i
POTENSI Streptomyces sp. PADA RIZOSFER TANAMAN
ZINGIBERACEAE DALAM MENGHAMBAT MULTIDRUG
RESISTANT Acinetobacter baumannii
Skripsi
Sebagai tugas akhir untuk memenuhi syarat mencapai derajat Sarjana S-1 Program Studi Biologi FMIPA Universitas Udayana
Oleh Ni Kadek Losiani
1208305003
PROGRAM STUDI BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS UDAYANA
BALI 2016
ii SKRIPSI
POTENSI Streptomyces sp. PADA RIZOSFER TANAMAN
ZINGIBERACEAE DALAM MENGHAMBAT MULTIDRUG
RESISTANT Acinetobacter baumannii
Oleh Ni Kadek Losiani
1208305003
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji dan telah dinyatakan lulus pada tanggal 26 Mei 2016
Menyetujui
Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Dra. Retno Kawuri M.Phil. Dr. Drs. A. A. Ketut Darmadi, M.Si. NIP. 1961 0112 198803 2 002 NIP. 1968 0115 199303 1 001
Mengesahkan
Ketua Program Studi Biologi FMIPA Universitas Udayana
Dr. I Ketut Ginantra S.Pd., M.Si. NIP. 19710612 199903 1 001
iii KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Skripsi sebagai tugas akhir untuk memenuhi syarat mencapai derajat Sarjana S-1 Jurusan Biologi FMIPA UNUD yang berjudul “Potensi Streptomyces sp. pada Rizosfer Tanaman Zingiberaceae dalam Menghambat Multidrug Resistant Acinetobacter baumannii
”
. Pada kesempatan ini, penulis mengucapan terima kasih kepada:1. Yth. Ibu Dr. Dra. Retno Kawuri, M.Phil. dan Dr. Drs. A. A. Ketut Darmadi, M.Si., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan ide-ide, masukan, dan bimbingan selama penulisan skripsi ini.
2. Yth. Bapak Dr. Drs. Ida Bagus Gede Darmayasa, M.Si., Ibu Dr. Ni Luh Suriani, S.Si., M.Si., dan ibu Dr. Dra. Meitini W. Proborini, M.Sc. selaku penguji yang telah memberikan masukan, kritik, dan saran selama penulisan skripsi ini.
3. Yth. Bapak Prof. Dr. Ir. I Wayan Kasa, M.Rur.Sc., selaku dosen pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan nasehat selama studi.
4. Yth. Bapak Dr. I Ketut Ginantra S.Pd., M.Si. dan Bapak Dr. Drs. Ida Bagus Gede Darmayasa, M.Si., selaku ketua dan sekretaris jurusan biologi yang telah memberi izin dan fasilitas demi terlaksananya penelitian dan penyusunan skripsi ini.
5. Yth. Bapak Drs. Ida Bagus Made Suaskara, M.Si selaku dekan FMIPA serta seluruh panitia seminar dan staf pegawai Jurusan Biologi yang telah memberi bantuan dalam kelancaran administrasi selama penyusunan skripsi ini.
6. Orang tua tercinta Bapak Pande ketut Wol Widana dan Ibu Ketut Dewi serta adik Ni Komang Pande Wiasih dan Pande Wayan Arta Nuada yang telah memberikan semangat dan doa selama penelitian dan penulisan skripsi ini.
iv 7. Kayika Febryanti, Mas Suratniasih, dan Diah Purnama sebagai sahabat yang telah memberi semangat dan dukungan selama penelitian. Kepada Diah Kharismawati Djereng dan Wiwik Sinta yang sudah menemani selama penelitian di Laboratorium dan memberi saran selama penulisan skripsi ini. Kepada Gede Putra Wirantana terimakasih atas motivasi serta bantuan dalam melancarkan penelitian ini. Kepada seluruh teman-teman di Jurusan Biologi dan semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, yang telah banyak memberikan bantuan dan dukungan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, maka dari itu, saran dan kritik yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih.
