AQUASAINS(Jurnal Ilmu Perikanan dan Sumberdaya Perairan)(Vol 5 No. 1 Tahun 2016)

PATHOGENICITY AND IN VIVO STUDY OF LOCALISOLATE Bacillus sp. D2.2 AT THE VANNAMEICULTURE (Litopenaeus vannamei)

Sera Hardiyani1 · Esti Harpeni2 · Agus Setyawan2 · Supono2

Ringkasan Penggunaan bakteri biokontrol da-pat dijadikan solusi bagi permasalahan pem-berantasan penyakit untuk menekan pertum-buhan bakteri pathogen pada budidaya udangvaname (Litopenaeus vannamei). Bacillus sp.D2.2 merupakan isolat bakteri lokal yang ter-bukti mampu menghambat pertumbuhan Vibrioharveyi secara in vitro. Potensi lain isolat bak-teri ini perlu diketahui lebih lanjut melalui pe-nelitian ini. Tujuan penelitian ini adalah untukmengetahui tingkat patogenisitas bakteri bio-kontrol Bacillus sp. D2.2 terhadap udang va-name dan kemampuannya dalam menghambatpertumbuhan bakteri patogen Vibrio alginolyti-cus secara in vivo. Uji patogenisitas Bacillussp. D2.2 dilakukan dengan metode LD50 padatingkat kepadatan 103, 104, 105 dan 106 CFU/ml.Hasil LD50 menunjukkan Bacillus sp. D2.2 ti-dak bersifat patogen karena tidak ada konsen-trasi bakteri yang mematikan hingga 50% la-rva udang vaname. Uji antagonisme Bacillussp. D2.2 terhadap V.alginolyticus secara in vi-vo dilakukan pada 2 perlakuan, yaitu pemeli-haraan udang vaname tanpa penambahan Ba-cillus sp. D2.2 dan pemeliharaan udang vana-me dengan penambahan Bacillus sp. D2.2. Ke-dua perlakuan diuji tantang dengan V.alginolyticus105 cfu/ml dan diulang 3 kali. Hasil peneli-

1)Alumni Program Studi Budidaya Perairan, FakultasPertanian, Universitas Lampung2)Dosen Jurusan Perikanan dan Kelautan, FakultasPertanian, Universitas Lampung. Alamat: Jalan Prof.Soemantri Brodjonegoro No. 1 Bandar Lampung35145.E-mail: edypeni@yahoo.com

tian menunjukkan Bacillus sp. D2.2 mampumenurunkan pertumbuhan V.alginolyticus dari105CFU/ml sampai 103 CFU/ml. Hal tersebutmenjelaskan bahwa Bacillus sp. D2.2 berpo-tensi sebagai bakteri biokontrol.

Keywords biokontrol, Bacillus sp. D2.2,Litopenaeus vannamei, Vibrio alginolyticus

Received : 09 September 2016

Accepted : 21 Oktober 2016

PENDAHULUAN

Udang vaname (Litopenaeus vannamei) yangmerupakan udang introduksi dari pantai Pasi-fik di Amerika Latin (Briggs et al., 2004), ma-suk ke Indonesia pada awal tahun 2000 (Su-gama et al., 2006). Udang ini memiliki bebe-rapa keunggulan dibanding spesies udang pe-naeid lainnya, diantaranya, pertumbuhan yangcepat, produktivitas tinggi, dan lebih resistenterhadap penyakit (Briggs et al., 2004). Na-mun tidak dapat dipungkiri bahwa seiring per-kembangannya, udang vaname juga mulai ter-serang penyakit. Penyakit yang sering menye-rang udang vaname adalah vibriosis atau pe-nyakit udang berpendar, karena bakteri Vibriosp. yang merupakan penyebab penyakit vibrio-sis akan mengeluarkan senyawa luminescenceyang terlihat seperti cahaya pada malam hari.Jenis bakteri seperti V.harveyi, V.alginolyticusdan V.parahaemolitycus merupakan jenis bak-teri yang paling sering menyebabkan penya-

422 Sera Hardiyani1 et al.

kit vibriosis pada udang (Esteve and Herrera,2000; Fan et al. 2006; Phuoc et al. 2008; Soto-Rodriguez et al. 2010).

