...

KERAGAMAN KARAKTER MORFOLOGI BAKTERI INDIGENOUS

by user

on
Category: Documents
0

views

Report

Comments

Transcript

KERAGAMAN KARAKTER MORFOLOGI BAKTERI INDIGENOUS
Kaunia, Vol. IX, No. 2, Oktober 2013
ISSN (online): 2301-8550
KERAGAMAN KARAKTER MORFOLOGI BAKTERI
INDIGENOUS YANG DIISOLASI DARI LENDIR KATAK
SAWAH (F. CANCRIVORA) LOKAL PADA BAGIAN
DORSAL DAN VENTRAL
Lela Susilawati*, Afrizka Premana Sari
Prodi Pendidikan Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Sunan Kalijaga Yogyakarta
*
Email: [email protected]
Abstract
F. cancrivora is an abundance species in Indonesia. It is believed that indigenous
bacteria isolated from F. cancrivora have many bioactive substances. Different habitat of F.
cancrivora will influence the bacteria lived in their mucous. Hence, comparing the
morphological properties among them is one of preliminary assay to explore their potential
as bioactive substances’ producer.
The present work explored the diversity of morphological characteristic of indigenous
bacteria isolated from skin mucous of F. cancrivora. The bacteria were isolated from dorsal
and ventral skin mucous using swab method. The colonies that appeared on nutrient agar
were then purified and characterized based on the colony and cell properties. A total 20
isolates were obtained, 11 of them are from dorsal site and 9 isolates are from ventral site.
The morphological characteristic of those isolates showed that the bacteria isolated from
dorsal site have higher diversity in term of colonies and cell characteristic than bacteria
isolated from ventral site of frog skin mucous.
Keyword: F. cancrivora, frog skin mucous, indigenous bacteria, morphological
characteristic
Pendahuluan
Katak sawah merupakan hewan
kosmopolitan. Habitat katak sawah
biasanya di areal persawahan yang
tergolong lembab. Kondisi tersebut
berpotensi terpaparnya katak sawah oleh
bakteri, jamur, dan virus patogen misal
oleh water mold Saprolegnia sp dan virus
Ambystoma tirgrinum (Culp et al. 2007).
Katak
memiliki
mekanisme
pertahanan diri dalam melawan berbagai
mikroorganisme patogen tersebut yaitu
dengan sekresi lendir pada pada
permukaan
kulitnya.
Berdasarkan
penelitian Barlian et al. (2011) ekstrak
lendir kulit katak mengandung substansi
antifungi yang mampu menghambat
pertumbuhan
Candida
albicans,
Mycosporum gypseum dan Trychophyton
mentagrophytes. Culp et al. (2007), Lauer
et al., (2007) dan Harris et al., (2008)
melaporkan bahwa bakteri yang diisolasi
dari lendir kulit katak mampu melawan
bakteri dan fungi patogen. Salah satu
53
Kaunia, Vol. IX, No. 2, Oktober 2013: 53-59
ISSN (online): 2301-8550
kapang
patogen
tersebut
adalah
Batrachocytridium dendrobatidis (Bd).
Harris et al, (2006) dan Woodhams et al.,
(2007) melaporkan bahwa bakteri
indigenous dari lendir kulit amfibi dapat
menghambat pertumbuhan Bd penyebab
penyakit Cytridiomycosis yang dilaporkan
di beberapa negara seperti Spanyol,
Venezuela (Bosch et al., 2001), Australia
dan Panama (Berger et al., 1998) sebagai
penyebab utama kepunahan beberapa jenis
katak di dunia. Janthinobacterium lividum
dan Lysobacter gummosus merupakan
bakteri yang berhasil diisolasi berturutturut dari kulit salamander dan Plethodon
cinereus
yang
diketahui
mampu
melindungi katak (host) dari invasi fungi
patogen
Bd
karena
keduanya
menghasilkan senyawa antifungi masingmasing adalah violacein dan 2,4diacetylphloroglucinol
(2,4-DAPG)
(Brucker et al., 2008a).
