Isolasi dan karakterisasi Vibrio patogen pada ikan kerapu macan Epinephelus fuscoguttatus

Jurnal Akuakultur Indonesia 11 (1), 28–37 (2012)

Isolasi dan karakterisasi Vibrio patogen pada ikan kerapu macan Epinephelus fuscoguttatus Isolation and characterization of pathogenic Vibrio on tiger grouper Epinephelus fuscoguttatus Ilmiah*1, Sukenda2, Widanarni2, Enang Harris2 1

Jurusan Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Muslim Indonesia Makassar Jl. Kakatua No. 27 Makassar 90121 2 Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor Kampus IPB Darmaga Bogor 16680 *email: [email protected]

ABSTRACT This study was aimed to obtain pathogenic bacterial isolate causing vibriosis disease. Isolation of Vibrio was conducted from maribound tiger grouper collected from floating net cage in Barru Regency using TCBS medium. Ability to cause vibriosis was confirmed by pathogenicity test performed by mean injecting the tiger grouper juveniles with bacterial suspension at concentration of 106 CFU/fish and mortality of fish during seven days observation then was noted. Then, the Vibrio pathogenic isolate was characterized and identified based on morphology, growth, and biochemical features. Moreover, the most pathogenic isolate was identified by molecular analysis of 16S-rRNA gene sequences. The results showed that three potential isolates caused Vibriosis disease in tiger grouper culture. The isolates tested were biochemically identified as Vibrio metschnikovii, V. parahaemolyticus, and V. mimicus. The most virulent among isolates was V. parahaemolyticus. Keywords: isolation, characterization, pathogenic, vibriosis, tiger grouper

ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi Vibrio patogen penyebab penyakit vibriosis pada ikan kerapu macan. Isolasi bakteri Vibrio dilakukan dari ikan kerapu sakit yang diperoleh dari keramba jaring apung di Kabupaten Barru menggunakan media Thiosulphate Citrate Bile Salt (TCBS). Kemampuan bakteri menyebabkan vibriosis dikonfirmasi dengan uji patogenisitas yang dilakukan dengan menyuntik juvenil kerapu macan dengan suspensi bakteri pada konsentrasi 106 CFU/ikan dan kemudian diamati kematiannya selama tujuh hari. Isolat Vibrio patogen kemudian dikarakterisasi dan diidentifikasi berdasarkan morfologi, pertumbuhan, dan sifat biokimianya. Isolat yang paling patogen diidentifikasi secara molekuler dengan analisis sekuens gen 16S-rRNA. Didapatkan tiga isolat yang berpotensi menyebabkan penyakit vibriosis pada budidaya ikan kerapu macan. Isolat tersebut berdasarkan uji secara biokimiawi diidentifikasi sebagai Vibrio metschnikovii, V. parahaemolyticus, dan V. mimicus. Isolat paling virulen diantara ketiga isolat tersebut adalah V. parahaemolyticus. Kata kunci: isolasi, karakterisasi, patogen, vibriosis, kerapu macan

PENDAHULUAN Vibriosis merupakan penyakit bakterial yang disebabkan oleh infeksi patogen golongan Vibrio dan mengakibatkan kematian ikan mencapai lebih dari 80% pada budidaya ikan di jaring apung (Yuasa et al., 2000). Ada beberapa istilah yang berbeda untuk mengacu pada penyakit vibriosis ini, antara lain red pest, saltwater furunculosis, boil disease, dan ulcer disease (Plumb,

1994). Penyakit vibriosis menyerang hampir semua jenis ikan laut yang dibudidayakan (Plumb, 1994), serangan pada ikan kerapu dilaporkan oleh Wijayati & Hamid (1997) dan melibatkan beberapa spesies bakteri seperti Vibrio alginolyticus, V. parahaemolyticus, V. anguilarum, dan V. marimus. Bakteri ini bersifat sangat ganas dan berbahaya baik pada budidaya ikan air laut maupun air payau karena dapat bertindak sebagai patogen primer dan sekunder

Ilmiah et al. / Jurnal Akuakultur Indonesia 11 (1), 28–37 (2012)

