Judul: Penapisan, Identifikasi, Uji Potensi Agens Hayati Bakteri Penghasil Ahl-Laktonase Dan Ekspresinya Pada Escherichia Coli
Abstrak: AHL-laktonase merupakan enzim pendegradasi N-acyl homoserine lactone (AHL) dalam quorum sensing (QS). Degradasi AHL dapat mengacaukan komunikasi antar sel bakteri patogen tumbuhan. Mekanisme ini disebut sebagai quorum quenching (QQ). Mekanisme QQ dapat mencegah ekspresi faktor virulensi bakteri patogen yang diekspresikan seperti enzim, toksin, dan eksopolisakarida. AHL-laktonase dihasilkan oleh bakteri tertentu, namun di Indonesia informasi tentang bakteri ini dan potensinya sebagai agens hayati belum banyak dilaporkan. Sehingga penelitian ini bertujuan untuk menapis, mengidentifikasi, mengkloning dan mengekspresikan gen aiiA penyandi AHL-laktonase pada Escherichia coli BL21 (DE3), serta menguji potensi agens hayati bakteri penghasil AHL-laktonase sebagai anti-QS terhadap Chromobacterium violaceum dan Dickeya dadantii. Penapisan bakteri penghasil AHL-laktonase dilakukan dengan uji anti-QS, antibiosis, dan deteksi gen aiiA dengan PCR menggunakan primer spesifik. Identifikasi bakteri dilakukan dengan perunutan DNA gen 16S rRNA. Gen aiiA dikloning pada plasmid pTZ57R/T dengan metode TA-kloning dan dirunut sekuen nukleotidanya. Sekuen yang diperoleh dianalisis tingkat homologinya terhadap gen aiiA yang ada di GenBank. Gen aiiA disubkloning ke dalam vektor ekspresi pET-28a pada situs enzim restriksi BamHI dan SalI, kemudian diekspresikan pada E. coli BL21 (DE3). Protein hasil ekspresi dianalisis dengan sodium dedocyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). Bobot protein diperkirakan dengan perangkat lunak ExPaSy. Uji potensi agens hayati bakteri penghasil AHL-laktonase dan E. coli BL21 (DE3) rekombinan gen aiiA dilakukan terhadap bakteri penyebab penyakit busuk lunak D. dadantii. Hasil penapisan diperoleh 21 dari 31 isolat bersifat anti-QS terhadap C. violaceum, namun dua isolat bersifat antibiosis yakni isolat B13 dan EKK10. Isolat yang bersifat anti-QS dan tidak bersifat antibiosis selanjutnya dideteksi dengan primer spesifik gen aiiA penyandi AHL-laktonase. Hasil deteksi gen aiiA diperoleh 4 dari 19 isolat tersebut memiliki gen aiiA. Keempat isolat bakteri tersebut yaitu B37, GG3, GG6, dan BT2. Keempat isolat tersebut mampu menekan virulensi D. dadantii dengan ditandai adanya penghambatan busuk lunak pada anggrek dan kentang secara signifikan. Penghambatan tertinggi ditunjukkan oleh isolat GG6 pada anggrek dengan tingkat hambatan relatif sebesar 55.2% dan isolat BT2 pada kentang dengan tingkat hambatan relatif sebesar 36.7%. Hasil perunutan DNA keempat isolat menunjukkan gen aiiA berukuran 753 pb. Analisis sekuen nukleotida gen aiiA dan asam amino AiiA menunjukkan bahwa isolat B37 (aiiAB37/AiiAB37), GG3 (aiiAGG3/AiiAGG3), GG6 (aiiAGG6/AiiAGG6), dan BT2 (aiiABT2/AiiABT2) memiliki homologi yang tinggi dengan sekuen gen aiiA dan AiiA yang telah terdeposit pada GenBank, serta memiliki bagian asam amino terkonservasi yaitu 103SHLHFDH109 dan 166TPGHSPGH173 yang merupakan ciri kelompok enzim metallo-beta-lactamase. Struktur protein asam amino AiiA keempat isolat mempunyai kemiripan dengan struktur protein tersier AHL-hidrolase. Bobot molekul protein keempat AiiA berkisar 28.096-28.25 kDa. Analisis protein dengan SDS-PAGE menunjukkan gen aiiA yang diekspresikan berukuran sekitar 32 kDa, yang terdiri dari fusi protein berukuran 3.8 kDa dari plasmid pET-28a dan 28 kDa dari AiiA, namun ekspresi proteinnya perlu dioptimasi lebih lanjut. Gen aiiA yang diekspresikan pada E. coli BL21 (DE3) dengan IPTG 0.75 mM dan suhu inkubasi 37 oC terekspresi pada fraksi insoluble (pelet sel) dan tidak terekspresi pada supernatan. E. coli BL21 (DE3) rekombinan aiiA mampu menghambat QS yang lebih tinggi terhadap C. violaceum dengan diameter hambat mencapai 34 mm dan mampu menekan virulensi D. dadantii pada kentang dengan tingkat hambatan relatif yang lebih tinggi yakni mencapai
Keyword: Bacillus, busuk lunak, gen aiiA, quorum quenching, quorum sensing

Judul: Potensi Bakteri Penghasil AHL Laktonase sebagai Pengendali Busuk Lunak Kentang oleh Dickeya dadantii.
