Transfer plasmid bakteri metanogenik asal tanah tempat pembuangan air kelapa ke dalam E. coli C600 untuk produksi biogas metan

@ Hak cipta rnilik IPB (Institut Pertanian Bogor)

Bogor Agricultural University

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan dan menyebutkan sumber:
-

a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah.
b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
2 Dilarang mengumumkandan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa izin IPB.

rJ

ABSTRAK

d

gap

E

5

3

Q

.m EX
3 3
5 k2
5 28

'
Q

gz

-.
C

Z3
P

T

2.

9

3

,
9

$ =.i. 2
Q

'0 0

5T $ $

$
$$
T
Q

-0
0

p

Z

3cn

rC
P

5

2

2

i.
'm
0

-4
(L1

Z E

cs

8 3
$ -9

8. 3L
B

Ia

$

z
T

#s

e

-.sQ
E

9

E

3
3
t!

E
s

ARDl KAPAHANG. Tmsfer Plasnid Bakteri Metanogenik Asal Tanah Tempat
Pembuangan Air Kelapa ke dalam E. coli C600 untuk Produksi Biogas Metan. Di
bawah bimbingan MAFUA BINTANG sebagai Ketua Komisi dm MANSSUR
HAWAB, DUD1 DJUHDLA SASTRAATMADJA dm DEDY DURYADI
SOLIHiN sebagai Anggota Komisi.
Bakteri adalah mikroba yang dapat hidup di semua tempat dimma ada
kehidupan. Ada yang menguntmgkan, rnerugikan dan masih sebagian besar tidak
diketahui manfinatnya karma belum diidentifikasi dm dikdtur. Bakteri
metamgenik adalah salah satu bakteri yang menguntungkan. Bakteri ini
mauproduksi mtan yang w a d i p y u s u n utama biogas sebagai aItmtif
bahan bakar di masa yang akan datang. K w a k a n bakteri metanogenik tidak
bisa dikultur, akan tetapi beberap di autaranya dit-kan
d a b tanah
pcmbuangan limbpb air kelapa. Air kdapa di lndmesia Wususnya di Pmpinsi
Sulawesi Utsra tadapat mliotpab dan pada urn-ya
ma& meujadi limbah.

ltimbah air kelapa mudab terfi=rmentasik m a magandung baharr-bahan orgaaik
yang benosnfaat nomL pectmbuhan dan perkembmgan h b a tau[ama dari
golonganbakteri.
T1@m pelitian ini adalah mengisoIasi dm mengkaeakterisasi serta
mengisolasi dan magidDNA bakteri m e t a n o g d yang hidup dalam
taoah tempt pmbmgan limbah air Icelapa s e 1 a n . a dihdingkan dmgm
W metanogenik dari dalam kotoran =pi; mengis01asi dan menhmsf~rmasi
plasmid bakteri metanogenik ke dalam E. coli C600 dan mengidentifikasi p d u k
metaa dari E. coli forma an.
Penelitian ini &lakukan dengan metode fmentasi, andisis, kamkterisasi
dan identifikasi bakteri metmogenik serta transfer plasmid. Tahap ~~IIIUIM,
bakteri metanogeaik diisolasi dari tanah terngat pembuangau limbah air kelapa
dengan fennentasi. Sam@ diambil dari empat tempat di Minahasa, yaitu: Rasi
(I), Kdra (I[), Ammug (110 dm Lola (IV) dan satu dari pasar B o p (V). Tahap
kedua, produksi gas metan dari feamentasi dianalisis secara kualitatif denmembakmya dm secara W t a t i f dengan Kromatografi Gas (KG)dan Weri
ymg didapat ddmakterisasi dengan metode Bergey's. Tahap ketiga adalah
identifikasi dengan jdan isolasi DNA, amplifikasi DNA dengao PCR

menggunakan primer spesi6k prokariot 16s rRNA yaitu 63F (S-CAG GCC TAA
CAC ATG CAA GTC-3" d i 1387R

