Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR)

Oleh: Asfin Kurnia, SP. 

(Jurusan Budidaya Pertanian-Universitas Brawijaya)

Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR) merupakan sekumpulan mikroba dari kelompok bakteri yang digunakan sebagai pupuk hayati (biofertilizer). PGPR hidup di daerah perakaran (rhizosfer) dan berperan penting dalam pertumbuhan tanaman, sehubungan dengan kemampuannya membentuk koloni di sekitar akar dengan cepat. Fungsi PGPR antara lain untuk membantu penyediaan hara bagi tanaman, mempermudah penyerapan hara bagi tanaman, membantu dekomposisi bahan organik, menyediakan lingkungan rhizosfer yang lebih baik sehingga mampu mendukung pertumbuhan dan meningkatkan produksi tanaman. Selain itu, PGPR mampu mensintesis dan meningkatkan konsentrasi fitohormon pemacu tumbuh tanaman sehingga memiliki ketahanan terhadap serangan penyakit. Peran PGPR secara tidak langsung bagi tanaman berkaitan dengan kemampuannya menekan aktivitas patogen dengan menghasilkan berbagai senyawa atau metabolit seperti antibiotik bagi penyebab penyakit terutama patogen tular tanah (Glick, 1995). 

Berbagai jenis bakteri telah diidentifikasi sebagai PGPR. Sebagian besar berasal dari kelompok gram-negatif dengan jumlah strain paling banyak dari genus Pseudomonas dan beberapa dari genus Serratia. Selain kedua genus tersebut, dilaporkan antara lain dari genus Azotobacter, Azospirillum, Acetobacter, Burkholderia, dan Bacillus. Meskipun sebagian besar Bacillus (gram-positif) tidak tergolong pengkoloni akar, beberapa strain tertentu dari genus ini ada yang mampu melakukannya, sehingga bisa digolongkan sebagai PGPR. Secara umum, fungsi PGPR dalam meningkatkan pertumbuhan tanaman dibagi dalam tiga kategori, yaitu: 

1. sebagai pemacu/perangsang pertumbuhan (biostimulants) dengan mensintesis dan mengatur konsentrasi berbagai zat pengatur tumbuh (fitohormon) seperti auksin, sitokinin, dan etilen dalam lingkungan akar

2.  sebagai penyedia hara (biofertilizers) dengan menambat N2 dari udara secara asimbiosis dan melarutkan hara P yang terikat di dalam tanah

3. sebagai pengendali patogen berasal dari tanah (bioprotectants) dengan cara menghasilkan berbagai senyawa atau metabolit anti patogen seperti siderophore, β-1,3- glukanase, kitinase, antibiotik, dan sianida (Husen et al., 2007). 

Salah satu fitohormon yang dihasilkan oleh mikroba tanah adalah auksin (indol-3 asam asetat) disingkat IAA yang penting untuk mengatur pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Sebagian besar bakteri pemacu pertumbuhan yang berasosiasi di akar tanaman dapat mensintesis IAA antara lain Burkholderia sp., Azotobacter sp., Enterobacter sp., Erwinia sp., Pantoea sp., Pseudomonas spBacillus sp., Klebsiella sp., Azospirillum sp., dan Serratia sp. Mekanisme sintesis auksin oleh PGPR diinisiasi dan diatur oleh tanaman. Tanaman menghasilkan eksudat akar agar menarik PGPR untuk mengkoloni rhizosfir. Setelah terjadi kolonisasi, tanaman terus menerus mengeluarkan eksudat akar untuk memelihara mikroba di rhizosfir. Eksudat akar merupakan sumber alami asam amino Ltriptofan (L-TRP) bagi mikroflora di rhizosfir dan senyawa ini meningkatkan kemampuan biosintesis auksin oleh mikroba (Widyati, 2015).  

Mekanisme sintesis fitohormon oleh PGPR 

(Ahemad, M and Mulugeta Kibret, 2014)

Beberapa PGPR dari genus Pseudomonas mayoritas adalah penghasil ACC diaminase, antara lain P. chlororaphis (Husen et al., 2008), P. syringae, P. fluorescens (Nadeem et al., 2007) dan P. mendocina (Kohler et al., 2009). Bakteri penghasil enzim ACC deaminase mampu menghidrolisis ACC yang dikeluarkan akar, sehingga dapat mengurangi pembentukan hormon etilen pada masa vegetatif akibat cekaman salinitas (Glick 1995). Bakteri penghasil ACC deaminase efektif membantu tanaman mengendalikan salinitas tinggi dan beberapa diantaranya juga terbukti mampu meningkatan daya tahan tanaman terhadap patogen (Husen, 2011). Pengurangan cekaman salinitas pada tanaman budidaya oleh bakteri ACC deaminase menurut Mayak et al. (2004) juga terkait dengan meningkatnya penyerapan P dan K yang menjadi bagian dari aktivitas proses ameliorasi cekaman kadar garam pada tanaman.

Pengaruh positif PGPR bagi pertumbuhan tanaman pertama kali dilaporkan pada tanaman umbi-umbian seperti lobak, kentang, gula bit. Tanaman kanola (Brassica compestris) (sejenis kol atau sawi) yang diinokulasi oleh Pseudomonas putida strain GR12-2 meningkatkan panjang akar, tinggi tanaman, dan penyerapan hara P. Pengaruh positif PGPR pada berbagai jenis tanaman masih terus diteliti, baik menggunakan strain rizobakteri yang sudah dikenal maupun isolat-isolat lokal yang diperoleh/diisolasi dari lingkungan tanah setempat (indigenous) (Husen et al., 2007).  [JK03].