Abstrak: Dickeya dadantii adalah bakteri fitopatogen yang memproduksi enzim Plant Cell-Wall Degrading Enzyme (PCWDE) sebagai faktor virulensinya. Ekspresi gen yang berkaitan dengan produksi PCWDE diregulasi melalui mekanisme quorum sensing (QS). QS merupakan mekanisme komunikasi antara sel bakteri untuk meregulasi ekspresi-ekspresi gen yang berkaitan dengan pertahanan diri seperti gen yang berkaitan dengan virulensi bakteri, pembentukan enzim ekstraseluler, pembentukkan biofilm dan motilitas bakteri. Proses komunikasi bakteri hanya dapat terjadi ketika bakteri dalam jumlah quorum dan konsentrasi senyawa autoinduser yang dikeluarkan bakteri mencapai ambang batas. Senyawa autoinduser tersebut akan berikatan dengan protein regulator sehingga mengaktifkan ekspresi gen tertentu. Asil homoserin lakton (AHL) merupakan senyawa autoinduser universal pada bakteri Gram Negatif. Enzim AHL laktonase merupakan enzim yang dapat mendegradasi ikatan ester pada senyawa AHL sehingga mekanisme quorum sensing (QS) terganggu. AHL laktonase disandikan oleh gen aiiA. Gangguan pada mekanisme QS mengakibatkan inaktivasi gen-gen yang berkaitan dengan produksi PCWDE pada D. dadantii. Gangguan dalam mekanisme QS tidak akan menyebabkan bakteri fitopatogen mati akan tetapi hanya mempengaruhi ekspresi gen sehingga dapat menekan resistensi. Aplikasi bakteri AHL laktonase dapat dikembangkan menjadi salah satu strategi pengendalian bakteri fitopatogen. Eksplorasi bakteri penghasil AHL laktonase perlu dilakukan untuk mendapatkan bakteri penghasil AHL laktonase dengan aktivitas yang tinggi dalam menghambat gejala busuk lunak pada umbi kentang oleh D.dadantii A3. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi gen aiiA penyandi AHL laktonase dan menguji kemampuan degradasi AHL 20 isolat yang berasal dari Tambak Udang di Lampung dan Hutan Cangkuang, Sukabumi. Selain itu, penelitian ini juga bertujuan untuk menguji kemampuan bakteri penghasil AHL laktonase dalam mereduksi pembentukan pigmen Chromobacterium violaceum serta gejala busuk lunak Dickeya dadantii pada kentang. Aktivitas degradasi AHL dapat dilihat dari penghambatan pembentukan pigmen violacein pada C. violaceum. Deteksi gen aiiA pada bakteri uji dilakukan menggunakan primer aiiAF dan aiiAR. Seluruh bakteri uji yang memiliki gen aiiA diidentifikasi secara molekuler dan diuji kemampuannya dalam mereduksi gejala busuk lunak D. dadantii A3 pada umbi kentang. Hasil penelitian menunjukkan sebanyak 9 dari 20 isolat bakteri yaitu B4, B10, B11, B13, B14, B16, B17, B18, and B19 memiliki aktivitas degradasi AHL dengan indeks degradasi AHL tertinggi oleh isolat B16. Analisis asam amino penyusun protein AiiA menunjukkan AHL laktonase dari kesembilan bakteri memiliki kesamaan tinggi dengan protein AiiA dengan multispesies Bacillus sp. Sembialan bakteri uji tidak menyebabkan reaksi hipersensitif pada tanaman tembakau. Identifikasi bakteri berdasarkan gen 16S rRNA menunjukkan 9 bakteri merupakan kelompok Bacillus sp. yaitu B. cereus untuk B4, B10, B11, B16; B. thuringiensis untuk B13 and B14; B.toyonensis untuk B17; B.subtilis untuk B18; and B. mycoides untuk B19. Supernatan dari kesembilan isolat dapat mereduksi produksi violacein C.violaceum. Sembilan bakteri uji mampu menurunkan gelaja busuk lunak oleh D.dadantii A3. Berdasarkan seluruh hasil, sembilan isolat bakteri uji dapat dikembangkan menjadi agen quorum quencher untuk memutuskan quorum sensing bakteri sehingga gen yang berkaitan dengan patogenisitas bakteri patogen tidak terekspresi.
