Isolasi dan karakterisasi bakteri penghasil ahl-laktonase asal lahan pertanian luar Pulau Jawa

Abstract

Quorum sensing (QS) is communication between bacterial cells mediated by autoinducer (AI) to regulate the expression of specific genes in certain bacterial population quorum. AI of Gram negative bacteria is N-acyl homoserine lactone (AHL). QS system controls behaviors of bacterial population on biofilm formation, virulence, bioluminescence, and formation of antibiotics. QS process can be inhibited by anti-QS compound. AHL-lactonase is one of anti-QS compound encoded by aiiA gene. The aims of this study were to isolate and characterize bacteria producing AHL-lactonase from agricultural land outside Java. Soil samples were taken from 16 locations of agricultural lands. Bioassay was performed by AHL degradation of Chromobacterium violaceum. Detection of aiiA gene was conducted using specific primer aiiAF and aiiAR, while molecular identification was conducted based on 16S rRNA gene sequence. It was found that from 58 isolates, six isolates had AHL degradation activity i.e. PAD1a, BAL2a, NTT3a, NTT3e, NTT6B6, dan NTT6B7 isolates. Two isolates (i.e. NTT3a and NTT3e isolates) had aiiA gene. And indicated by 800 bp product. They were 99% closely related to AHL-lactonase gene from Bacillus sp 91.

Quorum sensing (QS) adalah komunikasi antar sel bakteri yang dimediasi oleh autoinduser (AI) untuk mengatur ekspresi gen-gen tertentu ketika populasi sel bakteri telah mencapai quorum. AI bakteri Gram negatif adalah N-acyl homoserine lactone (AHL). Sistem QS bekerja pada gengen untuk perilaku populasi bakteri seperti pembentukan biofilm, virulensi pada inang, bioluminescence, dan pembentukan antibiotik. Proses QS dapat dirusak oleh senyawa anti-QS. AHL-laktonase merupakan salah satu senyawa anti-QS yang disandikan oleh gen aiiA. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi bakteri penghasil AHL-laktonase asal 16 lahan pertanian luar pulau Jawa. Bioesai aktivitas degradasi AHL dilakukan menggunakan Chromobacterium violaceum sebagai bioindikator. Gen aiiA dideteksi dengan menggunakan primer spesifik aiiAF dan aiiAR, sedangkan identifikasi molekuler dilakukan berdasarkan sekuen gen 16S rRNA. Sebanyak 58 isolat bakteri berhasil diisolasi dan enam diantaranya memiliki aktivitas degradasi AHL (PAD1a, BAL2a, NTT3a, NTT3e, NTT6B6, dan NTT6B7). Di antara enam isolat tersebut, hanya isolat NTT3a dan NTT3e yang menunjukkan amplikon berukuran 800 bp ketika diamplifikasi menggunakan primer aiiAF dan aiiAR. Analisis terhadap sekuen gen aiiA pada isolat NTT3a dan NTT3e menunjukkan tingkat homologi 99% dengan gen AHL-laktonase Bacillus sp. 91.