Kinerja Pertumbuhan, Respons Imun dan Resistansi Larva Udang Vaname yang Diberi Pseudoalteromonas piscicida dan Mannanoligosakarida melalui Bioenkapsulasi Artemia sp

Abstract

Udang vaname (Litopenaeus vannamei) merupakan salah satu komoditas ekspor unggulan Indonesia di sektor perikanan budidaya. Perkembangan produksi udang vaname harus didukung oleh ketersediaan benih udang yang berkualitas baik dalam jumlah dan waktu yang tepat. Namun demikian, serangan penyakit masih menjadi salah satu kendala utama dalam usaha pembenihan udang vaname, yang menyebabkan rendahnya kelangsungan hidup dan pertumbuhan larva udang. Salah satu jenis penyakit yang menyerang udang vaname adalah vibriosis yang disebabkan oleh bakteri Vibrio harveyi, yang dapat menyebabkan kematian pada seluruh stadia udang, mulai dari stadia nauplius, zoea, mysis dan pascalarva sampai pada udang dewasa di tambak pembesaran. Aplikasi probiotik, prebiotik, dan sinbiotik (kombinasi probiotik dengan prebiotik) merupakan salah satu alternatif pengendalian penyakit yang ramah lingkungan karena dapat meningkatkan pertumbuhan, respons imun, dan resistansi udang terhadap serangan penyakit. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi kinerja pertumbuhan, respons imun dan resistansi larva udang vaname yang diberi probiotik Pseudoalteromonas piscicida, prebiotik mannanoligosakarida (MOS), dan gabungan keduanya (sinbiotik) melalui bioenkapsulasi Artemia sp. terhadap infeksi bakteri patogen Vibrio harveyi. Secara garis besar untuk menjawab tujuan tersebut, penelitian dibagi dalam empat tahap, yaitu: 1. Evaluasi potensi bakteri P. piscicida (1Ub) sebagai probiotik dan kemampuannya memanfaatkan prebiotik MOS; 2. Populasi bakteri dan kandungan nutrisi Artemia sp. hasil bioenkapsulasi dengan probiotik P. piscicida (1Ub), prebiotik MOS, dan sinbiotik; 3. Kinerja pertumbuhan dan sintasan larva udang vaname yang diberi probiotik P. piscicida (1Ub), prebiotik MOS, dan sinbiotik melalui bioenkapsulasi Artemia sp; 4. Respons imun dan resistansi larva udang vaname yang diberi probiotik P. piscicida (1Ub), prebiotik MOS, dan sinbiotik melalui bioenkapsulasi Artemia sp. Penelitian tahap pertama bertujuan untuk mengevaluasi potensi bakteri P. piscicida (1Ub) sebagai probiotik dan kemampuannya dalam memanfaatkan prebiotik mannanoligosakarida (MOS). Hasil uji pertumbuhan bakteri berdasarkan densitas optikal (OD) dan jumlah koloni bakteri (TPC) diperoleh pertumbuhan maksimal bakteri P. piscicida (1Ub) dicapai setelah 18 jam inkubasi dengan kepadatan rata-rata bakteri sebanyak 109 CFU/mL. Bakteri P. piscicida 1Ub juga menunjukkan toleransi yang baik dan mampu bertahan hidup dalam kondisi asam (pH 4) dan basa (pH 8.5) selama periode pengamatan. Hasil uji penempelan menunjukkan bakteri P. piscicida 1Ub memiliki kemampuan menempel dan membentuk biofilm pada permukaan lempeng stainless steel dengan kepadatan bakteri sebesar 7.91 log CFU/cm2. Bakteri P. piscicida 1Ub mampu menghasilkan beberapa enzim eksogenus, seperti protease (0.031±0.030 U/mL/menit), lipase (0.198±0.058 