POLA PERTUMBUHAN DAN TOKSISITAS BAKTERI RESISTEN … · merkuri sebagai pemisah emas dan batuan...
7
Jurnal EKOSAINS | Vol. II | No. 1 | Maret 2010 26 hari, 2000). Di Cikotok penambangan liar (PETI) masih juga ada dan menggunakan merkuri sebagai pemisah emas dan batuan sehingga sangat membahayakan lingkun- gan. Dialam merkuri ditemukan dalam 3 bentuk ; metalikmerkuri (Hg0), mekurius merkuri (Hg) dan merkurik merkuri (Hg2+).Senya- wa merkuri mempunyai karakteristik dapat merusak membran dan menonaktifkan en- zim periplasma dan sitoplasma dalam sel. Metil-merkuri juga merupakan bentuk yang sangat toksik terhadap organisma hidup. Tidak seperti metil-merkuri HgCl2 meru- pakan merkuri yang relatif kurang toksik pada membran. (Benoit et al,2001, Lovely, 2001). Reduksi dari Hg (II) menjadi Hg (0) dapat dilakukan oleh bakteri resisten dengan enzym merkuri reduktase pada konsentrasi rendah merkuri . Telah terbukti pula bahwa aktivitas mikroba dapat meng- POLA PERTUMBUHAN DAN TOKSISITAS BAKTERI RESISTEN HgCl2 Ochrobactrum sp. S79 dari CIKOTOK, BANTEN Hartati Imamuddin Bidang Mikrobiologi, Puslit Biologi-LIPI Abstrak Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui konsentrasi HgCl2 dan pH optimum terhadap pertumbuhan isolat terpilih.. Isolat resisten diperoleh dengan cara mengisolasi tanah PETI dari Cikotok dan uji kualitatif dengan metoda disk blank. Tok- sisitas isolat resisten dilakukan dengan cara menumbuhkan isolat tersebut dalam media yang mengandung HgCl2 dengan konsentrasi dari 10-90 ppm. Dari isolasi isolat resisten HgCl2 dari 27 lokasi diperoleh 19 isolat resisten yang dominan, setelah itu dilakukan pengujian daya hambat hanya diperoleh 17 isolat yang tahan HgCl2 berkisar dari konsen- trasi 5 – 90 ppm. Identifikasi bakteri dilakukan dengan 16S rDNA. Pengujian toksisitas isolat Ochrobactrum sp. S79 hanya sampai konsentrasi HgCl2 70 ppm dan pengaruh pH terhadap pertumbuhan Ochrobactrum sp. S79 ternyata pada pH <5 menghambat pertum- buhan isolat pada konsentrasi 10 ppm HgCl2. PENDAHULUAN Obat-obatan, antibiotik dan sub- stansi radioaktif mengandung logam berat yang menyebabkan mutagenik, karsioge- nik dan teratogenik demikian juga halnya dengan limbah industri seperti penam- bangan emas mempunyai pengaruh yang merusak terhadap makluk hidup ( Blaudez, 2000, Seeber, 2002, Akermoun, 2002). Merkuri merupakan salah satu polutan yang ada di lingkungan yang sangat toksik. Merkuri bersifat mutagenik, penghambat pertumbuhan dan mempunyai pengaruh toksik dan dapat menyebabkan penyakit serius terhadap manusia. (Meyer-Baron, 2002). Disamping manusia, timbuhan dan hewan merkuri juga berpengaruh terhadap pertumbuhan bakteri, tetapi beberapa bak- teri dapat tumbuh/tahan pada lingkungan yang mengandung merkuri tinggi (Iwa-
Transcript of POLA PERTUMBUHAN DAN TOKSISITAS BAKTERI RESISTEN … · merkuri sebagai pemisah emas dan batuan...