Sejumlah bakteri indigenous yang
memiliki aktivitas antifungi telah berhasil
diisolasi dari beberapa spesies amfibi
seperti Rana muscosa (Woodhams et al.,
2007) antara lain bakteri Cyanobacteria,
Firmicutes dan Proteobacteria (McKenzie
et al., 2011), Pseudomonas (Lam et al.,
2010). Senyawa yang dihasilkanpun
bervariasi.
Pemanfaatan bakteri indigenous
katak sawah lokal sebagai biofungsida
merupakan inovasi baru karena belum
secara maksimal dikaji. pemanfaatan
katak hanya untuk dikonsumsi karena
dagingnya kaya protein. Padahal banyak
hal yang bisa dikaji lebih mendalam dari
keberadaan katak sawah ini, salah satunya
adalah potensi bakteri indigen dari lendir
katak sawah lokal Bantul sebagai agensia
biological control penyakit antraknosa
pada tanaman cabai yang dilaporkan
sebelumnya oleh Susilawati et al., (2012).
Tujuan dari penelitian ini adalah
untuk mengetahui keragaman karakter
54
makroskopis dan mikroskopis dari bakteri
indigenus yang diisolasi dari lendir kulit
katak sawah lokal Muntilan. Bakteri
indigenous yang diisolasi berasal dari
bagian dorsal dan ventral karena
perbedaan habitat dan lingkungan katak
sawah dimungkinkan bisa menghasilkan
variasi mikrobia simbiotik dari lendir kulit
katak sawah yang memiliki potensi
tertentu. Hal ini seperti dijelaskan Daly
(1999) dan Rollin-Smith et al. (2005)
bahwa senyawa bioaktif lendir katak
dipengaruhi
oleh
spesies
katak,
lingkungan, dan makanan.
Bahan Dan Metoda
Preparasi sampel
Katak sawah (F. cancrivora)
diperoleh dari areal persawahan Muntilan.
Katak dibersihkan dengan akuades steril
sebanyak tiga kali untuk menghilangkan
bakteri transient.
Isolasi bakteri indigenous
Isolasi bakteri indigenous dilakukan
dengan swab methode (Culp et al., 2007,
Harris et al., 2006). Katak sawah yang
sudah dibersihkan, diusap menggunakan
alkohol 75%, kemudian cotton bud steril
disapukan pada kulit katak bagian dorsal
dan ventral. Cotton bud yang digunakan
untuk menyapu kulit katak dicelupkan
pada akuades steril sebanyak 10mL,
suspensi dihomogenkan dengan vortex
selanjutnya diencerkan (10-1) dengan cara
mengambil 1mL suspensi lalu dituang ke
9mL akuades steril. Hasil pengenceran
diinokulasikan pada media NA dengan
teknik spread plate dan diinkubasikan
selama 24 jam suhu 37oC.
Purifikasi bakteri indigenous
Koloni yang menunjukkan karakter
makroskopis
berbeda
selanjutnya
dipurifikasi
berkali-kali
sehingga
Kaunia, Vol. IX, No. 2, Oktober 2013: 53-59
ISSN (online): 2301-8550
didapatkan koloni tunggal yang murni.
Purifikasi dilakukan dengan metode streak
plate pada media NA.
Karakterisasi isolat
Karakterisasi
isolat
meliputi
karakter mikroskopis dan makroskopis.
Karakter
makroskopis
meliputi
pengamatan warna koloni, bentuk, tepi,
elevasi, dan struktur dalam koloni.
Adapun karakter mikroskopis meliputi
pengecaran Gram, motilitas, bentuk sel,
dan susunan sel. Pengamatan mikroskopis
dan makroskopis menggunakan metode
Jutono et al., (1973).
Hasil Dan Pembahasan
Berdasarkan
hasil
penelitian,
diperoleh sebanyak 20 isolat bakteri yang
berhasil diisolasi dari bagian dorsal dan
ventral lendir katak sawah, masing-masing
11 isolat dan 9 isolat. Karakter
makroskopis dan mikroskopis tampak
berbeda (Tabel 1). Sebagian besar isolat
baik yang diperoleh dari bagian dorsal
maupun ventral memiliki bentuk koloni
circuler dengan warna koloni dominan
putih dan putih susu, meski ada warna
lainnya seperti kuning (Gambar 1).
Tabel 1. Hasil pengamatan makroskopis isolat yang diisolasi dari lendir kulit katak sawah (F. cancrivoria).
