Mikrobiologi Pertanian

Kontrak Perkuliahan (SAP)I. Mikrobiologi Pertanian - PendahuluanII. KlasifikasiIII. Struktur Sel dan Fungsi dalam Bakteri dan ArchaeaIV. Nutrisi, Kultur, dan Metabolisme dari MikroorganismeV. Pertumbuhan Mikroba (Quiz I)VI. Keragaman MikrobaVII. Keragaman Metabolik dan Ekologi MikrobaVIII.Keragaman Metabolik dan Ekologi MikrobaIX. MID SEMESTERX. Biologi Molekuler MikrobaXI. Teknik Rekayasa GenetikaXII. Siklus Karbon dan OksigenXIII.Siklus Nitrogen, Sulfur, dan BesiXIV. Bioremediasi (Quiz II)XV. Pengendalian Ekologi terhadap Hama dan Penyakit yang Menyebabkan

PopulasiXVI.Pupuk Hayati yang Berbasis MikrobaXVII.UJIAN AKHIR SEMESTER

Bahan Referensi

1. Madigan, Michael, T. et al. 2003. Brock Microbiology of Microorganisms

2. Ronald, M. Atlas and Richard, B. 1981. Microbial Ecology

Pendahuluan

mikros = sangat kecil , bios = kehidupanOrganisme yang sangat kecilSel yang tumbuh dengan cepatMemiliki habitatHidup dalam populasi (tidak sendiri)Komunitasnya ada yang berenang secara bebas dan ada yang

menempel pada permukaan (biofilm)Berinteraksi di antara komunitasnya, bisa:

- berbahaya (karena produk sampah), penyebab penyakit

- bermanfaat (usaha kooperatif memberi makanan -sampahzat makanan)

PendahuluanMikroorganisme adalah organisme hidup yang pertama

kali di planet bumi, hidup di mana pun selama kehidupan memungkinkan, lebih banyak dibandingkan organisme lain, dan mungkin penyusun terbesar komponen biomasa bumi

Mikrobiologi mempunyai imbas terhadap banyak bidang di antaranya kedokteran, pertanian, ilmu pangan, ekologi, genetika, biokimia, dan biologi molekuler

Mikroorganisme & MikrobiologiMicroorganisme Mikrobiologi

Makhluk hidup yang secara individual sangat kecil untuk dilihat dengan mata telanjang.

Yang termasuk mikroorganisme:Bakteri (eubacteria,

archaebacteria) Jamur (yeasts, molds) Protozoa Microscopic algae Virus Berbagai cacing parasit

Ilmu yang mempelajari tentang miroorganisme

Dasar dari Bioteknologi modernBerbagai cabang ilmu mikrobiologi:

- Virologi, Mikologi, Bakteriologi, Immunologi, Ecologi Mikroba, Mikrobiologi Biotechnologi, Microbiology Lingkungan, Microbiologi Makanan, Microbiologi Forensik, Molekuler Biologi

Mikrobiologi

Dua tema utama yang berhubungan dengan mikrobiologi1- Dasar – proses sel2-Terapan- berhubungan dengan pertanian, industri dan

kesehatan

Ruang lingkup mikrobiologi

Mikrobiologi

Dasar

Oleh organisme

Oleh proses

Berhubugan dgn

penyakit

Terapan

Berhubungan dgn

penyakit

Berhubungan dgn

lingkungan

Industri

BacteriologyPhycologyMycologyVirologyParasitologyProtozoalogy

Metabolisme mikrobaGenetika mikroba

ImmunologyEpidemiologyEtiology

Infection controlChemotherapy

Environmental microbiology

Food & beverage techPharmaceutical microbiologyGenetic Engineering

Jenis-Jenis Mikroorganisme

BAKTERI

Jamur Aspergillus niger

YEAST Saccharomyces cereviceae

YEAST Lactic acid bacteria

VIRUS

Mikroba dalam kehidupan kita

Ada yang bersifat patogenik (penyebab penyakit)Men-dekomposisi sampah organikMenghasilkan fotosintesis (cth. Bakteri Sulfur Ungu (Purple

sulphur bacteria) harus memperbaiki CO2 untuk hidup)

Memegang peranan di bidang industri (cth. fermentasi untuk menghasilan etanol and acetone)

Menghasilkan makanan berfermentasi (cuka, keju & roti)Menghasilkan produk yang digunakan pabrik (sellulase) dan

pengobatan (insulin)

Mikroba dan makanan1) Mencegah pembusukan (tempe, ikan asin)

2) Membantu dalam menghasilkan makanan

Mikroba dan energi1) Gas alam (methane)

2) Ethanol (biofuel)

3) Bioremediasi

Mikroba dan masa depan1) Teknik Genetika

Mikroba dan Penyakit (pada manusia)

