1. PENGENALAN

Cyanobacteria adalah organisme prokariotik mampu berfotosintesis dan memperbaiki nitrogen atmosfer (N2). Efisien nitrogen cyanobacteria diketahui komponen kunci dari populasi mikroba ditanah tropis,terutama di lahan sawah, kontribusi signifikan terhadap kesuburan tanah. Sebagai pertanian negara, Indonesia diberkahi dengan organisme yang beragam, terutama Nostoc, salah satu cyanobacteria mendominasi disawah. Seperti banyak cyano bacteria, yangpenampilan Nostoc dalam tanah memberikan banyak manfaat. Aplikasi Nostoc dalam tanah meningkatkan organik karbon dan nitrogenisi tanah permukaan dan meningkatkan pertumbuhan tanaman. Nostoc juga meningkatkan agregasi tanah atas . Analisis kimia menunjukkan bahwa Nostoc menyebabkan peningkatan yang signifikan dalam ekstraseluler zat polisakarida (EPS) dan karbon tanah.

Dalam rangka untuk mengumpulkan Nostoc Indonesia, sampel dan isolasi Nostoc dari beberapa lahan sawah di Jawa, Bali, dan Sulawesi dilakukan pada tahun 2008. Isolasi strain dikategorikan menjadi dua kelompok, berdasarkan koloni berbentuk pada media agar-agar: bola berbentuk dan tidak teratur koloni berbentuk. Secara morfologi, genus Nostoc memiliki kesamaan yang tinggi dengan genus Anabaena, oleh karena itu identifikasi strain dilakukan menggunakan sekuen DNA.

Penggunaan cyanobacteria sebagai pupuk hayati di lahan sawah telah dilaporkan di India, Nepal, dan Chile, serta di Indonesia . Gurung dan Prasad (2005) diinokulasi campuran Nostoc, Anabaena, Aulosira, dan Tolypothrix untuk meningkatkan produktivitas padi, sementara Pereira digunakan Anabaena dan Nostoc spp . Di Indonesia, Simanungkalit (2001) melaporkan penerapan pupuk organik E-

2001, yang berisi N. muscorum. Sejauh ini, cyanobacteria telahterbukti memiliki potensi untuk mendukung pertumbuhan padi. Dalam studi ini, kami telah meneliti efek dari koleksi Nostoc untuk yang pertumbuhan vegetatif dan generatif sawah.

2. METODE Untuk sampel, lakukan pada semua

strain Nostoc yang digunakan dalam penelitian ini dikumpulkan dan diisolasi oleh DH, yaitu :

Nama Daerah Nama Strain

Jawa Barat

CPG8CPG10CPG24CPR31BAD5CIG10

Bali

GIA12-02GIA12-03GIA13aGIA13bTAB7d

Sulawesi Selatan BTM6-02

TAK23

Berdasarkan bentuk koloni, strain yang dikelompokkan ke dalam koloni bulat berbentuk

Bentuk Koloni Nama Strain

Bulat

CPG8CPG10BAD5TAB7d,GIA12-02GIA13aGIA13bBTM6- 02

Berbentuk Tidak Beratur

CPG24CPR31CIG10

CIM7GIA12-03BTM6-01TAK23

Isolat yang diselenggarakan dalam agar media Biru Hijau 11 (BG- 11)

Kultur disimpan pada 20-23 ° C dan suhu kamar yang tersedia dengan intensitas cahaya dari 1200-1300 lux, dengan L: D periode dari 14:10.

Ekstraksi DNA dan reaksi pengerasan rantai Polymerase.

Kultur Nostoc dipertahankan di BG-11 tanpa sumber nitrogen

Sel dipanen dengan mengambil koloni dengan pasta gigi steril

Tabung berisi contoh kultur tetap di kulkas sepanjang malam

Tabung kemudian direbus selama 30 menit dan disentrifugasi pada 13.000 rpm selama 15 menit untuk mengumpulkan supernatan sebagai template DNA.

Reaksi PCR yang dilakukan dalam campuran 12, 5 ml, menggunakan puretaq yang siap untuk digunakan butiran PCR

Produk PCR divisualisasikan dengan elektroforesis dalam 1% agarosa dalam buffer tris-EDTA pada 100 V selama 25 menit dan produk PCR dimurnikan langsung digunakan untuk rangkaian siklus reaksi.

Analisis filogenetik

Urutkan dari 16S rRNA gen yang selaras dengan CLUSTALX 1.83.

Urutan primer diperiksa untuk urutan homologi yang dikenal dan

disimpan pada database yang tersedia.

Data matriks dari urutan yang telah dianalisis dengan menggunakan metode neighbor-joining dengan model dua parameter Kimura

Inokulasi Nostoc pada Tanaman Padi.

