ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI INDIGENOUS TANAH DI
KAWASAN KAMPUS UNIVERSITAS JAMBI
ISOLATION AND CHARACTERIZATION OF INDIGENOUS SOIL BACTERIA IN
CAMPUS AREA OF JAMBI UNIVERSITY
Ummi Mardhiah Batubara1*, Ika Oksi Susilawati1 , Hesti Riany1
Program Studi Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Jambi1*
Kampus Pinang Masak, Jln. Raya Jambi-Muaro Bulian KM.15 Mendalo Darat-36361
ummi.mardhiah.bb@gmail.com
ABSTRACT
The aims of this research is to find potential indigenous soil bacteria. Population of indigenous soil bacteria was isolated from several locations at Jambi University. Ten selected bacteria were then characterized. They are KHU03; KHU07; KHU08; KHU09; KHU11; KBU23; LTU31; DNU 41; DNU42 and DNU44. Microbial characteristics were observed morphology and physiology of bacteria, acidity test, osmotic pressure test, and temperature test. The characterization results showed that seven isolates of gram-positive, three isolates of gram-negative. Three of isolates were include acidophilic, three isolates of alkaliphilic and four isolates of neutrophilic. Two of isolates were include of halophile, four isolates of non halophile and four isolates of halotolerant. Two of isolates were include psicrophilic, eight isolates of mesophilic and no isolate of thermophilic.
Keywords: isolation, characterization, indigenous soil bacteria
ABSTRAK
Bakteri indigenous tanah diisolasi dari beberapa tempat yang terdapat di kawasan Universitas Jambi. Sepuluh isolat terpilih selanjutnya dikarakterisasi yaitu isolat KHU03; KHU07; KHU08; KHU09; KHU11; KBU23; LTU31; DNU 41; DNU42 dan DNU44. Karakterisasi mikroba dilakukan dengan mengamati ciri morfologi dan fisiologi bakteri, uji keasaman, uji tekanan osmotik dan uji toleransi terhadap beberapa suhu. Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa tujuh isolat tergolong bakteri gram positif dan tiga isolat gram negatif. Sebanyak tiga isolat tergolong bakteri asidofil, tiga isolat basidofil dan empat isolat neutrofil. Sebanyak dua isolat tergolong halofilik, empat isolat non-halofil dan empat isolat halotoleran. Sebanyak dua isolat tergolong psikofilik, delapan isolat mesofilik, dan tidak ada isolat yang termofilik.
Kata kunci: isolasi, karakterisasi, bakteri indigenous tanah
1. PENDAHULUAN
Tanah merupakan suatu ekosistem yang memiliki kelimpahan mikroorganisme yang bervariasi. Tanah yang melimpah di alam merupakan media yang baik untuk pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme. Kandungan C-organik dalam jumlah yang besar pada tanah berperan sebagai penyokong segala bentuk kehidupan di dalam tanah. Keberadaan mikroorganisme di dalam tanah dipengaruhi oleh kondisi lingkungan
[1]. Di alam, mikroorganisme lebih banyak ditemukan pada permukaan tanah karena bahan organik tersedia dalam jumlah yang besar. Oleh karena itu, mikroorganisme lebih banyak berada pada lapisan tanah yang paling atas [2]. Beberapa penelitian melaporkan bahwa bakteri adalah mikroorganisme yang paling banyak ditemukan di dalam tanah bila dibandingkan dengan mikroorganisme lain seperti fungi dan protozoa. Kelimpahan bakteri di alam disebabkan kemampuannya untuk dapat hidup pada seluruh lapisan tanah dan pada kondisi tanah yang berbeda pula [3].
Pada hakikatnya, pemanfaatan mikroorganisme yang berasal dari tanah telah banyak dilakukan. Peran mikroorganisme yang besar dalam pemecahan berbagai masalah dilingkungan menjadi alasan dilakukan eksplorasi dan isolasi bakteri potensial yang keberadaannya melimpah . Mikroorganisme juga termasuk ke dalam biodiversitas yang dapat diisolasi dari setiap lapisan tanah, laut bahkan dari berbagai macam limbah industri.