U/mL/menit), amilase (0.008±0.003 U/mL/menit), dan mananase (0.019±0.004 U/mL/menit) serta berpotensi menghambat bakteri patogen Vibrio harveyi. Bakteri P. piscicida 1Ub juga mampu memanfaatkan mannanoligosakarida sebagai sumber nutrisi untuk pertumbuhan yang ditunjukkan dengan kepadatan bakteri P. piscicida 1Ub yang tumbuh pada media SWC-cair yang ditambahkan 0.2 g MOS selama masa inkubasi 16-20 jam berkisar 11.2–11.8 log CFU/mL, sedangkan yang tumbuh pada media SWC-cair tanpa penambahan MOS hanya berkisar 9.2–9.5 log CFU/mL. Penelitian tahap kedua bertujuan mengevaluasi populasi bakteri dan kandungan nutrisi Artemia sp. hasil bioenkapsulsi dengan probiotik P. piscicida (1Ub), prebiotik MOS, dan gabungan keduanya (sinbiotik). Bioenkapsulasi Artemia sp. dilakukan pada stadia instar 2 menggunakan wadah masing-masing bervolume 1 liter air laut dengan kepadatan Artemia sp. sebanyak 100 individu/mL dan dilengkapi dengan jaringan aerasi. Bioenkapsulasi dilakukan dengan cara pada setiap media pemeliharaan Artemia sp. ditambahkan masingmasing bakteri P. piscicida (1Ub) konsentrasi 106 CFU/mL untuk perlakuan probiotik, 12 mg/L MOS untuk perlakuan prebiotik, dan kombinasi bakteri P. piscicida (1Ub) konsentrasi 106 CFU/mL dengan 12 mg/L MOS untuk perlakuan sinbiotik. Bioenkapsulasi Artemia sp. dilakukan selama 4 jam, selanjutnya dilakukan pengukuran parameter meliputi populasi bakteri dalam tubuh Artemia sp. dan kandungan nutrisi Artemia sp. hasil bioenkapsulasi. Populasi bakteri dalam tubuh Artemia sp. yang diberi probiotik (8.0 log CFU/0.1 g Artemia), prebiotik (7.7 log CFU/0.1 g Artemia), dan sinbiotik (8.6 log CFU/0.1 g Artemia) lebih tinggi dibanding kontrol (6.8 log CFU/0.1 g Artemia). Probiotik P. piscicida 1Ub juga mampu hidup dan berkolonisasi dalam tubuh Artemia sp. masingmasing sebanyak 6.9 log CFU/0.1 g Artemia pada perlakuan sinbiotik dan sebanyak 6.4 log CFU/0.1 g Artemia pada perlakuan probiotik. Bioenkapsulasi Artemia sp. dengan probiotik P. piscicida 1Ub, prebiotik MOS, dan sinbiotik (kombinasi P. piscicida 1Ub dan MOS) juga mampu meningkatkan nilai nutrisi Artemia sp. terutama kadar protein, kadar lemak, dan profil asam lemak. Penelitian tahap ketiga bertujuan mengevaluasi kinerja pertumbuhan, aktivitas enzim, populasi bakteri, dan sintasan larva udang vaname yang diberi probiotik P. piscicida (1Ub), prebiotik MOS, dan gabungan keduanya (sinbiotik) melalui bioenkapsulasi Artemia sp. Larva udang vaname dipelihara dalam akuarium berisi air laut sebanyak 10 L dengan kepadatan 20 ekor/L dan dilengkapi jaringan aerasi. Prosedur bioenkapsulasi Artemia sp. dilakukan sama seperti pada penelitian tahap kedua. Artemia sp. hasil bioenkapsulasi selanjutnya diberikan ke larva udang vaname (Mysis 3 sampai pascalarva 12) sebanyak 8-10 individu/larva setiap kali pemberian dengan frekuensi pemberian lima kali sehari. Hasil penelitian menunjukkan pemberian probiotik, prebiotik, dan sinbiotik memberikan pengaruh nyata (P˂0.05) terhadap daily growth rate (DGR), panjang mutlak dan tingkat kelangsungan hidup, namun terhadap rasio