Sejarah Mikrobiologi

Ilmu ini baru terbuka : Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) :

menciptakan mikroskop sederhana-200x Louis Pastuer (1822-1895) : prinsip dasar

kehidupan mikroba Robert Koch (1843-1910) : Postulat Koch

Periode Perkembangan Mikrobiologi (3 periode)

1. Periode perintis/zaman pra sejarah,

teori abiogenesis / generatio spontanea, mahluk hidup terjadi dari benda mati (air, daging)

2. Periode keemasan,Robert Koch (1881), metoda isolasi (pemisahan)Petri (asisten Koch), penemu cawan petriGram (1844), penemu teknik pewarnaan GramChamberland (1887), penemu sterilisasi secara fisik,

metode filter

Postulat Koch

1. Mikroba penyebab penyakit harus ada pada individu yang sakit dan tidak terdapat pada individu yang sehat

2. Mikroba penyebab penyakit tesebut, harus dapat diisolasi/dibiakkan secara murni

3. Mikroba dari biakan murni tersebut, bila diinfeksikan kembali pada individu yang sehat, akan menimbulkan gejala penyakit yang sama

4. Mikroba yang telah diinfeksikan kembali tersebut, dapat diisolasikan kembali dan akan mempunyai bentuk yang sama seperti asalnya

Postulat Koch

3. Periode modern (1910 – sekarang), Adanya peralatan modern/mutakhir, mikroskop elektron,

khromatografi, komputer, autoclave, dan lain-lainMasalah yang pelik dapat dipecahkan, seperti : virusPasteur dan Koch sudah mulai melakukan penelitian tentang

virus Iwanowski (1892), mengungkap masalah virus, TMV

(tobacco mosaik virus)Peraih nobel,

Domagk (1939) penemu obat sulfa utk infeksi bakteri,Fleming, Florey & Chain (1945) penemu penisilinWaksman (1952), penemu streptomisinStanley (1946), penemu protein murni virusEnders, Weller & Beadle (1954), penemu virus

poliomyelitis, vaksin polio

Persiapan smear untuk proses staining/pewarnaan

Pewarnaan-staining mikroba dengan zat pewarna (dye) untuk memperjelas struktur tertentu

Smear (mengoles)- Film tipis dari cairan mikroba di atas slide, smear biasanya melekatkan mikroba ke slide dan membunuh mikroba

Kultur laboratorium mikroorganisme

StainingStain biasanya terdiri dari ion +ve dan –ve Basic dye- chromophore adalah kationAcidic dye- chromophore adalah anionStaining latar belakangnya (bukan selnya) disebut

negative staining

Mikroba dan Pertanian

Mikrobiologi Pertanian

Merupakan penggunaan mikrobiologi untuk tujuan memecahkan masalah-masalah praktis di bidang pertanian.

Mempelajari dan memanfaatkan mikrobia sebaik mungkin guna meningkatkan produksi pertanian baik kuantitas maupun kualitas dan menekan kemungkinan kehilangan produksi karena berbagai sebab.

Pemeliharaan dan peningkatan kesuburan tanah dengan memanfaatkan mikrobia yang berperan dalam siklus Nitrogen (mikrobia penambat nitrogen, mikrobia amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi), Fosfor (mikrobia pelarut fosfat), Sulfur (Mikrobia pengoksidasi sulfur), dan Logam-logam (Fe, Cu, Mn, dan Al),

Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan organisma pengganggu tanaman (OPT),

Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia pendekomposisi / penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk hidup (Bioremediasi),

Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia penghasil fitohormon.

Pemanfaatan mikrobia dalam produksi pertanian dilakukan antara lain melalui:

Beberapa contoh

Nitrogen fixation

Pemanfaatan Bacillus thuringiensis dalam PertanianBacillus thuringiensis varietas tenebrionis menyerang

kumbang kentang colorado dan larva kumbang daun. Bacillus thuringiensis varietas kurstaki menyerang

berbagai jenis ulat tanaman pertanian.Bacillus thuringiensis varietas israelensis menyerang

nyamuk dan lalat hitam. Bacillus thuringiensis varietas aizawai menyerang larva

ngengat dan berbagai ulat, terutama ulat ngengat diamondback.

Skema Bt dalam membunuh serangga

Pseudomonas fluorescens Sebagai Agens Biokontrol

Merupakan bakteri gram negatif yang berbentuk batang yang menghuni tanah, tanaman dan air, bakteri ini dapat mengeluarkan senyawa antibiotik (antifungal), siderofor, dan metabolit sekunder lainnya yang sifatnya dapat menghambat aktivitas patogen

Beberapa Contoh Biopestisida

Terima kasih…

Bagaimana mikroorganisme bermanfaat : 1. Pada bidang Industri makanan/minuman2. Pada bidang industri farmasi3. Pada bidang industri kimia4. Pada bidang kesehatan/medisinal5. Pada Pertanian6. Pada Lingkungan (tanah, air, udara)7. Pada bidang energi8. Pada kesenjataan/kesenjataan biologi : anthrax,

typhus, demam berdarah

TUGAS