Kode isolat
KSMD1
KSMD2
KSMD3
KSMD5kr
KSMD5p
KSMD7
KSMD9
KSMD10
KSMD12
KSMD13
KSMD19
KSMV1
KSMV2
KSMV3
KSMV4
KSMV6
KSMV11
KSMV12
KSMV15
KSMV16
Bentuk koloni
circular
circular
circular
circular
irregular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
circular
irregular
Pengamatan Makroskopis
Warna koloni
Tepi Koloni
Elevasi
krem
entire
raised
Putih susu
entire
raised
Putih
entire
raised
krem
undulate
umbonate
putih
entire
raised
putih
entire
raised
putih
entire
raised
Putih
entire
raised
Putih susu
entire
raised
Putih susu
entire
raised
Putih susu
entire
raised
Kuning tua
entire
raised
oranye
entire
raised
putih
entire
raised
Krem
entire
raised
kuning
entire
raised
putih
entire
raised
Kuning cerah
entire
raised
Oranye
entire
raised
Oranye muda
undulate
crateriform
Sembilan isolat yang diisolasi dari
lendir katak bagian ventral termasuk
kelompok bakteri Gram positif dan 11
isolat dari bagian dorsal memiliki reaksi
Gram berbeda, 6 isolat diantaranya
Stuktur dalam
transparan
opaque
transparan
translucent
opaque
opaque
opaque
Transparan
opaque
opaque
opaque
opaque
opaque
opaque
translucent
opaque
translucent
opaque
opaque
opaque
termasuk Gram positif dan 5 isolat lainnya
Gram negatif. Sebagian besar isolat
bakteri memiliki bentuk sel coccus dengan
susunan sel single. Semua isolat bersifat
motil (Tabel 2). Bentuk sel sebagian besar
55
Kaunia, Vol. IX, No. 2, Oktober 2013: 53-59
ISSN (online): 2301-8550
adalah coccus dan beberapa ada yang
berbentuk oval, bahkan isolat KSMD3
selnya berbentuk batang pendek (Gambar
2).
Gambar 1. Kenampakan koloni isolat bakteri indigenus yang diisolasi dari bagian ventral dan dorsal lendir katak
sawah; a) KSM V1; b) KSM V12; c) KSM D5p; d) KSM D2; e) KSM V16; f) KSM V4
Keberadaan bakteri pada tubuh
vertebrata dan avertebrata telah diungkap
pada beberapa penelitian sebelumnya
(Brucker et al, 2008a; Brucker et al,
2008b; Harris et al, 2009). Simbiosis yang
terjadi antara inang dengan bakteri yang
menetap baik resident atau epibiotic
bacteria
merupakan
simbiosis
mutualisme.
Keduanya
memiliki
keterikatan dalam melawan invasi
mikrobia patogen (Dethlefsen et al, 2007
dalam Harris et al, 2009). Menurut
Woodhams et al., (2007) bakteri
indigenous yang bersimbiosis dengan kulit
katak berkontribusi dalam pertahanan
imunitas dari ancaman patogen. Isolat
bakteri yang berhasil diisolasi sebagian
besar berlendir. Ini menandakan bahwa sel
bakteri mampu menghasilkan sejumlah
lendir (substansi polimerik ekstraselular)
yang berfungsi untuk menjaga kulit katak
dari dehidrasi atau kekeringan dan
berperan sebagai penghalang (barrier)
dalam mencegah kolonisasi bakteri atau
mikroorganisme patogen (Culp et al.,
2007) karena bersifat racun sehingga
disebut kelenjer racun (poison glands)
(Rollin-Smith et al., 2005). Substansi
tersebut dapat berupa alkaloid, biogenik
amina, protein, dan steroid (Daly, 1997).