(Taufik, 2001). Studi spesifik pada determinasi agen etiologi vibriosis berdasarkan patogenisitasnya pada ikan kerapu macan masih sedikit dilakukan. Hal tersebut mungkin dikarenakan selama ini kasus vibriosis muncul dengan gejala yang sama, tersebar pada geografi yang luas, dan menyerang hampir semua jenis ikan laut (Plumb, 1994). Penelitian ini akan menginventarisasi bakteri penyebab vibriosis khususnya pada ikan kerapu macan, memilih satu isolat yang paling virulen dan mengidentifikasi spesiesnya. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan isolat bakteri Vibrio patogen penyebab penyakit vibriosis pada ikan kerapu macan. BAHAN DAN METODE Isolasi bakteri Vibrio sp. Proses isolasi dilakukan pada ikan kerapu macan yang sakit dari keramba jaring apung di Kabupaten Barru, Sulawesi Selatan. Organ hati dan ginjal ikan kerapu macan diambil sebanyak 1 g dan digerus dalam larutan fisiologis (NaCl 0,85%) dan kemudian diencerkan secara berseri. Suspensi pada pengenceran 10-6 diambil sebanyak 0,1 mL kemudian disebar secara duplo pada media TCBS (thiosulfate citrate bile-salt sucrose) agar dan diinkubasi selama 24 jam pada suhu 28 °C. Koloni tunggal yang berbeda morfologinya kemudian diidentifikasi secara morfologi berdasarkan bentuk dan warna koloni (Austin, 1993; Hadioetomo, 1993) selanjutnya diisolasi kembali untuk dimurnikan, dan secara rutin dipelihara pada media SWC (sea water complete) agar miring. Seleksi bakteri Vibrio patogen Untuk efisiensi, isolat diseleksi berdasarkan sifat patogennya dengan Postulat Koch sehingga hanya isolat yang benar-benar patogenik pada ikan kerapu yang akan diuji lebih lanjut. Isolat ditumbuhkan dengan menggunakan media SWC cair selama 12 jam pada inkubator bergoyang bersuhu 29 °C. Sebanyak 0,1 mL suspensi bakteri dalam PBS (phosphate buffer saline)

29

dengan kepadatan 106 cfu/mL disuntikkan secara intramuskular pada ikan kerapu sehat (Murdjani, 2002). Isolat dianggap patogenik bila ikan kerapu yang diinfeksi menunjukkan gejala vibriosis. Uji pertumbuhan bakteri Vibrio patogen Isolat yang terbukti patogenik terhadap ikan kerapu kemudian diuji pertumbuhannya untuk mengetahui fase eksponensial. Sebanyak 0,1 mL suspensi bakteri dikultur ke dalam 10 mL media SWC cair dan diinkubasi selama 24 jam pada inkubator bergoyang bersuhu 29 ○C. Sediaan ini kemudian diambil 1 mL dan diinokulasikan ke dalam media SWC steril 100 mL untuk diinkubasi kembali pada suhu 29 °C. Pertumbuhan bakteri diamati setiap dua jam dengan mengkonversi nilai kerapatan atau optical density (OD) yang terukur dari alat spektrofotometer pada panjang gelombang 620 nm pada kurva standarnya (Hadioetomo, 1993). Uji patogenisitas bakteri Vibrio patogen Untuk mendapatkan isolat yang paling virulen maka dilakukan uji patogenisitas. Masing-masing isolat dikultur secara terpisah ke dalam media SWC cair dan selanjutnya diinkubasi pada suhu ruang dalam inkubator bergoyang bersuhu 29 °C. Pemanenan dilakukan berdasarkan pada fase eksponensialnya dan bakteri yang didapatkan diresuspensikan ke dalam larutan PBS. Ikan kerapu macan berukuran 10 cm disuntik Vibrio secara intramuskular dengan 6 kepadatan 10 CFU/ikan (Murdjani, 2002). Ikan yang telah disuntik kemudian dipelihara dalam akuarium yang berisi 50 liter air laut steril dengan kepadatan sepuluh ekor/akuarium. Pengamatan pada kelangsungan hidup ikan kerapu dilakukan selama tujuh hari. Semakin tinggi tingkat kematian ikan kerapu macan hasil infeksi, maka semakin tinggi virulensi isolat yang diuji. Tingkat kelangsungan hidup ikan dihitung menggunakan rumus Effendie (1979): Nt SR= ×100% N0 Keterangan: SR : tingkat kelangsungan hidup ikan (%) Nt : jumlah ikan yang hidup pada akhir

