I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Bakteri berpigmen

I. PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Bakteri berpigmen sebagian besar merupakan kelompok bakteri yang
bersifat heterotrofik, namun dapat menggunakan cahaya sebagai sumber energi
tambahan (Madigan et al., 2009). Bakteri berpigmen yang melimpah diketahui
terdiri dari dua kelompok yaitu Aerobic Anoksigenic Phototrophic (AAP) dan
Anaerobic Anoxygenic Phototrophic (AnAP) Karakter khas kelompok bakteri
AAP dan AnAP yaitu adanya pigmen Bchl-a dan carotenoid di dalam selnya
untuk mendukung kemampuan fototrofi.
Bakteri AAP dan AnAP diketahui memiliki distribusi dan kemelimpahan
yang tinggi di ekosistem laut (Rathgeber et al., 2004). Khusus pada ekosistem
laut, bakteri AAP dan AnAP terdistribusi luas di perairan pantai, zona intertidal,
laut lepas, dan dasar laut (Cottrel & Kirchman, 2009). Dalam penelitianya di
Samudera Hindia, Pasifik, dan Atlantik, Jiao et al. (2007) melaporkan bahwa
kemelimpahan bakteri AAP yang terbesar terdapat di Samudera Hindia. Zona oxic
yang luas di lingkungan laut, kemampuan fototrofi dan penggunaan senyawa
organik yang beragam diduga kuat menjadi penyebab tingginya distribusi dan
kemelimpahan bakteri AAP di ekosistem laut.
Keberadan kelompok bakteri AAP dan AnAP pada ekosistem air tawar
diketahui juga memiliki kemelimpahan yang relatif tinggi dibanding dengan total
prokariota lain. Hal ini terjadi pada perairan tawar yang memiliki kadar nutrien
tinggi karena kecenderungan bakteri AAP dan AnAP yang bersifat heterotrofik.
1
1
Isolasi bakteri berpigmen dilakukan pada zona intertidal Pantai Sadranan
Gunungkidul dan Sungai Kalibiru Kulon Progo. Zona intertidal merupakan area
pasang surut pada pantai yang memungkinkan terjainya percampuran dan
pergantian nutrien secara periodik akibat adanya gelombang laut. Pada zona
intertidal juga memiliki parameter fisik berupa pH dan suhu yang relatif konstan
sehingga memungkinkan kelompok prokariota mesofilik untuk hidup berkoloni.
Pada peraian tawar Sungai Kalibiru, merupakan sungai dengan aliran yang tenang
serta relatif jernih. Sungai Kalibiru diperkirakan memiliki kadar nutrien yang
relatif tinggi karena adanya populasi jenis alga hijau dan tumbuhan hidrofit yang
terdapat pada pinggiran sungai.Selain itu, Sungai Kalibiru juga menjadi muara
sungai-sungai
kecil
yang mengairi
persawahan area tersebut
sehingga
memungkinkan nutrien sisa pupuk mengalir ke arah Sungai Kalibru.
Sebagian besar bakteri AAP dan AnAP tergolong ke dalam sub kelas αProteobacteria dan hanya sebagian kecil yang termasuk ke dalam sub kelas βProteobacteria (Rathgeber et al., 2004). Namun demikian, berdasarkan
keanekaragaman gen penyandi Light Harvesting Complex (pufM), Jiao et al.
(2003) menyatakan bahwa terdapat kemungkinan adanya anggota bakteri AAP
dan AnAP yang termasuk ke dalam kelas γ-Proteobacteria.
Bakteri berpigmen dengan sifat fototrofinya memiliki peranan dalam
mengalirkan senyawa organik ke daerah anoksik serta mengkonsumsi senyawa
organik kompleks yang non fermentable (Allgaier et al., 2003 & Jiao et al., 2007).
