Identifikasi Aktinomiset Endofit Asal Tanaman Padi Berdasarkan Analisis Gen 16S rRNA dan nifH

Abstract

Aktinomiset indigenos dikenal memiliki keragaman yang tinggi dan berpeluang untuk mendapatkan novel spesies. Aktinomiset endofit diketahui dapat menjadi pelaku pemfiksasi nitrogen selain mampu menghasilkan senyawa bioaktif dengan beragam fungsi seperti antimikrob, penghasil enzim dan inhibitor enzim, serta hormon pemacu pertumbuhan. Identifikasi molekuler dan peran aktinomiset endofit tanaman padi masih jarang dilakukan, sehingga perlu dikaji. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan mengidentifikasi aktinomiset endofit tanaman padi berdasarkan analisis gen 16S rRNA dan nifH serta mengkaji aktivitasnya dalam memfiksasi nitrogen. DNA genom dari tujuh isolat aktinomiset endofit diisolasi menggunakan Genomic DNA Mini Kit, selanjutnya gen 16S rRNA diamplifikasi menggunakan PCR. Analisis kemampuan fiksasi nitrogen dilakukan berdasarkan uji produksi amonia, pertumbuhan di media bebas nitrogen, dan amplifikasi gen nifH melalui PCR. Produk PCR disekuensing dan dianalisis menggunakan software bioinformatika MEGA 5.05 untuk mengkonstruksi pohon filogenetik yang mengindikasikan kekerabatan antar isolat. Analisis sekuen gen 16S rRNA menunjukkan bahwa tujuh isolat (IPBCC.b.14.1531, IPBCC.b.14.1532, IPBCC.b.14.1533, IPBCC.b.14.1534, IPBCC.b.14.1535, IPBCC.b.14.1536, dan IPBCC.b.13.1530) berkerabat dekat dengan Streptomyces spp. Sekuen 16S rRNA dari enam isolat berkerabat dengan S. albolongus, S. cavourensis subsp. cavourensis, S. anulatus, dan S. bungoensis dengan identitas maksimum < 97%, dan satu isolat lainnya berkerabat dekat dengan S. misionensis, dengan identitas maksimum 99%. Berdasarkan analisis sekuen gen nifH, tiga isolat berhasil diamplifikasi menggunakan PCR dan menunjukkan kekerabatannya dengan gen nifH Herbaspirillum sp., dengan nilai kemiripan 93 hingga 99%. Analisis keragaman jarak genetik berdasarkan p-distance, antara tiga isolat dengan Frankia sp., Rhizobium sp., L. ferrooxidans, dan K. pneumonia menunjukkan adanya perbedaan sekuen gen nifH sebesar 18-28% dan lebih dari 59% jika dibandingkan dengan sekuen gen nifH B. japonicum. Hal tersebut mengindikasikan keragaman yang tinggi gen nifH pada isolat aktinomiset endofit padi. Berdasarkan uji in vitro, isolat IPBCC.b.13.1530, IPBCC.b.14.1531, dan IPBCC.b.14.1536 juga mampu tumbuh di media bebas nitrogen dan memproduksi amonia berturut-turut sebesar 0.065 ppm, 0.014 ppm, dan 0.076 ppm pada media bebas nitrogen. Hasil tersebut mengindikasikan bahwa tiga isolat tersebut menjanjikan dalam perannya sebagai bakteri pemfiksasi N2 pada tanaman padi.