30


pengamatan (ekor) N0 : jumlah ikan pada awal pengamatan (ekor). Karakterisasi dan identifikasi bakteri Vibrio patogen Karakterisasi dan identifikasi bakteri Vibrio dilakukan dengan kombinasi uji biokimia dan metode molekular. Uji biokimia dilakukan berdasarkan metode yang dilakukan oleh Austin (1993). Data hasil uji biokimia yang diperoleh diolah dengan menggunakan perangkat lunak Fortran Computer Program (Muir, 1996). Satu isolat yang paling virulen dianalisis kekerabatan genetiknya secara molekular melalui pohon filogeni. Karakterisasi molekular terdiri dari ekstraksi genom, amplifikasi gen 16S-rRNA, analisis sekuens dan pembuatan pohon filogeni. Ekstraksi genom isolat menggunakan metode fenol-khloroform yang telah dikembangkan oleh Parenrengi (2000). Amplifikasi gen 16S-rRNA dilakukan dengan metode PCR menggunakan Kit PCR Ready To Go (RTG) dengan pasangan primer 0008F dan 1492RH (Yuhana et al., 2008). Hasil PCR selanjutnya disekuensing gen 16S-rRNAnya dan dibandingkan dengan rRNA yang terdeposit di NCBI (National Center for Biotechnology Information) dengan menggunakan uji BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Hasil perbandingan dipresentasikan dalam bentuk pohon filogeni menggunakan perangkat lunak GENETYX Ver 0.7 untuk mengetahui kekerabatan isolat bakteri koleksi dengan bakteri sejenis yang terdeposit pada NCBI. HASIL Hasil isolasi bakteri Vibrio sp. Hasil isolasi bakteri Vibrio yang diperoleh

dari ikan kerapu macan yang sakit adalah tujuh isolat yang berbeda berdasarkan morfologi koloninya. Karakterisasi dilakukan berdasarkan warna dan morfologi koloni yang tumbuh pada media TCBS (Tabel 1). Hasil seleksi bakteri Vibrio patogen Hasil seleksi bakteri Vibrio patogen dengan Postulat Koch dengan menyuntikkan Vibrio patogen pada juvenil ikan kerapu macan sehat, diperoleh gejala klinis yang ditimbulkan oleh masing-masing isolat (Tabel 2). Dari seleksi isolat berdasarkan kemampuannya menimbulkan gejala vibriosis pada juvenil ikan kerapu macan hanya mendapatkan tiga isolat yang bersifat patogen dari tujuh isolat yang diujikan. Gejala klinis yang ditimbulkan oleh masingmasing isolat patogen sangat mirip antara satu dengan lainnya. Berdasarkan pada pengamatan gejala klinis, ikan yang diinfeksi dengan Vibrio patogen V6 mati pada jam ke48, menyusul yang diinfeksi dengan Vibrio patogen V1 dan V8 pada jam ke-72, sedangkan ikan yang diinfeksi dengan Vibrio patogen V4, V10, V11 dan V12 kembali normal setelah jam ke-24. Ketiga isolat Vibrio patogen yaitu V1, V6 dan V8 selanjutnya diuji pertumbuhannya untuk melihat fase eksponensialnya. Pertumbuhan isolat bakteri Vibrio patogen Kurva pertumbuhan selama 24 jam periode pengamatan memperlihatkan pola pertumbuhan yang hampir sama diantara isolat (Gambar 1). Fase eksponensial terjadi antara jam kedua hingga jam kesepuluh untuk ketiga isolat pada media SWC cair, dan selanjutnya mengalami penurunan secara gradual hingga pada jam ke-24. Bakteri Vibrio patogen isolat V1 memulai

Tabel 1. Karakteristik isolat Vibrio berdasarkan morfologi dan warna koloni Morfologi pada media TCBSA No. Kode isolat Organ asal Bentuk koloni Warna Koloni 1 V1 Hati Bundar agak rata Kuning 2 V4 Ginjal Bundar agak rata Kuning 3 V6 Hati Bundar, cembung Hijau 4 V8 Ginjal Bundar, rata Kuning 5 V10 Hati Bundar, cembung Hijau 6 V11 Ginjal Bundar, cembung Hijau 7 V12 Ginjal Bundar, rata Kuning

31


Tabel 2. Gejala klinis pada ikan yang telah diinfeksi Vibrio Jam Kode Perubahan No. setelah isolat perilaku infeksi 1 V1 6 Ikan bergerak lamban, berenang berputar-putar dipermukaan. 24 Ikan sudah kehilangan nafsu makan 72 Ikan semakin lemah akhirnya mati

Terjadi peradangan pada bekas injeksi, timbul bercak merah pada pangkal srip Peradangan berubah jadi ulser

2

V4

6 24

Ikan berenang teratur di dasar dan kolom air Ikan sudah kembali normal,dan aktif makan

Normal

3

V6

6 24

Ikan berenang dipermukaan berputar-putar Ikan semakin lemah, warna tubuh berubah menjadi kegelapan Ikan kehilangan nafsu makan, semakin lemah dan akhirnya mati

Terjadi peradangan pada bekas injeksi, timbul bercak merah pada pangkal sirip

24 72

Ikan bergerak lamban, berenang berputar-putar di permukaan Ikan kehilangan nafsu makan Ikan makin lemah, dan akhirnya mati

Terjadi peradangan pada bekas injeksi, timbul bercak merah pada pangkal sirip Peradangan berubah jadi ulser

48

4

V8

6

Patologi anatomi

5

V10

6 24

Ikan berenang teratur didasar dan kolom air Ikan kembali normal mulai aktif makan

Normal

6

V11

6 24

Ikan berenang teratur, di dasar dan kolom air Ikan kembali normal dan mulai aktif makan

Normal

7

V12

6 24

Ikan berenang teratur didasar dan kolom air Ikan kembali normal dan mulai aktif makan

Normal

pemanenan bakteri pada uji-uji selanjutnya. Fase stasioner bakteri Vibrio isolat V1 dan V8 dimulai pada jam kedelapan hingga jam kesepuluh, sedangkan isolat V6 dari jam kesepuluh hingga jam ke-12. Selanjutnya ketiga isolat bakteri Vibrio memasuki fase penurunan (kematian).

