Metagenomik Komparatif Ekosistem Tanah Arboretum dan Hutan Cikabayan Kampus IPB Dramaga

Abstract

Kawasan IPB Dramaga memiliki salah dua ekosistem hutan, yaitu Arboretum Fahutan dan Hutan Cikabayan yang berperan penting dalam mendukung fungsi ekologis tanah. Pendekatan metagenomik memungkinkan pengungkapan komposisi taksonomi dan potensi gen fugsional dari kedua ekosistem tanah ini. Penelitian ini bertujuan menganalisis perbedaan struktur komunitas dan gen fungsional mikroba tanah dari Arboretum dan Hutan Cikabayan Kampus IPB. DNA tanah diekstraksi menggunakan FastDNA SPIN Kit for Soil, dilanjutkan library preparation dengan kit Rapid Barcoding Kit 24 V14 dan dilakukan sekuensing menggunakan platform PromethION 2 Solo dengan R10.4.1 flow cell dari ONT. Data hasil sekuensing dianalisis bioinformatika untuk mengevaluasi struktur komunitas dan anotasi gen fungsional. Hasil menunjukkan bahwa kedua ekosistem memiliki kecenderungan pola komposisi taksonomi yang berbeda. Tanah Hutan Cikabayan memiliki kelimpahan relatif fungi yang lebih tinggi dibandingkan Arboretum, sampel tanah Arboretum memiliki kelimpahan yang menonjol pada genus Streptomyces. Temuan taksonomi memiliki kecenderungan yang serupa dengan analisis gen fungsional, Arboretum menunjukkan dominasi pada jalur/gen biosintesis metabolit sekunder, sedangkan Hutan Cikabayan cenderung beradaptasi pada pemanfaatan sumber karbon kompleks.

The IPB Dramaga area includes two vital forest ecosystems, the Fahutan Arboretum and Cikabayan Forest, which support essential soil ecological functions. This study employs a metagenomic approach to analyze differences in microbial community structures and functional gene potentials between these sites. Soil DNA was extracted using the FastDNA SPIN Kit for Soil, with library preparation via the Rapid Barcoding Kit 24 V14 and sequencing on the Oxford Nanopore PromethION 2 Solo platform (R10.4.1 flow cells). Bioinformatic analysis revealed distinct taxonomic patterns between the two ecosystems. Cikabayan Forest soil exhibited a higher relative abundance of fungi, while the Arboretum showed a significant presence of the genus Streptomyces. These taxonomic shifts align with functional gene annotations, the Arboretum is dominated by secondary metabolite biosynthesis pathways, whereas the Cikabayan Forest microbial community appears adapted to the degradation of complex carbon sources. These findings highlight how differing forest environments shape the functional capabilities of soil microbiomes.