Bakteri indigenous yaitu bakteri yang secara alami hidup bebas di alam dan memiliki berbagai macam manfaat bagi manusia. Beberapa hasil penelitian yang memanfaatkan bakteri indigenous telah banyak dilaporkan misalnya sebagai agen bioremediasi limbah [4]; agen pengendali hayati tanaman [5]; penghasil antibiotik [6]; agen pelarut fosfat [7]; penghasil enzim-enzim potensial yang pemanfaatannya dapat digunakan dalam bermacam bidang industri dan sebagainya [8].
Kawasan kampus Universitas Jambi masih memiliki banyak lahan alami dan masih terjaga keasriannya. Eksplorasi, isolasi dan karakterisasi bakteri indigenous yang berasal dari beberapa kawasan kampus di Universitas Jambi diharapkan dapat menjadi sumber informasi serta dapat dimanfaatkan untuk penelitian lebih lanjut.
2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi dan Rekayasa Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi. Waktu pelaksanaan penelitian dimulai pada bulan Maret sampai dengan April 2015.
Isolasi bakteri indigenous diperoleh dari sampel tanah yang terdapat di kawasan Universitas Jambi yaitu tanah danau UNJA Mendalo, tanah rawa UNJA Mendalo, tanah Fakultas Kehutanan, tanah Fakultas Hukum, dan tanah Fakultas Peternakan. Sebanyak 0,1 ml sampel tanah yang telah diencerkan 106 di enrichment pada Media Nutrien Broth. Isolat yang tumbuh kemudian diinokulasi dalam media Nutrien Agar dengan metode pour
plate. Selanjutnya diinkubasi pada suhu 37oC. Isolat yang diperoleh kemudian di
Karakterisasi ciri morfologi yang dilakukan meliputi bentuk, ukuran, margin, elevasi, dan warna koloni bakteri. Pengamatan bentuk sel secara mikroskopis dengan metode pewarnaan Gram dilakukan untuk melihat bentuk sel, penataan dan sifat Gramnya. Selanjutnya dilakukan pengujian kemampuan tumbuh isolat terhadap perubahan kondisi lingkungan. Isolat yang diperoleh kemudian dipilih secara acak untuk diuji sifat fisik dan kimianya. Uji karakterisasi sifat fisik dan kimia yang dilakukan meliputi pengaruh suhu (5oC; 10oC , 15oC; 25oC; 35oC; 55oC); pengaruh tekanan osmotik (NaCl 2%; NaCl 4%; NaCl 6%; NaCl 8%; NaCl 10%; NaCl 12%); dan pengaruh pH (pH 2; pH 4; pH 6; pH 7; pH 8; pH 10). Pertumbuhan mikroba pada media pengujian selanjutnya diukur sebagai Optical Density (OD) pada panjang gelombang 600 nm.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil penelitian didapatkan 31 isolat bakteri indigenous yang berasal dari beberapa tanah di kawasan kampus Universitas Jambi. Sepuluh isolat yang dikarakterisasi disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik bakteri indigenous tanah di area Universitas Jambi
Kode
Isolat Bentuk Ukuran Permukaan Margin Warna Elevasi
Pewarnaan Gram Bentuk Koloni Penataan (+) (-) DNU41 tidak beraturan besar kering
berkerut lobate putih flat √ basil mono DNU42 tidak
beraturan besar
kering
mengkilap undulate kuning flat √ basil mono DNU44 tidak
beraturan sedang
halus
mengkilap undulate kuning flat √ basil mono KBU23 tidak
beraturan besar
kering
berkerut undulate putih umbonate √
basil
pendek mono KHU07 tidak
beraturan besar berkerut undulate krem flat √ basil mono KHU08 bulat kecil halus
mengkilap entire kuning raised √ basil mono KHU09 bulat sedang halus
mengkilap entire putih umbonate √ basil mono KHU10 tidak
beraturan besar berkerut lobate kuning raised √ cocus mono KHU11 bulat sedang halus
mengkilap entire krem raised √ basil rantai LTU31 tidak
beraturan sedang
halus
mengkilap undulate krem flats √ basil mono
Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa terdapat kesamaan ciri morfologi dari kesepuluh isolat yang diuji yaitu bentuk koloni bakteri umumnya tidak beraturan dan berukuran besar dengan permukaan yang halus mengkilap. Dominasi warna koloni bakteri yang diperoleh adalah putih, sel berbentuk basil dengan penataan mono. Hasil pewarnaan bakteri kesepuluh isolat disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Pewarnaan Gram bakteri indigenous tanah di kawasan Universitas Jambi a) Isolat DNU44; b) Isolat KHU09; c) Isolat KHU08; d) Isolat KHU07; e) Isolat KHU10; f) Isolat DNU41; g) Isolat KBU23; h) Isolat KHU11; i) Isolat LTU31 dan j) Isolat DNU42 (perbesaran 1000x).