Optoical Dencity

2.0 1.6 1.2 0.8

0.4 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

Periode Pengamatan (Jam) Gambar 1. Kurva pertumbuhan bakteri Vibrio dengan kode isolat: V1 (‒●‒), V6 (‒■‒), dan V8 (‒▲‒).

fase logaritmanya pada jam keempat hingga jam kedelapan, sedangkan isolat V6 dimulai pada jam keempat hingga jam kesepuluh, sedangkan isolat V8 dari jam kedua hingga jam kedelapan. Fase eksponensial dicirikan dengan terjadinya periode pertumbuhan yang cepat. Waktu pencapaian dari fase ini selanjutnya digunakan sebagai dasar

Hasil uji patogenisitas Kelangsungan hidup ikan kerapu macan pada uji patogenisitas isolat bakteri disajikan pada Gambar 2. Semua isolat bakteri yang diinfeksikan pada ikan kerapu macan menghasilkan tingkat kelangsungan hidup yang berbeda nyata (p<0,05) dengan kontrol. Bakteri Vibrio yang diinfeksikan pada juvenil ikan kerapu macan bersifat patogen, hal ini dapat dilihat dari tingkat kelangsungan hidup ikan kerapu pada semua perlakuan berbeda nyata (p<0,05) dengan kontrol. Kelangsungan hidup ikan kerapu yang diinfeksi dengan isolat V6 sebesar 46,7%± 5,77%, isolat V8 sebesar 78,7%±5,77%, isolat V1 sebesar 83,3%±5,77% sedangkan

32


Kelangsungan Hidup (%)

untuk kontrol tingkat kelangsungan hidupnya 96,7%±5,77%. Kondisi ikan yang telah diinjeksi dengan bakteri Vibrio patogen memperlihatkan warna kemerahan pada luka bekas injeksi (enam jam pascainfeksi) kemudian terjadi luka dan pembengkakan (12 jam pascainfeksi), dan kemudian kondisi luka berubah jadi ulser (24 jam pascainfeksi). 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

a b

b

c

V1

V6

V8

K

Kode Isolat Vibrio Patogen Gambar 2. Kelangsungan hidup pada patogenisistas bakteri Vibrio.

uji

Karakterisasi dan Identifikasi Bakteri Vibrio Patogen Dari hasil uji biokimia, diperoleh bahwa isolat V1 diidentifikasi sebagai V. metschnikovii, dengan ciri: mampu memanfaatkan sukrosa sehingga koloninya berwarna kuning pada media TCBS, bereaksi negatif terhadap arginin dehidrolase, Larabinosa dan sellubiosa (Tabel 3). Bakteri V6 diidentifikasi sebagai V. parahaemolyticus yang dicirikan, tidak dapat memanfaatkan sukrosa, sellubiosa dan arginin dehidrolase, koloninya berwarna hijau pada media TCBS. Bakteri isolat V8 diidentifikasi sebagai V. mimicus yang dicirikan dapat memproduksi enzim amylase, tidak dapat menghasilkan asam propionat dan sellubiosa dan berwarna kuning pada media TCBS. Sedangkan beberapa isolat V. mimicus dapat memproduksi enzim amylase namun sebagian lagi tidak, tidak dapat menghasilkan asam propionat dan sellubiosa. Identifikasi bakteri Vibrio V6 juga dilakukan dengan mengamati karakteristik gen 16SrRNA bakteri hasil PCR dengan metode

Tabel 3. Hasil uji biokimia bakteri Vibrio Uji biokimia Swarming Luminescence VP Test Arginine dihydrolase Gas form glucose Growth at 40 °C Lysine decarb Pigmentation Amylase Sucrose Indole Ornithine decarb Putrescine Ethanol Serine Heptanoate Xanthine Aminobutyrate Arabinose Cellubiose Glucoronate Ketoglutarate L-alanine Leucine Propionate Spesies

V1 − − + − − + + − + + − − − − + − − − − − − − + + + V. metschnikovii

Isolat uji V6 − − − − − + + − + − + + + + + + − − + + + + + + + V. parahaemolyticus

