KEMENTERIAN PERTANIAN
DIREKTORAT JENDERAL PERKEBUNAN

Xenorhabdus, Bakteri Potensial Pengendali Hayati Serangga Hama pada Komoditas Perkebunan

Diposting     Minggu, 21 November 2021 09:11 pm    Oleh    ditjenbun



Xenorhabdus spp. adalah genus bakteri yang bersimbiosis dengan nematoda entomopatogen (NEP) yaitu nematoda yang telah dikembangkan sebagai agen pengendali serangga hama. Kemampuan Xenorhabdus sebagai agens pengendali hayati tanpa bersimbiosis dengan NEP belum banyak diteliti. Peranan Xenorhabdus sebagai aktor utama dalam menyebabkan kematian serangga menjadi inspirasi baru untuk melakukan pengendalian yang diharapkan lebih praktis, efektif, efisien, dan berkelanjutan. Kemampuan bakteri simbion dalam mengendalikan serangga pernah diteliti secara in vitro oleh Rahoo et al. (2011), hasil penelitiannya menunjukkan bahwa Xenorhabdus luminescens mampu menyebabkan mortalitas ulat bambu (Galeria melonella) sebesar 90% pada kerapatan koloni 4×107 cfu di laboratorium.

 

Klasifikasi dan Biologi Xenorhabdus spp.

Xenorhabdus termasuk ke dalam kerajaan bakteri, filum proteobakteri, kelas gammaproteobakteri, ordo enterobakteriales, keluarga enterobakteriaceae, genus Xenorhabdus, dan spesies Xenorhabdus spp. (Thomas dan Poinar, 1984). Menurut Noël Boemare (2002), Xenorhabdus terjadi secara alami di dalam vesikel usus pada Steinernema fase juvenile infektif dan merupakan bakteri anaerobik fakultatif, berbentuk batang dengan ukuran 0,3-2 × 2-10 m, dan bersifat gram negatif (gambar 1). Suhu optimum untuk pertumbuhannya sekitar 28°C, namun beberapa strain mampu tumbuh pada suhu 40°C. Bakteri Xenorhabdus bereaksi katalase negatif dan tidak dapat merubah nitrat menjadi nitrit. Xenorhabdus hanya berasal dari lumen usus nematoda patogen serangga, terutama dari famili Steinernematidae.

Gambar 1. a. Xenorabdus berbentuk batang dan b. bersifat gram negatif (Sumber: Dokumentasi pribadi)

Siklus Hidup Xenorhabdus spp.

Bakteri simbion yang dikeluarkan dari tubuh Juvenil infektif ke dalam haemocol serangga dengan segera merombak sistem pencernaan serangga, kemudian bakteri berkembang biak dan mendapatkan nutrisi dari haemolimph serangga yang telah dirombaknya. Hasil perombakannya dijadikan makanan bagi NEP, sehingga NEP dan bakteri simbion berkembang biak di dalam tubuh inang. Demikian seterusnya sampai nutrisi sudah tidak cukup untuk memenuhi populasi nematoda yang semakin bertambah. Bakteri simbion memberikan protein antiimun untuk membantu nematoda mengatasi sistem pertahanan inang serta antimikroba asing yang menjadi pesaingnya (Forst dan Clarke, 2002).

Isolasi Xenorhabdus

Bakteri simbion diisolasi dari tubuh Steinernema fase juvenil infektif stadia ke-3 (JI-3). Juvenil infektif stadia ke-3 diperoleh dengan menyaring suspensi nematoda menggunakan saringan berukuran 500 mesh. Juvenil infektif stadia ke-3 kemudian disterilkan permukaannya dengan menggunakan larutan hyamine atau formalin 0,1% selama 5-10 menit. Sebanyak kira-kira lima atau 10 juvenil diambil menggunakan kait nematoda dan diletakkan  di atas obyek gelas steril, kemudian dihancurkan tubuhnya dengan cara menggoreskannya dengan obyek gelas steril yang lain. Juvenil yang telah hancur diambil menggunakan jarum ose dan ditumbuhkan/digoreskan pada media Nutrient Bromthymol Blue Tetrazolium-chloride Agar (NBTA), kemudian diinkubasikan selama 24-48 jam di tempat gelap. Koloni bakteri Xenorhabdus yang tumbuh akan menyerap warna biru (bakteri primer) dan warna merah bata (bakteri sekunder). Koloni dicirikan dengan bentuk bundar, agak cembung ke atas, dan membentuk alur melingkar yang tegas di bagian tepi koloni (gambar 2). Bakteri simbion kemudian dimurnikan dengan cara digores/streak pada media yang sama, dan diinkubasikan selama 24-48 jam di tempat gelap.

