1 KARAKTERISASI PARSIAL AKTINOMISETES HASIL
ISOLASI DARI TANAH KEBUN SAYUR YANG DITANAMI PARE (Momordica charantia L.)
Mirza Mahallati1), Rodesia Mustika Roza, M.Si2)
1)Mahasiswa Program Studi S1 Biologi
2)Dosen Bidang Mikrobiologi Jurusan Biologi
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau Kampus Bina Widya Pekanbaru, 28293, Indonesia
mirzamhll19@gmail.com ABSTRACT
Actinomycetes have the ability to produce various products of bioactive compounds that are widely used for industrial purposes. A variety of promising actinomycetes potential leads to sustainable exploration efforts. Vegetable garden soil is one of the potential sources for obtaining actinomycetes. The purpose of this study was to isolate and characterize actinomycetes from soil sampled from bitter melon (Momordica charantia L.) garden in Pekanbaru. Actinomycetes was isolated using serial dilution and spread plate method on Starch Casein Agar (SCA) medium. The results found five actinomycetes isolates with various macroscopic, microscopic, and biochemical characteristics.
Keywords : Actinomycetes, Characterization, Isolation, Vegetable garden ABSTRAK
Aktinomisetes memiliki kemampuan dalam menghasilkan berbagai produk senyawa bioaktif yang banyak digunakan untuk kepentingan industri. Beragam potensi aktinomisetes yang menjanjikan mendorong upaya eksplorasi berkelanjutan. Tanah kebun sayur merupakan salah satu sumber potensial untuk memperoleh aktinomisetes.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi aktinomisetes dari tanah kebun sayur yang ditanami pare (Momordica charantia L.) di Kota Pekanbaru. Isolasi aktinomisetes dilakukan dengan metode serial delution dan spread plate menggunakan medium Starch Casein Agar (SCA). Hasil penelitian ini didapatkan lima isolat aktinomisetes dengan karakteristik makroskopis, mikroskopis, biokimia yang beragam.
Kata kunci : Aktinomisetes, Isolasi, Karakterisasi, Kebun sayur
PENDAHULUAN
Aktinomisetes merupakan mikroorganisme prokariotik yang memiliki morfologi mirip dengan jamur.
Aktinomisetes tumbuh dalam bentuk filamen miselium dan membentuk spora.
Berdasarkan komposisi penyusun dinding sel, aktinomisetes termasuk
2 kelompok bakteri Gram positif yang
salah satunya dicirikan dengan kandungan GC (Guanine-Cytosine) tinggi (Putri dan Nurkanto 2016).
Aktinomisetes diketahui mampu menghasilkan senyawa bioaktif yang berbeda-beda berupa metabolit sekunder.
Sekitar 61% dari senyawa bioaktif mikroba dihasilkan oleh aktinomisetes terutama genus Streptomyces dan beberapa rare actinomycetes (Deepa et al. 2013). Senyawa metabolit yang dihasilkan aktinomisetes memiliki beragam aktivitas biologi diantaranya sebagai antibakteri, antijamur, antivirus, antikanker, antikolestrol (Budiyanto dan Muhtadi 2012), agen antitumor, agen imunosupresif, antialga, antiinflamasi, antiparasit, herbisida dan pestisida (Deepa et al. 2013). Atas dasar inilah aktinomisetes banyak dimanfaatkan untuk kepentingan industri seperti farmasi, pakan ternak, pengawetan makanan, perikanan dan pertanian.
Tanah kebun sayur merupakan salah satu sumber potensial untuk memperoleh aktinomisetes. Populasi aktinomisetes di dalam tanah yang subur mencapai 107-108 CFU-1/g tanah (Coleman et al. 2018). Tanaman pare (Momordica charantia L.) merupakan salah satu tanaman sayuran berumur pendek yang menerapkan sistem rotasi tanaman. Sistem rotasi tanaman yang diterapkan pada kebun sayur menyebabkan tingginya variabilitas mikroba serta residu akar tanaman perotasi yang masih tertinggal terbukti dapat meningkatkan populasi aktinomisetes (Thirdyawati et al. 2013).