Secara keseluruhan pertumbuhan 10 isolat terpilih pada beberapa perlakuan seperti suhu, pH dan tekanan osmotik telah diukur absorbansinya. Data pengukuran pertumbuhan bakteri indigenous tanah dari beberapa kawasan kampus di Universitas Jambi dapat dilihat pada grafik di bawah ini.
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 pH 2 pH 4 pH 6 pH 7 pH 8 pH 10
KHU03 KHU07 KHU08 KHU09 KHU11
KBU23 LTU31 DNU41 DNU42 DNU44
Gambar 2. Pertumbuhan bakteri indogenous tanah di kawasan kampus Universitas Jambi terhadap perlakuan pH.
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 2% 4% 6% 8% 10% 12%
KHU03 KHU07 KHU08 KHU09 KHU11
KBU23 LTU31 DNU41 DNU42 DNU44
Gambar 3. Pertumbuhan bakteri indigenous tanah di kawasan kampus Universitas Jambi terhadap perlakuan tekanan osmotic.
0 . 0 0 0 . 0 5 0 . 10 0 . 15 0 . 2 0 0 . 2 5 0 . 3 0 0 . 3 5 0 . 4 0 0 . 4 5 0 . 50
5oC 10oC 15oC 15oC 35oC 55oC
KHU03 KHU07 KHU08 KHU09 KHU11 KBU23
LTU31 DNU41 DNU42 DNU44
Gambar 4. Pertumbuhan bakteri indigenous tanah di kawasan kampus Universitas Jambi terhadap perlakuan suhu.
Tidak semua kelompok bakteri indigenous dari beberapa sampel tanah memiliki kemampuan yang sama terhadap perubahan faktor lingkungan di alam. Hasil pengamatan uji kemampuan tumbuh indigenous terhadap perubahan pH, suhu dan tekanan osmotik dapat dilihat pada Tabel 2. di bawah ini.
Tabel 2. Uji kemampuan tumbuh bakteri indigenous terhadap pH, Suhu dan tekanan osmotik
Dari sepuluh isolat yang diuji terhadap pengaruh suhu menunjukkan bahwa 2 isolat dapat tumbuh optimum pada suhu 5-15oC (psikofilik), 8 isolat tumbuh optimum pada suhu 25-35OC (mesofilik) dan tidak satupun isolat yang diuji mampu hidup pada suhu 55o C (termofilik). Hasil uji terhadap pengaruh tekanan osmotik menunjukkan bahwa 3 isolat mampu bertahan hidup pada kondisi asam (pH 2-4), 4 isolat mampu bertahan hidup pada kondisi netral (pH 6-7) dan 3 isolat mampu bertahan hidup pada kondisi basa (pH 8-10). Sedangkan untuk hasil pengujian terhadap pengaruh terhadap kadar garam (NaCl) menunjukkan bahwa 2 isolat termasuk halofilik (NaCl 2-4 %), 4 isolat termasuk non halofilik (NaCl 6-8 %) dan 4 isolat termasuk halo-toleran (NaCl 10-12%).
Pada umumnya, mikroorganisme memiliki daya adaptasi yang cukup terhadap perubahan tekanan osmotik di lingkungan hidupnya. Kelompok bakteri yang mampu bertahan pada kadar tinggi dapat dimanfaatkan sebagai senyawa penghasil antimikroba. Kemampuan hidup pada kondisi garam disebabkan kondisi didalam tanah yang kaya akan unsure-unsur hara yang berupa makro atau mikro nutrien.
pH tanah sangat mempengaruhi aktivitas dan perkembangan mikroorganisme di dalam tanah. Umumnya pH yang dibutuhkan tanaman sama dengan pH pertumbuhan mikroorganisme disekitarnya. Penurunan pH pada kondisi tertentu dapat mempengaruhi aktivitas mikroorganisme basofil di dalam tanah. Namun, untuk kelompok bakteri asidofil kondisi pH yang rendah (pH 2-5) lebih baik. Kebanyakan mikroorganisme tumbuh optimum pada pH netral, tetapi ada juga yang tumbuh pada pH 2 dan pH 10.
