Bioteknologi

MIKORIZA

                 Praktikum pengamatan mikoriza ini saya lakukan pada saat saya masih menempuh studi S-2 di IPB tahun 2007-2009, tepatnya di tahun 2008, pada matakuliah bioteknologi cendawan. Praktikum ini bertujuan untuk mengamati:

1.      Produksi Scleroderma pada medium MMN dan dedak/bekatul

2.      Respon tumbuh tanaman  yang diinokulasi mikoriza

3.      Spora  Glomus, Acaulospora, Gigaspora, Entherophospora, Scutellospora dari preparat jadi dengan mikroskop cahaya

4.      Scleroderma dengan mikroskop cahaya

5.      Pengamatan kolonisasi akar dengan pewarnaan tripan blue

6.      Pengamatan ektomikoriza yang diinokulasi pada tanaman Shorea

   

          Mikoriza merupakan hubungan simbiosis mutualistik antara cendawan asal tanah dan akar tumbuhan, dimana cendawan akan memberikan nutrisi terutama P dan N kepada tumbuhan sedangkan tumbuhan memberikan hasil fotosintesis sebagai sumber C  cendawan. Pada tanah yang tidak subur, nutrien yang diserap oleh cendawan mikoriza dapat memicu pertumbuhan dan reproduksi tanaman. Sebagai hasil simbiosis antara cendawan dan akar tanaman ini akan menyebabkan tanaman lebih kompetitif dan mempunyai toleransi yang baik terhadap cekaman lingkungan daripada tanaman yang tidak bersimbiosis

            Kolonisasi mikoriza pada tanaman mempunyai kisaran inang yang luas. Hampir 95% dari tanaman bersimbiosis dengan mikoriza baik dari divisi lumut, paku-pakuan, maupun spermatophyta. Ada 2 jenis mikoriza yaitu ektomikoriza dan endomikoriza. Ektomikoriza mempunyai ciri miselium cendawan tumbuh pada daerah antar sel (interselular) dari akar tanaman sedangkan endomikoriza miselium cendawan tumbuh pada daerah interseluler maupun intraseluler. Berikut ini adalah gambar perbedaan ektomikoriza dan endomikoriza:

            Morfologi akar tanaman yang bersimbiosis dengan endomikoriza tidak berubah, tetapi akar yang bersimbiosis dengan ektomikoriza epidermis akar lebih besar dan lebih panjang karena adanya zat pengatur tumbuh (IAA) yang dihasilkan oleh cendawan, akar tidak mempunyai rambut akar dan menghasilkan mantel akar.

            Tanaman yang bersimbiosis ada yang bersifat obligat mikoriza, fakultatif mikoriza atau non mikoriza. Tanaman obligat mikoriza tidak dapat melangsungkan hidupnya tanapa berasosiasi dengan mikoriza. Tanaman fakultatif  mikoriza akan memperoleh keuntungan jika berasosiasi dengan mikoriza terutama jika hidup pada tanah yang kurang subur, sedangkan tanaman non mikoriza mempunyai ketahanan terhadap kolonisasi mikoriza

            Ektomikoriza umumnya terdiri dari cendawan Basidiomycetes dan beberapa dari Ascomycetes. Miselium cendawan hidup di dalam akar tanaman tetapi tidah pernah penetrasi di dalam sel akar, hanya berada di daerah intersel. Pertukaran nutrien dan karbon terjadi pada jaringan Hartig. (Rizkita. 2006)

Endomikoriza terdiri dari Ektendomikoriza, Vesikular Arbuskular Mikoriza (VAM), Mikoriza Arbutoid, Mikoriza Monotropoid, Mikoriza Ericoid, dan Mikoriza Orchid. Berikut ini adalah perbedaan struktur ektomikoriza dan endomikoriza beserta jenis tanaman dan cendawan:                                                                                                   

                                                                                                                                       

      Mikoriza arbuskula merupakan simbiotik obligat yang umumnya tidak dapat dikulturkan pada media buatan di laboratorium. Kelompok ini terdiri dari 4 genera yaitu: Gigaspora, Glomus, Sclerocystis dan Acaulospora. Hifa masuk ke dalam akar melalui rambut akar atau dengan membentuk apresorium diantara sel epidermis. Hifa tumbuh di dalam sel akar (intraseluler) dan penetrasi dinding sel dari sel korteks menyebabkan invaginasi membran plasma, kemudian membentuk arbuskula dan pada beberapa spesies membentuk vesikula.

