KARAKTERISASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI
SELULOLITIK SIMBION USUS BELAKANG RAYAP
PEKERJA
Macrotermes gilvus
ANDRI FERBIYANTO
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Isolasi, Karakterisasi, dan Identifikasi Bakteri Selulolitik Simbion Usus Belakang Rayap Macrotermes gilvus adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan ataupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
ANDRI FERBIYANTO. Karakterisasi, dan Identifikasi Bakteri Selulolitik Simbion Usus Rayap Pekerja Macrotermes gilvus. Dibimbing oleh IMAN RUSMANA dan RIKA RAFFIUDIN.
Rayap adalah serangga sosial yang memiliki morfologi beragam dan terdiri atas tiga kasta: reproduktif, tentara, dan pekerja. Macrotermes gilvus merupakan rayap pembuat gundukan tanah. Dalam pencernaannya, rayap menggunakan dua sumber enzim selulolitik, yaitu enzim selulase yang dihasilkan oleh rayap itu sendiri dan enzim selulase yang dihasilkan oleh mikroba simbion rayap. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi bakteri selulolitik simbon usus rayap pekerja M. gilvus, serta mengidentifikasinya berdasarkan gen 16S rRNA. Bakteri yang berasal dari usus rayap diisolasi dan dikulturkan di media CMC. Isolat bakteri diuji sifat biokimianya dengan menggunakan kit Microbact 12A dan 12B. Bakteri dengan indeks zona bening tertinggi dianalisis sekuen gen 16S rRNA-nya. Sebanyak empat isolat selulolitik berhasil diisolasi dari bagian usus rayap M. gilvus dengan sifat aerob dan anaerob fakultatif. Indeks selulolitik terbesar ditunjukkan oleh isolat RA6 sebesar 2.5. Hasil analisis BLAST-N sekuen gen 16S rRNA-nya menunjukkan bahwa isolat RA 6 memiliki kemiripan 99% dengan Paracoccus yeei. Hasil ini mengindikasikan bahwa isolat RA 6 adalah bakteri selulolitik P. yeei yang bersimbiosis dengan M. gilvus di usus belakangnya.
Kata kunci: usus rayap, Terminidae, Macrotermes gilvus, selulase, 16S rRNA, P. yeei
ABSTRACT
ANDRI FERBIYANTO. Characterization, and Identification of Cellulolytic Bacteria of Termite Gut Symbionts of worker Macrotermes gilvus. Under direction of IMAN RUSMANA and RIKA RAFFIUDIN.
Termites are social insect that have diverse morphology. They have three castes that are reproductives, soldiers, and workers. Macrotermes gilvus belongs to mound builder termite. In their role to digest cellulose, termites use two sources of cellulolytic enzyme, i.e. cellulases produced by the termite , and cellulases produced by the guts symbions. This study was aimed to characterise cellulolytic bacteria of termite hindgut symbionts of worker M. gilvus and to identify the cellulolityc bacteria based on sequences of 16S rRNA gene. Cellulolitic bacteria of termite gut symbionts were isolated and cultured in CMC media. The biochemical characters of bacteria isolats were assayed using Microbact 12A and 12B. Cellulolitic activity was determined based on formation of clear zone index in CMC media bacterial isolats and were tested for biochemical test as well as its cellulase activity based on clear zone. The highest clear zone index isolats genome sequence were analyzed. Four isolates of cellulolitic bacteria were successfully isolated from gut of M. gilvus with aerobic and anaerobic status. The highest formation of clear zone index (2.5) was showed by isolat RA6 isolat. BLAST-N result of 16S rRNA gene sequences of RA6 isolat showed 99% similarity with Paracoccus yeei. This result indicated that RA6 isolat was P. yeei, a cellulolitic bacterium of a termite hindgut of M. gilvus.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Biologi
KARAKTERISASI DAN IDENTIFIKASI BAKTERI
SELULOLITIK SIMBION USUS BELAKANG RAYAP
PEKERJA
Macrotermes gilvus
ANDRI FERBIYANTO
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Judul Skripsi : Karakterisasi dan Identifikasi Bakteri Selulolitik Simbion Usus Rayap Macrotermes gilvus.