Tabel 2. Hasil pengamatan mikroskopis isolat yang diperoleh dari lendir kulit katak sawah (F. cancrivoria)
Muntilan
Kode isolat
KSMD1
KSMD2
56
Bentuk Sel
oval
oval
Pengamatan Mikroskopis
Gram
Susunan Sel
single
+
single
Motilitas
motil
motil
Kaunia, Vol. IX, No. 2, Oktober 2013: 53-59
ISSN (online): 2301-8550
KSMD3
KSMD5kr
KSMD5p
KSMD7
KSMD9
KSMD10
KSMD12
KSMD13
KSMD19
KSMV1
KSMV2
KSMV3
KSMV4
KSMV6
KSMV11
KSMV12
KSMV15
KSMV16
Batang pendek
coccus
coccus
coccus
coccus
oval
coccus
coccus
oval
coccus
coccus
coccus
coccus
coccus
coccus
coccus
coccus
oval
Secara mikroskopis isolat bakteri
dari bagian dorsal lebih beragam dari pada
isolat yang diperoleh dari bagian ventral.
Sebagian besar isolat bakteri ventral
memiliki bentuk sel coccus dan Gram
positif, sedangkan isolat bakteri dorsal
berbentuk oval, coccus hingga batang
pendek dengan sifat Gram positif dan
negatif.
Jika diamati adanya penghasilan
pigmentasi koloni maka isolat dari kulit
ventral katak memiliki warna koloni
mencolok seperti kuning hingga oranye.
Berdasarkan
kemampuannya
dalam
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
single
single
single
single
single
single
single
single
single
single
single
single
single
single
single
pair
single
single
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
motil
menghasilkan pigmentasi warna maka
isolat tersebut tergolong ke dalam bakteri
chromogenic karena memiliki kemampuan
dalam
menghasilkan
substansi
ekstraseluler
yang dikeluarkan
ke
permukaan
koloni
sehingga
ada
kemungkinan memiliki senyawa dengan
bioaktivitas tinggi. Susilawati et al. (2012)
melaporkan bahwa beberapa isolat bakteri
indigen yang diisolasi dari lendir katak
sawah lokal Bantul cukup potensial dalam
menghambat pertumbuhan Colletotrichum
acutatum NC32 penyebab antraknosa
cabai dengan prosentase hambatan tinggi.
57
Kaunia, Vol. IX, No. 2, Oktober 2013: 53-59
ISSN (online): 2301-8550
Isolat yang diperoleh dari lendir katak
lokal Muntilan ini perlu dikaji lebih
mendalam
potensinya
sebagai
biofungisida karena ada kemungkinan
habitat katak akan sangat berpengaruh
pada potensi bakteri indigen yang hidup
pada permukaan kulitnya.
Kesimpulan dan Saran
Diperoleh sebanyak 20 isolat
bakteri indigenous yang berhasil diisolasi
dari lendir kulit katak sawah (F.
cancrivora) lokal Muntilan pada bagian
dorsal dan ventral dengan karakter
morfologi bervariasi. Bentuk koloni yang
paling dominan adalah circular sedangkan
reaksi Gram bakteri dari bagian dorsal
paling variatif.
Sarannya adalah perlu dikaji lebih
lanjut dan mendalam akan kemampuan
metabolik dari isolat bakteri tersebut misal
dalam
bidang
pertanian
untuk
menghasilkan
biofungisida
dan
kemampuan di bidang lainnya.
Daftar pustaka
[1]
[2]
[3]
[4]
58
Barlian, A., Kusnandar A., & Astuti K. (2011).
Damage in fungal Morphology Underlies the
Antifungal Effect of Lyophilisate of Granular Gland
Secretion from Duttaphrynus melanosticus Frog.
Journal of Biological Sciences. Vol (11), 282-287.
Brucker R.M., Baylor C. M., Walters R. L., Lauer
A., Harris R. N., & Minbiole K.P.C. (2008a). The
Identification of 2,4-diacetylphloroglucinol as an
Antifungal Metabolite Produce by Cutaneous
Bacteria of Salamander Plethodon cinereus. J Chem
Ecol. Vol (34), 39-43.
Brucker R. M.,, Harris R. N., Schwantes C. R.,,
Gallaher T. N., Flaherty D. C., & Lam B. A.
(2008b). Amphibian Chemical Defense: Antifungal
Metabolites
of
The
Microsymbiont
Janthinobacterium lividum on The Salamander
Plethodon cinereus. J Chem Ecol. Vol (34): 14221429.
Berger, L., R. Speare, P. Daszak, D.E. Green, A.A.
Cunningham, C.L. Goggin, R. Slocombe, M.A.
