Aplikasi Mikrobiologi

1. Aplikasi Mikrobiologi • Subdisiplin Mikrobiologi • Aplikasi Mikrobiologi • Ekologi Mikrobia • Mikrobiologi Lingkungan • Mikrobiologi Industri • Mikrobiologi Pangan • Bioteknologi

2. Sub-disiplin Mikrobiologi & Aplikasi Mikrobiologi Pendekatan Taksonomis Botani Zoologi Biologi Mikrobiologi Bakteriologi Mikologi Protozologi Virologi Fikologi

3. Sub-disiplin Mikrobiologi & Aplikasi Mikrobiologi Pendekatan Masalah Botani Zoologi Biologi Mikrobiologi Imunologii Mikrobiol. Kesehatani Mikrobiologi Industrii Mikrobiologi Pertanian Mikrobiologi Pangan Mikrobiologi Lingkungan

4. Sub-disiplin Mikrobiologi & Aplikasi Mikrobiologi Pendekatan Fungsional Botani Zoologi Biologi Mikrobiologi Sistematika Mikrobia Genetika Mikrobia Fisiologi MIkrobia Ekologi Mikrobia

5. Aplikasi Mikrobiologi • Mikrobiologi Terapan (Applied Microbiology): • Mikrobiologi Industri • Mikrobiologi Pangan • Bioteknologi • Mikrobiologi Lingkungan (Environmental Microbiology): • Mikrobiologi Pertanian • Mikrobiologi Lingkungan • Mikrobiologi Kesehatan: (Medical Microbiology) • Imunologi • Mikrobiologi Diagnostik • Mikrobiologi Farmasi

6. Ekologi Mikrobia: Interaksi mikrobia • Komensalisme • Sinergisme • Mutualisme • Kompetisi • Amensalisme • Predasi • Parasitisme

7. 1. KOMENSALISME • Komensalisme: hubungan antar populasi, populasi yang satu diuntungkan tetapi populasi lain tidak dirugikan. • Contoh: Beberapa anaerob obligat, Bacteroides sp. dapat hidup pada sistem gastrointestinal karena adanya anaerob fakultatif (Eschericia coli) yang mampu menghilangkan molekul oksigen. • faktor pertumbuhan, populasi bakteri dapat menghasilkan faktor pertumbuhan seperti vitamin yang dapat digunakan oleh populasi lain. • Epifit: mikrobia dapat hidup pada permukaan organisme lain, misalnya Bakteri epifit tumbuh sebagai populasi komensal dengan membentuk koloni pada permukaan alga dan permukaan tumbuhan.

8. 2. SINERGISME Sinergisme: hubungan antara dua populasi yang saling diuntungkan tetapi tidak bersifat obligat • Kedua populasi tersebut mampu bertahan secara independen, meskipun masing-masing populasi saling diuntungkan dari hubungan tersebut. • Contoh: • Sintropisme • Kometabolisme • Efek Rizosfer

9. Sintrofisme: kedua populasi menghasilkan nutrisi yang saling dibutuhkan (cross feeding). Contoh: • Enterecoccus faecalis dan Eschericia coli dapat mengubah arginine menjadi putrescine secara bersama-sama. Arginin E. faecalis Ornitin E.coli Putrecine  E. faecalis

10. Kometabolisme Suatu organisme yang mengubah bentuk suatu substrat tersebut menjadi substrat kedua yang dapat dimanfaatkan oleh organisme lain. sikloheksana  Mycobacterium vaccae sikloheksanon  Pseudomonas

11. Efek Rizosfer Rizosfer: daerah yang sangat aktif berinteraksi dengan mikrobia rizosper tanah  mikrobia rizosfer

12. 3. MUTUALISME • Hubungan timbal-balik antara dua individu yang saling menguntungkan. Contoh: • Lichens • Endosimbions • Mycorrhizae • Fungal garden of insects • Ruminant animal-microorganism symbioses • Bioluminescence • Rhizobium sp. dalam bintil akar Leguminosae

13. i ) Lichens Lichens merupakan simbiosis menguntungkan antara fungi heterotrof (mycobiont)(konsumen) dan alga fotosintetik atau Cyanobacteri (phycobiont) (produsen) sehingga memiliki sifat fisiologis yang berbeda dari kedua penyusunnya. • Lichens mampu memenuhi kebutuhan hidupnya sendiri tanpa mengandalkan lingkungan, sehingga tetap dapat tumbuh meskipun pada habitat ekstrim seperti bebatuan bahkan beberapa pada temperatur yang tinggi, sedangkan alga, cyanobacteri, maupun fungi tidak dapat tumbuh.