Nama : Andri Ferbiyanto NIM : G34080088
Disetujui oleh
Dr Ir Iman Rusmana, MSi Pembimbing I
Dr Ir Rika Rafiudin, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana, MSi Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas segala karunia-Nya yang telah memberikan saya keempatan untuk menjejakkan kaki di dunia ilmu pengetahuan. Penulis mengucapkan rasa terima kasih yang terdalam kepada orang-orang yang telah membantu dan membimbing penulis dalam penelitian ini sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik.
Skripsi ini tidak mungkin selesai tanpa adanya bantuan, arahan, dan nasehat dari para pembimbing penulis, yaitu Dr Ir Iman Rusmana MSi, dan Dr Ir Rika Raffiudin MSi, yang penulis sangat bersyukur dapat dibimbing oleh beliau, serta Bapak Dr Ir Ence Darmo Jaya Supena Msi sebagai Ketua Departemen selama penulis berada di Departemen Biologi, penulis ucapkan terima kasih sebesar-besarnya. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada staff mikrobiologi (Pak Jaka, Bu Heni, dan Aldian) yang telah membantu penulis selama masa penelitian. Tidak lupa penulis ucapkan terima kasih kepada Ibu Alina Akhdiya MSi dan Bapak Sipri Yadi MSi yang telah memberikan nasehat, dorongan, dan bantuannya kepada penulis, kepada teman-teman di pasca Mikrobiologi (Kak Mafri, Kak Fendi, dan Kak Yessy) dan Biologi (Kak Sari, Afnan, Wathri, Whendi, Esa, Chusna, Widyo) yang telah membantu penulis untuk tetap berjuang dalam membangun minat dan mengejar mimpi. Secara khusus, penulis mengucapkan terima kasih kepada bibi penulis yang telah memberikan dukungan dana sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan sarjana. Tidak lupa juga pada seseorang yang telah memberikan warna pada hati penulis.
Terakhir bukan berarti berakhir, untuk mereka yang telah saya temui, semua peristiwa yang telah saya lewati, kalian yang membentuk saya sekarang. Tanpa kalian,saya tidak mungkin berada disini sekarang. Penulis berharap skripsi ini dapat berguna bagi dunia ilmu pengetahuan.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vi
DAFTAR LAMPIRAN vi
PENDAHULUAN 1
METODE 1
Bahan 1
Alat 2
Isolasi Bakteri dan Pemurnian Isolat 2
Pewarnaan Gram 2
Uji Biokimia Isolat Bakteri 2
Uji Aktivitas Selulolitik 3
Isolasi DNA 3
Amplifikasi Gen 16S rRNA 3
Analisis dan Konstruksi Pohon Filogenetik 4
HASIL DAN PEMBAHASAN 4
Hasil 4
Karakteristik Isolat Bakteri Selulolitik asal Usus Rayap 4
Karakteristik Biokimia Isolat Hasil Isolasi 5
Aktivitas Selulolitik Isolat Hasil Isolasi 6
Identifikasi dan Filogenetik Bakteri Hasil Isolasi 6
Pembahasan 10
SIMPULAN 11
Simpulan 11
DAFTAR PUSTAKA 12
DAFTAR TABEL
1 Jumlah Bakteri Selulolitik yang Berhasil Diisolasi dari Usus Rayap 4
2 Karakteristik dan Morfologi Isolat Bakteri Selulolitk Asal Usus
Belakang Rayap Pekerja M. gilvus 5
3 Karakterisik biokimia isolat bakteri hasil isolasi 6 4 Hasil Identifikasi Menggunakan Perangkat Lunak Microgen 2.0 7 5 Aktivitas selulolitik isolat bakteri hasil isolasi dari usus kasta pekerja M.
gilvus 7
6 Hasil BLAST-N berdasarkan sekuen 16S rRNA dari isolat RA6 9
DAFTAR GAMBAR
1 Pewarnaan Gram isolat bakteri hasil isolasi 6
2 Hasil amplifikasi gen 16S rRNA isolat RA6 8
PENDAHULUAN
Rayap adalah serangga sosial yang memiliki morfologi beragam yang hidup di dalam koloni. Berdasarkan kemampuan reproduksinya, rayap dibagi menjadi dua tipe, yaitu: reproduktif (kasta ratu) dan non reproduktif (kasta pekerja dan kasta prajurit). Ratu hanya bertugas untuk reproduksi. Pekerja memiliki tugas yang beragam, yatu: mengumpulkan makanan dan air, memangun dan memperbaiki sarang, dan merawat larva, ratu dan raja. Tugas prajurit hanya menjaga sarang (Eggleton 2011). Salah satu rayap yang umum dijumpai di Indonesia berasal dari genus Macrotermes (Tambunan dan Nandika 1987).
Macrotermesgilvus (Isoptera: Macrotermininae) merupakan rayap pembuat gundukan yang hidup di wilayah Malaya dan Indo-China hingga Indonesia dan Philipina (Roonowal dan Chhotani 1961). Imago pada spesies ini memiliki ciri-ciri seperti oseli oval, antena memiliki 19 segmen, dan pronotum berbentuk setengah lingkaran. Kasta prajurit mayor M. gilvus memiliki ciri-ciri seperti meso dan metanotal datar melingkar, kepala berwarna merah-kecoklatan, dan antena memiliki 17 segmen. Kasta prajurit minor memiliki ciri-ciri seperti metanotum lebih lebar dari mesonotum dan segmen ketiga pada antena sama panjang dengan segmen keempat, tetapi lebih panjang dari segmen kedua (Ahmad 1958). Kasta pekerja M. gilvus memiliki ciri-ciri seperti kepala coklat kekuningan, oselli tereduksi, warna pada abdomen dan toraks lebih pucat dari kepala, dan pronotum berbentuk seperti sadel (Roonwal dan Chhotani 1961).
Rayap pekerja mencerna lignoselulosa dengan menggunakan dua sumber enzim selulolitiknya, yaitu selulase yang dihasilkan oleh rayap itu sendiri dan selulase yang dihasilkan oleh simbion rayap (Nakashima et al. 2002), salah satunya adalah bakteri endogenus usus rayap (Ohkuma dan Brune 2011). Selulosa merupakan polimer linear dari banyak molekul glukosa yang saling berikatan
dengan tipe ikatan β-1,4-glikosidik. Ikatan tersebut dihidrolisis oleh enzim selulase yang juga berperan dalam daur ulang polisakarida tersebut. Selulase dengan enzim lainnya bekerja sama untuk mendegradasi sel tumbuhan (Morana et al. 2011). Contoh beberapa bakteri simbion pada saluran pencernaan rayap adalah Enterobacter aerogens, E. cloacae, Serattia marcescens, dan Citrobacter farmeri yang merupakan bakteri indigenus dari usus rayap Coptotermes formosanus (Adams dan Boopathy 2005). Bakteri-bakteri tersebut merupakan bakteri indigenus usus rayap yang belum dikarakterisasi enzim selulasenya. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi bakteri simbion usus rayap penghasil enzim selulase dan mengidentifikasinya berdasarkan gen 16S rRNA.
METODE
Bahan
2
(Microgen Bioproducts), larutan Merah Kongo, Larutan NaCl 2M, reagen Voges-Proskauer, reagent nitrit, Xprep Soil DNA mini kit (Phile Korea Technology Inc.), dan PCR kit (Takara).
Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain toples anaerobik, set pipet mikro beserta tipnya, mesin PCR, alat elektroforesis, UV Trans-Iluminator, dan peralatan umum lainnya di laboratorium mikrobiologi.
Isolasi Bakteri dan Pemurnian Isolat
Sterilisasi permukaan pada rayap yang akan digunakan dilakukan dengan cara dicelupkan ke dalam alkohol 70% selama 30 detik. Rektum rayap ditusuk menggunakan jarum inokulasi (rektum dicocokkan dengan buku Biology of Termites (Eggleton 2011)), kemudian digoreskan ke media agar cawan CMC dan agar cawan CMC diinkubasi pada keadaan aerob dan anaerob. Koloni bakteti yang tumbuh kemudian dimurnikan dengan cara digores pada media agar-agar CMC dengan menggunakan metode kuadran. Koloni bakteri yang sudah murni disimpan pada media agar miring CMC. Koloni bakteri murni diamati bentuknya dengan menggunakan buku Microbial Applications Laboratory manual in General Microbiology 8th Ed (Benson 2001).