Enam strain yang tumbuh cepat dari Nostoc (CPG8, CPG24, BAD5, CIM7, GIA13a, TAB7d) dipilih dan masing-masing strain digunakan sebagai inokulum tunggal untuk pertumbuhan padi.

Biomasa untuk inokulum diperoleh dengan kultur Nostoc di BG11 N-free media agar-agar.

3. Hasil dan Pembahasan

Genus Nostoc ditandai dengan bentuk filament yang terdiri dari vegetative dan sel-sel heterosit yang terletak secara terminal atau interkalar (Gbr. 1A).Warna yang koloni menunjukkan adanya phycobiliprotein merah dan phycoerythrin, selain phycocyanin biru [17].Pohon filogenetik, seperti disimpulkan dari gen 16S rRNA ,menunjukkan bahwa mereka memiliki jenis koloni yang berbentuk tidak teratur serta dipisahkan dari jenis yang memiliki koloni berbentuk bulat.

Galur GIA13b juga pengecualian yang lain jenis koloni berbentuk bulat, karena ditempatkan dalam satu kelompok bersama-sama dengan jenis yang berbentuk tidak teratur. Galur CPG24 dan CPR31, dari Kasepuhan Village, Jawa Barat, menunjukkan tingkat tinggi kesamaan dengan Nostoc sp. galur HK-01 dan Nostoc sp. galur PCC 6720 (99 nilai bootstrap). Galur CIG10, GIA13b, dan TAK23 dikelompokkan bersama dengan Nostoc sp. Galur PCC 9426 (nilai 66 bootstrap).

Galur CPG8 danGIA13a menunjukkan urutan homologi tinggi dengan N. ellipsosporumgalur V. Nostocellipsosporum, pertama dijelaskan oleh Rabenhorst (1865). Koloni N. Ellipsosporum berwarna coklat kemerahan dengan teratur berbentuk [18], sel vegetatif, dan 3,8-4,2 m lebar dan panjang 6-14m.

Secara keseluruhan, 13 galur Nostoc yang dipelajari di sini menunjukkan hubungan dengan galur Nostoc lainnya dari berbagai daerah, yang dipublikasikan dalam Bank Gen.

Enam galur Nostoc dipilih untuk percobaabn pertumbuhan padi . Keenam galur menunjukkan pertumbuhan yang cepat, stabilitas, dan beradaptasi baik pada media.Pada akhir pengamatan (115 hari), tanaman padi diukur untuk parameter vegetatif dan parameter generatif. Dibandingkan dengan kontrol, pertumbuhan vegetative padi diinokulasi dengan Nostoc menunjukkan lebih tinggi kinerja. Tanaman diinokulasi dengan strain GIA13a memperoleh NILAI tertinggi dari semua parameter vegetatif. Namun, data parameter generatif yang lebih bervariasi.

Tanaman yang diinokulasi dengan beberapa galur menunjukkan kinerja yang lebih rendah dari kontrol. Misalnya, tanaman yang diinokulasi dengan galur CIM7 memiliki jumlah isi biji-bijian rendah. Dari enam galur, yang galur GIA13a kembali memperoleh nilai tertinggi untuk jumlah gabah isi dan berat biji-bijian segar.

Hubungan antara Nostoc dengan akar padi telah terbukti. .Nostoc terutama hidup sebagai symbions dalam intrasellular atau intersellular epidermis akar. Namun,

Nostoc yang hidup bebas juga ditemukan dalam rizosfer.Dalam kasus ini, amonium yang dihasilkan oleh proses fiksasi N diserap oleh akar, bersama-sama dengan air dan nutrisi tanah lainnya.

Selain penyediaan nitrogen, adanya Nostoc dalam tanah meningkatkan kesuburan tanah dengan membuat tanah poribesar [20]. Pengamatan tekstur tanah dalam hal penelitian ini menunjukkan bahwa texture tanah padi berpasir, sedangkan tanah kontrol menggumpal. Seperti yang ditunjuk kan dalam penelitian ini, akar padi diinokulasi dengan Nostoc lebih panjang dari pada kontrol, dengan pengecualian dari galur CIM7.

4. Kesimpulan

Sekuen parsial 16S rRNA yang ditentukan dalam penelitian ini tidak bias menyelesaikan hubungan filogenetik dari 13 strain Nostoc Indonesia. Namun, strain memiliki koloni tidak teratur berbentuk mungkin secara genetic berbeda dari strain yang memiliki koloni berbentuk bulat . Secara statistik, strain GIA13a adalah satu-satunya strain yang memiliki pengaruh terhadap augmentasi panjang akar dan jumlah isi gabah.