MIKROORGANISME SIMBIOTIK

MIKROBIO MIKR OBIOLOGI LOGI DASAR  DASA R 

MIKROORGANISME SIMBIOTIK 

Disusun oleh Kelompok 1: Astri Anindyajati 140410080020 Septyana Dewi V. 140410080038 Lestari Rahayu 14041008054 Fitriyani Safitri 140410080058 R.M.Zuhri Ahadin 140410080076  Nurul Fazriyah 140410080094

JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PADJADJARAN JATINANGOR  2009

1

MIKROORGANISME SIMBIOTIK 

1.

SIMBIOSIS

Simbiosis berasal dari bahasa Yunani sym yang berarti dengan dan biosis yang  berarti kehidupan . Simbiosis merupakan interaksi antara dua organisme yang hidup  berdampingan. Simbiosis dapat dibedakan menjadi dua kategori berbeda yaitu ektosimbiosis dan endosimbiosis.

Ada beberapa bentuk simbiosis yakni: 

Simbiosis parasitisme:

Dalam simbiosis ini, salah satu organisme mendapatkan keuntungan tetapi organisme lainnya dirugikan. Contoh simbiosis parasitisme adalah tali putri dengan inangnya. Tali putri mendapatkan keuntungan dengan cara menghisap bahan makanan dari inangnya. Sedangkan inangnya dirugikan karena makanannya diambil. 

Simbiosis mutualisme:

Dalam simbiosis jenis ini, kedua organisme yang berinteraksi sama-sama mendapatkan keuntungan. Contoh simbiosis mutualisme misalnya antara lebah dan bunga. Lebah mendapatkan madu dari bunga. Ketika menghisap madu tersebut, serbuk bunga melekat pada lebah. Jika lebah tersebut berpindah bunga, serbuk bunga yang telah melekat pada lebah akan melekat pada bunga yang lain. Terjadilah penyerbukan oleh lebah. 

Simbiosis komensalisme:

Dalam simbiosis komensalisme, salah satu organisme diuntungkan, tetapi organisme lain tidak diuntungkan maupun dirugikan. Contoh simbiosis komensalisme adalah tanaman anggrek yang tumbuh menempel pada inangnya. Tanaman anggrek mendapatkan keuntungan  berupa rumah tinggal, sedangkan inangnya tidak mendapatkan keuntungan apapun dan tidak  dirugikan. 

Simbiosis amensalisme:

Dalam simbiosis amensalisme, salah satu organisme dirugikan tapi organisme lainnya tidak  diuntungkan maupun dirugikan. Contohnya adalah jamur  Penicilium yang mensekresikan  penisilin dengan bakteri. Penisilin mampu membunuh bakteri. Sehingga bakteri dirugikan, tetapi jamur  Penicillium tidak mendapatkan keuntungan maupun kerugian.

2.

MIKROORGANISME SIMBIOTIK 

2

Mikroorganisme simbiotik adalah mikroorganisme yang menghuni suatu ekosistem dan mempertunjukkan bermacam-macam tipe asosiasi dan interaksi diantara spesies . Mikroorganisme simbiotik berperan dalam berbagai proses, salah satunya berperan dalam  proses fiksasi (penambatan) nitrogen pada saat terjadinya daur nitrogen pada tumbuhan. Mikroorganisme simbiotik yang berperan dalam fiksasi yaitu mikroorganisme yang hidup  pada akar tanaman kacang-kacangan.

Jenis Tanaman

Genus

Mikroorganisme

Lokasi

N2 terfiksasi kg N ha-1

Leguminosae Ulmaceae dan Betulaceae Casuarinaceae Eleagnaceae Rosaceae Pteridophytes

 Pisum Glycine Medicago dll  Parasponia  Alnus Casuarina  Eleagnus  Rubus  Azolla

 Rhizobium dan  Bradyrhizobium  Rhizobium  Frankia (actinomycete) (actinomycete) (actinomycete) Anabaena

Bintil akar   Bintil akar   Bintil akar   Bintil akar   Heterosysts Dalam lubang Telinga daun Asirip  belakang

10-350 15-300 40-120

http://unisri.ac.id/faperta/wp-content/uploads/2009/01/7-bioteknologi-dan-keharaantanaman.pdf 

2.1

FIKSASI NITROGEN

Sebagian nitrogen dalam tanah berasal dari nitrogen bebas dari udara dan sebagian kecil berasal dari bahan organik. Nitrogen bebas dari udara dapat masuk kedalam tanah melalui berbagai cara, yaitu (1) penambatan oleh jasad renik, baik yang simbiotik maupun non simbiotik; (2) melalui air hujan; dan (3) melalui pupuk yang diberikan kedalam tanah. Kemampuan fiksasi nitrogen secara biologis terbatas pada jasad prokariotik, yaitu bakteri dan  blue-green- algae.

