2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Bacillus thuringiensis
B. thuringiensis Bt adalah bakteri gram positif berbentuk batang, aerobik
dan membentuk spora. Bakteri ini merupakan bakteri yang ada di tanah, air, permukaan tumbuhan, serangga mati dan biji-bijian Kawalek et al. 1995.
Menurut Ellis 2004 bakteri ini diisolasi pertama kali pada tahun 1902 dari larva ulat sutra. Berbagai galur Bt telah digunakan secara komersial di Amerika Serikat
sejak tahun 1958 sebagai insektisida pada hasil hutan dan lahan pertanian. Banyak galur dari bakteri ini menghasilkan protein yang beracun bagi serangga.
Penggunaan Bt sebagai insektisida dianggap menguntungkan karena lebih efektif, efisien dan lebih aman bagi lingkungan.
Menurut Krieg and Langenbroich 1981 Bt dapat tumbuh dalam media yang mengandung karbon, nitrogen dan trace element, juga dapat hidup dalam
jaringan serangga yang terinfeksi. Dalam tanah, Bt hanya terdapat dalam bentuk spora Akiba 1986. Galur dari Bt telah banyak ditemukan di berbagai tempat di
dunia. Sebagai contoh di Jepang ulat sutra; Jerman tepung moths, Perancis original B. thuringiensis, Israel B. thuringiensis israelensis, Kenya B.
thuringiensis kenyae; Amerika Serikat B. thuringiensis HD-1 dan Kanada B.
thuringiensis canadensis. Ini mengindikasikan bahwa bakteri ini mudah
beradaptasi diberbagai tempat. Pada kondisi media pertumbuhan bakteri tidak lagi optimal, Bt akan
membentuk spora. Spora adalah fase dorman tidur pada rantai kehidupan bakteri. Saat membentuk spora Bt juga membentuk protein kristal yang
merupakan komponen toksik bagi serangga. Sel vegetatif Bt lebarnya mendekati 1 µm dan panjang 5 µm. Selama masa sporulasi bakteri ini dapat menghasilkan
protein kristal Heimpel 1967. Spora Bt berbentuk oval, letaknya. subterminal, dengan warna hijau kebiruan berukuran 1,0-
1,3 µm. Pembentukan spora terjadi dengan cepat pada suhu 35-37
o
C. Spora tersebut relatif tahan terhadap pengaruh fisik dan kimia. Menurut Buchner 1981, jika spora ditumbuhkan pada medium
padat, koloni Bt berbentuk bulat dengan tepian berkerut, memiliki diameter 5-10 mm dan berwarna putih.
Gambar 1 Microgram transmisi elektron dari isolat B. thuringiensis dengan spora dan kristal protein Maheswaran et al. 2010.
B. thuringiensis dapat tumbuh dalam medium yang sederhana. Sumber karbon, asam amino dan garam mineral dibutuhkan untuk pertumbuhan sel dan
pembentukan kristal protein. Faktor lain yang sangat berpengaruh antara lain pH, kelarutan oksigen dan temperatur Vandekar dan Dulmage 1982.
B. thuringiensis mengkatabolisme glukosa selama pertumbuhan vegetatif
melalui jalur Embden-Meyerhof-Parnas EMP dan jalur pentosa-posfat PP Nickerson et
al.
1974; Bulla et al. 1969 di dalam Rivera 1998. Jalur EMP merupakan tahapan primer dalam degradasi glukosa menjadi piruvat dan asetat.
Akumulasi asam organik tersebut menyebabkan turunnya pH media selama pertumbuhan vegetatif. Selanjutnya selama transisi dari fase pertumbuhan ke fase
sporulasi, enzim-enzim siklus tricarboxylic acid TCA disintesis. Selain itu, asam piruvat dan asetat yang terakumulasi selama fase pertumbuhan teroksidasi
dalam tahap awal sporulasi. Bt menggunakan siklus TCA untuk mengkatabolisme glutamat dan α-ketoglutarat melalui jalur asam ϒ-aminobutirat GABA. Jalur
GABA mentransformasi glutamat menjadi suksinat yang dibantu oleh enzim glutamat dehidrogenase, aminobutirat aminotransferase, dan suksinat semialdehid
dehidrogenase. Suksinat ditransformasi oleh dua enzim dari siklus TCA, fumarat hidratase dan malat dehidrogenase.
Pada tahap akhir pertumbuhan vegetatif, kekurangan nutrisi pada medium menginisiasi proses sporulasi. Fase stasioner dimulai dan sel mulai
bertransformasi menjadi spora. Siklus TCA berkoordinasi dengan tahap awal sporulasi memberikan energi dan karbon pada sel untuk mensintesis asam amino.
Bt menggunakan siklus TCA dengan bantuan dua enzim, isositrat liase dan malat sintase, dimana transformasi isositrat menjadi malat melalui jalur asam glyoxylic.
Polimer asam β-hidroksibutirat adalah komponen utama granul lemak bakteri. Keberadaan polimer ini dibentuk dengan adanya glukosa. Polimer ini
dibentuk selama tahap pertumbuhan dan mencapai jumlah maksimum pada saat sel-sel memasuki fase stasioner, dan menurun dengan pembentukan spora. Ada
indikasi bahwa polimer ini dimanfaatkan oleh sel selama pembentukan spora.
2.2 Kristal Protein δ-endotoksin