Ragan, A.D. Hyatt, K.R. McDonald, H.B. Hines,
K.R. Lips, G. Marantelli & H. Parkes. 1998.
Cytridiomycosis causes amphibian mortality
associated with population declines in the rain
forests of Australia and Central America. Proc.
Natl. Acad. Sci. Vol (95): 9031-9036
[5]
Bosch, J., I. Martinez-Solano & M. Garcia-Paris.
2001. Evidence of chytid fungus infection involved
in the decline of the common midwife toad (Alytes
abstetricans) in protected areas of central Spain.
Biological Conservation. Vol (97): 331-337
[6]
Culp, C. E., Joseph O., Falkinham I., & Lisa K. B..
(2007). Identification of The Natural Bacterial
Microflora on The Skin of Eastern Newts, Bullfrog
Tadpoles
and
Redback
Salamanders.
Herpetologica. Vol (63): 66-71.
[7]
Daly, W. John. 1997. Biodiversity of alkaloids in
amphibian skin: A dietary arthropod source.
Proceeding on International Conference on
Biodiversity and Bioresources: conservation and
utilization 23-27 Nov 1997. Phuket. Thailand
[8]
Harris, R. N., Timothy Y. J., Antje L., Marry A. S.,
Amit
P.
(2006).
Amphibian
Pathogen
Bathracochytrium dendrobatidis is Inhibitted by
Cutaneous Bacteria of Amphibian Species.
Ecohealth. Vol (3): 53-56.
[9] Harris R. N., Robert M. B., Jenifer B. W., Matthew
H. B., Christian R. S., Devon C. F.,Brianna A. L.,
Douglas C. W., Cheryl J. B., Vance T. V., Kevin P.
M., (2009). Skin Microbes on Frog Prevent
Morbidity and Mortality Caused by a Lethal
Fungus. The ISME Journal. Vol (3): 818-824.
[10] Jutono, Joedoro S., Sri H., Siti K., Suhadi D.,
Soesanto.
(1973).
Pedoman
Praktikum
Mikrobiologi Umum (untuk perguruan tinggi).
Yogyakarta: Dept. Mikrobiologi Fak Pertanian
UGM.
[11] Lauer, A., Mary A. S., Jenifer L. B., Brianna A. L.,
& Reid N. H. (2008). Diversity of Cutaneous
Bacteria with Antifungal Activity Isolated from
Female Four-Toed Salamanders. The ISME Journal
Vol (2): 145-157.
[12] Lam, A.Brianna, J.B. Walke, V.T. Vredenburg &
R.N. Harris. 2010. Proportion of individuals with
anti-Batrachocytridium dendrobatidis skin bacteria
is associated with population persistence in the frog
rana muscosa. Biological Conservation. Vol (143):
529-531
[13] McKenzie, J.Valerie, R.M. Bowers, N. Fierer, R.
Knight & C.L. lauber. 2011. Co-habiting amphibian
species harbor unique skin bacterial communities in
wild populations. The ISME journal. 1-9
[14] Rollin-Smith, L.A., L.K. Reinert, C.J. O’Leary,
L.E. Houston & D.W.Woodhams. 2005.
Antimicrobial peptide defense in amphibian skin.
Integr. Comp. Biol. Vol (45): 137-142
Kaunia, Vol. IX, No. 2, Oktober 2013: 53-59
ISSN (online): 2301-8550
[15] Susilawati, L., A. Khusnuryani, L. Solihah. 2012.
seleksi dan identifikasi bakteri indigenous dari
lendir kulit katak sawah (rana cancrivora) yang
berpotensi sebagai agensia biofungisida. Seminar
Nasional
Biodiversitas
“Konservasi
Keanekaragaman Hayati Berbasis Kearifan Lokal
Masyarakat Indonesia” UNS Surakarta. 10
November 2012
[16] Woodhams, D. C., Vance T. V., Mary A. S., Dean
B., Bashar S., Yu S., Cheryl J. B., Louise A. R., &
Reid N.H. (2007). Symbiotic bacteria contribute to
innate immune defenses of the threatened mountain
yellow-legged frog, Fejervarya muscosa. Biological
Conservation. Vol (30): 1-9.
59
Fly UP