Jurnal EKOSAINS | Vol. II | No. 1 | Maret 201026
hari,2000).DiCikotokpenambanganliar(PETI)masih jugaadadanmenggunakanmerkurisebagaipemisahemasdanbatuansehingga sangat membahayakan lingkun-gan.Dialammerkuriditemukandalam3bentuk;metalikmerkuri(Hg0),mekuriusmerkuri(Hg)danmerkurikmerkuri(Hg2+).Senya-wamerkurimempunyaikarakteristikdapatmerusakmembrandanmenonaktifkanen-zimperiplasmadansitoplasmadalamsel.Metil-merkurijugamerupakanbentukyangsangat toksik terhadap organisma hidup.Tidak sepertimetil-merkuriHgCl2meru-pakanmerkuri yang relatif kurang toksikpadamembran.(Benoitetal,2001,Lovely,2001). Reduksi dari Hg (II) menjadi Hg(0) dapat dilakukan oleh bakteri resistendengan enzym merkuri reduktase padakonsentrasirendahmerkuri.Telahterbuktipulabahwaaktivitasmikrobadapatmeng-
POLA PERTUMBUHAN DAN TOKSISITAS BAKTERI RESISTEN HgCl2 Ochrobactrum sp. S79 dari CIKOTOK,
BANTEN
Hartati Imamuddin Bidang Mikrobiologi, Puslit Biologi-LIPI
Abstrak
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui konsentrasi HgCl2 dan pHoptimum terhadap pertumbuhan isolat terpilih.. Isolat resisten diperoleh dengan caramengisolasitanahPETIdariCikotokdanujikualitatifdenganmetodadiskblank.Tok-sisitasisolatresistendilakukandengancaramenumbuhkanisolattersebutdalammediayangmengandungHgCl2dengankonsentrasidari10-90ppm.DariisolasiisolatresistenHgCl2dari27 lokasidiperoleh19 isolat resistenyangdominan, setelah itudilakukanpengujiandayahambathanyadiperoleh17isolatyangtahanHgCl2berkisardarikonsen-trasi5–90ppm.Identifikasibakteridilakukandengan16SrDNA.PengujiantoksisitasisolatOchrobactrumsp.S79hanyasampaikonsentrasiHgCl270ppmdanpengaruhpHterhadappertumbuhanOchrobactrumsp.S79ternyatapadapH<5menghambatpertum-buhanisolatpadakonsentrasi10ppmHgCl2.
PENDAHULUAN Obat-obatan, antibiotik dan sub-stansiradioaktifmengandunglogamberatyang menyebabkan mutagenik, karsioge-nikdan teratogenikdemikian jugahalnyadengan limbah industri seperti penam-bangan emas mempunyai pengaruh yangmerusakterhadapmaklukhidup(Blaudez,2000, Seeber, 2002, Akermoun, 2002).Merkuri merupakan salah satu polutanyangadadilingkunganyangsangattoksik.Merkuri bersifat mutagenik, penghambatpertumbuhan dan mempunyai pengaruhtoksik dan dapat menyebabkan penyakitserius terhadap manusia. (Meyer-Baron,2002).Disampingmanusia, timbuhandanhewanmerkurijugaberpengaruhterhadappertumbuhanbakteri,tetapibeberapabak-teridapat tumbuh/tahanpada lingkunganyang mengandung merkuri tinggi (Iwa-
Jurnal EKOSAINS | Vol. II | No. 1 | Maret 2010 27
Untuk pengujian daya hambat dipilih 19isolat dari populasi terbesar, diharapkandari populasi tersebut didapatkan isolatyangmempunyairesistensitinggiterhadaplogamberatmerkuri(HgCl2).Isolat-isolattersebutditumbuhkandalammediacairNu-trientBrothselamaduahari,kemudiandip-ipetsebanyak0,5mLditeteskandandirat-akandenganspatulasterilpadacawanpetriyangtelahberisimediapadatMullerHin-ton.Diskblankdirendamselamalimame-nitdalamlarutanlogamberatdengankon-sentrasi 0,10,20,25,30,40,50,60,70,80,90dan100ppm,kemudian diletakkanpadacawanpetriyangtelahdiinokulasidenganbakteriresisten,setelahitudiinkubasipadasuhu ruang selama 48 jam. Pengamatanzona bening dilakukan dengan caramen-gukur diameter dari zonayang terbentuk.(DutkaB.J.andG.Bitton.1989.).
PengujianToksisitas isolatOchrobactrumspS79 Pembuatan suspensi isolat OchrobactrumspS79 dilakukan dengan cara menum-buhkan 1 ose kedalam media cair LuriaBertani setelah tumbuh, dipipet 3ml di-masukkan ke dalam 147 mL media cairLuria Bertani. Konsentrasi HgCl2 yangdigunakan dalam penelitian ini adalah0,10,20,30,40,50,60,60,70,80,90 dan 125ppm.Pertumbuhandiukurdenganspektro-fotometerdenganpanjanggelombang436nm.