Keyword: AHL-laktonase, Bacillus spp., Dickeya dadantii A3

Judul: Thermal Characteristics and Dynamics of Tropical Cyclone over Western North Pacific Ocean: A Case Study of Typhoon Songda (Chedeng) 2011
Abstrak: The frequent occasion of Tropical Cyclone (TC) over Western North Pacific (WNP) Ocean lies from 10˚N to 26˚N and 121˚E to 170˚E. Sources of TC development come from warm ocean temperature where latent heat is released during condensation processes and subsequently concentrated in the boundary layer. Relative humidity at 850-700 hPa is responsible to produce the most intense storm. Meanwhile, weak vertical wind shear between 850-200 hPa is one of the dynamical factors that lead to the development of TC. Pressure level of 850-200 hPa is chosen to minimize the thermodynamic effect in the lower troposphere. Typhoon Songda (Chedeng in the Philippines) or TSC lasted from May 18th to 30th, 2011 and strengthened into powerful Super Typhoon stage between May 24th and 27th. Long curving track and the exhibition of all sequences of TC life cycle, TSC is then considered as an ideal case of TC. The objective of the study with case of TSC is to investigate the role of thermal characteristics and dynamics on TC intensity. The research is carried out by using Advanced Research of Weather Research and Forecasting model (WRF ARW model) version 3.3. Two domains are employed in the model. The first domain situate from 02˚N to 40˚N and 118˚E to 149˚E and cover spatial resolution () of 33.1 km. The second domain situate from 09˚N to 27˚N and 119˚E to 132˚E with of 11 km. Timestep of the model () is 120 seconds. The model is supported by the following physical parameterization, i.e., Yonsei University Scheme (YSU) in the boundary layer, Kain-Fritsch scheme (KF) in the cumulus, and WRF Single-Moment 3-class scheme in the microphysics. Initial meteorological condition prior to the formation of the cyclone is generated using WRF ARW standard-release model. Sensitivity of the model output is obtained from a selected single-parameter change scenarios, namely, 10 % to 20 % decrease and increase of wind shear initial data at 850-200 hPa, and by 10 % to 20 % decrease of relative humidity initial data at 850-700 hPa. The result showed that the negative correlations between wind shear and intensity are found in wind shear scenarios. Wind shears of 10 ms-1 which lead to strengthening of the wind intensity in the early period of Typhoon development are found in wind shear scenarios. The effect of wind shear changes on wind intensity is statistically significant in the 20 % wind shear scenarios. During mature stage, weak wind intensity occurred when wind shear increase as given in the WRF standard-release and the 20 % decreasing scenario. Different situation is found in the 20 % increasing scenario where wind shear tend to weak and lead to strong wind intensity at this stage. Meanwhile, the reduction of moisture supply at 850-700 hPa resulting from 20 % decreasing relative humidity play a major role in the weakening of wind intensity and reduces mechanical energy of the cycle process as much as 300 J kg-1.
Keyword: