ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERIOFAG SplendidRed DAN MarvelLand SEBAGAI BIOKONTROL BAKTERI PEMBUSUK BUAH CABAI MERAH (Capsicum annuum L.)

Aji Handoko, Yoga (2021) ISOLASI DAN KARAKTERISASI BAKTERIOFAG SplendidRed DAN MarvelLand SEBAGAI BIOKONTROL BAKTERI PEMBUSUK BUAH CABAI MERAH (Capsicum annuum L.). Doctor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

"Capsicum annuum L. atau cabai merah merupakan tanaman hortikultura kategori jenis sayuran buah yang disukai dan dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia hingga mencapai 90% dalam bentuk segar. Peningkatan kebutuhan dan volume produksi tersebut juga disertai masalah kerusakan dan kebusukan buah cabai merah sebelum diterima konsumen. Salah satu penyebabnya adalah penanganan pascapanen yang tidak menerapkan Good Handling Practices (GHP), sehingga buah cabai merah membusuk dan kehilangan hasil hingga 30–50%. Pembusukan tersebut dapat disebabkan oleh bakteri. Pencegahan kerusakan dan pembusukan buah cabai dengan metode fisik dan kimiawi telah dilakukan, namun solusi ini menyisakan pencemaran lingkungan, keamanan pangan, dan resistensi bakteri. Berdasarkan permasalahan tersebut diperlukan alternatif solusi pengendalian bakteri pembusuk buah cabai merah (BPBCM) dengan teknologi yang aman dan ramah lingkungan, yaitu dengan pemanfaatan bakteriofag. Bakteriofag (fag) merupakan virus yang menginfeksi bakteri dengan spesifitas yang tinggi. Bakteriofag tipe litik merupakan target yang dimanfaatkan sebagai agen biokontrol. Tujuan utama riset ini adalah melakukan isolasi, karakterisasi, dan evaluasi bakteriofag litik yang berpotensi sebagai biokontrol BPBCM. Tahapan penelitian yang dilakukan dalam penelitian ini adalah tahap pertama melakukan isolasi bakteri penyebab pembusukan buah cabai merah yang diperoleh dari supermarket. Isolat BPBCM kemudian dipurifikasi dan selanjutnya diujicobakan kembali kemampuan pembusukannya pada buah cabai merah segar. Isolat BPBCM dipropagasi pada medium Luria Bertani. Identifikasi morfologi bakteri dilakukan dengan mikroskop elektron, sedangkan identifikasi molekuler dilakukan dengan menggunakan metode 16S rRNA. Hasil identifikasi BPBCM kemudian dievaluasi karakteristik dan hubungan filogenetiknya. Tahap kedua adalah isolasi bakteriofag yang dilakukan dengan mengambil sampel tanah dari lahan perkebunan cabai merah. Lisat yang diperoleh dari sampel diuji dengan metode plaque testing dengan double-layer agar. Plaque yang mengindikasikan bakteriofag kemudian dipurifikasi dengan metode spot test dan dipropagasi hingga diperoleh lisat bertiter tinggi dengan konsentrasi 108 -1012 PFU/ml. Bakteriofag selanjutnya diidentifikasi dan dikarakterisasi morfologinya dengan mikroskop elektron. Identifikasi dan karakterisasi molekuler bakteriofag dilakukan dengan melakukan isolasi DNA, menyusun pustaka genom, dan melakukan sekuensing genom DNA dengan Next Generation Sequensing-HiSeq 2500 platform. Setelah ukuran genom dan tipe DNA-nya diperoleh, genom dirakit, diikuti anotasi nukleotida dan analisis fungsi gen. Penelusuran homologi nukleotida yang memberikan informasi genetik dalam bentuk gene product (produk gen) dibandingkan dengan database GenBank, NCBI. Produk gen tersebut selanjutnya diklusterkan dalam metabolisme DNA, packaging genes, lysis genes, gen dengan fungsifungsi khusus (additional functions), serta t-RNA. Analisis filogenetik dan proteomik juga dilakukan dengan menggunakan beberapa software. Karakterisasi fungsional bakteriofag diuji dengan broad host