Selain itu, pemberian pupuk secara rutin pada tanaman juga dapat mempengaruhi jumlah aktinomisetes di tanah.
Balai Benih Induk Hortikulura Padang Marpoyan Pekanbaru memiliki karakteristik lingkungan yang
mendukung pertumbuhan aktinomisetes.
Penelitian mengenai keragaman aktinomisetes dari tanah kebun sayur di Riau terkhusus Kota Pekanbaru belum banyak dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi aktinomisetes dari tanah kebun sayur yang ditanami pare (Momordica charantia L.) di Kota Pekanbaru.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan pada bulan Juni 2021 hingga Februari 2022.
Pengambilan sampel dilakukan di Balai Benih Induk Hortikultura Padang Marpoyan Pekanbaru. Pengerjaan lebih lanjut dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Riau.
Isolasi aktinomisetes dilakukan dengan metode serial delution. Sebanyak 1 g sampel tanah dimasukkan ke dalam tabung reaksi berisi 9 ml garam fisiologis 0,85%. Pengenceran dilakukan dari 10-1 hingga 10-7. Selanjutnya sebanyak 0,1 ml dari tiap pengenceran diinokulasikan pada medium Starch Casein Agar (SCA) dengan metode spread plate. Inkubasi dilakukan pada suhu ruang selama 5-7 hari (Balakrishna et al. 2012). Koloni yang diduga aktinomisetes kemudian dimurnikan dengan cara ditumbuhkan kembali pada medium SCA baru menggunakan metode streak kuadran (Alwi et al.
2020).
Isolat aktinomisetes yang telah murni selanjutnya diamati morfologi makroskopis meliputi ukuran, bentuk, elevasi, tepian, warna permukaan dan warna sebalik koloni (Akbar et al. 2017).
Pengamatan morfologi mikroskopis dilakukan dengan metode coverslip culture (Mohamed et al. 2017), serta uji
3 biokimia meliputi pewarnaan gram, uji
fermentasi karbohidrat, uji methyl red, uji voges proskauer, uji gelatin dan uji katalase. Data disajikan dalam bentuk tabel dan gambar. Analisis data dilakukan secara deskriptif.
HASIL PENELITIAN
Hasil isolasi aktinomisetes dari tanah kebun sayur yang ditanami pare
(Momordica charantia L.) di Balai Benih Induk Hortikultura Padang Marpoyan, Pekanbaru diperoleh lima isolat. Isolat aktinomisetes yang didapat memiliki karakteristik morfologi makroskopis, mikroskopis dan hasil uji biokimia yang beragam.
Tabel. Karakterisasi isolat aktinomisetes hasil isolasi dari tanah kebun sayur di BalaiBenih Induk Hortikultura Padang Marpoyan Pekanbaru
Pengamatan Kode Isolat
M1T4 M1T5 M1T6 M1T7 M1T8
Karakter Makroskopis
Ukuran Moderate Moderate Moderate Moderate Small
Bentuk Filamentous Irregular Circular Filamentous Rhizoid
Elevasi Raised Raised Flat Raised Convex
Tepian Serrate Serrate Serrate Undulate Filamentous
Warna permukaan Putih keabuan
Putih keabuan
Putih
keabuan Krem Putih
keabuan Warna sebalik Putih krem Krem Krem
kecoklatan Krem Krem
Karakter Mikroskopis
Rantai spora Panjang Panjang Panjang Panjang Panjang Tipe rantai spora Retinaculiaperti Spira Verticillati Verticillati Verticillati Uji Biokimia
Glukosa + - - - -
Galaktosa - - + - -
Methyl red - - + - -
Voges proskauer - - - - -
Gelatin + + - + -
Katalase + + + + +
Keterangan: (+) : mampu menghasilkan, (-) : tidak mampu menghasilkan Tabel diatas menunjukkan bahwa
isolat aktinomisetes yang didapat memiliki karakteristik morfologi koloni yang beragam (Gambar 1.). Secara keseluruhan isolat aktinomisetes yang didapat mengalami pertumbuhan optimal pada 5-7 hari inkubasi. Salah satu isolat aktinomisetes, M1T8 (Gambar 1. (E)) dengan ciri morfologi berukuran small, bentuk rhizoid, elevasi convex, dan
tepian filamentous tumbuh dengan waktu lebih cepat yakni pada hari ke-3 inkubasi dengan permukaan koloni sudah berbubuk putih semua.