14. ii) Endosimbions Endosimbion merupakan hubungan mutualistik yang menarik antara protozoa Paramecium aurelia dengan berbagai spesies bakteri. • Bakteri endosimbiotik obligat hidup di dalam tubuh protozoa. Termasuk di dalamnya adalah bakteri endosimbiotik yang muncul sebagai struktur-struktur, di antaranya partikel kappa. • Bakteri dalam jaringan tanaman tebu

15. iii) Mycorrhizae • Mycorrhizae (fungal roots) terbentuk dari hubungan saling menguntungkan antara jamur dan akar tanaman. Jamur tersebut mengambil keuntungan nutrisional dari akar tanaman dan menyumbang kebutuhan nutrisi pada tanaman. • Beberapa asosiasi ectomycorrhiza ditemukan pada pohon oak, pohon beech, pohon birch dan pohon-pohon coniferous. • Endomycorrhizae dicirikan dengan penetrasi fungal pada sel-sel akar. • Ectomycorhiza pada anggrek

16. iv) Fungal garden of insects • Huhubungan mutualistik antara populasimikroorganisme dan populasi serangga. • Mikroorganisme mengdagrasi residu selulosa tanaman, menghasilkan nutrisi yang dapat dicerna serangga. Serangga tersebut tidak memiliki enzim selulase dan tidak dapat memperoleh nutrisi secara langsung dari makanan yang dimakannya. Serangga memberikan habitat yang baik untuk perkembangbiakan mikroorganisme.

17. v) Ruminant animal-microorganism symbioses • Hewan-hewan seperti sapi, kerbau dan unta, membentuk hubungan mutualisme dengan populasi mikrobia. • Meskipun tanaman merupakan makanan utamanya, mereka tidak mampu memproduksi sendiri enzim-enzim selulase sehingga menggantungkan pada mikrobia untuk mendegradasi terlebih dahulu. Populasi mikrobia ditumbuhkan pada bilik luas pertama pada perutnya yaitu rumen.

19. vi) Bioluminescence Hubungan mutualisme antara bakteri luminescent dan invertebrate air dan ikan terkadang menjadi sangat menarik. • Bakteri memancarkan cahaya hijau-biru secara terus menerus, menunjukkan adanya oksigen. • Bioluminescent yang dihasilkan Photobacterium memerlukan enzim luciferase, aldehid (seperti dodecanal), Flavin Mononukleotida (FMN), oksigen mulekuler, dan O2.

20. Formation of a Root Nodule Figure 27.5

21. 4. KOMPETISI Kompetisi: interaksi antara dua atau lebih populasi mikrobia yang bersaing memperebutkan faktor-faktor tertentu yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. • Faktor-faktor tersebut meliputi nutrisi, cahaya maupun ruang hidup. • Tetrahymena pyriformis dengan Azotobacter vinelandii dan Eschericia coli untuk memperebutkan glukosa,

22. 5. AMENSALISME Interaksi antara dua mikrobia yang salah satu populasi mampu menghambat pertumbuhan populasi yang lain dengan cara memproduksi substansi penghambat. Contoh: kasus amensalisme antara Lactobacillus casei dengan Streptococcus lactis yang mampu memproduksi Nisin.

23. 6. PREDASI Interaksi antara dua populasi mikroorganisme, yang salah satu organisme merupakan pemangsa bagi organisme yang lain. • Protozoa yang bersifat grazer bagi bakteri. • Pemangsa berukuran lebih kecil dibandingkan mangsanya, seperti yang terjadi pada Didinium yang dapat menelan Paramecium yang berukuran lebih besar.

24. 7. PARASITISME • Populasi parasit diuntungkan sedangkan populasi hospes dirugikan. • Hubungan ini berlangsung lama dan parasit memiliki ukuran yang lebih kecil dari hospes.

25. Contoh parasistisme i) Virus patogen tanaman Mosaik virus dicirikan dengan terbentuknya bercak warna hijau muda, kuning, atau putih dalam struktu tanaman. ii) Viroid patogen tanaman Ditemukan pada penyakit tanaman kentang yang disebabkan potato spindle tuber disease (PSTV), pada tanaman jeruk oleh citrus exocortis viroid (CEV), dan pada tanaman Chrysantemum oleh chrysantemum stunt viroid (ChSV).

26. iii) Bakteri patogen tanaman • Mycoplasma, Spiroplasma, Corynebacterium, Agrobacterium, Pseudomonas, Xanthomonas, Streptomyces dan Erwiniamenyebabkan bermacam-macam penyakit pada tanaman. • Patogen-patogen ini masuk ke tanaman melalui sistem perakaran dan stomata.

27. iv) Fungi patogen tanaman • Rhizoctonia solanimenyebabkan berbagai penyakit pada akar tanaman, • Monilinia fructiola, penyebab buah menjadi coklat kering.