3

Berdasarkan pengetahuan yang dicapai saat ini, beberapa species dalam 11 famili bakteri dan beberapa species dari 8 famili Eyanophyceae dapat melakukan proses fiksasi N2 (Warner, 1980 dalam Marschner, 1986). Menurut sumber energi dan kemampuan fiksasi sistem fiksasinya dalam tanah, jenis-jenis organisme tersebut dibagi dalam 3 golongan, yaitu : simbiotik, asosiatif dan hidup bebas.

4

2.1.1 FIKSASI NITROGEN SIMBIOTIK 

Fiksasi nitrogen merupakan suatu proses yang didalamnya melibatkan bakteri nitrogen. Bakteri nitrogen adalah bakteri yang mampu mengikat nitrogen bebas dari udara dan mengubahnya menjadi suatu senyawa yang dapat diserap oleh tumbuhan. Karena kemampuannya mengikat nitrogen di udara, bakteri-bakteri tersebut berpengaruh terhadap nilai ekonomi tanah pertanian. Kelompok bakteri ini ada yang hidup bebas maupun simbiosis. Bakteri nitrogen yang hidup bebas yaitu   Azotobacter chroococcum, Clostridium  pasteurianum , dan  Rhodospirillum rubrum. Bakteri nitrogen yang hidup bersimbiosis dengan tanaman polong-polongan yaitu   Rhizobium leguminosarum, yang hidup dalam akar  membentuk nodul atau bintil-bintil akar. Tumbuhan yang bersimbiosis dengan  Rhizobium  banyak digunakan sebagai pupuk hijau seperti Crotalaria , Tephrosia , dan Indigofera . Akar  tanaman polong-polongan tersebut menyediakan karbohidrat dan senyawa lain bagi bakteri melalui kemampuannya mengikat nitrogen bagi akar. Jika bakteri dipisahkan dari inangnya (akar), maka tidak dapat mengikat nitrogen sama sekali atau hanya dapat mengikat nitrogen sedikit sekali. Bintil-bintil akar melepaskan senyawa nitrogen organik ke dalam tanah tempat tanaman polong hidup. Dengan demikian terjadi penambahan nitrogen yang dapat menambah kesuburan tanah. Kaitan antara rhizobium dan lingkungannya dapat dikelompokkan ke dalam 2 kelompok, yaitu organisme dalam habitat tanah dan tempat bakteri dalam bintil. Salah satu masalah dalam mempelajari ekologi jasad simbiotik nitrogen ialah keterbatasan pengatahuan tentang metode. Prosedur yang umumnya digunakan ialah dengan menanam tanaman dan mengamati pengaruhnya terhadap peningkatan hasil dan pembentukan bintil, tetapi teknik ini  belum cukup kalau digunakan untuk mempelajari ekologinya. Teknik lain untuk mempelajari ekologi ialah dengan menggunakan peralatan yang banyak untuk menghitung nodulasi. Tetapi teknik ini kurang sensitif digunakan dalam jumlah populasi yang rendah dan biasanya tidak dapat dilakukan di daerah-daerah tropik negara-negara yang sedang berkembang karena keterbatasan peralatan. Salah satu aspek simbiosis antara Rhizobium dan tanaman inang ialah dalam  pembentukan leghemoglobin. Dilaporkan oleh banyak peneliti bahwa mestinya tanaman memegang peranan yang penting dalam, pembentukan leghemoglobin ini. Gen-gen yang mengkode pembentukan leghemoglobin telah diisolasi dan diidentifikasi dari berbagai spesies tanaman legum. Senyawa yang larut yang berasar dari bakteri akan mempereepat  pembentukan hormon, seperti auksiin dan sitokinin dalam a kar tanaman guna meningkatkan  perkembangan meristem. Fiksasi nitrogen simbiotik salah satu contohnya dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang  bersimbiosis dengan tanaman kacang – kacangan. Spesies dari bakteri ini adalah bakteri  Rhizobium leguminosarum. Bakteri ini serupa batang, heterotrof, tidak memerlukan senyawa  N organik. Biasanya bergerak dalam dengan 1 saampai 6 flagel. Kerap kali membentuk kutilkutil pada akar tanaman. Koloni besar dan berlendir, bersifat gram negatif, simbion. Klasifikasi bakteri Rhizobium : Kingdom