RNA/DNA hanya pemberian probiotik dan sinbiotik yang berpengaruh nyata (P˂0.05). Nilai DGR, panjang mutlak, rasio RNA/DNA, dan SR tertinggi (P˂0.05) diperoleh pada perlakuan sinbiotik. Aktivitas enzim larva udang vaname pada perlakuan sinbiotik juga lebih tinggi (P<0.05) dibandingkan kontrol dan perlakuan lainnya. Demikian pula total bakteri dan total probiotik 1Ub dalam tubuh larva udang vaname yang diberi sinbiotik lebih tinggi (P<0.05) dibandingkan perlakuan lainnya dan kontrol yaitu masing-masing sebanyak 6.7 x 107 CFU/0.1 g larva dan 4.75 x 106 CFU/0.1 g larva. Penelitian tahap keempat bertujuan mengevaluasi respons imun dan resistansi larva udang vaname yang diberi probiotik P. piscicida (1Ub), prebiotik MOS, dan sinbiotik melalui bioenkapsulasi Artemia sp. serta diinfeksi V. harveyi. Masing-masing sebanyak 30 ekor PL13 udang vaname yang sebelumnya telah diberi perlakuan probiotik, prebiotik, dan sinbiotik dipelihara dalam wadah bervolume 1 liter air laut steril dan dilengkapi sistem aerasi. Selanjutnya dilakukan uji tantang dengan cara menambahkan bakteri patogen V. harveyi MR5339 konsentrasi 3 x 107 CFU/mL dalam masing-masing wadah pemeliharaan postlarva udang vaname pada perlakuan probiotik, prebiotik, sinbiotik, dan kontrol (+). Sementara untuk perlakuan kontrol (-) ditambahkan 30 mL media SWC-cair. Uji tantang dilakukan selama 5 hari. Hasil penelitian menunjukkan nilai total hemosit count (THC) dan aktivitas phenoloxidase (PO) larva udang vaname yang diberi sinbiotik lebih tinggi (P˂0.05) dibandingkan perlakuan lainnya, baik sebelum maupun setelah uji tantang. Aktivitas respiratory burst (RB) larva udang vaname yang diberi sinbiotik sebelum dan setelah uji tantang berbeda nyata (P˂0.05) dengan kontrol, namun tidak berbeda nyata (P>0.05) dengan yang diberi probiotik dan prebiotik. Peningkatan imunitas larva udang vaname yang diberi probiotik, prebiotik, dan sinbiotik juga terlihat dari hasil pengukuran ekspresi gen imun larva udang. Ekspresi gen serine protein (SP) larva udang yang diberi sinbiotik menunjukkan nilai paling tinggi (P˂0.05) dibandingkan perlakuan lainnya. Ekspresi gen peroxinectin (PE) larva udang yang diberi sinbiotik dan probiotik tidak berbeda nyata (P>0.05), namun keduanya menunjukkan nilai paling tinggi (P˂0.05) dibandingkan perlakuan prebiotik dan kontrol. Ekspresi gen lipopolysaccharide and β-1,3-glucan-binding protein (LGBP) larva udang vaname yang diberi sinbiotik juga lebih tinggi (P˂0.05) dibandingkan kontrol dan perlakuan lainnya. Pascauji tantang, SR larva udang vaname yang diberi probiotik, prebiotik, dan sinbiotik lebih tinggi (81.7 - 90.0%) dibandingkan kontrol positif (68.3%) atau terjadi peningkatan SR sebesar 19 - 32%. Berdasarkan hasil dari seluruh tahap penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa probiotik P. piscicida 1Ub, prebiotik MOS, dan gabungan keduanya (sinbiotik) mampu meningkatkan kinerja pertumbuhan, respons imun dan resistansi larva udang vaname terhadap infeksi bakteri patogen V. harveyi dengan hasil terbaik diperoleh pada pemberian sinbiotik.