PengaruhToksisitas HgCl210ppmpadakisaranpH4-9 Pembuatan suspensi isolat OCHROBAC-TRUM SP S79 dilakukan dengan caramenumbuhkan 1 ose kedalammedia cairLuriaBertanisetelahtumbuh,dipipet3mldimasukkankedalam147mLmediacair
hasilkan gas merkuri (Hg0).(Bizily,1999)Dialammerkuriditemukandalam3bentuk;metalikmerkuri(Hg0),mekuriusmerkuri(Hg)danmerkurikmerkuri(Hg2+).Senya-wa merkuri mempunyai karakteristik da-patmerusakmembrandanmenonaktifkanenzim periplasma dan sitoplasma dalamsel. Metil-merkuri juga merupakan ben-tukyangsangattoksikterhadaporganismahidup.Tidak seperti metil-merkuri HgCl2merupakan merkuri yang relatif kurangtoksik pada membran. (Lovely, 2001).ReduksidariHg(II)menjadiHg(0)dapatdilakukanolehbakteriresistendenganen-zym merkuri reduktase pada konsentrasirendahmerkuri.Telahterbuktipulabahwaaktivitasmikrobadapatmenghasilkangasmerkuri(Hg0).(Bizily,1999) Penetian ini bertujuan untukmengetahuisejauhmanahubunganantarabekaspenambanganemasliar(PETI)yangmenggunakanmerkuri sangat tinggi den-ganisolat-isolatresistenmerkuridiperolehdari daerah tersebut. Disamping itu jugadilakukanpengujiantoksisitasHgCl2ter-hadapisolatterpilih. BAHANDANMETODA
IsolasiAwalBakteriResisten
Isolasi dilakukan dari sample tanah danairyangberasaldariPertambanganEmasCikotok dan Pongkor. Isolasi dilakukandengan pengenceran berseri dengan me-tode plate count media yang digunakanuntuk isolasi ditambahkan 5 ppm HgCl2(Pongkor)dan10ppmHgCl2(Cikotok) IdentifikasiBakteri Identifikasibakteridilakukandengan16SrDNA partial menunjukkan isolat L7T03adalahOchrobactrumsp.S79(99%) PengamatanDayaHambatIsolatTerhadapLogamBerat
Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin
Jurnal EKOSAINS | Vol. II | No. 1 | Maret 201028
LuriaBertaniyangtelahdisesuaikannilaipHnya, dengan cara menambahkan 1 NHcluntukpHasamdan1NNaOHuntukpHbasa.KonsentrasiHgCl2yangdiguna-kan dalam penelitian ini adalah 10 ppmdengan kisaran pH 4, 5, 6, 7 dan 9. Per-tumbuhandiukurdenganspektrofotometerdenganpanjanggelombang436nm.
HASILDANPEMBAHASAN
IsolasiBakteriResistenHgCl2Tabel1.Jumlahbakteriresistenlogambe-ratMerkuri (10 ppmHgCl2) dari limbahpenambanganemasrakyat(PETI)diCiko-tok
Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin
Jurnal EKOSAINS | Vol. II | No. 1 | Maret 2010 29
biasa terjadi karena pengambilan sampelPongkordarisungaiyangjauhdari.daerahtercemar merkuri hasil ini sesuai denganpernyataanTapan, et al.,1992 dan Shazieet al,2002bahwabakteriyang tahan ter-hadaplogamberatadalahbakteriyangte-lah lamaberadaptasi terhadap lingkunganyangtercemarlogamberat.