Pewarnaan Gram
Isolat bakteri yang ditumbuhkan di media agar-agar CMC diambil dan digores di atas gelas obyek yang memiliki genangan akuades, dan dikering-udarakan. Fiksasi preparat dilakukan dengan menggunakan panas. Larutan kristal violet digenangkan di atas gelas objek selama dua menit, kemudian dibilas dengan akuades. Setelah itu, iodin digenangkan di bekas bilasan selama satu menit sebelum dibilas kembali. Alkohol 96% diteteskan di atas bekas bilasan Iodin, dan dibilas kembali. Safranin digenangkan selama 30 detik sebelum dibilas kembali (Benson 2001). Gelas objek hasil perwarnaan gram diamati dengan menggunakan mikroskop cahaya dengan perbesaran 1000×.
Uji Biokimia Isolat Bakteri
3
Uji Aktivitas Selulolitik
Seluruh isolat bakteri ditumbuhkan pada media agar-cawan CMC dan diinkubasi selama tiga hari pada suhu ruang. Larutan merah Kongo diteteskan ke koloni bakteri kemudian dibilas menggunakan larutan NaCl 2M sebanyak tiga kali. Zona bening yang terbentuk diukur dengan menggunakan penggaris dan Indeks selulolitik (IS) aktivitas selulolitik dihitung dengan menggunakan rumus:
Isolasi DNA
DNA genom isolat bakteri diisolasi menggunakan Xprerp Soil DNA Mini Kit (PhileKoerea Technology). Langkah pertama, pelet sel isolat bakteri dicuci sebanyak tiga kali dengan cara 750 µL bufer Tris-EDTA (TE) dituang ke dalam tabung mikro, disuspensi, dan dipusingkan dengan kecepatan 10000 rpm selama lima menit. Sebanyak 250 µL XPSDE bufer 1, 20 µL proteinase-K (2 mg/mL), dan 2 mg glass beads ditambahkan ke pelet sel, lalu diinkubasi pada suhu 70ºC selama sepuluh menit. Sampel ditambah 100 µL XPSDE bufer 2 dan diinkubasi di es selama lima menit. Selama lima menit, sampel dipusingkan dengan kecepatan 10000 rpm. Supernatan dipindahkan ke tabung mikro baru dan ditambah 200 µL XPSDE bufer 3. Langkah berikutnya, sampel diinkubasi pada suhu ruang selama dua menit. Supernatan hasil pemusingan dipindahkan ke tabung mikro baru, dan ditambahkan 250 µL XPSDE bufer 4 dan ethanol 100% ke dalam supernatan. Setelah dihomogenkan, sampel dipindahkan ke tabung mikro kolom dan dipusingkan. Kemudian, sebanyak 750 µL bufer elusi ditambahkan dan dipusingkan. Selanjutnya tabung mikro kolom dipindahkan ke tabung mikro baru dan ditambahkan 50 µL bufer elusi, lalu dipusingkan. DNA genom hasil isolasi kemudian digunakan untuk amplifikasi gen 16S rRNA. Hasil isolasi diperiksa dengan dimigrasikan pada gel agarosa 1% dengan kondisi voltase 75V selama 1 jam.
Amplifikasi Gen 16S rRNA
Takara LaTaq GC Buffer PCR merupakan resep komposisi PCR yang digunakan untuk proses amplifikasi pada penelitian ini. Komposisi larutan untuk amplifikasi terdiri atas primer forward 20F (5’
4
Analisis dan Konstruksi Pohon Filogenetik
Sekuen nukleotida hasil analisis dari perusahaan sekuensing disejajarkan dengan menggunakan ClustalW (Thompson et al. 1994). Hasil pensejajaran dicari homologinya dengan database Genbank menggunakan program BLAST-N (www.ncbi.mlm.niv.gov) dan disejajarkan kembali dengan menggunakan ClustalW. Selanjutnya pohon filogenetik dikonstruksi menggunakan program Neighbor-Joining Tree Method dengan nilai bootstrap 1000× (Tamura et al. 2011).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Karakteristik Isolat Bakteri Selulolitik Asal Usus Rayap
Total isolat bakteri selulolitik asal usus rayap yang berhasil diisolasi dari keempat rayap M. gilvus hasil koleksi asal hutan FPIK IPB yaitu sebanyak tujuh isolat. Ketujuh isolat tersebut diisolasi dalam keadaan aerob dan anaerob. Sebanyak lima isolat berhasil diisolasi secara aerob, sedangkan dua isolat lainnya berhasil diisolasi secara anaerob (Tabel 1).