Penelitian akuakultur yang membahas tentangantagonisme Bacillus sp. terhadap bakteri Vi-brio telah banyak dilakukan (Vaseeharan andRamasamy 2003; Domrongpokkaphan and Wan-chaitanawong 2006; Balcázar and Rojas-Luna2007). Kehadiran bakteri agen biokontrol da-pat dijadikan solusi bagi permasalahan pem-berantasan penyakit untuk menekan pertum-buhan bakteri, bahkan Verschuere et al. (2000)dan Janarthanam et al. (2012) menambahkantentang pentingnya menggunakan bakteri lo-kal (indigenous) sebagai biokontrol terhadapbakteri patogen karena lebih cepat beradapta-si serta mampu menjaga kualitas air dan ke-sehatan kultivan. patogen. Penelitian sebelum-nya menemukan satu isolat bakteri biokontroldengan Bacillus sp. D2.2 dari tambak tradisio-nal di Desa Mulyosari, Kecamatan Pasir Sak-ti, Kabupaten Lampung Timur, Provinsi Lam-pung mampu menghambat pertumbuhan bak-teri Vibrio harveyi secara in vitro (Setyawanet al. 2014). Penelitian ini merupakan peneliti-an lanjutan untuk mengetahui tingkat patoge-nisitas bakteri biokontrol Bacillus sp. D2.2 ter-hadap udang vaname dan kemampuannya da-lam menghambat pertumbuhan bakteri pato-gen Vibrio sp. secara in vivo.

MATERI DAN METODE

Uji Patogenisitas

Uji patogenisitas dilakukan melalui uji LD50(Lethal Dosage 50) untuk mengetahui pada do-sis berapa isolat bakteri Bacillus sp. D2.2 ber-sifat patogen terhadap larva udang vaname. Ni-lai LD50 yang didapatkan akan digunakan un-tuk menentukan dosis bakteri biokontrol padauji tantang saat bakteri V.alginolyticus dima-sukkan ke media pemeliharaan. Isolat bakteribiokontrol dikultur pada media TSB kemudiandiinkubasi di orbital shaker selama 24 jam pa-da suhu ruang sekitar 27oC. Isolat bakteri di-sediakan dalam tingkatan kepadatan 103, 104,105 dan 106 CFU/ml. Udang uji yang digu-nakan untuk tiap perlakuan berjumlah sepuluh

ekor tiap akuarium dengan tiga ulangan. Ujipatogenisitas dilakukan dengan memasukkanbakteri Bacillus sp. D2.2 ke media pemeliha-raan larva udang untuk menciptakan kondisiinfeksi secara alami. Udang uji dipelihara da-lam akuarium selama 14 hari dengan menga-mati sintasan dan gejala klinis yang timbul.

Uji Antagonisme Bakteri Bacillus sp. D2.2 se-cara in vivo pada Udang Vaname terhadap Bak-teri Patogen Vibrio alginolyticus.

Setelah mendapatkan nilai LD50, dosis bakteriBacillus sp. D2.2 yang akan digunakan untukuji tantang terhadap bakteri patogen V. algino-lyticus dapat ditentukan. V. alginolyticus, di-masukkan ke dalam media pemeliharaan udang.Kepadatan bakteri V.alginolyticus yang digu-nakan pada uji tantang sama dengan bakteri bi-okontrol. Uji in vivo dilakukan dengan 2 per-lakuan, yaitu pemeliharaan udang vaname tan-pa penambahan Bacillus sp. D2.2 (P1) dan pe-meliharaan udang vaname dengan penambah-an Bacillus sp. D2.2 (P2). Kedua perlakuan ter-sebut diuji tantang dengan V. alginolyticus. Pe-ngamatan dilakukan selama 3-7 hari denganparameter pengamatan sintasan hidup udangvaname dan TVC (Total Vibrio Count). Da-ta dianalisis dengan menggunakan uji statis-tik nilai tengah (uji t) pada selang kepercayaan95%.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil uji LD50 menunjukkan bahwa bakteri Ba-cillus sp. D2.2 tidak bersifat patogen karenadari semua kepadatan bakteri Bacillus sp. yangdigunakan tidak ada yang mematikan ingga 50%hewan uji selama 15 hari masa pemeliharaan.Pada kepadatan Bacillus sp. D2.2 103 cfu/ml,tidak ada larva udang yang mati, pada kepadat-an bakteri 104 dan 105 cfu/ml terjadi kematianlarva udang sebesar 3%, dan kepadatan bakteri106 cfu/ml menghasilkan tingkat kematian la-rva udang tertinggi sebesar 10% (Gambar 1).

Bacillus sp. juga telah teruji tidak bersifat pa-togen bagi ikan-ikan air tawar (Lusiastuti and

Pathogenicity Bacillus D2.2 at Vannamei Culture 423

Gambar 1 Tingkat kematian udang saat uji patogeni-sitas

Gambar 2 Kepadatan bakteri V.alginolyticus pada ujiin vivo

Taukhid, 2011). Penggunaan suatu bakteri se-bagai agen biokontrol harus dapat memberikankeuntungan dan tidak merugikan pada inang(Nour and El-Ghiet 2011).

