Aspek Fisiologi dan Analisis DNA Genom Beberapa Galur Bradyrhizobium japonicum Toleran Asam-Al

(1)

.1

/

ASPEK FISIOLOGI DAN ANALISIS DNA GENOM

BEBERAPA GALUR

Bradyrhizobiumjaponicum

TOLERAN ASAM-AI

NURKUMALA SARI

JURUSAN BIOLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

"Sungguh atas kehendak Allah semua ini terwujud"

(3)

RINGKASAN

NURKUMALA SARI. Aspek Fisiologi dan Analisis DNA Genom Beberapa Galur Bradyrhizobium japonicum Toleran Asam-A! (Physiological Aspects and DNA Genome Analysis of Several Bradyrhizobium japoniclll1l Acid-AI Tolerant Strains). Dibimbing oleh TEDJA IMAS dan ARIS TJAHJOLEKSONO.

Uji fisiologi dan schizotyping telall dilakukan untuk menganalisis keragaman beberapa galur Bradyrhizobium japonicum toleran asam-A!. Duapuluh satu galur B. japonicul1l toleran asam-AI diguna-kan sebagai sumber galur untuk uji fisiologi dan enam diantaranya untuk analisis DNA genom. Uji fisiologi yang digunakan adalah uji produksi penisilinase, uji toleransi NaCI 1%, uji produksi H,S, uji produksi 3-ketolaktosa, dan uji aktivitas gelatinase. Analisis DNA genom dilakukan dengan memanfaatkan enzim restriksiAseI,Asnl, Spel, Xbal dan teknik elektroforesis medan berpulsa (pFGE).

(4)

SUMMARY

NURKUMALA SARI. Physiological Aspects and DNA Genome Analysis of Several Bradyrhizobium japonicum Acid-AI Tolerant Strains. Supervised by TEDJA !MAS and ARIS TJAHJOLEKSONO.

Twenty one of Bradyrhizobium japonicum strains tolerant to acid-AI were tested for the ability to produce penicillinase, cysteine desulphurase, gelatinase, 3-ketolactose and their growth tolerance to 1% NaCI as recommended elsewhere. Six of them were subjected to genome analysis using pulsed-field gel electrophoresis and four restriction enzymes such as Asel, Asnl, Spel, XbaI.

All strains tested did not produce penicilliuase, cysteine desulphurase, gelatinase, 3-ketolactose and neither the tolerance to NaCII% but 95,2% strains did produce penicillinase by adding 100 unit/rul

(5)

ASPEK FISIOLOGI DAN ANALISIS DNA GENOM

BEBERAPA GALUR

TOLERAN ASAM-Al

NURKUMALA SARI

Skripsi

sebagai salab satu syarat uutuk memperoleh gelar

Sarjana Saius

pada

Jurusan Biologi

J1JRUSAN BIOLOGI

(6)

Judul

Aspek Fisiologi dan Analisis DNA Genom Beberapa Galur

Bradyrhizobium

japonicum

Toleran Asam-Al

Nama

NIM

Nurkumala Sari

G28.0030

If. Tedja Imas, MS

Pembimbing I

Tanggal Lulus : 30 Nopember 1998

Menyetujui,

Dr. If. ArisTjahjoleksono, DEA

i

Pembimbing II

(7)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Bogor, 22 Februari 1972, sebagai anak kedua dari 7 bersaudara, dari ayah

M, Namin Atang, ibu Romiyatun (almarhumah) dan ibu Supriyati.

Penulis menyelesaikan pendidikan SD Negeri 01 Tanah Barn, Depok pada tahun 1985, lulus

SMP Negeri 131 Ciganjur, Jakarta Selatan pada tahun 1988, dan lulus SMA Negeri 28 Pasar Minggu.

Jakarta Selatan pada tahun 1991.

Penulis diterima di Tingkat Persiapan Bersama (TPB) IPB pada tal,un 1991 melalui jalur

Undangan Masuk IPB (USMI). Pada tahun 1992 diterirna dan menjadi mahasiswa Jurusan Biologi,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetalman Alam, IPB. Pada tahun 1995-1998 menjadi asisten luar biasa

(8)

PRAKATA

Fuji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya

iImiah ini berhasiI diselaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Agustus

1995 ini ialah analisis DNA genom bakteri bintil akar, dengan judul Aspek Fisiologi dan Analisis DNA

Genom Beberapa GaIur Bradyrhizobium japonicum Toleran Asam-Al.