                                                                                                                                                                           Arbuskula adalah struktur yang bercabang banyak dan merupakan tempat transfer nutrien, tidak penetrasi dinding sel. Vesikula berbentuk oval dan dipekirakan sebagai tempat menimbun cadangan makanan.

Famili Gigasporaceae hanya membentuk arbuskula, tetapi tidak membentuk vesikula. Kelompok ini membentuk azigospora. Contoh dari famili Gigasporaceae adalah: Gigaspora dan Scutellospora.

         Famili Acaulosporaceae membentuk arbuskula dan vesikula. Famili ini terdiri dari beberapa genus seperti Acaulospora dan Entrophospora. Acaulospora membentuk spora pada hifa lateral sedangkan Entrophospora membentuk spora di dalam leher hifa.           

Spora Acaulospora

Famili Glomaceae terdiri dari genus Glomus dan Sclerocystis. Umumnya membentuk spora satu demi satu di dalam tanah.

  

Keberadaan cendawan di dalam tanah bersinergis dengan mikroba potensial seperti bakteri penambat nitrogen (keberadaan CMA diperlukan tanaman leguminosa untuk pembentukan bintil akar dan efektifitas penambatan nitrogen oleh rhizobium/bradyrhizobium) dan bakteri pelarut fosfat, jasad-jasad renik selulotik seperti Tricoderma sp.

Cendawan mempunyai peran terhadap keberlanjutan regenerasi tanaman dan memberi kontribusi positif terhadap keberadaan spesies tanaman pada suatu komunitas. Peran itu dilakukan dengan empat cara yaitu ; 1) cendawan mikoriza berpengaruh positif terhadap reproduksi (melalui persilangan jantan dan betina) dan kemampuan adaptasi tanaman, 2) kolonisasi cendawan mikoriza dapat meningkatkan kepadatan populasi  tanaman, 3) kolonisasi cendawan dapat meningkatkan kualitas ukuran dan produktivitas tanaman pada populasi tanaman dan 4) sebagai sumber inokulum penting terhadap pembangunan hutan terutama pada skala persemaian (Tata et al. 2005)

Perlakuan inokulasi tablet spora mikoriza berpengaruh terhadap pertumbuhan tinggi bibit kedua jenis Shorea. Pertumbuhan terbaik pada meranti yang ditanam di kebun karet umur satu tahun yang berasal dari RAF. Sebaliknya, kedua jenis Shorea yang ditanam di hutan, baik diinokulasi maupun tidak diinokulasi mikoriza, memiliki pertumbuhan yang paling lambat. Hal ini diduga disebabkan oleh tajuk hutan yang sangat rapat, sehingga intensitas cahaya matahari yang masuk ke lantai hutan sangat rendah. Walaupun Shorea merupakan jenis yang tahan naungan, namun tetap memerlukan intensitas cahaya matahari yang cukup untuk pertumbuhannya. Pada kebun karet umur >10 tahun, pertumbuhan tinggi tanaman S. selanica dan S. lamellata lebih rendah dibandingkan dengan di kebun karet umur satu dan lima tahun (Husna et al. 2007).