Jimbaran, 27 April 2016
v ABSTRAK
Acinetobacter baumannii merupakan salah satu patogen yang sudah mengarah ke multidrug resistant (MDR-A baumannii). Patogen ini sering menjadi penyebab wabah infeksi pada pasien yang mendapat perawatan di ruang rawat intensif di rumah sakit. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan isolat Streptomyces sp. yang diisolasi pada rizosfer tanaman famili Zingiberaceae dalam menghambat pertumbuhan MDR-A. baumannii, mengetahui potensi filtrat Streptomyces sp. dalam menghambat pertumbuhan MDR-A baumannii, dan mengetahui Minimum Inhibitory Concentration (MIC) filtrat Streptomyces sp. dalam menghambat MDR-A baumannii. Bakteri Streptomyces diisolasi pada rizosfer tanaman temu ireng (Curcuma aeruginosa Roxb), lengkuas (Alpinia galanga L.), jahe merah (Zingiber officinale Rosc.), dan kunyit putih (Curcuma mangga Val.). Isolat MDR-A. baumannii diperoleh dari stock culture Laboratorium Mikrobiologi Klinik RSUP Sanglah Denpasar. Uji antagonistik isolat Streptomyces sp. terhadap pertumbuhan MDR-A. baumannii menggunakan metode dual culture dan untuk mengetahui MIC filtrat Streptomyces sp. menggunakan metode sumur difusi. Rancangan penelitian yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dan data diameter zona hambat uji MIC dianalisis dengan Analysis of Varian (ANOVA) kemudian dilanjutkan dengan uji Duncan Multiple Range Test taraf signifikan 5 %. Hasil penelitian diperoleh 5 isolat Streptomyces sp. (LCM1, KCM2, KAG3, LCM4, dan LZO5). Isolat Streptomyces sp. KCM2 menghasilkan diameter zona hambat terbesar terhadap MDR-A. baumannii yaitu 15,59 mm sehingga dilanjutkan untuk diisolasi filtratnya dan diuji MIC. Filtrat Streptomyces sp. KCM2 mampu menghambat dengan diameter zona hambat sebesar 23,44 mm dan MIC filtratnya adalah 4% (v/v) dengan diameter zona hambat 8,77 mm.
Kata kunci: Streoptomyces sp., MDR-Acinetobacter baumannii, filtrat Streoptomyces sp. KCM2, Zingiberaceae
vi ABSTRACT
Acinetobacter baumannii is one of the pathogen which leads to multidrug resistant (MDR-A baumannii). This pathogen is often causing outbreaks of infections to the patients which are receiving treatment in the intensive care unit in hospital. This study aims to find out isolate’s ability of Streptomyces sp. which is isolated on the plants Zingiberaceae rhizosphere in inhibiting the growth of MDR-A. baumannii, to find out filtrate potential of Streptomyces sp. in inhibiting the growth of MDR-A baumannii, and to find out the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of Streptomyces sp. filtrate in inhibiting the growth of MDR-A baumannii. Streptomyces bacteria were isolated in rhizosphere of black zingiber (Curcuma aeruginosa Roxb), galangal (Alpinia galanga L.), red ginger (Zingiber officinale Rosc.), and white turmeric (Curcuma mango Val.). MDR-A. baumannii isolates were obtained from stock culture in Clinical Microbiology Laboratory Sanglah Hospital in Denpasar. The antagonistic test of Streptomyces sp. isolates to the growth of MDR-A. baumannii was using dual culture method, meanwhile to find out the MIC of Streptomyces sp. filtrate was using the wells diffusion method. The research design used was Completely Randomized Design (CRD) and the inhibitory zone diameter data of MIC test were analyzed by Analysis of Varian (ANOVA), and then continued by Duncan Multiple Range Test in significance level 5%. The results of this study obtained 5 isolates of Streptomyces sp. (LCM1, KCM2, KAG3, LCM4, and LZO5). Streptomyces sp. KCM2 produce the largest diameter of inhibition zone against MDR-A. baumannii which is 15.59 mm, therefore it is continued to be isolated its filtrate and MIC tested. The Streptomyces sp. KCM2 filtrate was able inhibiting the inhibition zone diameter of 23,44 mm and MIC of filtrate was 4% (v/v) with inhibition zone diameter of 8.77 mm.
Keywords: Streoptomyces sp., MDR-Acinetobacter baumannii, Streoptomyces sp. KCM2 filtrate, Zingiberaceae
vii DAFTAR ISI
Judul Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
LEMBAR PERSETUJUAN ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
ABSTRAK ... v
ABSTRACT ... vi
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 4
1.3. Tujuan Penelitian ... 4
1.4. Manfaat Penelitian... 4
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Bakteri Streptomyces ... 5
2.2. Tanaman Familia Zingiberaceae ... 8
2.3. Antibiotik ... 10
2.3.1. Mekanisme kerja antibiotik... 10
2.3.2. Mekanisme resistensi bakteri terhadap antibiotik ... 14
2.4. Bakteri Acinetobacter baumannii ... 15
2.4.1. Mekanisme resistensi antibiotik pada A. baumannii ... 18
2.5. Minimum Inhibitory Concentration (MIC) ... 19
III. METODE PENELITIAN 3.1. Metode Pengumpulan Data ... 20
3.1.1. Waktu dan tempat penelitian . ... 20
viii
3.1.3. Isolasi bakteri Streptomyces ... 20
3.1.4. Pengamatan makroskopis koloni bakteri Streptomyces ... 21
3.1.5. Pengamatan mikroskopis bakteri Streptomyces ... 21
3.1.6. Identifikasi bakteri Streptomyces ... 22
3.1.7. Uji aktivitas antagonistik isolat Streptomyces sp. terhadap multidrug resistant A. baumannii secara in vitro ... 22
3.1.8. Pembuatan filtrat Streptomyces sp. KCM2 ... 23
3.1.9. Uji aktivitas filtrat Streptomyces sp. KCM2 terhadap multidrug resistant A. baumannii ... 24
3.1.10. Rancangan penelitian ... 25
3.1.11. Variabel pengamatan ... 26
3.2. Metode Pengolahan Data ... 26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Isolasi Streptomyces sp. pada Rizosfer Tanaman Zingiberaceae ... 27
4.2. Aktivitas Antagonistik Isolat Streptomyces sp. terhadap Multidrug Resistant Acinetobacter baumannii secara in Vitro ... 33
4.3. Aktivitas Filtrat Streptomyces sp. KCM2 terhadap Multidrug Resistant Acinetobacter baumannii ... 37
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 43
5.2. Saran ... 43
DAFTAR PUSTAKA ... 44
ix DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 1. Rancangan acak lengkap pada uji aktivitas filtrat Streptomyces sp.