Berbeda dengan isolat M1T7
(Gambar 1. (D)), pada hari ke-3 inkubasi permukaan koloni terlihat mengkilap dan licin. Sementara pada hari ke-5 inkubasi permukaan koloni pada bagian pinggir sudah mulai berbubuk putih. Menurut
4 Mubarak et al. (2017), permukaan koloni
akan terlihat mengkilap ketika miselium belum tumbuh. Permukaan koloni yang terlihat seperti berbubuk atau bertepung dan halus menandakan miselium sudah berkembang.
Isolat aktinomisetes yang didapat juga menunjukkan warna koloni yang berbeda-beda. Isolat M1T4, M1T5, M1T6, dan M1T8 memiliki warna koloni putih keabuan, sedangkan isolat M1T7
memiliki warna koloni krem. Menurut Fardiyanti et al. (2021), perbedaan warna koloni aktinomisetes disebabkan adanya kandungan pigmen pada rantai spora, hifa akan berubah menjadi warna
tertentu pada saat pembentukan spora, sehingga diperoleh warna yang berbeda.
Perbedaan warna koloni juga disebabkan oleh adanya perbedaan kemampuan dari masing-masing isolat aktinomisetes dalam mencerna komponen-komponen media.
Kelima isolat aktinomisetes pada penelitian ini mengeluarkan aroma yang khas seperti tanah pada hari ke-7 inkubasi. Menurut Zhi et al. (2016), aroma khas tanah yang dikeluarkan aktinomisetes merupakan hasil metabolisme berupa gas yang disebut geosmin.
Gambar 1. Morfologi makroskopis isolat aktinomisetes hasil isolasi dari tanah kebun sayur pada medium SCA inkubasi 5 hari. (A) isolat M1T4, (B) isolat M1T5, (C) isolat M1T6, (D) isolat M1T7, (E) isolat M1T8.
Hasil pengamatan mikroskopis menggunakan metode coverslip culture menunjukkan bahwa isolat aktinomisetes memiliki rantai spora panjang dengan tipe rantai spora retinaculiaperti (Gambar 2. (A)), spira (Gambar 2. (B)), dan verticillati (Gambar 2. (C),(D),(E)).
Menurut Barka et al. (2016), perbedaan
panjang rantai spora disebabkan oleh jumlah spora per rantai spora yang sangat bervariasi pada tiap genus aktinomisetes. Rantai spora panjang biasanya dimiliki oleh anggota genus Streptomyces, Streptoverticillium, dan beberapa Nocardia spp., Nocardiodies, Kitasatospora.
Gambar 2. Morfologi mikroskopis rantai spora isolat aktinomisetes menggunakan metode coverslip culture pada perbesaran 1000x. (A) retinaculiaperti : M1T4, (B) spira : M1T5, (C) verticillati : M1T6, (D) verticillati : M1T7, (E) verticillati : M1T8.
A B C D E
A B C D E
5 Karakteristik morfologi sel isolat
aktinomisetes diamati dengan metode pewarnaan Gram. Menurut Kurniati et al. (2019), aktinomisetes tumbuh dalam bentuk filamen bercabang atau batang dan memiliki hifa yang tidak bersekat.