PeuuIis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian

karya ilmiah ini, antara lain !bu Jr. Tedja lmas, MS dan Bapak Dr. Jr. Aris Tjahjoleksouo, DEA selaku

pembimbing; Bapak Dr. Jr. Muhanunad Jusuf yang telah memberikan ijiu kepada penulis dalam

pemakaian laboratorium Genetika, PAU, IPB; !bu Dr. Rastri Saraswati yang telah memberikan ijiu dalam

pemakaian laboratorium BALITBIO, BALIT AN, Cimanggu; !bu Dra. Sri Listiyowati, MSi yang telah

banyak memberikan masukkan dalam penuiisan laporan; Erny Yuniarti, SSi yang telah banyak membantu

selama proses penelitian; juga kepada ternan-ternan yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

Ucapan terima kasih dan penghargaan tidak lupa saya tujukan kepada Kepala Proyek

Pengembangan Riset Terpadu melalui Dekan FakuItas MIP A IPE yang telah mendanai riset ini sebagai

(9)

DAFTARISI

Halaman

DAFTAR TABEL ... vi

DAFTAR GAMBAR ... Vll DAFTAR LAMPIRAN ... viii

PENDAHULUAN ... I BAHAN DAt'l METODE Uji Fisiologi .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... 2

Sumber Galur ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .... ... ... ... 2

Peremajaan Galur .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... 2

Penyiapan Inokulum .... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... 2

Produksi Penisilinase ... 2

Toleransi Terhadap NaCI ... 2

Produksi Hidrogen Sulfida ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2

Aktivitas Gelatinase ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2

Produksi 3-Ketolaktosa ... ... ... ... ... ... ... ... ... 2

Analisis Profil DNA Genom ... ... ... ... ... ... ... 3

Isolasi dan Pemotongan DNA Genom Total ... 3

Elektroforesis Medan Berpulsa ... 3

RASIL DAN PEMBAHASAN HasH ... 3

Uji Fisiologi ... ... .... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... 3

Analisis Profil DNA Genom ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5

Pembahasan ... 7

Uji Fisiologi ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7

Analisis Profil DNA Genom . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7

Penentuan Ada Tidakuya Plasmid . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7

Penentuan Enzim Restriksi yang Memotong Jarang ... ... ... ... ... ... ... 8

Penentuan Kondisi Ramping ... 8

Penentuan Ukuran dan Jumlall Fragmen ... ... ... ... ... ... ... 9

Perbandingan Profil DNA Genom ... 9

KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9

Saran ... 9

DAFTAR PUSTAKA ... 9

(10)

DAFTAR TABEL

Halaman

1. Enzim restriksi, lamtan penyangga, situs pemotongan, dan suhu optimum yang digunakan . 3

2. Basil pengujian galur B. japonicum toleran asam-A! terhadap beberapa aspek fisiologi ... 4

3. Perkiraan jumlah macam potongan fragmen DNA genom galur uji hasil pemotongan 4 enzim restriksi ... 8

4. Interpretasi kemiripan galur 11 dan 15 berdasarkan jumlah macam potongan fragmen dan ukuran fragmen DNA yang dihasilkan pemotonganAsnI ... 9

DAFTAR GAMBAR

Halaman

1. Penampakan koloni hasil uji produksi penisilinase dengan konsentrasi Pen 100 unitlml (alas) dan hasil uji toleransi NaCl 1% (bawah); (a) kontrol positif: R. tropici CIAT 899, (b) galur 48 ... 4

2. Penampakan koloni hasil uji produksi B2S; (a) kontrol positif: Salmonella sp., (b) galur 45, (e) kontrol negatif ... 4

3. Penampakan koloni hasil uji aktivitas gelatinase (atas) dan hasil uji produksi 3-ketolaktosa (bawah); (a) kontrol positif: P. aenlginosa (atas), A. tumefaciens (bawah); (b) galur 48 ... 5

4. Basil elektroforesis DNA genom utuh pada kondisi ramping : waktu pulsa 5-30 detik, waktu pemisallan 20 jam, tegangan listrik 5.6 V/em, pada gel agarosa I %, dengan standar ukuran molekul genom R. sphaeroides 2.4.1 yang dipotong dengan enzimAsnI ... 5

5. Basil interpretasi profil DNA genom dari Gambar 4 ... 5

6. Basil pemisallan DNA genom dengan enzim restriksi Spel pada kondisi ramping: waktu pulsa 40-80 detik, waktu pemisallan 20 jam, tegangan listrik 5.6 V/cm, pada gel agarosa 1 %, dengan standar ukuran molekul genom R. sphaeroides 2.4. I yang dipotong dengan AsnI ... 6

7. Basil interpretasi profil DNA genom dari Gambar 6 ... ... ... ... ... ... ... ... 6

8. Basil pemisahan DNA genom dengan enzim restriksi AsnI pada kondisi ramping : waktu pulsa 10-35 detik, waktu pemisallan 20 jam, tegangan listrik 5.6 V/cm, pada gel agarosa I %, dengan standar ukuran molekul genom R. sphaeroides 2.4.1 yang dipotong dengan Asnl ... 6

9. Basil interpretasi profil DNA genom dari Gambar 8 ... .... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... 6

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

1. Komposisi media dan reagen yang digunakan ... 13

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

(22)

(23)

(24)

(25)

.1

/