Exploration and Characterization of Methanotrophic Bacteria Tolerant to Organochlorine Compounds from Rice Fields in Bogor.

Abstract

Methane production in rice fields is done by methanogenic bacteria. Methane has higher absorption of infra red radiation than CO2. So that its contribution to global warming is higher than C02 per molecular basis. Methanotrophic bacteria have methane monooxygenase (MMO) enzymes, that have activity to oxidize methane and to degrade organochlorine compounds. Methanotrophic bacteria can be applied to reduce methane emission and to degrade organochlorine compounds in rice fields. Exploration of methanotrophic bacteria from rice fields in Sindang Barang Bogor had successfully isolated 14 isolates and 13 isolates from water and sediment respectively. The sMMO activity of the isolates was assayed using a colorimetric method and all isolates performed negative results. Four isolates i.e. BGM 9, SKM 14, 8M 11, and SM 13 were tolerant to organochlorine insecticides. The isolates were able to grow and oxidize methane on Nitrate Mineral Salt (NMS) media containing 193.251lM of chlorantraniliprol and 640.14 ,lM of thiamethoxam. The highest activity of methane oxidation was performed by BGM 9 isolate which had activity up to 19.34 X 104 mol/day.

Peningkatan produksi padi perlu dilakukan agar pemenuhan bahan makanan pokok penduduk Indonesia dapat terealisasi. Berbagai cara dilakukan diantaranya melalui program intensiflkasi pertanian seperti dengan pemupukan, perbaikan sistem irigasi, penggunaan varietas padi unggul, pengendalian hama, dan program ekstensiflkasi pertanian dengan penambahan areal persawahan. Seiring dengan peningkatan produksi padi dan perluasan lahan sawah, emisi metan (CIL!) juga akan meningkat. Metan merupakan salah satu gas rumah kaca yang mampu mengikis lapisan ozon. Metan Iebih efektif menyerap radiasi infra merah dibandingkan dengan karbondioksida (C02) sehingga kontribusi metan dalam perubahan iklim menjadi Iebih besar dibandingkan dengan C02 per molekular basisnya. Selain menghadapi pemanasan global, penggunaa.l1 insektisida yang tidak tepat juga dapat menimbulkan permasalahan. Penggunaan senyawa organoklorin sebagai pengendali hama pada lahan sawah periu mendapat perhatian. Pestisida jenis ini telIDasuk pembasmi hama yang pedsten pada iingkungan daP- dapat terakumulasi dalam jaringan melalui rantai makanaI!. Salah satu solusi untuk mengurangi emisi metan dan residu senyawa organoklorin adalah dengan aplikasi bakteri metanotrof. Oleh karena itu eksplorasi dan karakterisasi bakteri metanotrof perlu dilakukan untuk memperoleh isolat yang potensial untuk diaplikasikan pada sistem pertanian sawah yang ramah lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi dan mengkarakterisasi bakteri metanotrof yang berpotensi untuk mengurangi emisi metan dan residu senyawa organoklorin di lahan sawah. Metode yang digunakan untuk isolasi bakteri metanotrof adalah metode pengayaan pada media Nitrat Mineral Salt (NMS) cair (Hanson 1998) dengan komposisi gas di bagian headspace dibuat menjadi 50% metan dan 50% udara. Setelah diinkubasi selama 10 hari kemudian dilakukan teknik cawan sebar pada NMS agar yang ditambah 1 % metano!' Selanjutnya dilakukan metode gores kuadran sampai diperoleh isolat murni. Isolat yang diperoleh diuji aktivitas soluble Methane Monooxygenase (sMMO) dengan teknik kolorimetrik (Graham et al. 1992). Selanjutnya dilakukan seleksi bakteri metanotrof toleran senyawa organoklorin pada NMS agar yang diberi senyawa organoklorin dengan konsentrasi yang berbeda. Isolat terpilih diuji aktivitas oksidasi metannya dengan menggunakan Kromatografl Gas (GC) dan diukur Optical Densitynya (A. 620 nm) setelah tujuh hari inkubasi. Bakteri metanotrof yang