Morfologi koloni semua bakteri selulolitik manunjukkan karakteristik yang beragam (Tabel 2). Total isolat bakteri selulolitik yang berhasil diisolasi dari usus rayap yaitu sebanyak tujuh isolat. Empat isolat dari tujuh isolat bakteri selulolitik (RU 1, RU 3, RU 4 dan RA 2) yang mampu tumbuh dengan baik pada media agar-CMC. Keempat isolat tersebut terdiri atas tiga isolat yang diisolasi secara aerob (RU) dan satu isolat yang diisolasi secara anaerob (RA) (Tabel 1). Berdasarkan hasil pewarnaan Gram, seluruh isolat merupakan bakteri Gram negatif (Gambar 1). Selanjutnya dilakukan pewarnaan Gram. Berdasarkan hasil pewarnaan Gram, keempat isolat bakteri meiliki sifat pewarnaan Gram negatif yang ditandai dengan warna merah muda, dengan bentuk sel kokus dan batang pendek.
Tabel 1 Jumlah Bakteri Selulolitik yang Berhasil Diisolasi dari Usus Rayap
5
Empat isolat dari tujuh isolat bakteri selulolitik terisolasi (RU 1 RU 3 RU Tabel 2 Morfologi dan karakteristik keutuhan atas oksigen isolat bakteri
selulolitik asal usus belakang rayap Isolat Kondisi
Saat Isolasi Morfologi Koloni Karakteristik
6
Gambar 1 Pewarnaan Gram isolat bakteri hasil isolasi dengan hasil perwarnaan Gram negatif, (A) isolat RU 1 berbentuk kokus, (B) isolat RU 3 berbentuk batang pendek, (C) isolat RU 4 berbentuk kokus, dan (D) isolat RA 6 berbentuk kokus.
Karakteristik Biokimia Isolat Hasil Isolasi
Hasil karakterisasi biokimia bakteri hasil isolasi menunjukkan seluruh isolat
memiliki hasil positif pada oksidase, protease, dan produksi β-galaktosidase. Tiap isolat memiliki karakteristik biokimia yang tidak dimiliki oleh isolat lainnya, seperti reduksi nitrat dan fermentasi arabinosa hanya bisa dilakukan oleh RU4 dan RA6. Isolat RU3 yang dapat memfermentasi glukosa, xilol, dan sukrosa
D A
C
B
Tabel 3 Karakterisik biokimia isolat bakteri hasil isolasi
Isolat Mot Oxi Nit Lys Or H2 Glu Man Xyl
RU 1 - + - + - - - - -
RU 3 - + - + - - + - +
RU 4 - + + - - - -
RA 6 - + + - - - -
Isolat OP Ind Ure VP Cit TDA Gel Mal Ino
RU 1 + - - - + - -
RU 3 + - - - + - -
RU 4 + - + - - - + - -
7
Tabel 5 Aktivitas selulolitik isolat bakteri hasil isolasi dari usus kasta pekerja M. gilvus Berdasarkan hasil uji identifikasi menggunakan sifat biokimianya, didapatkan spesies yang beragam dengan persentase tertinggi pada isolat RU 4, yaitu 96,68% dan terendah pada RA 2, yaitu 69,77 %. Berikut adalah hasil identifikasi menggunakan perangkat lunak Microgen 2.0 (Tabel X)
Aktivitas Selulolitik Isolat Hasil Isolasi
Isolat bakteri selulolitik hasil isolasi dari usus belakang rayap ditunjukkan dengan adanya zona bening di sekitar koloni bakteri. Hasil uji zona bening menunjukkan bahwa isolat RA 6 memiliki IS terbesar dengan nilai 2,5 dan isolat RU 3 memiliki IS terkecil dengan nilai 0,75 (Tabel 3). Berdasarkan IS isolat RA6 merupakan isolat bakteri potensial untuk diuji lebih lanjut.