terhadap MDR-A. baumannii ... 25 Tabel 2. Isolat Streptomyces sp. yang terisolasi dari rizosfer tanaman
Zingiberaceae pada 2 Kawasan ... 27 Tabel 3. Rata-rata diameter zona hambat isolat Streptomyces sp. terhadap
multidrug resistant Acinetobacter baumannii ... 34
Tabel 4. Hasil uji MIC filtrat Streptomyces sp. KCM2 dengan konsentrasi 100% - 1% (v/v) terhadap multidrug resistant Acinetobacter baumannii ... 40
x DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. (A) Koloni Streptomyces sp. (Mathur et al., 2015) dan (B) Struktur mikroskopis (1. rantai spora dan 2. hifa) Scanning Electron Micrographs (SEM) (1600 x) ... 6
Gambar 2. Siklus hidup Streptomyces sp. ... 7 Gambar 3. Isolat Acinetobacter baumannii (diameter koloni 0,5-2 mm) ... 16 Gambar 4. Biofilm A. baumannii (in vitro) yang terbentuk pada permukaan
penutup kaca setelah 24 jam inkubasi pada suhu 370C di media Luria-bertani broth. Perbesaran 5.000 x, dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 17
Gambar 5. Biofilm polimikroba (A. baumanii, K. pnomuniae, dan P. aeruginosa) tumbuh dalam lumen kateter urin silikon yang diisolasi dari pasien rumah sakit di Roma. Perbesaran 10.000 x, dengan Scanning Electron Microscopy (SEM) ... 17 Gambar 6. (A) Koloni Streptomyces sp. LCA1 usia 5 hari pada media YMA/ISP4
dan (B) Struktur mikroskopis (a. konidia dan b. hifa). Perbesaran 1.000 x dengan Mikroskop Cahaya (Yazumi)... 28 Gambar 7. (A) Koloni Streptomyces sp. KCM2 usia 5 hari pada media YMA/ISP4
dan (B) Struktur mikroskopis (a. konidia dan b. hifa). Perbesaran 1.000 x dengan Mikroskop Cahaya (Yazumi)... 29 Gambar 8. (A) Koloni Streptomyces sp. KAG3 usia 5 hari pada media YMA/ISP4
dan (B) Struktur mikroskopis (a. konidia dan b. hifa). Perbesaran 1.000 x dengan Mikroskop Cahaya (Yazumi)... 30 Gambar 9. (A) Koloni Streptomyces sp. LCA4 usia 5 hari pada media YMA/ISP4
dan (B) Struktur mikroskopis (a. konidia dan b. hifa). Perbesaran 1.000 x dengan Mikroskop Cahaya (Yazumi)... 30 Gambar 10. (A) Koloni Streptomyces sp. LZO5 usia 5 hari pada media YMA ISP4
dan (B) Struktur mikroskopis (a. konidia dan b. hifa). Perbesaran 1.000 x dengan Mikroskop Cahaya (Yazumi)... 31 Gambar 11. Daya Hambat isolat Streptomyces terhadap MDR-A. baumannii.
(1) Streptomyces sp. LCA1, (2) Streptomyces sp. KCM2, (3) Streptomyces sp. KAG3, (4) Streptomyces sp. LCA4, (5) Streptomyces sp. LZO5, dan (6) Kontrol negative ... 34
Gambar 12. (A) Daya hambat filtrat Streptomyces sp. KCM2 pada fase n-butanol; (B) Daya hambat filtrat Streptomyces sp. KCM2 pada fase air; dan (C) Kontrol n-butanol ... 38
xi Gambar 13. Uji MIC Filtrat Streptomyces sp. KCM2 dengan konsentrasi
100% - 1% terhadap multidrug resistant Acinetobacter baumannii ... 41
xii DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil analisis Rancangan Acak Lengkap uji in vitro filtrat Streptomyces sp. KCM2 dengan perlakuan filtrat konsentrasi 100% - 1%, kontrol + (Tigecycline MIC 1 µg/mL), dan kontrol – (n-butanol) menggunakan ANOVA dan hasil yang berbeda nyata menggunakan uji DMRT... 56