V8 − − − − − + + − + − − − − − − − − − − − + − − + − V. mimicus


33

Gambar 3. Pohon filogeni bakteri Vibrio. Keterangan: V6-1: hasil sekuensing penelitian

sekuensing. Hasil sekuensing kemudian disejajarkan (alignment) dengan data yang ada di Gene Bank menggunakan program BLAST (NCBI) Hasil alignment isolat terpilih digunakan untuk membuat pohon filogeni dari isolat bakteri Vibrio menggunakan perangkat lunak GENETYX. Hasil uji BLAST yang dilanjutkan dengan pembuatan pohon filogeni (Gambar 3) menunjukkan isolat V6 memiliki kedekatan secara genetis dengan bakteri V. parahaemolyticus (No. akses Bank Gen EF467290). PEMBAHASAN Istilah vibriosis pada ikan budidaya biasanya diasosiasikan pada infeksi yang disebabkan oleh V. alginolyticus, V. harveyi, V. anguillarum, V. parahaemolyticus, dan beberapa jenis Vibrio lainnya (Plumb, 1994). Ditemukannya isolat bakteri Vibrio yang berbeda-beda pada kasus vibriosis juga dilaporkan oleh Wijayati & Hamid (1997), Taufik (2001), dan Sarjito et al. (2009). Pada isolasi awal yang dilakukan, diperoleh tujuh

isolat Vibrio yang berbeda morfologinya (Tabel 1). Isolat V1 diisolasi dari organ hati dengan bentuk koloni bundar agak rata dan berwarna kuning pada media TCBS. Isolat V6 diisolasi dari ginjal dengan bentuk koloni bundar agak rata dan berwarna hijau pada media TCBS sedangkan isolat V8 berasal dari ginjal dengan bentuk koloni bundar rata dan berwarna kuning pada media TCBS. Diduga tidak semua bakteri Vibrio tersebut merupakan patogen primer, hal tersebut mengingat bahwa bakteri Vibrio adalah mikroflora normal pada lingkungan akuatik dan pada kondisi tertentu saja dapat berubah statusnya menjadi patogen (Smith, 1988). Beberapa studi patogenisitas membuktikan hanya beberapa spesies seperti V. anguilarum, V. ordalii, dan V. salmonicida yang bertindak sebagai patogen primer pada ikan laut yaitu isolat yang virulensinya tinggi dapat mengakibatkan vibriosis meskipun tanpa adanya faktor stres eksternal pada ikan (Smith, 1988; Plumb, 1994). Gejala klinis setelah dilakukan infeksi Vibrio oleh masing-masing isolat mirip satu dengan lainnya (Tabel 2), hampir sama

34


dengan gejala ikan yang diinfeksi dengan V. alginolyticus yaitu ikan terlihat kemerahan, terjadi peradangan, nekrosis, dan ulser. Selain itu ikan yang telah diinfeksi memperlihatkan perilaku berenang berputarputar atau cenderung diam tidak mau makan dan produksi lendir meningkat (Murdjani, 2002). Wang & Leung (2000) mengatakan vibriosis menyebabkan gejala septisemia dengan luka menyebar pada kulit, terjadi nekrosis pada hati, ginjal, dan jaringan yang lain. V. alginolyticus menyerang ikan dan organisme lainnya dimulai dari bagian lendir (mukus) yang diproduksi oleh tubuh, sebab lendir merupakan lapisan pertama pertahanan ikan. Selanjutnya Irianto (2005) menyatakan bahwa tanda-tanda klinis infeksi Vibrio adalah terjadi septisemia, hemoragik pada kulit, insang dan ekor, borok pada kulit, hemoragik pada jaringan otot, dan permukaan serosal. Limpa ikan yang terinfeksi akan mengalami pembengkakan dan berwarna merah cerah, secara histologis hati, ginjal, limpa, dan mukosa usus mengalami nekrosis. Dalam seleksi awal pada sifat patogen, hanya tiga dari tujuh isolat yang diuji mampu memicu gejala vibriosis pada ikan kerapu macan. Kemampuan menimbulkan vibriosis oleh isolat yang diuji diduga terkait pada kecepatan bakteri mengakses organ atau jaringan target dan menghasilkan faktor virulensi (Kamiso, 1996). Isolat V1, V6, dan V8 adalah isolat yang berasal dari organ internal ikan kerapu yang sakit dan diduga mengakses organ tersebut melalui infeksi septisemia. Gejala klinis yang tercatat selama infeksi buatan meliputi whirling, kulit yang menjadi lebih gelap, hemoragik, dan pembentukan ulser. Gejala vibriosis pada ikan mirip sekali dengan gejala furunculosis yaitu terjadi infeksi septisemia yang disertai dengan gejala hemoragik dan ulser (Plumb, 1994). Pada uji pertumbuhan bakteri, waktu pencapaian dari fase eksponensial ini digunakan sebagai dasar pemanenan bakteri (Gambar 1). Pertumbuhan bakteri pada fase logaritmik (eksponensial) dipengaruhi oleh sifat genetik yang diwariskan, kandungan nutrien dalam media, suhu inkubasi, dan