Kepadatan bakteri biokontrol Bacillus sp. D2.2yang dipilih untuk digunakan pada uji in vivoterhadap bakteri patogen V. alginolyticus ada-lah 105 cfu/ml yang dinilai lebih aman diban-dingkan kepadatan bakteri 106 cfu/ml karenatingkat kematian yang lebih kecil. V. algino-lyticus yang digunakan juga disediakan padakepadatan 10

5cfu/ml.

Jumlah kepadatan bakteri V.alginolyticus tan-pa pemberian Bacillus sp. D2.2 terjadi pening-katan sejak hari pertama hingga hari ketiga men-capai puncak kepadatan tertinggi sebesar 2,3× 106 cfu/ml kemudian menurun menjadi 5 ×105 cfu/ml di akhir pengamatan (Gambar 2).Sedangkan pada P2, jumlah kepadatan bakteriV.alginolyticus terus mengalami penurunan se-lama waktu pengamatan hingga di akhir waktupengamatan jumlah kepadatan bakteri menjadi4,7 × 103 cfu/ml.

Hasil analisis uji t menunjukkan penambahanbakteri biokontrol Bacillus sp. D2.2 berpenga-ruh terhadap jumlah kepadatan bakteri V. al-

Gambar 3 Survival rate (SR) udang vaname pada ujiin vivo

ginolyticus pada pengamatan hari kedua danketiga, namun tidak berpengaruh pada penga-matan hari keempat, kelima dan keenam.

Kemampuan bakteri Bacillus sp. dalam meng-hambat pertumbuhan patogen dikarenakan si-fat antagonisme bakteri tersebut, berupa persa-ingan nutrisi dan senyawa antibiotik yang di-hasilkan oleh bakteri Bacillus sp. yang dapatmerugikan bakteri lain. Sedikitnya ada 66 je-nis antibiotik yang dihasilkan oleh bakteri Ba-cillus sp. (Nishijima et al., 2005). Sifat anta-gonisme bakteri Bacillus sp. D2.2 yaitu meng-hasilkan senyawa antibakteri berupa antibak-teri polipeptida yaitu bacitracin, yang mam-pu menghambat sintesis peptidoglikan dindingsel, merusak permeabilitas membran sel danmerubah sistem respirasi (Setyawan et al., 2014).

Penambahan bakteri biokontrol Bacillus sp. D2.2pada uji in vivo terhadap kelangsungan hidupudang vaname tidak berbeda nyata dengan per-lakuan tanpa penambahan bakteri biokontrol(p<0,05). Gambar 3. menunjukkan kelangsung-an hidup udang vaname yang diberi bakteri Ba-cillus sp. D2.2 dan V. alginolyticus (P2) lebihbesar 10% dibandingkan udang vaname yangdiberikan V. alginolyticus tanpa penambahanbakteri Bacillus sp. D2.2 (P1). Hal tersebut di-karenakan adanya bakteri biokontrol Bacillussp. D2.2 yang dapat menekan pertumbuhan bak-teri patogen V. alginolyticus sehingga memini-malkan bakteri V. alginolyticus menyerang tu-buh larva udang vaname.

Kehadiran bakteri Bacillus sp. dalam dunia per-ikanan telah banyak membantu para pembudi-daya dalam mencegah dan mengatasi perma-salahan budidaya akibat serangan bakteri pato-gen. Hasil penelitian Karunasagar et al. (2005)menyatakan 27 strain Bacillus spp. positif meng-

424 Sera Hardiyani1 et al.

hambat pertumbuhan 4 strain Vibrio sp. seca-ra in vitro.Janarthanam et al. (2012) mengi-solasi bakteri Bacillus spp. di perairan Indiadan menguji keefektifannya dalam mengham-bat bakteri patogen V. harveyi secara in vitromaupun in vivo, dan menyatakan bahwa iso-lat bakteri Bacillus spp. mampu meningkatkankelangsungan hidup udang windu dan mam-pu mengontrol virulensi dari V.harveyi. Sela-in menghambat pertumbuhan bakteri patogen,manfaat pokok yang ditimbulkan bakteri Ba-cillus sp. adalah meningkatkan kelangsunganhidup hewan uji.

SIMPULAN

Bakteri biokontrol Bacillus sp. D2.2 tidak ber-sifat patogen pada kepadatan 103, 104, 105, 106

CFU/ml. Penambahan bakteri biokontrol Ba-cillus sp. D2.2 mampu menurunkan pertum-buhan bakteri patogen V. alginolyticus secarain vivo.