Ektomikoriza umumnya terdiri dari cendawan Basidiomycetes dan beberapa dari Ascomycetes. Miselium cendawan hidup di dalam akar tanaman tetapi tidah pernah penetrasi di dalam sel akar, hanya berada di daerah intersel. Pertukaran nutrien dan karbon terjadi pada jaringan Hartig. Umumnya tanaman yang bersimbiosis dengan ektomikoriza mempunyai modifikasi akar lateral atau pola percabangan kolateral. Pola ini disebut dengan heterorizi yang terdiri dari akar mikoriza pendek yang ditunjang dengan sistem akar mikoriza panjang. Cendawan mikoriza akan membentuk jaringan hifa di dalam tanah. Jaringan ini mengandung benang hifa individual atau membentuk jaringan hifa yang disebut dengan benang miselial. Beberapa cendawan dapat menghasilkan rizomorf yang mengandung hifa terspesialisasi atau sklerotia yamng merupakan struktur yang tahan terhadap penyimpanan. Hifa tanah berfungsi sebagai pencari nutrisi atau sebagai propagul untuk kesintasan dan penyebaran dari cendawan (Rizkita. 2006).

Scleroderma merupakan ektomikoriza yang bersimbiosis dengan \Shorea. Dari hasil penelitian perlakuan inokulasi tablet spora mikoriza berpengaruh terhadap pertumbuhan tinggi bibit kedua jenis Shorea (Husna et al. 2007). Cendawan mempunyai peran terhadap keberlanjutan regenerasi tanaman dan memberi kontribusi positif terhadap keberadaan spesies tanaman pada suatu komunitas. Peran itu dilakukan dengan empat cara yaitu ; 1) cendawan mikoriza berpengaruh positif terhadap reproduksi (melalui persilangan jantan dan betina) dan kemampuan adaptasi tanaman, 2) kolonisasi cendawan mikoriza dapat meningkatkan kepadatan populasi  tanaman, 3) kolonisasi cendawan dapat meningkatkan kualitas ukuran dan produktivitas tanaman pada populasi tanaman dan 4) sebagai sumber inokulum penting terhadap pembangunan hutan terutama pada skala persemaian (Tata et al. 2005). Sebagai hasil simbiosis antara cendawan dan akar tanaman ini akan menyebabkan tanaman lebih kompetitif dan mempunyai toleransi yang baik terhadap cekaman lingkungan daripada tanaman yang tidak bersimbiosis.

Untuk memproduksi inokulum harus dipertimbangkan biaya medianya. Dalam hal ini media bekatul lebih murah bila dibandingkan dengan medium cair. Oleh karena itu dapat disarankan untuk memproduksi inokulan ektomikoriza Scleroderma menggunakan bekatul yang ternyata hasilnya juga dapat mengkolonisasi akar Shorea.

KESIMPULAN

1.      Scleroderma merupakan salah satu mikoriza yang dapat diisolasi dan ditumbuhkan pada medium buatan karena bersifat non obligat.

2.      Tanaman yang diinokulasi dengan mikoriza lebih tinggi bila dibandingkan dengan tanaman yang tidak diinokulasi mikoriza

3.      Sporangium Glomus berisi spora aseksual dan sporangium berasal dari penggembungan hifa

4.      Acaulospora membentuk spora pada hifa lateral sedangkan Entrophospora membentuk spora di dalam leher hifa.

5.      Famili Gigasporaceae hanya membentuk arbuskula, tetapi tidak membentuk vesikula. Kelompok ini membentuk azigospora

6.      Scleroderma merupakan cendawan Basidiomycetes dengan adanya ciri khas sambungan apit pada hifanya

7.      Dari hasil pengamatan terlihat akar yang mengalami kolonisasi dengan mikoriza tampak lebih besar dan lebih panjang

8.      Setelah 2-3 bulan sudah terjadi kolonisasi akar Shorea oleh Scleroderma karena ditemukan struktur Hartig net dan hifa interseluler.

DAFTAR PUSTAKA

Husna, Tuheteru FD, Mahfudz. 2007. Aplikasi Mikoriza untuk memacu Pertumbuhan Jati di Muna. Info Teknis Vol1

Rizkita RE. 2006. Mycorrhizae Plant microbe interaction: BI - 5239

Tata H, Noordwijk M, Rasnovi S, Joshi L. 2005. Pengayaan Jenis Wanatani Karet dengan meranti: Bagian 3-5: 223-237