Pemanfaatan mikroba asidofil telah banyak dilakukan. Mikroorganisme yang bertahan pada kondisi pH rendah sering digunakan sebagai agen pelarut fosfat yang tersedia di tanah. Bakteri yang mampu melarutkan fosfat bekerja dengan cara mengeluarkan beragam asam-asam organik seperti asam formiat, asetat, propionat, laktat, glikolat, fumarat dan suksinat. Asam-asam organik ini yang selanjutnya akan
Kode isolat
Karakteristik Fisik dan Kimia
Psikofil Mesofil Termofil Asidofil Neutrofil Basidofil Halofil Non
halofil Halo toleran KHU03 √ - - - √ - - - √ KHU07 - √ - √ - - - √ - KHU08 - √ - √ - - - √ - KHU09 - √ - - - √ - √ - KHU11 - √ - - √ - - √ KBU23 - √ - - - √ √ - - LTU31 - √ - - √ - √ - - DNU41 - √ - - - √ - - √ DNU42 - √ - √ - - - √ - DNU44 √ - - - √ - - - √
membentuk kompleks stabil dengan kation Al, Fe atau Ca yang nantinya akan mengikat fosfat. Tujuannya fosfat akan terbebas dari ikatannya dan mudah diserap oleh akar tanaman. Beberapa hasil penelitian melaporkan bahwa bakteri pelarut fosfat tersebut berasal dari dalam tanah itu sendiri (bakteri indigenous). Beberapa contoh di antaranya adalah Pseudomonas, Bacillus, Escherchia, Brevibacterium dan Serratia [9].
4. KESIMPULAN
Sepuluh isolat bakteri indigenous tanah diperoleh dari kawasan Universitas Jambi memiliki kemampuan yang berbeda terhadap perbedaan faktor lingkungan yaitu suhu, pH dan tekanan osmotik. Pemanfaatan isolat bakteri indogenus diharapkan mampu menjadi sumber informasi baru bagi penelitian lebih lanjut.
5. UCAPAN TERIMAKASIH
Terima kasih disampaikan kepada Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi serta rekan-rekan dosen di Program Studi Biologi yang telah memberikan bantuan dan motivasi kepada penulis untuk menyelesaikan penelitian ini. Terimakasih juga disampaikan kepada analis dan teknisi Laboratorium Bioteknologi dan Rekayasa Universitas Jambi yang telah banyak membantu sehingga penelitian ini dapat terlaksana dengan baik.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1]. Wagner GH, and Wolf DC. Carbon transformation and soil organic matter formation. p 218-258. In D.M. Silvia, J.J. Fuhrmann, P.G. Hartel, and D.A Zuberer (Eds.)
Principles and Applications of Soil Microbiology. Prentice Hall. New Jersey.1997
[2]. Alexander, M. Introduction to soil mycrobiology. 2nd Ed. New York. 1977.
[3]. Rahayu F, Sudjindro dan Hariyono B. Uji efektifitas isolat indigenous air rendaman kenaf sebagai inokulum dalam proses retting kenaf. 2011
[4]. Diswanto E dan Kardena E. Isolasi dan karakterisasi Pseudomonas sp. Dari tanah
tercemar hidrokarbon minyak bumi Sumatera dan Jawa. 2010
[5]. Salaki CL. Isolasi dan karakterisasi bakteri indigenous (Bacillus cereus Frank) sebagai
agensia pengendalian hayati terhadap hama kubis. 1 (1):10-15.
[6]. Panagan TA. Isolasi mikroba penghasil antibiotic dari tanah kampus Unsri Indralaya
menggunakan media ekstrak tanah. 2011; 14(3). Jurnal Penelitian Sains
[7]. Marista E, Khotimah S dan Linda S. Bakteri pelarut fosfat hasil isolasi dari tiga jenis
tanah Rizosfer tanaman pisang nipah (Musa paradisiacal var. nipah) di kota singkawang. 2013; 2(2):93-101. Probiont
[8]. Baehaki A, Rinto dan Budiman A. Isolasi dan karakterisasi protease dari bakteri tanah
rawa Indralaya Sumatera Selatan. 2011; 22(1). 34-41
