Pengendalian Penyakit Tanaman menggunakan bakteri Bacillus

 

Bakteri dari kelompok Bacillus adalah mikroorganisme yang menghuni berbagai habitat yang berbeda-beda. Bacillus terkenal sebagai penghasil beragam senyawa metabolit dengan beragam struktur untuk membunuh organisme lain, memiliki antara 5 hingga 8% dari total genom yang dikhususkan untuk biosintesis metabolit sekunder. Molekul bioaktif terpenting dari genus Bacillus adalah peptida dan lipopeptida (yang disintesis di luar ribosom), senyawa poliketida, bakteriosin, dan siderofor. Lipopeptida dari Bacillus memiliki mekanisme biosintesis yang sangat kompleks yang dikatalisis oleh non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs), kompleks enzim besar dengan struktur modular, dengan setiap modul bertanggung jawab untuk penggabungan asam amino tertentu. Secara umum Bacillus memiliki spektrum yang luas dengan aktivitas antagonis terhadap bakteri, jamur dan virus yang merupakan patogen tanaman. Molekul terpenting dari kelompok ini, lipopeptida sirkuler dari kelompok surfaktin, iturin dan fengisin mempengaruhi sel target pada tingkat membran. Strain Bacillus menunjukkan kapasitas biokontrolnya terutama melalui aktivitas penghambatan pada pertumbuhan patogen tanaman, serta menginduksi resistensi sistemik pada tanaman dan bersaing untuk relung ekologi dengan patogen tanaman.

Djordje Fira bersama peneliti lain dari University of Belgrade, Serbia melakukan penelitian tentang penggunaan Bacillus untuk mengendalikan patogen tanaman. Penelitian Fira dkk sebelumnya menunjukkan adanya beberapa operon biosintetik untuk sintesis lipopeptida non-ribosom pada isolat alami Bacillus yang dimiliki. Beberapa strain Bacillus sp. menunjukkan aktivitas antibakteri dan antijamur yang sangat kuat terhadap fitopatogen. Analisis PCR menunjukkan adanya operon biosintetik untuk iturin, bacillomycin, fengycin dan surfactin pada strain yang diuji. Pengukuran kinetika produksi zat antimikroba menunjukkan bahwa dalam banyak kasus sintesis dimulai pada awal fase pertumbuhan eksponensial, mencapai aktivitas antimikroba maksimum pada awal fase pertumbuhan stasioner kemudian kadarnya tetap hingga keseluruhan dari periode yang diamati. Ekstrak tanpa sel dari strain yang aktif melawan banyak jamur dan bakteri patogen diuji secara in vitro dan in vivo. Spektrometri massa dan analisis HPTLC dari senyawa yang dimurnikan mengkonfirmasi adanya lipopeptida dari famili yang disebutkan, sehingga mengkonfirmasi kapasitas biokontrol dari isolat Bacillus.

Baca Selengkapnya di

Fira, D., Dimkić, I., Berić, T., Lozo, J. and Stanković, S., 2018. Biological control of plant pathogens by Bacillus species. Journal of biotechnology, 285, pp.44-55.