Bacteria

5

Divisi

Proteobacteria

Class

Alphaproteobacteria

Ordo

Rhizobiales

Famili

Rhizobiaceae

Genus

Rhizobium

Species

  Rhizobium leguminosarum

Sebelum bakteri ini dapat menambat nitrogen, mereka harus mapan terlebih dahulu di dalam sel – sel jaringan akar tanaman inangnya. Infeksi sistem perakaran berkaitan erat dengan pembentukan “benang infeksi” pada rambut akar tertentu oleh bakteri tersebut. Bakteri penambat nitrogen masuk ke dalam sel – sel tanaman inang melalui benang terinfeksi ini. Beberapa sel tanaman itu menjadi terinfeksi diikuti dengan pembesaran sel serta meningkatnya laju pembelahan sel. Hal tersebut menghasilkan pembentukan nodul (bintil) pada sistem perakaran. Bakteri penambat nitrogen masuk ke dalam sel – sel tanaman inang melalui benang terinfeksi ini. Beberapa sel tanaman itu menjadi terinfeksi diikuti dengan pembesaran sel serta meningkatnya laju pembelahan sel. Hal tersebut menghasilkan pembentukan nodul (bintil) pada sistem perakaran. Mekanisme secara lengkap pembentukan bintil akar oleh bakteri  Rhizobium adalah Rhizobia menarik rambut akar  (chemotactically)dengan mediator lektin (lectin) melekatkan diri pada dinding sel rambut akar. Triptofan(tryptophan) merupakan komponen eksudat akar. Triptofan dirubah oleh Rhizobia menjadi asam indolasetik (IAA) yang menyebabkan rambut akar  keriting atau bercabang di sekitar lekatan Rhizobia. Polygalacturonase yang dikeluarkan oleh rhizobia atau oleh tanaman akan melunakkan dinding rambut akar. . Rhizobia bertambah masuk  kedalam dinding sel akar, kemudian inti sel dinding akar langsung berkembang dan terinfeksi oleh bakteri. . Infeksi pada pembuluh membran sel dan dikelilingi dinding selulosik yang tumbuh di dalam sel kortek akar dan menginfeksi beberapa sel tetraploid yang  berkembangbiak membentuk jaringan bintil akar. Rhizobia akan keluar dari lekatan infeksi menjadi berbentuk batang tidak beraturan dan kemudian memulai menambat nitrogen. Faktor-faktor dalam pembentukan bintil akar ialah : unsur hara khusus, fotosintesis, oksigen, produksi fiksasi N2, air dan senyawa nitrogen yang ada dalam tanah. Sedang faktor-

6

faktor yang berperan dalam aktivitas nitrogenase dalam bakteroid ialah kebutuhan oksigen dan karbon, dan leghemoglobin. Unsur-unsur Mo, S, Cu dan Co dibutuhkan dalam simbiosis tersebut. Dua unsur yang pertama dibutuhkan dalam enzim nitrogenase yang kemungkinan mengandung dua atom Mo dan kira-kira 25 - 30 atom Fe dan S dalam_ setiap kompleks molekul. Co dibutuhkan dalam enzim dalam bakteroid. Cu dibutuhkan dalam sistem dismutase superoksida Oksigen dibutuhkan dalam jumlah sedikit (0,2 - 0,3 atm) untuk  kecepatan fiksasi maksimum. 32 persen hasil fotosintesis dialirkan kepada bintil akar, yang 5% digunakan untuk pertumbuhan dan pemeliharaan bintil, 12% digunakan untuk respirasi dan 15% dilepas kembali kepada tanaman yang dalam keadaan kombinasi dengan nitrogen. Distribusi hasil fiksasi yang berupa asam glutamat dan glutamin mempengaruhi pula efektivitas bintil. Nitrogenase juga dihambat oleh air yang berlebihan, tetapi kalau air sangat defisien akan merusak fungsi fisiologis tanaman. Pembintilan terhambat oleh adanya nitrat dan amonium dalam tanah dan pengaruh ini terjadi terutama pada awal infeksi. Penghambatan oleh nitrat dan amonium ini kemungkinan disebabkan oleh penghambatan dalam pembentukan auxin.

