Analisis filogeni komunitas bakteri pada Kappaphycus alvarezii

Gambar 2. Pohon filogenetik berdasarkan sekuen nukleotida gen 16S rRNA isolat bakteri dari rumput laut K. alvarezii yang terserang penyakit ice-ice. Jenis bakteri yang diberi garis bawah merupakan hasil penelitian ini. Jarak taksonomi dihitung menggunakan program Mega 5. Analisis bootstrap digunakan untuk mengukur tingkat kepercayaan dari pohon filogenetik. Selanjutnya, dengan dukungan bootstrap sebanyak 1.000x pada pohon filogenetik diketahui bahwa sebagian besar isolat bakteri termasuk dalam Proteobacteria. Kelompok bakteri Proteobacteria yang termasuk dalam subdivisi Gammaproteobacteria adalah S. haliotis, V. alginolyticus, S. maltophilia, P. aeruginosa dan C. thiocycli, sedangkan subdivisi Alphaproteobacteria adalah O. anthropi. Bakteri lainnya adalah B. subtilis subsp. Spizizenii, dan A. nicotianae masing-masing termasuk dalam kelompok Firmicutes-Gram positive Low GC, dan Actinobacteria-Gram positive high GC. Bakteri hasil identifikasi umumnya termasuk dalam kelompok Gammaproteobacteria, merupakan kelompok bakteri yang banyak dikaitkan sebagai penyebab penyakit. Sejumlah studi genom telah dilakukan untuk mengidentifikasi protein yang unik pada spesies bakteri Gammaproteobacteria yang terkait dengan virulensinya Van Sluyset al. 2002; Gao et al. 2009. Kelompok Gammaproteobacteria merupakan bakteri dominan yang ditemukan di permukaan makroalga seperti pada Enteromorpha dan Ulva Patel et al. 2003; Tait et al. 2005, Corallina officinalis Huggett et al. 2006. Kelimpahan Gammaproteobacteria pada rumput laut dapat berkonstribusi terhadap kecenderungan untuk membentuk biofilm Taits et al. 2009. Tingkat AJ293474.1| Stenotrophomonas maltophilia strain e-a22 DQ077704.1| Stenotrophomonas maltophilia isolate FLX Isolat 3 | Stenotrophomonas maltophilia strain IAM 12323 M59158.1 Xanthomonas maltophilia Isolat 5 | Pseudomonas aeruginosa strain SNP0614 AY665977.1| Pseudomonas aeruginosa KC495571.1| Pseudomonas fluorescens strain KP6 AF438148.1| Pseudomonas sp. AMSN Isolat 1 | Shewanella haliotis strain DW01 NR 044453.1| Shewanella marina strain C4 NR 036790.1| Vibrio fluvialis strain VL 5125 Isolat 2 | Vibrio alginolyticus strain ATCC 17749 Isolat 7 | Catenococcus thiocycli strain TG 5-3 AF526515.2| Ochrobactrum intermedium isolate ADV24 Isolat 6 | Ochrobactrum anthropi strain ATCC 49188 NR 115043.1| Ochrobactrum pituitosum strain CCUG 50899 Isolat 8 | Bacillus subtilis subsp. spizizenii strain ATCC 6 EU350371.1| Bacillus pumilus strain ST277 Isolat 4 | Arthrobacter nicotianae strain DSM 20123 KU200946.1| Arthrobacter arilaitensis strain Abk7 KP296222.1| Arthrobacter nicotianae strain Na44RA-2 83 100 100 70 100 83 99 100 99 100 99 100 100 99 44 100 0.02 Gammaproteobacteria Firmicute s Actinobacteria Alphaproteobacteria patogenisitas kelimat spesies isolat bakteri kelompok Gammaproteobacteria yang diperoleh dari riset ini menjadi hal menarik untuk diteliti lebih lanjut. Permukaan makroalga merupakan inang hidup bagi bakteri Burke et al. 2011. Selain