~ ~ (5'-CiGG CGG WGT GTA CAA GGC-3')
dan primer spesifik metauogedc(~naA)yaihi F (5'-GGT GGT GTM GGA T'TC
ACA CAR TAY GCW ACA OC3') dsn R (5'-TTC ATT GCR TAG TiW GGR
TAG
TT-37, sehjutnya sequencing DNA dianalisis dengan BioEdit Sequence
0
Aligment dan anelisis filogeni menggunakan program MEGA vasi 3.1. Isolat
bakteri metanogenik dari kotoran sapi (kontrol positip) diperoleh seperti p
m
isolasi dan iaentifdentifbsi pada tahq pertama dm tahap ke t i p Tahap ke empat
1. adalah tnuufbranasi plasmid isolat P ke E. cofi C600 menggunakan metode "Blint
0 Test". Tahap ke l i i fwmatasi air kelapa oleh E. coli transforman. yang
menimbulkan gas dianailsis s e ~ a r akualitatif dengan membakarnya dan secara
ktmntitatifdengan KG
7
Hasil peditiau, smber isolat yang manproduksi gas metan terbanyak
dm stabil berasal dari Rasi (I) dan A m m g (In). Ciri-ciri W e i mnuut metode

"
C

3

7'
CD

z-.

u"

"xp!

laaa
;&&3=

,mXXm~

* s s a

$Egg"
"s

-2

53 go
;%SIRRE

~

3

h$ h

g n
( Do* S
='uQp.

2 n m Z c

3%&,

Z J ~ S Q
5.3 C
5 9
*
u( n'?
Q
3 S
D Q

,,-"Q

~
Q

C

pz gS a
g a ~ e 9

,g E*; "
-. 0
ZS. 2.
3 q p *
3 Q

"Bergey's adalah koloni kmarna m d (M)dm koloni beputih (P),
bentuk koloni adalah bulat, Gram positic bentuk batang, mesofit, katalase dm
sitrat psi* fkmentasi gula positif', hidmlisis gelatin, casein d m pati positif juga
hidup dalam Nutien Brotl~dengan pH 5.7-6.8. Badasarkan had di atas isolat P
dan isolat M tergolong dalarn genus "Baccillus". Hasil PCR gen 16 S rRNA
isolat P dm M mempuayai kesamaan kandungan basa yaitu sekitar 1088 bp,
demilriaa juga dengan isolat A, 3 yang be&
dari kotoran sapi. Hasil PCR gen
maA pa& isolat P, M dan blat A, B mempunyai kesamaan kandungan basa
yaitu s e e 600bp. 8 e r m Sequensing amplifhsi gen 16s rRNA isolat P
mmgbsilkan nukieotida dengin komposisi : G 31.25 %, C 20.58 %, A 27.1 1 %
dan T 21.04 YO,sedanisolat M komposisinya : G 3 1.34 %, C 20.32 %, A
27.02 % dan T 21.32 O/b. Zdentifikasi iwlat M sama denC~Ios~ridium
@mbu.ficwn (100 %) dm iisolat P hampir sama dengan Clostridium
t y m ~ t i i c u m(99 %). Plasmid isolat P berdasarkan hasit PCR mengandung gen
mcrA dengan jumIah h a s e k h 600 bp. Transformasi plasmid isolat P ke
dalam E. coli C600 menghash 8.coli tmnsforman yang dapat memproduksi
gas metan setalah 3 hai fewenbsi, lebih cepat 5 hari dari isolat P.

Eegs
s

!=SQ

g 93
5 k2
5 28
n
Q

55-.
2.

p

Q

gs

93

g!J

gg
=s
.; 2
.= 3
%! &

P 35

$

kg

w
n
u

&;

XT

Ze

5 39

Kata h c i :Bakteri, Metan, Air Kelapa

rJ

d

gap

ABSTRACT

E

ARDl KAPAHANG. Transk of Metanogenic Bacteria Plasnlid &om the Soil
Piace Sewage of Cownut Water to E. coli (300 to Produce Metan Biogas. Under
the &redion of MARIA BINTANG as Head of C o d s i o n and MANSJUR

%2

5

~ E
Q
s .s Qcr

-

g

y

b
Q t
s S
D Q c

r zs &S
2
B
(D

Q

WCQr c s
8
E*g "-. 0

5

.

2.

s s p *
3 Q

#=EL;

c " E Q

3 3

k2
5 28
5

r

gz

*

93
iT$

3

C
-.
2.
Q

$
0-

$ a

,
9

i. 2

=
.

