Komposisi Komunitas Mikroba Karang Spesies Acropora pulchra pada Rataan Terumbu di Pesisir Utara Madura

Abstract

Terumbu karang merupakan ekosistem dengan keanekaragaman paling tinggi di lautan dan memiliki peranan penting karena menyediakan layanan dan jasa bagi ekosistem. Struktur terumbu karang yang masif dan kompleks dibangun oleh anggota karang keras ordo Scleractinian berupa kumpulan hewan kecil yang disebut polip. Hewan karang ini berinteraksi dengan alga endosimbion dari genus Symbiodinium dan himpunan lain mikroorganisme termasuk bakteri, archaea, fungi, protista, dan virus yang kemudian disebut microbiome. Interaksi biologis antara hewan karang dan himpunan mikroorganismenya telah dipelajari atas peranannya dalam mendukung kesejahteraan karang. Komunitas mikroba memainkan peranan penting dalam menjaga kesehatan karang dan berpartisipasi dalam berbagai fungsi fisiologis misalnya, siklus hara, proteksi terhadap patogen dan membersihkan racun, serta memberi respon adaptasi perubahan iklim. Zona rataan terumbu merupakan daerah perairan dangkal dari bagian ekosistem terumbu. Karang keras yang mendiami zona ini akan terekspos pada kondisi lingkungan yang fluktuatif seperti intensitas cahaya, suhu, pH, dan ketersediaan unsur hara. Dalam kondisi ini karang akan beradaptasi untuk bertahan hidup dengan membentuk komunitas mikroba yang unik dibandingkan komunitas mikroba air laut yang hidup planktonik di sekitar karang. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui bagaimana komposisi mikroba karang dan perairan di rataan terumbu yang cenderung mengalami paparan kondisi lingkungan yang fluktuatif. Penelitian ini dilakukan pada bulan November 2020 di pesisir utara Pulau Madura. Suhu dan intensitas cahaya direkam menggunakan Hobo pendant MX2202 selama sepekan. Sampel terdiri dari sampel Terendam, yaitu sampel dari jaringan karang Acropora pulchra yang selalu berada di dalam kolom perairan, sampel Permukaan, yaitu sampel dari jaringan karang A. pulchra yang muncul ke permukaan saat waktu surut, dan sampel Air Laut dari perairan sekitar terumbu karang. Sampel jaringan karang dan membran filtrasi air laut diekstraksi menggunakan DNeasy Blood and Tissue Kit dan urutan 16S rRNA daerah V4 dianalisis dalam mesin Illumina HiSeq2500. Analisis data dilakukan menggunakan software QIIME2 dan divisualisasikan menggunakan software R. Analisis statistik dilakukan menggunakan perhitungan kekayaan Chao1 dan ACE (Abundance-based Coverage Estimator), perhitungan keanekaragaman Shannon-Wiener (H’) dan Simpson (D), dan plot PCoA dengan uji PERMANOVA. Dari penelitian ini diperoleh pengukuran suhu dan intensitas cahaya perairan rataan terumbu selama sepekan dan keanekaragaman alfa-beta komunitas mikroba karang dan perairan sekitarnya. Suhu air laut pemanasan di siang hari dengan rentang perbedaan sebesar ~2°C sedangkan pendinginan di malam hari dengan rentang perbedaan sebesar ~1,5°C. Suhu tertinggi yang terekam adalah 33,64°C dan terendah adalah 26,16°C. Analisis data hasil sekuensing diperoleh sebanyak 9.309 OTU (Operational Taxonomic Unit). Hasil uji signifikansi Wilcoxon secara berpasangan pada indeks kekayaan Chao1 dan ACE, indeks keanekaragaman Shannon-Wiener (H’) dan Simpson (D) menunjukkan tidak adanya perbedaan signifikan pada ketiganya. Diagram batang tingkat famili menunjukkan kelimpahan relatif dari kelompok mikroba yang berbeda. Famili Pseudomonadaceae, Moraxellaceae, dan Burkholderiaceae dominan pada sampel karang sedangkan Nitrososphaeraceae dan Rhodobacteraceae dominan pada sampel perairan. Sedangkan, hasil plot PCoA dengan jarak Bray-Curtis menunjukkan pengelompokan antara sampel karang dan perairan sekitar dalam plot ordinat dengan hasil uji signifikansi PERMANOVA p<0,05. Kelimpahan genus mikroba ditampilkan dalam cluster heatmap yang menunjukkan genus dari filum Proteobacteria mendominasi sampel karang sedangkan genus pada sampel air laut lebih beragam dari filum Proteobacteria, Actinobacteria dan Acidobacteria. Endozoicomonas, Herbaspirillum, Stenotropomonas, Pseudomonas dan Ralstonia adalah genera yang lebih melimpah pada sampel Permukaan sedangkan Methyloversatilis, Methylobacillus, Flavobacterium, Sphingopyxis, Novosphingobium, dan Brevundimonas melimpah pada sampel Terendam.