Gambar 2. a. Koloni Xenorhabdus fase primer dan b. fase sekunder

(sumber: dokumentasi pribadi)

Identifikasi Xenorhabdus

Identifikasi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan cara mengamati gejala serangga yang terinfeksi NEP. Gejala serangga yang terinfeksi Steinernema-Xenorhabdus ditandai dengan warna inang krem kecoklatan

Cara identifikasi yang kedua adalah dengan menguji karakteristik Xenorhabdus melalui uji biokimia. Menurut Stoica (2020), Xenorhabdus memiliki karakteristik sebagai berikut.

No. Karakteristik Reaksi
1. Merah metil +
2. Hidrolisis gelatin +
3. Produksi asam (gliserol, maltose, trihalosa, D-manosa +
4. Katalase
5. Oksidase
6. Beta galactosidase
7. Arginin dihidrolase
8. Lisin dekarboksilase
9. Ornitin dekarboksilase
10. Produksi indol
11. Produksi H2S
12. Hidrolisis urea
13. Voges-Proskauer
14. Reduksi nitrat

 

Perbanyakan Xenorhabdus spp.

Perbanyakan Xenorhabdus spp. dilakukan dengan cara mengambil koloni bakteri menggunakan jarum ose, kemudian diinokulasikan ke dalam media Nutrient Broth (NB) dalam erlenmeyer ukuran 100 ml atau 500 ml kemudian digojok menggunakan orbital shaker selama 24-48 jam dengan kecepatan 217 rpm di tempat gelap.

Potensi Xenorhabdus spp. Sebagai Pengendali Hama

Menurut Webster et. al. (2002), Xenorhabdus dan Photorhabdus mampu menghasilkan metabolit sekunder dan turunannya antara lain senyawa antibiotik, antijamur, insektisida, nematisida, antara lain xenorhabdin, xenorxides, xenocoumacins, nematophin dan derivatnya, isoflavonoids; genistein, hydroxystilbenes, anthrax quinones, nucleocides; puromycin, dan macrolides; maduromycin II. Berdasarkan penelitian Mc. Inerney (1991) dalam Webster et. al. (2002), perlakuan pengumpanan Xenorhabdin 2 mampu menyebabkan 100% mortalitas Heliothis punctigera dengan dosis 150µg per cm2 dengan LC50 sebesar 59,5 µg per cm2. Sementara itu untuk komoditas perkebunan, Malik, et. al. (2016) melaporkan bahwa Bakteri Xenorhabdus sp. mampu menyebabkan mortalitas rayap asal tanaman karet sebesar 43,33% pada konsentrasi 106 cfu/ml secara in vitro. Berdasarkan kemampuan bakteri simbion (Xenorhabdus) tersebut, pemanfaatannya sebagai agen pengendali hayati serangga hama perlu diteliti dan dikembangkan lebih lanjut pada skala yang lebih luas.

Romauli Siagian, Cecep Subarjah, dan Akhmad Faisal Malik

DAFTAR PUSTAKA

Forst, S. dan David Clarke. 2002. Bacteri-Nematode Symbiosis. Pp 57-73 in: R. Gaugler (Ed), Entomopathogenic Nematology. CAB International, Wallingford, Oxford.

Malik A. F., Gandung Widyantoro, Meta Amalia, dan Djoko Purnomo. 2016. Uji Kemampuan Bakteri Simbion sebagai Pengendali Hayati Rayap (Coptotermes curvignatus Holmgren.) pada Tanaman Karet (Laporan Pelaksanaan kegiatan). Balai Proteksi Tanaman Perkebunan Pontianak. Hal. 40. (tidak dipublikasikan).

Noël Boemare 2002. Biology, Taxonomy and Systematics of Photorhabdus and Xenorhabdus Taxonomy and Systematics. Pp 1-28 in: Parwinder S. Grewal, Ralf-Udo Ehlers, David I. Shapiro-Ilan (Eds), Nematodes as Biocontrol Agents. CAB International, Wallingford, Oxford.

Poinar Jr. G. O. dan Gerrard M. Thomas. 1984. Laboratory Guide to Insect Pathogens and Parasities. Plenum Press: New York and London. 106-107 Pp.

Rahoo A. M., Tariq Mukhtar, Simon Gowen R., dan Barbara Pembroke. 2011. Virulens of entomopathogenic bacteria Xenorhabdus bovienii and Photorhabdus luminescens against galleria mellonella larvae. Pakistan Journal of zoology. Vol. 43: 543 Pp.

Stoica C. 2020. Biochemical Characters of Xenorhabdus. Advance Bacteriological Identification Software. USA.

Webster, J. M., Genhui Chen, Kaiji Hu, dan Jianxiong Li. 2000. Bacterial Metabolites. Pp 99. in: R. Gaugler and H. K. Kaya (Eds), Entomopathogenic Nematode in Biological Control. CRC Press, Boca Raton, Florida


Bagikan Artikel Ini