Tabel2.JumlahbakteriresistenlogamberatMerkuri(5ppmHgCl2)daridaerahPong-kor
Hasilisolasi(Tabel1danTabel2)didap-atkan19isolatbakteriresistendaridaerahpenambangan emas Cikotok dan 8 isolatbakteriresistenmerkuridaridaerahPong-kor. Dari hasil tersebut dapat dikatakanbahwa sampel yang diambil dari daerahCikotokmempunyaibakteriresistenlebihtinggi dibandingkan daerah Pongkor, ini
Tabel3.HasilujiresitensisecarakualitatifterhadapHgCl2
Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin
Jurnal EKOSAINS | Vol. II | No. 1 | Maret 201030
Pengujian Pertumbuhan Awal IsolatL7TO3 Karena isolat Ochrobactrum sp S79 danL6T2 mempunyai resistensi yang tinggipadapengujiansecarakualitatifmakaiso-lat-isolattersebutperludilanjutkandenganuji
Dari19isolatyangdiuji resistensinyase-cara kualitatif didapatkan 2 isolat yangmempunyai resistensi tertinggi (50ppmdan90ppm)2isolattersebutadalah:OchrobactrumspS79danisolatL6T2re-sistenpada50ppmsampai90ppmHgCl2danisolat-isolatyanglainhanyatahan40 ppm dan adapula yang tidak resistenyakniisolatL7T5-5danV2
Gambar 1. Pertumbuhan 2 isolat resisten pada media yang mengandung Hgcl 2
0
1
2
3
4
5
6
Hari ke 0 1 2 3 4 7 8 9 10
Waktu (hari)
OD
436
nm
KB-L7T03KB-L6T2L7T03-10L7T03-20L7T03-30L6T2-10L6T2-20
toksisitas terhadap pertumbuhannya padamediacair.Untukpengujian toksisitas inikedua isolat tersebut ditumbuhkan padamedia yang mengandung HgCl2 dengankonsentrasiawal(10,20dan30ppm)(gam-bar 1). Pada gambar 1 dapat dinyatakanbahwa pertumbuhan isolat OchrobactrumspS79padamediaLuriaBertaniyangmen-gandungHgCl210,20dan30ppmterjadilag phase setelah 36 jam dan terjadi per-bedaanpadafasestationersetelahinkubasilebihdari96 jam.inkubasi.Kenyataan iniagakberbedadenganhasilyangdiperolehHamdy, 1975 pada konsentrasi Hg2+ lagphaseterjadipada11jamsetelahinkubasijadi hasil yang diperoleh pada percobaaninimempunyai lagphaseyang lebihpan-jang. Bila dibandingkan dengan kontrol
pertumbuhanOchrobactrumspS79masihmenunjukkan pertumbuhan yang sama.selamamasainkubasi,demikianjugaden-ganpertumbuhanisolatL6T2dengankon-sentrasiHgCl220ppm.
Pengujian Toksisitas Isolat L7TO3(OchrobactrumspS79) Dengan hasil tersebut di atas perlu di-lakukan pengujian toksisitas yang lebihtinggiterhadappertumbuhanisolatL7TO3(OchrobactrumspS79)dengantujuanun-tukmengetahuisejauhmanaisolattersebuttahan terhadap logam berat HgCl2 Padapengujian ini isolat L7TO3 ditumbuhkan
Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin
Jurnal EKOSAINS | Vol. II | No. 1 | Maret 2010 31
90ppmdan125ppmpertumbuhan isolatL7TO3 mulai terhambat ini ditunjukkandengan tidak adanya perubahan nilai ODdariawalinkubasisampaiinkubasike103jam OD yang dicapai hanya mencapai0,3.Jadidapatdisimpulkanbahwatoksisi-tasisolatL7TO3hanyasampaikonsentrasiHgCl270ppm.(Gambar2)
padakonsentrasi40ppm,50ppm,60ppmdan 70 ppm, 80 ppm, 90 dan 125 ppm.Hasilnyadapatdilihatpadagambar2.