Pustaka

Balcázar, J. L. and Rojas-Luna, T. (2007).Inhibitory activity of probiotic bacillus sub-tilis utm 126 against vibrio species con-fers protection against vibriosis in juvenileshrimp (litopenaeus vannamei). Current mi-crobiology, 55(5):409–412.

Briggs, M., Funge-Smith, S., Subasinghe, R.,and Phillips, M. (2004). Introductions andmovement of penaeus vannamei and penae-us stylirostris in asia and the pacific. RAPpublication, 10:92.

Domrongpokkaphan, V. and Wanchaitana-wong, P. (2006). In vitro antimicrobial acti-vity of bacillus spp. against pathogenic vi-brio spp. in black tiger shrimp (penaeus mo-nodon). Kasetsart Journal (Natural Scien-ce), 40:949–957.

Esteve, M. and Herrera, F. C. (2000). Hepa-topancreatic alterations in litopenaeus van-namei (boone, 1939)(crustacea: Decapoda:Penaeidae) experimentally infected with avibrio alginolyticus strain. Journal of inver-tebrate pathology, 76(1):1–5.

Fan, J.-F., Li, W.-Z., Zang, H.-M., Wang, B.,and Song, L.-C. (2006). The pathogen of redbody disease in litopenaeus vannamei. ActaHydrobiologica Sinica, 30(6):742–746.

Janarthanam, K., George, M. R., John, K. R.,and Jeyaseelan, M. (2012). In vitro and invivo biocontrol of vibrio harveyi using indi-genous bacterium, bacillus spp.

Karunasagar, I., Karunasagar, I., and Umesha,R. (2005). 13. microbial diseases in shrimpaquaculture.

Lusiastuti, A. M. and Taukhid (2011). Selek-si kandidat probiotik anti aeromonas hydro-phila untuk pengendalian penyakit ikan airtawar. Technical Report 2, Balai Riset Pe-nelitian Budidaya Air Tawar.

Nishijima, T., Toyota, K., and Mochizuki, M.(2005). Predominant culturable bacillusspecies in japanese arable soils and their po-tential as biocontrol agents. Microbes andenvironments, 20(1):61–68.

Nour, E. and El-Ghiet, E. A. (2011). Effica-cy of pseudomonas fluorescens as biologicalcontrol agent against aeromonas hydrophilainfection in oreo chromisniloticus. World JFish Marine Sci, 3(6):564–569.

Phuoc, L., Corteel, M., Nauwynck, H., Pensa-ert, M., Alday-Sanz, V., Van Den Broeck,W., Sorgeloos, P., and Bossier, P. (2008). In-creased susceptibility of white spot syndro-me virus-infected litopenaeus vannamei tovibrio campbellii. Environmental microbio-logy, 10(10):2718–2727.

Setyawan, A., Harpeni, E., Ali, M., Maris-ka, D., and Aji, M. (2014). Potensi agenbakteri biokontrol indigenous tambak tradi-sional udang windu (penaeus monodon) dilampung timur strain d.2.2, terhadap bakte-ri patogen pada udang dan ikanpotensi agenbakteri biokontrol indigenous tambak tradi-sional udang windu (penaeus monodon) dilampung timur strain d.2.2, terhadap bakte-ri patogen pada udang dan ikan. PertemuanAhli Kesehatan Ikan.

Soto-Rodriguez, S. A., Gomez-Gil, B.,and Lozano, R. (2010). ï¿œbright-redï¿œsyndrome in pacific white shrimplitopenaeus vannamei is caused by vibrioharveyi. Diseases of aquatic organisms,92(1):11–19.

Pathogenicity Bacillus D2.2 at Vannamei Culture 425

Sugama, K., Novita, H., and Koesharyani, I.(2006). Production performance; disea-ses; spf-breeding; and risk issues concer-ning white shrimp, penaeus vannamei intro-duction into indonesia. Indonesian Aqua-culture Journal, 1(1):71–77.

Vaseeharan, B. and Ramasamy, P. (2003).Control of pathogenic vibrio spp. by baci-llus subtilis bt23, a possible probiotic tre-atment for black tiger shrimp penaeus mo-nodon. Letters in applied microbiology,36(2):83–87.

Verschuere, L., Rombaut, G., Sorgeloos, P.,and Verstraete, W. (2000). Probiotic bacte-ria as biological control agents in aquacul-ture. Microbiology and molecular biologyreviews, 64(4):655–671.