Pemanfaatan bakteri fiksasi N2, baik yang diaplikasikan melalui tanah maupun disemprotkan pada tanaman, mampu meningkatkan efisiensi pemupukan N. Dalam upaya mencapai tujuan pertanian ramah lingkungan dan berkelanjutan, penggunaan bakteri fikasi  N2 berpotensi mengurangi kebutuhan pupuk N sintetis, meningkatkan produksi dan  pendapatan usahatani dengan masukan yang lebih murah.

7

Tanaman kacang – kacangan, bakteri dan bintil akar tersebut membentuk suatu sistem  penambatan nitrogen simbiotik. Pada proses ini baik bakteri maupun tanaman mendapat keuntungan dari hubungan tersebut. Bakteri menjadikan nitrogen tersedia untuk tanaman dan sebagai imbalannya bakteri memperoleh zat nutrien yang dibutuhkannya dari jaringan tanaman. Pengaruh leghemoglobin dalam fiksasi N sebagai berikut : (1) Bakteroid mengandung dua terminal sistem oksidasi. Pertama, dengan afinitas O2 yang tinggi, sensitif oleh penghambatan CO2 dan N-phenylimidazole, bekerja dibawah 1 mikromole O2 tetapi mempunyai aktivitas yang rendah pada atau diatas 10 mikromole O2. Sistem kedua, tidak sensitif terhadap kedua penghambat tersebut, mempunyai aktivitas rendah dibawah l mikromole O2 tetapi tinggi pada atau diatas 10 mikromole O2. (2) Produksi ATP dalam bakteroid paling besar selama deoksigenasi oksihemoglobin yang ditambahkan, misalnya pada 10-8 - 10-7 mikromole bebas O2. Akibatnya aktivitas nitrogenase paling tinggi dalam kisaran konsentrasi rendah bebas oksigen. Sistem oksidasi yang afinitasnya tinggi merupakan produser ATP yang lebih efisien dibanding sistem kedua, sistem aktivitas O2 yang rendah. (3) Pada konsentrasi bebas O2 yang diperlukan untuk produksi ATP yang maksimum, difusi O2 kedalam bakteroid membatasi kecepatan respirasi. (4) Dalam oksihemoglobin, aliran O2 dalam kisaran konsentrasi yang rendah ini meningkat dengan proses difusi, respirasi meningkat dan produksi ATP berjala n efisien (5) Dalam leghemoglobin yang teroksidasi sebagian ini, konsentrasi O2 bebas diatur dalam kisaran tertentu. Fluktuasi dalam kebutuhan O2, meningkat dari variasi dalam suplei hasil fotosintesis misalnya atau fluktuasi suplei O2 yang disebabkan oleh lingkungan, cenderung merubah oksigenasi leghemoglobin, fluktuasi konsentrasi oksigen bebas akan tetap rendah Perkembangan penggunaan inokulum terus maju oleh karena alasan-alasan sebagai  berikut : (1) efektivitas fiksasi N2 dan spesifitas inang (2)kemampuan kompetitif dalam pembentukan bintil dan ketahanannya dalam tanah (3) sifat-sifat khusus, misalnya toleransi terhadap pH rendah dan untuk  situasi khusus lainnya (4) sifat-sifat yang berhubungan dengan pembiakan dan persiapan inokulasi. Kegagalan memperoleh respon yang baik terhadap inokulasi disebabkan oleh : (1) adanya antagonis yang menghambat rhizobium dalam rhizosfer, (2) adanya strain yang tak efektif dialam yang tak dapat diganti tempatnya oleh strain baru yang efektif,

8

(3) pengaruh yang tak menguntungkan dalam tanah, misalnya alkalinitas, kemasaman dan faktor-faktor yang berkaitan dengan struktur tanah, penggunaan pestisida dan nitrat yang tinggi dalam tanah. Rekomendasi untuk penggunaan inokulum yang lebih baik adalah sebagai berikut: (1) Memamerkan kelebihan inokulasi (2) Peningkatan dalam fasilitas transportasi dan penyimpanan (3) Menggunakan inokulasi tanah, dengan tanah asal bakteri (4) Menggunakan inokulum multistrain untuk memperkecil kegagalan karena pengaruh faktor lingkungan (5) Menggunakan starter nitrogen (6) Memperkaya perlakuan benih dengan zat perekat

@@@@@@

9

DAFTAR PUSTAKA

http://fionaangelina.com/2007/12/23/simbiosis/+macammacam+simbiosis&cd=2&hl=id&ct =clnk&gl=id http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Istimewa%3APencarian&search=ektosimbiosis&go =Tuju+ke http://unisri.ac.id/faperta/wp-content/uploads/2009/01/7-bioteknologi-dan-keharaantanaman.pdf 

10