhasilan proses tersebut.

Kunjungi Artikel Lainnya