Hasil pengamatan kelima isolat aktinomisetes dengan metode pewarnaan
Gram menunjukkan bentuk filamen bergelombang dan bercabang, serta berwarna ungu menandakan isolat aktinomisetes termasuk bakteri Gram positif. Salah satunya pada isolat M1T4
(Gambar 3. (A)) dan M1T8 (Gambar 3.
(B)).
Gambar 3. Hasil pewarnaan Gram isolat aktinomisetes usia 5 hari pada perbesaran 1000x. (A) isolat M1T4, (B) isolat M1T8.
Hasil uji fermentasi karbohidrat dari lima isolat aktinomisetes diperoleh isolat M1T4 positif uji fermentasi glukosa dan isolat M1T6 positif uji fermentasi galaktosa. Hasil uji positif ditandai dengan terjadinya perubahan warna medium dari merah menjadi kuning.
Menurut Pattuju et al. (2014), perubahan warna medium terjadi karena aktinomisetes mampu memfermentasi karbohidrat dan menghasilkan asam, asam yang dihasilkan dapat menurunkan pH medium, sehingga menyebabkan warna indikator pH berubah menjadi kuning.
Berdasarkan uji methyl red yang telah dilakukan diperoleh hasil uji positif pada isolat M1T6 yang ditandai dengan berubahnya warna medium menjadi merah setelah ditambahkan indikator methyl red. Hal ini menandakan bahwa isolat M1T6 mampu mengoksidasi glukosa dengan memproduksi asam berkonsentrasi tinggi sebagai hasil akhirnya. Asam yang terbentuk berubah menjadi merah ketika ditambahkan indikator methyl red. Sementara pada uji voges proskauer, isolat M1T4, M1T5,
M1T6, M1T7, dan M1T8 menunjukkan hasil negatif yang ditandai dengan tidak berubahnya warna medium setelah ditambahkan larutan alpha naphtol dan KOH 40%. Hal ini menandakan bahwa isolat aktinomisetes tidak mampu menghasilkan asetilmetil karbonil (asetoin) dari asam organik sebagai hasil metabolisme glukosa.
Hasil uji gelatin diperoleh hasil uji positif pada isolat M1T4, M1T5 dan M1T7, sedangkan isolat M1T6 dan M1T8
menunjukkan hasil negatif. Hasil uji positif ditandai dengan mencairnya gelatin setelah disimpan pada suhu 4°C selama ± 30 menit. Hal ini menandakan bahwa isolat M1T4, M1T5 dan M1T7
memiliki kemampuan dalam menghasilkan enzim gelatinase yang mampu menghidrolisis gelatin.
Uji katalase positif ditandai dengan terbentuknya gelembung udara setelah ditetesi larutan hidrogen peroksida (H2O2) 3%. Menurut Pattuju et al. (2014), beberapa bakteri yang memiliki flavoprotein dapat mereduksi O2 dengan menghasilkan H2O2 yang bersifat toksik dan dapat menghancurkan
A B
6 komponen sel. Hasil uji katalase
diperoleh hasil uji positif pada kelima isolat aktinomisetes. Hal ini menandakan bahwa isolat M1T4, M1T5, M1T6, M1T7
dan M1T8 memiliki kemampuan dalam menghasilkan enzim katalase yang mengkatalis penguraian H2O2 menjadi H2O dan O2.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ini diperoleh lima isolat aktinomisetes dari tanah kebun sayur. Isolat aktinomisetes yang didapat memiliki karakteristik morfologi koloni yang beragam.
Karakterisasi mikroskopis menunjukkan bahwa isolat aktinomisetes memiliki rantai spora panjang dengan tipe rantai spora retinaculiaperti, spira, dan verticillati. Hasil uji biokimia diperoleh isolat M1T4 dan M1T6 mampu memfermentasi karbohidrat, isolat M1T6
mampu mengoksidasi glukosa, isolat M1T4, M1T5, dan M1T7 mampu menghasilkan enzim gelatinase dan kelima isolat mampu menghasilkan enzim katalase.