Kemelimpahan bakteri berpigmen yang tinggi dan distribusinya yang luas
mengakibatkan
peranan
ekologisnya
di
laut
menjadi
signifikan
2
(Rathgeber et al., 2004). Kelompok bakteri AAP dan AnAP diketahui juga
berpotensi sebagai agen bioremidiasi polutan yang berupa logam berat (Jiao et al.,
2007). Hal ini diperkuat dengan hasil penelitian Cottrell et al. (2005) yaitu
terdapat
spesies
anggota
genera
Erythromicrobium,
Erythromonas,
dan
Erythrobacter yang resisten terhadap Oxyanion selenium. Selain itu, terdapat
spesies anggota genus Acidiphillium yang memiliki resistensi tinggi terhadap
logam tembaga, nikel, dan seng. Oleh karena itu, kemampuan bakteri AAP dan
AnAP dalam hal resistensi terhadap polutan dapat dimanfaatkan sebagai potensi
baru untuk menangani masalah pencemaran lingkungan (Kolber et al., 2001).
Selain berperan penting secara ekologis, bakteri AAP dan AnAP juga
berpotensi dalam bidang industri dan medis . Keberadaan pigmen carotenoid yang
spesifik untuk setiap genera bakteri AAP dan AnAP memberikan berbagai macam
karakter warna khas yang meliputi kuning, pink, dan orange. Pigmen carotenoid
bakteri dapat diekstraksi dan berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai pewarna
alami makanan dan pakaian yang ramah lingkungan (Madigan et al., 2009).
Potensi dalam bidang medis dibuktikan dengan penelitian Bruhn et al. (2007)
yang menyatakan bahwa terdapat spesies anggota genus Roseobacter yang
mampu menghasilkan senyawa antibakteri dengan spektrum yang cukup luas.
Berbagai informasi mengenai potensi dan peran yang dimiliki oleh bakteri
Berpigmen khususnya AAP dan AnAP dapat diketahui lebih baik apabila
dilakukan studi sistematika. Studi sistematika melibatkan proses karakterisasi atau
pendataan sebanyak-banyaknya karakter yang diperoleh dari strain terkait
(Stackerbranat et al., 1999). Data karakter selanjutnya dapat digunakan untuk
3
kepentingan klasifikasi atau identifikasi yang menambah database untuk
mendukung studi lanjutan yang melibatkan aplikasi, aktivitas, dan peran
ekologisnya di laut maupun di perairan tawar.
B.
Permasalahan
Permasalahan
yang
dapat
dikonstruksikan
yaitu
bagaimana
keanekaragaman dan hubungan fenetis antar strain bakteri berpigmen di zona
intertidal Pantai Sadranan Gunungkidul serta di perairan tawar Kalibiru
Yogyakarta berdasarkan karakterisasi morfologis, biokimiawi, dan fisikokimiawi.
Selain itu, Bagaimana hasil identifikasi berdasarkan sekuen gen 16 S rRNA serta
klasifikasi yang merupakan hasil dari aplikasi sistematik numerik fenetik.
C.
Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah mempelajari keanekaragaman dan
hubungan fenetis strain bakteri berpigmen khususnya AAP yang terdapat di zona
intertidal Pantai Sadranan Gunungkidul dan di perairan tawar Kalibiru
Yogyakarta.
D.
Manfaat
Manfaat penelitian ini adalah informasi mengenai hubungan fenetis,
karakter, dan status taksonomis yang jelas dapat menunjang penelitian lanjutan
yang berkaitan, antara lain fisiologi, peran ekologi, serta potensi untuk aplikasinya
sebagai agen bioremidiasi, maupun potensinya sebagai penghasil pigmen untuk
bahan pewarna alami yang ramah lingkungan.
4
E. Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian
yang
dilakukan
mencakup
isolasi
strain
bakteri
berpigmen,karakterisasi morfologis, biokimiawi, dan analisis kandungan pigmen
menggunakan spektrofotometer UV-Vis pada panjang gelombang 200-900 nm,
identifikasi strain serta klasifikasinya secara numerik fenetik
5