Gammaproteobacteria, bakteri kelompok Alphaproteobacteria juga diidentifikasi pada penelitian ini. Bakteri Alphaproteobacteria dilaporkan ditemukan di rumput laut Jepang Azanza et al. 2013. Kelompok Firmicutes juga diidentifikasi pada penelitian ini. Firmicutes dilaporkan merupakan bakteri dengan kelimpahan terbanyak kedua pada permukaan alga hijau Ulva dan Gracilaria, serta berkonstribusi sekitar 15-30 dari asimilasi dimethylsulfoniopropionate Malmstrom et al. 2004; Singh et al. 2015. Kelompok lain yang berhasil diidentifikasi pada penelitian ini adalah Actinobacteria. Actinobacteria juga sudah dilaporkan diperoleh dari air laut Venter et al. 2004; Giovannoni Stingl 2005, mangrove, dan sedimen Sivakumar et al. 2007. Kelompok bakteri Proteobacteria diketahui tidak hanya ditemukan pada alga merah, tetapi juga alga hijau Patel et al., 2003; Burke et al. 2010; Tujula et al. 2009, dan alga cokelat Salaün et al., 2010. Hal ini mengindikasikan bahwa kelompok bakteri Proteobacteria melimpah di permukaan makroalga laut. Kelompok Proteobacteria yang meliputi anggota bakteri Gammaproteobacteria dan Alphaproteobacteria memiliki distribusi yang luas di perairan laut dan pantai Venter et al., 2004; Rusch et al., 2007. Komunitas bakteri yang diidentifikasi pada penelitian ini umumnya hampir sama yang didentifikasi pada rumput laut yang berbeda Azanza et al. 2013. Namun demikian, jenis isolat bakteri yang diperoleh dari riset ini berbeda dengan yang dilaporkan sebelumnya dari rumput laut K. alvarezi Largo et al. 1995b; Aris 2011. Jenis bakteri yang diperoleh berbeda dengan bakteri yang disolasi dari rumput laut K. alvarezii oleh Largo 1995a dan Aris 2011. Hal ini diduga adanya perbedaan waktu dan lokasi pengambilan rumput laut. Pada penelitian ini, bakteri diisolasi dari bagian talus ujung dan di permukaan, sedangkan Largo 1995a dan Aris 2011 bakteri yang diisolasi dari seluruh bagian talus. Hal tersebut sejalan dengan yang dikemukakan oleh Armstrong et al. 2000 dan Bengtsson et al. 2010 bahwa kelimpahan jenis bakteri rumput laut umumnya bervariasi antar jenis rumput laut, bagian talus, dan musim. Selain itu, terdapat perbedaan kondisi lingkungan perairan pada ketiga lokasi pengambilan sampel Lampiran 1. Hal ini diduga juga menjadi penyebab jenis bakteri yang diisolasi adalah berbeda. Stres pada inang dan gangguan sistem pertahanan merupakan faktor ideal untuk kolonisasi bakteri Case et al. 2011. Inang mengalami stres apabila melewati batas adaptasi dan toleransi inang terhadap kondisi lingkungan, dan hal ini dapat menimbulkan gejala penyakit. Pada rumput laut telah dilaporkan bahwa peningkatan suhu dan penurunan salinitas dapat meningkatkan bleaching pada Laminaria religiosa Vairappan et al. 2011. Selanjutnya telah dilaporkan juga diketahui pada suhu ≥ 30 o C, dan salinitas ≤ 20 gL dapat meningkatkan bleaching dan menyebabkan kematian pada K. alvarezii Largo et al. 1995b. Namun demikian interaksi isolat bakteri dan faktor lingkungan terhadap bleaching belum ada yang melaporkan, dan hal ini merupakan salah satu tema riset disertasi ini.