'0 0

$

ig

Q

Z E

(D

r
w
0

cs

% 8%
$ -9
8. S
2

"
B

L

$'

3
"
r

2

Q

"
-.s
c

Q
E

9

E

3
3
t!

g
s

HAWAB, DUD1 DJUHDLA SASTRAATMADJA and DEDY DURYADl
SOLIHIN as members of Commision.
Bacteria are microbes which have an ability to live wherever there is a Life.
Some of the bacteria are saprophyte and some are parasitic. But most of the
bacteria have not been identified or cultnred; therefore the benefits are still
unknown. Methanogenicbacteria ire one ofthe saprophyte bacteria. This bacteria
= produces methane, a biogas as an alternative fUeI in the W e . Most of
& metfianogeoic bacteria are uncultured, however a few of them are f o d in the
$ sewage of cocanut water. We have excess coconut water in Indonesia, especially
G in North Sulawesi area and most of the coconut water turned out to be sewage.
The savage of cocanut water is easily kmented because it confains organic
3i' substance which besleM in the growth and development of microbes, especially

2

thebacteria
The purpose of tfds research is to isolate and characterize, and also to
=
3
cn isolate and identify the metanogenic bacteria DNA that lives in the sewage of
c. coconut water,which then compared to the metamgenic bacteria in the cow's
f-;
to isolate and to transl7onn the plasmid of metamgenic bacteria to E. coli
3 C600 a d to identify the metan product &oxn E. coli transforman
PI
This rescan% of the m&
fixmentation, analysis of characteristic, and
2.
metisnogenic bacteria idedfication The first step is the isolation of Metanogenic
$ bacteria from the sewage of coconut water with famentation. The samples are
fi-om four places in Minahasa, which are Rasi (IKoka
), (lI), Amarang (HI) and
0
Lola (N)and one place in Bogor 0.
The second step is the analyze of metan gas
prodaction with three method, which are the burning for analyzing the quality,
Gas Chromatography (GC)Em analyzing the quantity and &rgty's method for
anaIy;cing the bacteia that has beeo able to charactesize. The third step is the
identification by DNA isohtion, the DNA amplification with PCR using specific
prohyote primer 16s rRNA wfiich is 63F (5'-CAG GCC TAA CAC ATG CAA
GTC-3') and 1387R (5'CGG WGT GTA CAA GGC-3') and specific
rnetanogenic primer mcrA which are F (5'-GGT GGT GTM GGA 'ITC ACA
CAR TAY GCW ACA GC-3') and R (5'-TTC ATT GCR TAG TIW GGR TAG
IT-3'), imd next the DNA sequencing is anatyzed by BioEdit Sequence
Alignment and the analysis of phylogenic using the MEGA program version 3.1.
The isolate of metanogenic baa& fkomcow's f(positive umtrol) gaimd by
the isolation and identification of the first and tbird step. The fourth step is the
t r a m f o d m of isolate P plasmid to E. coli C600 using "Blind Test"method .
The fifth step, fermentation ofcoconut water by E. coli transforman that yield gas
was quali~y-analy~ed
by lxlming and guanti~y-analyzedby GC.
1.
The m l t of &is research are: Largest metan gas was produced from the
0
samples fiom Rasi (I)
and Amurang ('HI), The bacteria's specification according
to the Bergey's method are redcoloured colony (M)and whitecoloured colony
f p),the shape of the colony is round, Grum psilive, b a d shape, mssofi1e,
katalase and sitrate positive, positive sugar fermentation, geiatine, casein and

-

"

*

>

starch hydrolysis positive also live in the Nutrien Broth with pH 5.7-6.8.
According to these results, isolate P and isolate M are in the 'Badus' category.
The result of gen 16 S rRNA analysis by PCR,there is a h i l a r i t y of nucleotide
around 1088bp, which is the same as isolate A and B fiom cow's feces. The result
of s n mcrA's PCR on isolate P, M and isolate A and B have the similarity of
nucieotide which is around 600bp. The sequencing of gen 16s rRNA isolate P
yielded nucleotide with the composition: G 3 1.2596, C 20.58%/6,A 27.1 1% and T
21.04% while the isolate M with the composition: G 31.34% C 20.31% A
27.02%and T 21 -32%-The identification of isolate M is similar with Clostridiurn
@obu&ricum (100%) and isolate P is almost similar with Clostridium
tyrobuty&um (99%). The plasmid of i s o b P is accord'ig to the PCR result
contains mcrA gen witSl nucleotide amount of 600bp. The transformation of
pl-d
isolate P to E. coii C600 yielded E. colz transfonnan which able to yield
metan gas after three days of fixinentation, faster than isolate P wbich produce the
gas &r eight days.

Keywords: Bacteria, Metan, Coconut Water.

g

X

-9

z