kondisi pH. Jika pertumbuhan bakteri telah menghasilkan populasi yang maksimum, maka akan terjadi keseimbangan antara jumlah sel yang hidup dan yang mati (Volk & Wheeler, 1993). Fase stasioner terjadi saat laju pertumbuhan bakteri sama dengan laju kematiannya sehingga jumlah keseluruhan bakteri akan tetap, keseimbangan jumlah bakteri terjadi karena adanya pengurangan pembelahan sel yang disebabkan oleh berkurangnya kadar nutrien dalam media dan terjadinya akumulasi produk toksik. Fase stasioner ini dilanjutkan dengan fase kematian yang ditandai dengan peningkatan laju kematian yang melampaui laju pertumbuhan, sehingga secara keseluruhan menyebabkan terjadinya penurunan populasi bakteri (Pelczar & Chang, 1988). Hasil pengamatan gejala klinis yang ditimbulkan oleh masing-masing isolat, tidak terlihat adanya perbedaan yang jelas, begitu pula pada pola pertumbuhannya dalam media SWC cair, namun ada perbedaan pada virulensi isolat. Isolat V6 mampu mengakibatkan kematian yang lebih tinggi pada ikan kerapu macan dibandingkan isolat V1 dan V8 (Gambar 2). Sementara itu berdasarkan identifikasi biokimia diketahui bahwa spesies dari isolat-isolat tersebut adalah V. metschnikovii (isolat V1), V. parahaemolyticus (isolat V6), dan V. mimicus (isolat V8). Dari temuan tersebut, diduga bahwa isolat V6 yaitu V. parahaemolyticus adalah isolat yang paling virulen yang berhasil diisolasi pada penelitian ini. Analisis kekerabatan dengan pohon filogeni juga menunjukkan bahwa isolat V6 memiliki kedekatan genetik dengan V. parahaemolyticus (No. akses Bank Gen EF467290). Efek kematian ikan kerapu yang ditandai dengan ulser, berenang berputar-putar, perut kembung disebabkan karena bakteri menghasilkan toksin. Simidu et al. (1987), menyatakan beberapa spesies bakteri Vibrio memproduksi toksin berupa anhidrotetrodotoksin. Meskipun toksin anhidrotetrodotoksin ini kurang toksik dibandingkan dengan tetrodotoksin tetapi pada kondisi pH yang rendah sangat mudah terkonversi menjadi neurotoksin. Kondisi ikan


yang terinfeksi dengan bakteri ini, sering terlihat berenang berputar-putar, menjadi indikasi adanya gangguan keseimbangan yang diatur oleh syaraf pusat. Pada uji patogenisitas, isolat V6 mempunyai kelangsungan hidup paling rendah yaitu 46,7%. Tingkat patogenisitas bakteri terhadap inang berbeda-beda tergantung pada faktor pertahanan inang dalam melawan patogen maupun faktor patogenisitas yang ada pada patogen itu sendiri seperti kemampuan memproduksi toksin, enzim, dan kecepatan berkembang biak (Kamiso, 1996). Murdjani (2002) melaporkan bahwa infeksi V. alginolyticus pada ikan kerapu tikus (ukuran 4‒5 cm) menyebabkan kematian pada ikan uji dengan LD50 sebesar 4,5×106 CFU/ikan melalui penyuntikan intramuscular (IM), intraperitoneal (IP), dan intravenal (IV). Terjadinya penyakit sangat berkaitan dengan faktor-faktor patogenisitas bakteri, kemampuan menginvasi jaringan, berkolonisasi dan kecepatan perkembangbiakan patogen, maupun faktor pertahanan inang dalam melawan patogen (Todar, 2002). Aktivitas haemolisis maupun leukosidin yang dihasilkan oleh ekstrasellular produk (ECPs) menjadikan faktor pertahanan bakteri untuk melawan pertahanan inang dengan melisis sel darah. Bakteri yang mampu bertahan, akan masuk ke dalam aliran darah sehingga menyebar ke seluruh sel tubuh inang maupun menuju organ target (Sudheesh & Xu, 2001). Bakteri memiliki faktor patogenisitas berupa enzim yang terdapat pada ECP, diantaranya kaseinase, gelatinase, amilase, protease, lipase, kitinase, kolagenase, hialuronidase, dan hemolisin, sehingga bakteri dengan mudah menerobos sel inang (Zhang & Austin, 2000; Austin & Austin, 2007). Bakteri Vibrio dapat bersifat patogen apabila telah tercapai jumlah (quorum) yang dibutuhkan untuk mengekspresikan faktorfaktor virulensinya yang kemudian dapat membunuh ikan apabila melakukan komunikasi. Quorum sensing merupakan mekanisme bakteri mengkoordinasikan ekspresi gen tertentu dalam menanggapi kepadatan populasi mereka dengan memproduksi, melepaskan, dan mendeteksi