2.4 Simpulan

Isolat yang diperoleh dari rumput laut K. alvarezii terdiri atas enam jenis bakteri dari talus dengan gejala penyakit ice-ice, dan dua jenis diisolasi dari talus tanpa gejala penyakit ice-ice. Berdasarkan analisis sekuen gen 16S rRNA, bakteri teridentifikasi sebagai: Shewanella haliotis strain DW01, Vibrio alginolyticus strain ATCC 17749, Stenotrophomonas maltophilia strain IAM 12323, Arthrobacter nicotiannae DSM 20123, Pseudomonas aeruginosa strain SNP0614, Ochrobactrum anthropic strain ATCC 49188, Catenococcus thiocycli strain TG 5-3 dan Bacillus subtilis subsp.spizizenii strain ATCC 6633. Hasil analisis filogeni membagi delapan spesies bakteri menjadi Gammaproteobacteria 5 isolat, Alphaproteobacteria 1 isolat, Firmicutes 1 isolat dan Actinobacteria 1 isolat. Isolat yang diperoleh adalah berbeda dengan yang dilaporkan sebelumnya dari K. alvarezii. 3 UJI IN VITRO PATOGENISITAS BAKTERI PENYEBAB ICE-ICE PADA MIKROPROPAGUL RUMPUT LAUT Kappaphycus alvarezii ABSTRAK Penelitian sebelumnya menghasilkan delapan spesies bakteri yang diduga menjadi penyebab penyakit ice-ice pada rumput laut Kappaphycus alvarezii. Penelitian ini bertujuan untuk menguji patogenisitas masing-masing isolat terhadap mikropropagul rumput laut K. alvarezii dalam menginduksi serangan ice-ice berdasarkan gejala klinis, morfologi dan secara histologi. Analisis yang dilakukan terhadap gejala penyakit ice-ice adalah waktu awal munculnya bleaching, jumlah titik bleaching dan luas area bleaching yang dihasilkan pada akhir pengamatan. Mikropropagul yang digunakan berukuran panjang 2-4 cm dimasukkan ke media yang mengandung konsentrasi bakteri 10 6 cfuml untuk menentukan patogenisitas. Pengamatan gejala ice-ice diobservasi secara visual setiap hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa bakteri Stenotrophomonas maltophilia memunculkan gejala ice-ice paling cepat yakni lima jam pascainfeksi, dan Vibrio alginolyticus paling lambat yakni 44 jam pascainfeksi. Selanjutnya, S.maltophilia juga menghasilkan jumlah titik bleaching paling banyak yakni 17 titik, meskipun luas area bleaching 1.87 mm 2 masih lebih kecil dibanding V.alginolyticus. Dari tiga analisis dibuat dalam bentuk skala atau scoring tingkat keparahan dan menunjukkan S.maltophilia sebagai bakteri paling ganas dalam menyebabkan penyakit ice-ice. Penelitian ini adalah yang pertama melaporkan bakteri S.maltophilia dikaitkan dengan timbulnya penyakit ice-ice pada K.alvarezii, dan mungkin bermanfaat untuk ketahanan rumput laut terhadap penyakit ice-ice. Kata kunci: patogenisitas, bakteri, mikropropagul, K.alvarezii, histologi IN VITRO PATHOGENICITY ASSAY FOR ICE-ICE CAUSED BACTERIA ON MICROPROPAGULE Kappaphycus alvarezii Abstract As found in previous study, there were 8 species of bacteria that may associate to ice-ice disease. This study aimed to test the pathogenicity of those isolates on micropropagul seaweed K.alvarezii in inducing ice-ice symptoms based on clinical symptoms, visual morphology and histology, and to analyze the ice-ice disease transmission based on time of occurrence. Analysis was conducted by time early emerging ice-ice disease, the number of spots and the width area of bleaching in the end of experiment. Micropropagules of 2-4 cm in length were soaked in seawater containing 10 6 cfuml bacteria to determine the pathogenicity. Onset of ice-ice symptoms was visually observed every day. The results showed that fastest onset of ice-ice symptoms was observed by Stenotrophomonas