Bakteri Akar Penghasil Eksopolisakarida Kunci Kesehatan Tanaman Sayuran

Kusmiati dan Dian Alfian Nurcahyanto

Pusat Riset Biosistematika dan Evolusi-Organisasi Riset Hayati dan Lingkungan-BRIN, KST Soekarno Jl Raya Bogor Km 46, Cibinong Bogor 16911

Tanaman sayuran yang subur tidak hanya menciptakan pemandangan indah yang memanjakan mata, tetapi juga menunjukkan keberhasilan pertanian dan terciptanya lingkungan yang sehat. Di balik keindahan tersebut, terdapat peranan penting bakteri penghasil eksopolisakarida (EPS) yang tumbuh di sekitar akar. Bakteri ini dikenal sebagai Rhizobakteri yang membantu memperbaiki struktur tanah dan melindungi tanaman dari stres lingkungan. Beberapa jenis rhizobakteri yang dikenal diantaranya Azospirillum brasilense, Rhizobium leguminosarum, Pseudomonas fluorescens dan Bacillus subtilis. Kontribusi bakteri tersebut sangat besar terhadap kesuburan dan produktivitas tanaman sayuran.

Gambar 1. Pengambilan sample tanah dan akar tanaman di area perkebunan sayuran Cipanas, Kabupaten Cianjur Jawa Barat (dokumentasi pribadi).

Gambar 2. Sampel akar tanaman sayuran mengandung bakteri penghasil EPS (dokumentasi pribadi).

Rhizobakteri berperan untuk menjaga kesuburan tanah dengan cara menghasilkan enzim yang dapat menguraikan bahan organik dan melepaskan nutrisi untuk diserap tanaman. Kelompok bakteri Azospirillum brasilense dan Rhizobium sp, mampu mengikat nitrogen atmosfer sehingga tersedia untuk tanaman. Selain itu menghasilkan hormon untuk perpanjangan akar. Pseudomonas fluorescens dan Bacillus subtilis sebagai biokontrol menghasilkan enzim yang dapat merusak dinding sel patogen dan menghasilkan hormon auksin yang mendukung pertumbuhan tanaman. Saat ini Pusat Riset Biosistematika dan Evolusi – BRIN, telah memiliki koleksi berbagai jenis Rhizobakteri dari perkebunan sayuran yang mampu menghasilkan eksopolisakarida (EPS).

EPS merupakan polisakarida dengan berat molekul tinggi yang dieksresikan mikroorganisme ke lingkungan sekitarnya. Menurut Costa dkk. (2018), zat ini penting untuk pembentukan biofilm dan mendukung interaksi antara tanaman dengan mikroba sehingga meningkatkan pertumbuhan dan kesehatan tanaman.

Bakteri akar menghasilkan eksopolisakarida (EPS) melalui interaksi dengan lingkungan dan akar tanaman tempat mereka berkolonisasi. Produksi EPS dipengaruhi oleh ketersediaan nutrisi di rhizosfer, seperti bakteri Rhizobium sp. bertahan pada sistem akar dan menggunakan eksudat akar sebagai sumber karbon. Eksudat akar merupakan senyawa kimia yang dilepas oleh akar tanaman. Senyawa kimia tersebut dapat meningkatkan kolonisasi bakteri pada permukaan akar dan merangsang sintesis EPS. Pembentukan EPS maksimal pada pertumbuhan bakteri mencapai fase stasioner yaitu fase dimana jumlah sel bakteri dalam keadaan konstan. Hal ini disebabkan laju pertumbuhan sel seimbang dengan laju kematian. Pada kondisi tersebut, rhizobakteri mempertahankan viabilitasnya dengan membentuk EPS sebagai cadangan sumber karbon, sehingga nutrisi menjadi tersedia kembali.

Gambar 3. Penampakan bakteri penghasil EPS ditandai koloni berlendir (dokumentasi pribadi)

Pembentukan EPS oleh bakteri memiliki beberapa fungsi ekologis diantaranya untuk melindungi dirinya (bakteri) dari kondisi lingkungan yang buruk, seperti senyawa antibakteri dan logam berat. Semakin sering sel bakteri penghasil EPS berinteraksi dengan akar tanaman, maka semakin meningkatkan pengambilan nutrisi oleh tanaman. Kemampuan EPS untuk menyatukan partikel-partikel tanah menjadikan tanah lebih padat dan stabil. Hal ini penting karena tanah yang stabil lebih baik dalam hal menyimpan air dan nutrisi. EPS berperan melindungi tanaman dari patogen dan penyakit melalui pembentukan biofilm di permukaan akar. Patogen akan terjebak sehingga pergerakannya untuk menginfeksi tanaman dibatasi. EPS yang dihasilkan oleh bakteri tanah juga memainkan peran penting dalam meningkatkan ketahanan tanaman terhadap stres abiotik seperti kekeringan dan salinitas.

Potensi penelitian dan pengembangan teknologi berbasis EPS dalam Pertanian sangat luas di masa depan. Mekanisme spesifik bagaimana EPS berinteraksi dengan tanah dan tanaman merupan hal yang menarik untuk diteliti. Demikian halnya dengan pencarian strain bakteri penghasil EPS yang unggul yang sesuai untuk diaplikasikan ke berbagai jenis tanaman dan kondisi tanah. Penelitian untuk mencari formula yang mengkombinasikan EPS dengan mikroorganisme lain atau dengan bahan organik dapat dilakukan dalam bentuk pupuk bio atau biostimulan dan dapat diterapkan pada skala besar untuk pertanian. Dengan pendekatan ini, EPS memiliki potensi untuk menjadi komponen kunci dalam pertanian berkelanjutan. Hal terpenting lainnya yaitu dapat mengurangi ketergantungan pada pupuk kimia dan meningkatkan ketahanan pangan global. Bagi industri merupakan peluang untuk membuka produk baru yang lebih ramah lingkungan dengan biaya yang murah.