Lanjutan Tabel 3 Karakterisik biokimia isolat bakteri hasil isolasi
Isolat Sor Rha Suc Lac Ara Ado Raf Sal Arg
Oxi : Oxidase TDA :Tryptophan deaminase
Nit : reduksi nitrat Gel : Protease
Tabel 4 Hasil Identifikasi Menggunakan Perangkat Lunak Microgen 2.0 Kode
Isolat
Persentasi
(persen) Hasil Identifiksi RU 1 92.13 Moraxella
RU 3 92.83 Bulkhoderia cepacia RU 4 96.68 Actinobacillus
8
Gambar 2 Hasil amplifikasi gen 16S rRNA isolat RA 2
Identifikasi dan Filogenetik Isolat Bakteri Hasil Isolasi
Hasil amplifikasi gen 16S rRNA yang dielektroforesis pada gel agarosa 1% menunjukkan amplikon berukuran sekitar 1500 pasang basa (Gambar 2). Hasil BLAST-N sekuen gen 16S rRNA menunjukkan bahwa isolat RA6 memiliki kedekatan dengan Paracoccus yeei yang ditunjukkan dengan nilai kemiripan sebesar 99% (NR_029038.1) dengan e.value 0.0 (tabel 4). Berdasarkan hasil konstruksi menggunakan Neighbour Joining Method (Bootstrap 1000x) menunjukkan hasil konstruksi pohon filogenetik sampel RA6 yang diperoleh dari usus rayap seperti terlihat (Gambar 3).
9
Hasil konstruksi pohon filogenetik mengambarkan kedudukan isolat RA6 berada satu clade dengan bakteri Paracoccus yeei (NR 026456.1) dengan nilai bootstrap sebesar 100. Hal ini menegaskan bahwa isolat RA6 merupakan P. yeei
Tabel 6 Hasil BLAST-N gen sekuen 16S rRNA dari isolat RA6
Nomor Assesi Spesies Skor
NR_025440.1 Rhodobacter changlensis strain
JA139 941 941 99% 0 93%
NR_044545.1 Haemobacter missourensis strain
10 .
Gambar 4 Pohon filogenetik isolat RA6 menggunakan piranti lunak MEGA 5.0
Pembahasan
Bakteri yang berasal dari usus rayap memiliki sifat aerob, anaerob fakultatif, dan mikroaerofil (Wenzel et al. 2002). Berdasarkan karakterisasi pertumbuhan pada kondisi aerob dan anaerob, diperoleh bahwa seluruh isolat bakteri selulolitik dari usus rayap pekerja M. gilvus adalah bakteri yang bersifat anaerob fakultatif, kecuali isolat RU1 yang bersifat aerob. Pewarnaan Gram pada isolat menunjukkan bahwa seluruh isolat memiliki pewarnaan Gram negatif, jika dibandingkan dengan Enterobacter aerogens, E. cloacae, Serattia marcescens, dan Citrobacter farmeri bakteri hasil isolasi memiliki kesamaan sebagai bakteri Gram negatif dan dapat ditemukan berasosiasi dengan makhluk hidup (Holt et al. 1994). Pewarnaan Gram dilakukan pada isolat RU 1, RU 3, RU 4 dan RA 2 karena isolat lainnya diduga memiliki viabilitas rendah.