range test dan one-step growth curve. Tahap ketiga adalah uji kestabilan dan evaluasi potensi bakteriofag sebagai biokontrol BPBCM. Stabilitas bakteriofag diuji dengan memberikan perlakuan suhu psikrofil (-20 oC) hingga hipertermofilik (85 oC), perlakuan pH dengan rentang 2-12, dan iradiasi ultraviolet dengan lampu UV 30 watt. Evaluasi potensi bakteriofag sebagai biokontrol BPBCM dilakukan pada buah cabai segar yang diberi perlakuan isolat BPBCM dan bakteriofag litik. Hasil penelitian isolasi dan purifikasi BPBCM menunjukkan koloni berwarna putih keabuan dengan tepian koloni tidak rata (undulate) dan permukaan yang datar dan kering. Sel BPBCM berbentuk batang tunggal. Hasil identifikasi molekuler menunjukkan bahwa BPBCM adalah Bacillus sp yang secara filogenetik berhubungan dekat dengan B. subtilis, B. amyloliquefaciens, dan B. velezensis. Hasil isolasi, purifikasi, dan identifikasi bakteriofag menemukan dua spesies bakteriofag litik Bacillus sp. Kedua bakteriofag litik tersebut diberi nama vB_BspS_SplendidRed dan vB_BspM_MarvelLand. SplendidRed merupakan famili Siphoviridae dengan ukuran genom 42,859 bp yang dikode 76 ORFs dengan 29 produk gen yang diketahui fungsinya. MarvelLand merupakan famili Myoviridae dengan ukuran genom 156,945 bp yang dikode 232 ORFs. MarvelLand mempunyai 77 jenis produk gen dan 18 putative tRNAs. Kemampuan SplendidRed dalam memecahkan membran dan melisiskan dinding sel BPBCM diketahui melalui protein-protein lisin yang mengkode putative glycosylatransferase (gp41), putative holin (gp48), dan putative endolysin (gp50), sedangkan MarvelLand mengkode putative acetylmuramoyl-L-alanine amidase (gp34), putative holin (gp188), dan putative murein transglycosylase A (gp246). Kedua bakteriofag juga telah didepositkan ke GenBank, National Center for Biotechnology Information (NCBI), Amerika Serikat dan memperoleh nomor asesi MN013088 untuk SplendidRed dan MN013089 untuk MarvelLand. Hubungan filogenetik dan peta pengelompokan protein menunjukkan SplendidRed mempunyai kemiripan dengan Bacillus phage Ray17, sedangkan MarvelLand mempunyai kemiripan dengan Bacillus phage BC01. SplendidRed juga mempunyai kisaran inang yang kuat terhadap B. subtilis ATCC 6033. SplendidRed dan MarvelLand mempunyai periode laten antara menit ke-0 hingga menit ke-60, periode burst size setelah menit ke-75 hingga menit ke-135, partikelnya stabil pada suhu psikrofilik (-20 oC) hingga mesofilik (42 oC) dan pada pH 7-12. Hasil penelitian juga menunjukkan bahwa SplendidRed dengan konsentrasi lisat ber-titer 1,72 x 107 PFU/mL dan MarvelLand ber-titer 1,96 x 107 PFU/mL diketahui efektif dan mempunyai potensi sebagai biokontrol (pengendali hayati) Bacillus sp, sehingga dapat menghambat pembusukan buah cabai merah. Kata kunci: Bacillus sp, bakteriofag, biokontrol, Capsicum annuum L., isolasi, identifikasi, karakterisasi, MarvelLand, SplendidRed"

Item Type:	Thesis (Doctor)
Subjects:	300 Social sciences > 338 Production > 338.1 Agriculture > 338.16 Production efficiency
Divisions:	S2/S3 > Doktor Teknik Industri Pertanian, Fakultas Pertanian
Depositing User:	Unnamed user with username verry
Date Deposited:	23 Oct 2021 09:19
Last Modified:	23 Feb 2022 07:48
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/185533

Text (DALAM MASA EMBARGO) DISERTASI Yoga Aji Handoko_Isolasi dan Karakterisasi Bakteriofag SplendidRed dan MarvelLand sebagai Biokontrol BPBCM - Agung Suprapto.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2023. Download (11MB)

Actions (login required)

View Item