DAFTAR PUSTAKA
Akbar RA, Ryandini D, Kusharyati DF.
2017. Potensi aktinomisetes asal tanah perakaran tanaman mangrove Segara Anakan Cilacap sebagai penghasil anti- fungi terhadap Candida albicans.
Journal of Tropical Biodiversity and Biotechnology. 2: 39-44.
Alwi M, Suharjono S, Subandi S. 2020.
Eksplorasi actinomycetes sebagai kandidat antibakteri patogen yang resisten dari rhizosfer tumbuhan leda (Eucalyptus deglupta Blume.) di Taman Nasional Lore Lindu, Indonesia. Biocelebes.
14(3): 253-267.
Balakrishna G, Shanker AS, Pindi PK.
2012. Isolation of phosphate solibulizing actinomycetes from forest soils of Mahabubnagar District. International Organization of Scientific Research Journal of Pharmacy.
2(2): 271-275.
Barka EA, Vatsa P, Sanchez L, Gaveau- Vaillant N, Jacquard C, Klenk HP, Clement C, Ouhdouch Y, Wezel GPV. 2016. Taxonomy, physiology and natural product of actinobacteria. American Society for Microbiologi: Microbiology and Molecular Biology Reviews.
80(1): 1-43.
Budiyanto MAK, Muhtadi F. 2012.
Peranan bakteri actinomycetes dalam industri antibiotik. Jurnal Online Biosains. Vol 1: 71-85.
Coleman D, Callaham m., dan Crossley D. 2018. Fundamentals of soil ecology. Academic Press. USA.
Deepa S, Kanimozhi K, Panneerselvam A. 2013. 16S rDNA phylogenetic analysis of actinomycetes isolated from marine environment associated with antimicrobial activities. Journal for Drugs dan Medicines. 5(2):
43-50.
Fardiyanti R, Kasrina, Bustaman H.
2021. Ragam jenis Streptomyces sp. pada rizosfer tanaman suku liliceae di kawasan Desa Sumber Bening, Rejang Lebong, Bengkulu. Konservasi Hayati.
17(1): 29-34.
Kurniati DI, Ardiningsih P, Nofiani R.
2019. Isolasi dan aktivitas antibakteri actinomycetes berasosiasi dengan koral. Jurnal Kimia Khatulistiwa. 8(2): 46-51.
Mohamed H, Miloud B, Zohra F, Garcìa-Arenzana JM, Veloso A, Rodrìguez-Couto S. 2017.
7 Isolation and characterization of
actinobacteria from Algerian sahara soils with antimicrobial activities. International Journal of Molecular and Cellular Medicine. 6(2): 109-120.
Mubarak F, Rante H Djide N. 2017.
Isolasi dan aktivitas antimikroba aktinomisetes dari tanah karst Taman Wisata Bantimurung asal Maros, Sulawesi Selatan. As- Syifaa. 9(1): 1-10.
Pattuju SM, Fatmawali dan Manampiring A. 2014.
Identifikasi bakteri resisten merkuri pada urine, feses dan kalkulus gigi pada individu di Kecamatan Malalayang, Manado, Sulawesi Utara. Jurnal e- Biomedik. 2(2) :532-540.
Putri AL, Nurkanto A. 2016. Keragaman aktinomisetes asal serasah, sedimen, dan tanah Pulau Enggano, Bengkulu. Berita Biologi. 15(3): 217-225.
Thirdyawati NS, Suharjono, Yulianti T.
2013. Pengaruh rotasi tanaman dan agen pengendali hayati terhadap nematoda parasit tanaman. Jurnal Biotropika. 1(5):
211-215.
Zhi Y, Wu Q, Du H, Xu Y. 2016.
Biocontrol of geosmin-producing Streptomyces spp. by tro Bacillus strains from Chinese liquor.
International Journal of Food Microbiology. 1-9.