35

molekul sinyal yang digunakan untuk komunikasi intra spesies dan inter spesies (Defoirodt et al., 2004). Proses infeksi bakteri Vibrio diawali oleh proses interaksi dengan pelekatan atau adesi pada permukaan sel inang, yang diikuti dengan masuknya bakteri ke dalam sel, kemudian dilanjutkan dengan tahap invasi dan penyebaran lokal atau sistemik dalam tubuh inang. Tahap terakhir adalah pengeluaran dari tubuh inang, mulai dari tahap perlekatan hingga tahap perusakan inang, mikroorganisme menggunakan faktor virulensi antara lain oleh pili yang mengakibatkan mikrorganisme dapat bertahan dalam tubuh inang dan menimbulkan kerusakan (Yanuhar et al., 2004). Internalisasi dan sitotoksisitas merupakan mekanisme virulensi dalam interaksi antara sel epitel ikan dengan bakteri Vibrio, perlekatan merupakan kejadian awal untuk internalisasi kemudian terjadi invasi ke dalam sel inang (Wang & Leung, 2000). Bakteri Vibrio khususnya V. parahaemolyticus mempunyai gen spesifik yaitu toxR. Gen toxR ini akan mengaktifkan gen-gen lainnya untuk memproduksi toksin berupa hemolisin seperti thermostable direct hemolysin (tdh) dan thermostable related hemolysin (trh). Patogenisitas V. parahaemolyticus berhubungan dengan produksi gen tdh dan gen trh ini yang memberikan respons terhadap β-hemolisin (Osawa & Yamai, 1996). Berdasarkan kemampuannya menghasilkan hemolisin bakteri V. parahaemolyticus dikelompokkan menjadi V. parahaemolyticus Kanagawa Phenomena (KP) positif yaitu jenis V. parahaemolyticus yang dapat memproduksi hemolisin (beta-haemolysis) dan kelompok KP negatif yang tidak dapat memproduksi hemolisin (Honda et al., 1988). Pada seleksi dan identifikasi bakteri Vibrio yang dilakukan oleh Sarjito et al. (2009) di perairan Karimunjawa, bakteri V. parahaemolyticus juga berhasil teridentifikasi bersama bakteri Vibrio lainnya. Pada penelitian tersebut walaupun tidak dinyatakan sebagai isolat yang paling virulen, namun dibuktikan bahwa bersama Vibrio lainnya, V. parahaemolyticus mampu memicu gejala vibriosis pada ikan kerapu

36


macan. KESIMPULAN Didapatkan tiga isolat yang berpotensi menyebabkan penyakit vibriosis pada budidaya ikan kerapu macan. Isolat tersebut melalui uji secara biokimiawi diidentifikasikan sebagai V. metschnikovii, V. parahaemolyticus, dan V. mimicus. Satu isolat yaitu V6 yang paling virulen di antara ketiga isolat tersebut telah diidentifikasi secara molekular sebagai V. parahaemolyticus. DAFTAR PUSTAKA Austin B. 1993. Methods in Aquatic Bacteriology. New York, USA: John Willey and Sons Chichester. Austin B, Austin DA. 2007. Bacterial Fish Pathogens: Disease in Farmed and Wild Fish, 4th edition. New York, USA: Praxis Publishing Ltd. Defoirdt T, Boon N, Bossier P, Verstraete W. 2004. Disruption of bacterial quorum sensing: an unexplored strategy to fight infections in aquaculture. Aquaculture 240: 69–88. Effendi IM. 1979. Metode Biologi Perikanan. Bogor: Yayasan Dewi Sri. Hadioetomo RS. 1993. Mikrobiologi Dasar dalam Praktek Teknik dan Prosedur dalam Laboratorium. Jakarta: PT Gramedia. Honda T, Ni Y, Miwatari T. 1988. Purification and characterization of clinical isolate direct hemolysin. Infect. Immun. 56: 961‒965. Irianto A. 2005. Patologi Ikan Teleostei. Yogyakarta: Gajah Mada University Press. Kamiso HN. 1996. Vibriosis pada ikan dan alternatif penanggulangannya. J. Perikanan UGM. 1: 78‒86. Muir P. 1996. Media Used in Vibrio and Photobacterium Identification. Queensland, Australia: Departement of Microbiology, Biomedical and Veterinary Science James Cook Univerty of North Queensland Australia. Murdjani M. 2002. Identifikasi dan patologi bakteri Vibrio alginolyticus pada ikan

