Judul: Characterization of Bacterial Biosurfactants with Antifungal Ability Against Plants Pathogenic Fungi
Abstrak: Infeksi patogen menjadi salah satu penyebab utama penyakit pada tanaman dan menjadi perhatian petani karena berkontribusi terhadap rendahnya produktivitas tanaman di berbagai daerah. Cendawan merupakan jenis fitopatogen yang sulit untuk dikendalikan. Spora seperti yang dimiliki oleh cendawan Fusarium proliferatum membuatnya mudah berdispersi dan menginfeksi tanaman, selain itu F. proliferatum juga menghasilkan beragam mikotoksin yang berkontribusi pada kerugian pascapanen. Pengendalian dengan fungisida atau bahan kimia menimbulkan pengaruh yang merugikan pada lingkungan dan kesehatan manusia jika digunakan dalam jangka panjang. Alternatif dari penggunaan bahan kimia ialah pengendalian hayati yang dapat dilakukan dengan memanfaatkan mikrob endofit ataupun mikrob yang terdapat pada rizosfer tanaman itu sendiri. Enzim dan metabolit yang dihasilkan oleh mikrob dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan ketersediaan nutrisi, imunitas tanaman ataupun menghambat perkembangan fitopatogen. Biosurfaktan merupakan salah satu jenis metabolit sekunder dengan karakter amfipatik yang berpotensi sebagai agen anticendawan. Senyawa ini menimbulkan resistensi patogen yang lebih rendah dan memiliki biodegradibilitas serta kestabilan yang tinggi. Penelitian ini bertujuan mengekstraksi biosurfaktan dari isolat TTSG3.6 dan mengkarakterisasi ekstrak kasar biosurfaktan yang diperoleh dengan pendekatan fisik serta kimia, serta menguji kemampuannya dalam menghambat pertumbuhan cendawan fitopatogen F. proliferatum. Delapan isolat yang memiliki aktivitas anticendawan yaitu ABS4.1.2, BBP5.2.1, DBP4.1.2, ABP5.2.2, TBP5.1.3, ABP4.1.1, TTSG3.6 dan LP04 diseleksi terhadap kemampuan menghasilkan biosurfaktan dengan oil displacement assay, drop collapse assay, dan hemolysis assay. Isolat yang mempunyai potensi terbaik untuk menghasilkan biosurfaktan dan menghambat pertumbuhan cendawan F. proliferatum diidentifikasi berdasarkan gen 16S. Produksi biosurfaktan dilakukan pada media kultur mineral salt medium (MSM) menggunakan isolat terpilih, dilanjutkan dengan ekstraksi menggunakan kombinasi metode presipitasi asam dan ekstraksi pelarut. Ekstrak kasar dikarakterisasi dengan mengukur tegangan permukaan, indeks emulsifikasi, dan analisis LC-MS/MS. Kemampuan ekstrak kasar untuk menghambat pertumbuhan fitopatogen diuji dengan metode dual culture. Deteksi gen biosintetik metabolit sekunder Bacillus juga dilakukan pada penelitian ini. Isolat bakteri TTSG3.6 dan TBP5.1.3 mampu menghasilkan biosurfaktan, dilihat dari kemampuan supernatan bebas selnya membentuk zona pada oil displacement assay serta menurunkan tegangan permukaan air di atas lapisan hidrofob parafilm pada drop collapse assay. Isolat TTSG3.6 tidak dapat melisiskan sel darah merah, sedangkan isolat TBP5.1.3 bersifat hemolitik. Karakter hemolitik berkorelasi dengan keberadaan biosurfaktan, namun demikian tidak semua isolat penghasil biosurfaktan dapat melisiskan sel darah merah. Kedua isolat memliki aktivitas anticendawan terhadap F. proliferatum, yaitu sebesar 30% oleh isolat TTSG3.6 dan 60% oleh isolat TBP5.1.3. Hasil identifikasi menunjukkan isolat TTSG3.6 memiliki kemiripan dengan spesies Bacillus tequilensis sedangkan isolat TBP5.1.3 memiliki kemiripan dengan spesies Pseudomonas aeruginosa, masing-masing dengan kemiripan 99%. Genus Bacillus dan Pseudomonas dikenal sebagai penghasil biosurfaktan masing-masing untuk golongan lipopeptida serta rhamnolipid. Produksi dan ekstraksi biosurfaktan baru berhasil dilakukan menggunakan isolat TTSG3.6 sehingga karakterisasi dilakukan terhadap ekstrak kasar dari isolat tersebut. Karakteristik fisik ekstrak kasar isolat TTSG3.6 menunjukkan bahwa isolat ini mampu mereduksi tegangan permukaan hingga 29,5 mN/m serta membentuk emulsi pada oli bekas dengan indeks 37,86 ± 0,25%. Kedua karakter ini mewakili ciri-ciri biosurfaktan dari golongan lipopeptida yang bermassa molekul rendah, yaitu lebih unggul dalam menurunkan tegangan permukaan namun memiliki potensi yang lebih rendah sebagai bioemulsan. Analisis hasil skrining senyawa berbasis LC-MS/MS menunjukkan keberadaan golongan lipopeptida pada ekstrak kasar biosurfaktan yang terdiri atas jenis kurstakin, fengycin, dan surfaktin. Ketiga jenis lipopeptida ini
Keyword: Anticendawan, Bacillus, Fusarium proliferatum, Lipopeptida