Gambar 2. Toksisitas Isolat L7TO3 Terhadap Hgcl2
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 6 12 18 24 44 49 68 72 103 130 202 226 250 274
Waktu (jam)
OD
436
nm
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
125
Pengujiantoksisitasdengankonsentrasi70ppmHgCl2 isolat tersebutmasih tumbuhbaik hingga mencapai OD= 17,900 padakonsentrasi60ppm,sedangkanpadakon-sentrasi 20 ppm pertumbuhannya kurangbagus kemungkinan terkontaminasi olehbakteri lain karena warnamedia berubahmenjadi kehijauan. Dengan penamba-han konsentrasi HgCl2 menjadi 80 ppm,
Gambar 3. Toksisitas 10 ppm Hgcl2 Terhadap Isolat L7TO3 pada pH 4-9
0,000
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
16,000
18,000
20,000
0 24 30 48 54 72 78 96
Waktu (Jam)
OD
436
nm
10 ppm
10 ppm pH 4
10 ppm pH 5
10 ppm pH 7
10 ppm pH 9
Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin
Jurnal EKOSAINS | Vol. II | No. 1 | Maret 201032
UCAPANTERIMAKASIH
Ucapan terima kasih penulis sampaikankepada proyek SDH Puslit Biologi yangtelahmendanaipenelitianini.Penulissam-paikanterimakasihyangsebesar-besarnyakepada Dra Sulistiani M Kes yang telahmengidentifikasiisolateL7TO3.JugaSdriNani, Ety danAry yang telahmembantudalampenelitian inidan teman-teman se-muayangtidakbisapenulissebutkansatupersatu.
PengujiantoksisitasisolatL7TO3terhadapperubahanpH
Disamping itu juga dilakukan pengujianpengaruhkonsentrasiHgCl210ppmpadapH(4,5,5,6,7,8dan9)terhadappertum-buhanisolatOchrobactrumspS79.Hasil-nyadapatdilihatpadagambar3Pengujian toksisitas isolat L7TO3(OchrobactrumspS79).terhadapperuba-han pH pada konsentrasi HgCl2 10 ppmmenunjukkan bahwa isolat tersebut tidaktahan/resisten terhadap pH4 artinya den-gan pH asam toksisitas akan meningkatataupun isolat tersebut tidak tahan terh-adap pH rendah, semakin meningkat pHsemakin baik pertumbuhannya. Pada pH5awalnyalambatpertumbuhannyakemu-dianmeningkatpadajamke48danmen-capaipuncakpada jamke78.PadapH7pertumbuhannya relatif di bawah kontrolsampaiakhirpengamatandanpH9awal-nya lebih baik dari kontrol danmenurunjam ke 54.Dari percobaan ini dapat dis-impulkan bahwa isolat L7TO3 hanya da-pattumbuhpadapH5sampai9dantidakdapattumbuhpadapH4padakonsentrasiHgCl210ppm.
KESIMPULAN Daripercobaaninidapatdisimpulkanbah-wa :1.Dari 19 isolat yang diuji resistensin-ya secara kualitatif didapatkan 2 isolatyang mempunyai resistensi tinggi yakniOchrobactrumspS79danL6T22.ToksisitasOchrobactrumsp.S79menca-paikonsentrasiHgCl270ppm,konsentrasiyanglebihtinggipertumbuhanmenurun3. Ochrobactrum sp. S79 hanya mamputumbuhpadapH5sampai9dantidakda-pattumbuhpadapH4padakonsentrasi10ppmHgCl2
DAFTAR PUSTAKAAkermoun,M., E.Testet, C.Cassagne andJ.J. Bessoule, 1998. Gram-negative mer-cury resistant bacteria exhibiting mrcurydetoxification ability in growth medium.Biologia,44:33-45Blaudez,D,B.BottonandM.Chalot,2000.Effectsofheavymetalsonnitrogenuptakebymycorrhizalbirchseedlings.FEMSMi-crobiol.Ecol,33:61-67Bizily,1999 dalam Jaysankar De,2004.Mercury-resistant Marine Bacteria andTheir Role In Bioremediaation of certainToxicants.National Institute Of Oceanog-raphy.DonaaPaula,Goa.IndiaDutka B.J. and G. Bitton. 1989. Toxic-ityTestingUsingMicroorganisms.Vol.II.CRC Press.,Inc.BocaRaton.Florida.Hamdy,M.K andO.R. Noyes. 1975. For-mation of Methyl Mercury by Bacteria.AppMicrobiology.Vol30.No5.pps:424-432Lovely,2001 dalam Jaysankar De,2004.Mercury-resistant Marine Bacteria andTheir Role In Bioremediaation of certainToxicants.NationalInstituteOfOceavnog-raphy.DonaaPaula,Goa.IndiaTapanK.Misra.1992.HeavyMetals,Bac-terialResistances.EncyclopediaofMicro-biologyVolII.AcademicPress.Inc.v
Pola Pertumbuhan dan Toksisitas Bakteri Resisten Hartati Imamudin
