ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERI INDIGENOUS TANAH DI KAWASAN KAMPUS UNIVERSITAS JAMBI

Transkripsi

1 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 Batubara 1 *, Ika Oksi Susilawati 1, Hesti Riany 1 Program Studi Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Jambi 1* Kampus Pinang Masak, Jln. Raya Jambi-Muaro Bulian KM.15 Mendalo Darat 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 grampositive, 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 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 seperti temperatur, kelembapan, tekanan osmotik, ph, Kebutuhan O 2 dan sumber energi 243

2 [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 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 10 6 di enrichment pada Media Nutrien Broth. Isolat yang tumbuh kemudian diinokulasi dalam media Nutrien Agar dengan metode pour plate. Selanjutnya diinkubasi pada suhu 37 o C. Isolat yang diperoleh kemudian di identifikasi dan dikarakterisasi ciri morfologi dan sifat fisiologinya. 244

3 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 (5 o C; 10 o C, 15 o C; 25 o C; 35 o C; 55 o C); 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 DNU41 DNU42 DNU44 KBU23 KHU07 Bentuk Ukuran Permukaan Margin Warna Elevasi besar besar sedang besar KHU08 bulat kecil KHU09 bulat sedang KHU10 KHU11 bulat sedang LTU31 kering berkerut kering kering berkerut Pewarnaan Gram (+) (-) Bentuk Koloni Penataan lobate putih flat basil mono undulate kuning flat basil mono undulate kuning flat basil mono undulate putih umbonate basil pendek mono besar berkerut undulate krem flat basil mono entire kuning raised basil mono entire putih umbonate basil mono besar berkerut lobate kuning raised cocus mono sedang entire krem raised basil rantai undulate krem flats basil mono Hasil karakterisasi menunjukkan bahwa terdapat kesamaan ciri morfologi dari kesepuluh isolat yang diuji yaitu bentuk koloni bakteri umumnya dan berukuran besar dengan permukaan yang. Dominasi warna koloni bakteri yang diperoleh adalah putih, sel berbentuk basil dengan penataan mono. Hasil pewarnaan bakteri kesepuluh isolat disajikan pada Gambar

4 A B C D E F G J H I 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 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. 246

5 % 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 oC 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 247

6 Kode isolat Karakteristik Fisik dan Kimia Psikofil Mesofil Termofil Asidofil Neutrofil Basidofil Halofil Non halofil KHU KHU KHU KHU KHU KBU LTU DNU DNU Halo toleran DNU Dari sepuluh isolat yang diuji terhadap pengaruh suhu menunjukkan bahwa 2 isolat dapat tumbuh optimum pada suhu 5-15 o C (psikofilik), 8 isolat tumbuh optimum pada suhu O C (mesofilik) dan satupun isolat yang diuji mampu hidup pada suhu 55 o 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 248

7 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 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 [3]. Rahayu F, Sudjindro dan Hariyono B. Uji efektifitas isolat indigenous air rendaman kenaf sebagai inokulum dalam proses retting kenaf [4]. Diswanto E dan Kardena E. Isolasi dan karakterisasi Pseudomonas sp. Dari tanah tercemar hidrokarbon minyak bumi Sumatera dan Jawa [5]. Salaki CL. Isolasi dan karakterisasi bakteri indigenous (Bacillus cereus Frank) sebagai agensia pengendalian hayati terhadap hama kubis. 1 (1): [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): Probiont 249

8 [8]. Baehaki A, Rinto dan Budiman A. Isolasi dan karakterisasi protease dari bakteri tanah rawa Indralaya Sumatera Selatan. 2011; 22(1) [9]. Dewi RI. Bakteri Pelarut Fosfat. Makalah Jurusan Budidaya Pertanian