Uji karakteristik biokimia isolat hasil isolasi menggunakan kit MicrobactTM 12A dan 12B menunjukkan hasil yang bervariasi, kecuali untuk beberapa uji, seperti positif pada protease dan negatif pada fermentasi gula (arginin, salisilat, adonitol, laktosa, rhamonsa, dan sorbitol), ornithine, dan produksi triptofan deaminase. Hasil uji biokimia yang terpisah menunjukkan bahwa seluruh isolat memiliki persamaan pada uji motilitas (negatif) dan uji oxidase (positif). Perbandingan dengan isolat bakteri selulolitik hasil isolasi dari masterfeed menunjukkan bahwa hasil uji biokimia positif pada reaksi oksidase dan fermentasi, dan hasil negative pada sitrat, produksi indol, reduksi nitrat, dan produksi acetoin (Azman 2009). Isolat tersebut memiliki kesamaan dengan isolat RU3. Isolat RU1 memiliki perbedaan dengan isolat tersebut pada kemampuan untuk fermentasi, sedangkan RU4 dan RU6 memiliki perbedaan pada kemampuan reduksi nitrat. Hasil identifikasi menggunakan Microbact 2.0 menunjukkan nilai yang rendah pada isolat RA 2 sehingga diperlukan uji lebih lanjut pada isolat tersebut.
11 Hasil amplifikasi gen 16S rRNA menggunakan primer 20F dan 1500R menunjukkan ukuran amplikon berukuran 1500 pasang basa. Hal ini sesuai dengan pernyataan Weissburg (1991) yang mengemukakan bahwa amplikon yang menggunakan primer 20F dan 1500R memiliki ukuran amplikon sekitar 1500 pasang basa. Berdasarkan identifikasi molekuler gen 16S rRNA, isolat bakteri RA6 memiliki kemiripan 99% dengan Paracoccus yeei dengan nilai E.value sebesar 0.0. P. yeei adalah bakteri gram negatif, berbentuk kokus-basil dan memiliki sifat biokimia seperti katalase dan oksidase positif, non-motil, reaksi positif pada uji reduksi nitrat, arginin dihidrolase, asimilasi pada arabinosa dan malat, dan reaksi negatif pada urease, indol, eskulin hidrolisis, gelatinase, β -galaktosidase, penggunaan substrat glukosa, manosa, N-asetilglukosamin, maltosa, glukonat, kaprat, sitrat, dan fenil-asetat (Funke et al. 2004). Jika dibandingkan dengan isolat RA6, didapatkan perbedaan pada uji arginin, arabinosa, gelatinase, glukosa, indol, dan β-galaktosidase.
Habitat dari P. yeei sangat beragam. P. yeei dapat dijumpai pada sedimentasi di laut India dan Kosta Rika, pada buku tua di perputakaan Korea, insektisida yang tercampur tanah di Cina, produk fermentasi peternakan (Burd dan Sharp 2012), dan umum dijumpai di tanah (Wallet et al. 2010). Oleh karena itu, P. yeei diduga masuk ke dalam pencernaan rayap melalui proses anal feeding.
Bakteri E. aerogens, E. cloacae, dan S. marcescens memiliki beberapa kesamaan proses biokimia, yaitu hasil positif pada reduksi nitrat, metabolisme dengan menggunakan substrat sorbitol, manitol, sitrat, sukrosa, laktosa, dan
salisin, dan menghasilkan β-galaktosidase, dan hasil negatif pada produksi gas H2S (Holt et al. 1994). Isolat RA6 yang diduga P.yeei, jika dibandingkan dengan beberapa bakteri simbion usus rayap, secara fisiologis memiliki beberapa persamaan dan perbedaan. Beberapa persamaan yang ditunjukkan diantaranya yaitu dapat mereduksi nitrat, menghasilkan β-galaktosidase, dan tidak menghasilkan gas H2S, sedangkan beberapa perbedaannya antara lain metabolisme ornithin, manitol, sitrat, sorbitol, sukrosa, laktosa, dan salisin.
SIMPULAN
Simpulan
12
DAFTAR PUSTAKA
Adams L, Booptahy R. 2005. Isolation and characterization of enteric bacteria from the hindgut of Formosan termite. Bioresource Technol 96:1592-1598. doi:10.1016/j.biotech.2004.12.020.
Ahmad M. 1958. Key to the Indomalayan termites. Biologia 4:33-198.
Azman NB. 2009. Isolation and Characterization of potential cellulolytic bacteria from masterfeed using 16S rRNA and biochemicals methods [thesis]. Fakultas Biosains dan Bioteknik, Universitas Teknologi Malaysia.
Benson HJ. 2001. Microbiological Applications Labolatory Maual in General Microbiology. Brown AE, editor. New York (AS): McGraw-Hill.
