Bacillus thuringiensis subsp. israelensis Bti pertama kali diisolasi dari
genangan air di daerah israel. Aktivitas insektisida dari bakteri ini pertama kali di uji pada tahun 1976, dan dari pengujian ini diketahui bahwa bakteri ini efektif
untuk membasmi lima spesies nyamuk yaitu Culex pipiens, Cx. unnivatus, Aedes aegypti, Uranotaenia unguiculata
dan Anopheles sergentii Margalit, 1990. Contoh produk komersil berbahan aktif Bacillus thuringiensis subsp. israelensis
Bti yang digunakan untuk membasmi nyamuk tersaji pada Tabel 2 diatas.
D. KRISTAL PROTEIN -endotoksin Bacillus thuringiensis
Menurut Aronson, et al., 1986 dan Gill et al., 1992, komponen utama penyusunan kristal protein pada sebagian besar Bacillus thuringiensis adalah
polipeptida dengan berat molekul 130 sampai 140 kilodalton kDa. Polipeptida tersebut merupakan protoksin yang dapat diubah menjadi toksin dengan berat
molekul yang bervariasi dari 30 sampai 80 kDa setelah mengalami hidrolisis dalam kondisi pH alkalin dan adanya protease dalam saluran pencernaan
serangga. Aktivitas insektisida tersebut akan hilang jika berat molekulnya kurang dari 30 kDa.
Berdasarkan analisa kuantitatif yang dilakukan terhadap kristal protein tersebut, diperoleh data bahwa kristal Bacillus thuringiensis tersusun atas 95
persen protein sebagai komponen utama, 5 persen karbohidrat Heimpel, 1967, serta tidak mengandung asam nukleat maupun asam lemak Fast, 1981. Protein
yang menyusun kristal protein tersebut terdiri dari 18 asam amino. Kandungan asam amino yang terbesar adalah asam aspartat dan asam glutamat Fast, 1981.
Kristal protein Bacillus thuringiensis mempunyai beberapa bentuk, diantaranya bentuk bulat pada subsp. israelensis yang toksik terhadap Diptera,
bentuk kubus yang toksik terhadap Diptera tertentu dan Lepidoptera,bentuk pipih empat persegi panjang flat rectangular pada subsp. tenebriosis yang toksik
terhadap Coleoptera, bentuk piramida pada subsp. kurstaki yang toksik terhadap Lepidoptera
Shieh, 1994. Kristal protein ini dibentuk dalam tujuh tahap yang berlangsung selama 12 jam dari saat pertama sel vegetatif akan bersporulasi
sampai spora dan kristal terbentuk sempurna. Kristal ini dibentuk di luar eksosporum selama masa sporulasi tahap III sampai IV Fast, 1981.
Gen yang mengkode kristal protein yang dihasilkan oleh bakteri Bacillus thuringiensis
telah diisolasi dan dikarakterisasi, dikenal dengan sebutan gen Cry yang berasal dari kata Crystal Bahagiawati, 2002. Terdiri dari 13 gen penyandi
kristal protein yang dikenal dengan gen Cry kristal protein dan Cyt sitolitik Hofte dan Whiteley, 1989. Gen Cry adalah paraspora yang mengandung kristal
protein dari Bacillus thuringiensis yang menghasilkan toksik terhadap organisme sasaran. Sedangkan Cyt adalah paraspora yang mengandung kristal protein dari
Bacillus thuringiensis yang menghasilkan aktivitas hemolitik atau sitolitik
Tabel 3. Tipe patogenitas dari Bacillus thuringiensis.
Tipe patogenitas Contoh
Jenis Gen
Contoh Produk
Spesifik untuk ordo Lepidoptera
Contoh: • Moth
• Kupu-kupu
Bacillus thuringiensis
subsp. kurstaki Cry
I •
Dipel Abbott
• Bactospeine
Philip Duphar •
Thuricide, Javelin Sandoz
Spesifik untuk ordo Diptera
Contoh: • Two winged flies
• Midges • Crane flies
• Lalat rumah • Nyamuk
Bacillus thuringiensis
subsp. israelensis
Cry III •
Vectobac Abbott
• Bactimos
Philip Duphar •
Teknar Sandoz
Spesifik untuk ordo Coleoptera
Contoh: • Bettles
Bacillus thuringiensis
subsp. san diego Cry
IV • Trident
Sandoz •
M-One Mycogen
Spesifik untuk ordo Lepidoptera dan Diptera
Bacillus thuringiensis
subsp. aizawai Cry
II Certan Sandoz
Sumber: Ellar et al., 1986
Berdasarkan kesamaan struktur asam-asam amino dan spektrum aktivitas insektisidanya, maka gen Cry dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu Cry I,
Cry II, Cry III dan Cry IV. Jenis gen penyandi kristal protein yang dimilki sangat
menentukan sifat toksik yang dihasilkan. Pengetahuan tentang mekanisme daya kerja dari endotoksin ini penting untuk menentukan proses kunci key process
yang bertanggung jawab terhadap kespesifikan dari sebuah kristal protein. Faktor utama yang menentukan kisaran ruang host range dari kristal protein adalah
perbedaan pada larva midgut yang mempengaruhi proses kelarutan solubilization
dan proses kristal dari tidak aktif menjadi aktif, dan keberadaan dari spesifik binding-site protoksin di dalam gut dari spesies-spesies serangga
Bahagiawati, 2002. Karena perbedaan dari gen penyandi kristal protein yang dimilki, maka berdasarkan tipe patogenitasnya Bacillus thuringiensis dapat
dikelompokkan seperti terlihat pada Tabel 3 diatas.
E. PROSES TOKSISITAS DAN INFEKSI OLEH Bacillus thuringiensis