kerapu tikus (Cromileptes altivelis) [Disertasi]. Malang: Universitas Brawijaya. Osawa R, Yamai S. 1996. Production of thermostable direct hemolysin by Vibrio parahaemolyticus enhanced by conjugate bile acid. Appl. Environ. Microbiol. 62: 3023‒3025. Parenrengi A. 2000. Studies on genetic variability of grouper (Genus: Epinephelus) from Indo-Malaysian waters using PCR-RAPD analysis [Tesis]. Trengganu: Kolej University Trengganu, University Putra Malaysia. Pelczar MJ, Chan ECS. 1988. Dasar-dasar Mikrobiologi Jilid I. Jakarta: UI Press. Plumb JA. 1994. Health Maintenance of Culture Fishes. Principal microbial diseases, Part Three: Microbial diseases. USA: CRC Press. Sarjito, Radjasa OK, Sabdono A, Prayitno SB, Hutabarat S. 2009. Phylogenetic diversity of causative agents of vibriosis associated with grouper fish from Karimunjawa islands, Indonesia. J. Current Research in Bacteriolog. 2: 14‒21. Simidu V, Naguchi T, Hwang D, Shida Y, Hashimoto. 1987. Marine bacteria which produce tetradotoxin. Appl. Environ. Microbiol. 53: 1714‒1715. Smith PD. 1988. Vacccination against vibriosis. In: Ellis (ed). Fish vaccination. London, UK: Academic Press. Sudheesh PS, Xu H-S. 2001. Pathogenicity of Vibrio parahaemolyticus in tiger prawn Penaeus monodon Fabricius: possible role of extracellular proteases. Aquaculture 196: 37‒46. Taufik P. 2001. Bakteri Patogen Pada Ikan Kerapu Epinephelus sp. dan Bandeng Chanos chanos. Prosiding Teknologi Budiddaya Laut dan Pengembangan Sea Farming di Indonesia. Departemen Kelautan dan Perikanan bekerjasama dengan JICA (Asian) Japanese. pp 259‒262. Todar KU. 2002. Mechanism of Bacterial Pathogenicity. www.textbookof bacteriology.net. [12 Mei 2012]. Wijayati A, Hamid N. 1997. Identifikasi bakteri pada pembenihan ikan kerapu


tikus (Cromileptes altivelis). Pertemuan Koordinasi dan Pemantapan Rekayasa Teknologi Pembenihan Lintas UPT Direktorat Jenderal Perikanan. BBAP Jepara. Ditjen Perikanan. Volk WA, Wheller MF. 1993. Mikrobiologi Dasar Jilid I. Jakarta: Erlangga. Wang XH, Leung KY. 2000. Biochemical characterization of different types of adherence of Vibrio sp. to fish epithel cel. Microbiology 146: 989‒998. Yanuhar U, Maftuch, Satuman, Sukoso, Sumarno. 2004. Karakterisasi molekul adhesi protein pili Vibrio alginolyticus dan V. parahaemolyticus pada sel epitel ikan kerapu tikus (Cromileptes altivelis). Prosiding Pengendalian Penyakit pada Ikan dan Udang Berbasis Imunisasi dan Biosecurity dalam Seminar Nasional Penyakit Ikan dan Udang IV Purrwokerto 18‒19 Mei 2004. Universitas Soedirman, bekerja sama dengan Departemen

37

Kelautan dan Perikanan serta Indonesia Network on Fish Healt Management. pp 25‒32 Yuasa K, Rosa D, Koesharyani I, Johnny F, Mahardika K. 2000. General remarks on fish disease diagnosis. Training Course on Fish Disese diagnosis. Lolitkanta–JICA. Booklet 12: 5‒18. Yuhana M, Widanarni, Sukenda. 2008. Pengembangan penanda molekuler untuk diagnostik cepat penyakit Vibrio berpendar pada budidaya udang Litopenaeus vannamei. Tahun pertama: pengumpulan isolat, desain primer, karakterisasi gen penyandi 16S-rRNA dan analysis phylogenetik Vibrio spp. [Laporan Penelitian Hibah Bersaing LPPM IPB]. Bogor: Institu Pertanian Bogor. Zhang XH, Austin B. 2000. Pathogenicity of Vibrio harveyi to salmonella. J. Fish Dis. 23: 93‒102.

Isolasi dan karakterisasi Vibrio patogen pada ikan kerapu macan Epinephelus fuscoguttatus

Recommend Documents