Burd EM, Sharp SE. 2012. Answer to photo quiz: Paracoccus yeei. J Clin Microbiol 50: 543. doi: 10.1128/JCM06021-11.
Butt HL, Taylor DC, Crippst AW, Clancy RL, Murree-Allen K, Hensley MJ, Saunders NA, Shuterland DC. 1998. Biotyping respiratory Haemophilus species with the microbact system. Pathology 20: 253-255.
Eggleton P. 2011. An Introduction of Termites: Biology, Taxonomy, and
Gethartd P, Costilow RN, Krieg RGE, Nester EW, Phillips GB, Wood WA. 1981. Manual of Methods for General Bacteriology. Washington (AS): ASM Press.
Gupta P, Samant T, Sahu A. 2012. Isolation of cellulose-degrading bacteria and determination of their cellulolytic potential. Int J Microbiol 2012:1-5. doi:10.1155/2012/578925.
Holt JG, Krieg NR, Sneath PHA, Staley JT, Williams ST. 1994. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology 9th Edition. Baltimore (US): Lippincott Williams & Wilkins. Halaman : 175-274
Morana A, Murelli L, Ionata E, La Cara F, Rossi M. 2011. Cellulase from Fungi and Bacteria and their Biotechonological Applications. Di dalam: Golan AE, editor. Cellulase: Types and Action, Mechanism, and Uses. New York (US): Nova Science Publisher. Halaman:1-79.
Nakashima K, Watanabe H, Saitoh H, Tokuda G, Azuma JI. 2002. Dual cellulose-digesting system of the wood-feeding Coptotermes formosanus Shiraki. Insect Biochem Mol Biol 32:777-784.
Ohkuma M, Brune A. 2011. Diversity,Structure, and Evolution of the Termite Gut Microbial Community. Di dalam: Bignell, DE, Roisin Y, Lo N, editor. Biology of Termites: A Moderns Synthesis. New York (US): Springer Dordcreht Heidelberg. Halaman:413-438. doi:10.1007/978-90-481-3977-4_1.
13 Tambunan B, Nandika D. 1987. Deteriorasi Kayu oleh Faktor Biologis. Bogor
(ID): PAU IPB.
Tamura K, Peterson D, Peterson N, Stecher G, Nei M, Kumar S. 2011. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods. Mol Biol Evol 10:2731-2739. doi: 10.1093/molbev/msr121.
Thompson JD, Higgins DG, Gibson TJ. 1994. CLUSTAL W: improving the sensitivity of progressive multiple sequence alignment through sequence weighting, position-specific gap penalties and weight matrix choice. Nucleic Acids Res 22:4673-4680.
Wallet F, Blondiaux N, de Sainte Foy CL, Loïez C, Armand S, Pagniez D, Courcol RJ. 2010. Paracoccus yeei: a new unusual opportunistic bacterium in ambulatory peritoneal. Int J Infect Dis 4: 173-174
Weisburg WG, Barns SM, Pelletier DA, Lane DJ. 1991. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. J Bacteriol 173:697-703.
14
RIWAYAT HIDUP
Penulis merupakan anak kedua dari pasangan Arief Murdiman dan Siti Rodiyah yang lahir pada tanggal 22 Februari 1990 di Bogor. Penulis menjalani pendidikan resmi pada SDN Cibuluh 1 Bogor (1996-2002), SMPN 5 Bogor (2002-2005), dan SMAN 3 Bogor (2005-2008). Pada 2008, penulis diterima di Departemen Biologi, Fakultas Mtamatika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur USMI (Undangan Seleksi Masuk IPB).
Selama pendidikan di IPB, penulis aktif di beberapa organisasi, seperti Forum Silaturahmi Alumni (FSA) SMA Negeri 3 Bogor sebagai anggota infokom (2008-2009), Himpunan Mahasiswa Biologi (Himabio) dan anggota Bioworld (2009-2010). Selain itu, penulis juga aktif dalam acara kemahasiswaan seperti Pesta Sains Nasional, Biology On Xperiment (BOX), Pemilihan Raya (Pemira) Himabio 2009, dan lain-lain. Selama pendidikan, penulis mendapatkan bantuan beasiswa Bantuan Belajar Mahasiswa (BBM).
