Mikrobiologi Pertanian (AET 209)

Dosen Pengampu Prof. Ir. T. Sabrina, M.Sc., Ph.D Dr. Lisnawita, S.P., M.Si. Irda Safni, S.P., MCP, Ph.D (Koordinator) Ameilia Zulianti Siregar, S.Si., M.Sc., Ph.D Dr.Mariani Sembiring, S.P., M.P. Benny Hidayat, S.P., M.P.

Kontrak Perkuliahan (SAP) Mikrobiologi Pertanian - Pendahuluan Sistematika Mikroorganisme Struktur Sel dan Fungsi dalam Bakteri dan Archaea Nutrisi, Kultur, dan Metabolisme dari Mikroorganisme (Tugas I) Pertumbuhan Mikroba (Quiz I) Ekologi Mikroba Biologi Molekuler Mikroba Teknik Rekayasa Genetika (Tugas II) Insektisida Mikroba sebagai Pengendali Hama dan Penyakit Tumbuhan MID SEMESTER Keragaman mikroba (Tugas III/Presentasi) Siklus Karbon dan Oksigen Siklus Nitrogen, Sulfur, dan Besi Bioremediasi (Quiz II) Pupuk Hayati yang Berbasis Mikroba UJIAN AKHIR SEMESTER

Bahan Referensi Madigan, Michael, T. et al. 2003. Brock Microbiology of Microorganisms Ronald, M. Atlas and Richard, B. 1981. Microbial Ecology

Pendahuluan mikros = sangat kecil , bios = kehidupan Organisme yang sangat kecil Sel yang tumbuh dengan cepat Memiliki habitat Hidup dalam populasi (tidak sendiri) Komunitasnya ada yang berenang secara bebas dan ada yang menempel pada permukaan (biofilm) Berinteraksi di antara komunitasnya, bisa: - berbahaya (karena produk sampah) - bermanfaat (usaha kooperatif memberi makanan -sampahzat makanan)

Pendahuluan Mikroorganisme adalah organisme hidup yang pertama kali di planet bumi, hidup di mana pun selama kehidupan memungkinkan, lebih banyak dibandingkan organisme lain, dan mungkin penyusun terbesar komponen biomasa bumi Mikrobiologi mempunyai imbas terhadap banyak bidang di antaranya kedokteran, pertanian, ilmu pangan, ekologi, genetika, biokimia, dan biologi molekuler

Mikroorganisme & Mikrobiologi Microorganisme Mikrobiologi Makhluk hidup yang secara individual sangat kecil untuk dilihat dengan mata telanjang. Yang termasuk mikroorganisme: Bakteri (eubacteria, archaebacteria) Jamur (yeasts, molds) Protozoa Microscopic algae Virus Berbagai cacing parasit Ilmu yang mempelajari tentang miroorganisme Dasar dari Bioteknologi modern Berbagai cabang ilmu mikrobiologi: - Virologi, Mikologi, Bakteriologi, Immunologi, Ecologi Mikroba, Mikrobiologi Biotechnologi, Microbiology Lingkungan, Microbiologi Makanan, Microbiologi Forensik, Molekuler Biologi

Mikrobiologi Dua tema utama yang berhubungan dengan mikrobiologi 1- Dasar – proses sel 2-Terapan- berhubungan dengan pertanian, industri dan kesehatan

Ruang lingkup mikrobiologi Dasar Oleh organisme Oleh proses Berhubugan dgn penyakit Terapan Berhubungan dgn penyakit Berhubungan dgn lingkungan Industri Bacteriology Phycology Mycology Virology Parasitology Protozoalogy Metabolisme mikroba Genetika mikroba Immunology Epidemiology Etiology Environmental microbiology Food & beverage tech Pharmaceutical microbiology Genetic Engineering Infection control Chemotherapy

Mikroba dalam kehidupan kita Ada yang bersifat patogenik (penyebab penyakit) Men-dekomposisi sampah organik Menghasilkan fotosintesis (cth. Bakteri Sulfur Ungu (Purple sulphur bacteria) harus memperbaiki CO2 untuk hidup) Memegang peranan di bidang industri (cth. fermentasi untuk menghasilan etanol and acetone) Menghasilkan makanan berfermentasi (cuka, keju & roti) Menghasilkan produk yang digunakan pabrik (sellulase) dan pengobatan (insulin)

Mikroba dan makanan Mikroba dan energi Mikroba dan masa depan 1) Mencegah pembusukan (tempe, ikan asin) 2) Membantu dalam menghasilkan makanan Mikroba dan energi 1) Gas alam (methane) 2) Ethanol (biofuel) 3) Bioremediasi Mikroba dan masa depan 1) Teknik Genetika

Mikroba dan Penyakit (pada manusia)

Sejarah Mikrobiologi Ilmu ini baru terbuka : Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) : menciptakan mikroskop sederhana-200x Louis Pastuer (1822-1895) : prinsip dasar kehidupan mikroba Robert Koch (1843-1910) : Postulat Koch

Periode Perkembangan Mikrobiologi 1. Periode perintis/zaman pra sejarah, teori abiogenesis / generatio spontanea, mahluk hidup terjadi dari benda mati (air, daging) 2. Periode keemasan, Robert Koch (1881), metoda isolasi (pemisahan) Petri (asisten Koch), penemu cawan petri Gram (1844), penemu teknik pewarnaan Gram Chamberland (1887), penemu sterilisasi secara fisik, metode filter

Postulat Koch 1. Mikroba penyebab penyakit harus ada pada individu yang sakit dan tidak terdapat pada individu yang sehat 2. Mikroba penyebab penyakit tesebut, harus dapat diisolasi/dibiakkan secara murni 3. Mikroba dari biakan murni tersebut, bila diinfeksikan kembali pada individu yang sehat, akan menumbulkan gejala penyakit yang sama 4. Mikroba yang telah diinfeksikan kembali tersebut, dapat diisolasikan kembali dan akan mempunyai bentuk yang sama seperti asalnya

Postulat Koch

3. Periode modern (1910 – sekarang), Adanya peralatan modern/mutakhir, mikroskop elektron, khromatografi, komputer, autoclave, dan lain-lain Masalah yang pelik dapat dipecahkan, seperti : virus Pasteur dan Koch sudah mulai melakukan penelitian tentang virus Iwanowski (1892), mengungkap masalah virus, TMV (tobacco mosaik virus) Peraih nobel, Domagk (1939) penemu obat sulfa utk infeksi bakteri, Fleming, Florey & Chain (1945) penemu penisilin Waksman (1952), penemu streptomisin Stanley (1946), penemu protein murni virus Enders, Weller & Beadle (1954), penemu virus poliomyelitis, vaksin polio

Persiapan smear untuk proses staining/pewarnaan Kultur laboratorium mikroorganisme Persiapan smear untuk proses staining/pewarnaan Pewarnaan-staining mikroba dengan zat pewarna (dye) untuk memperjelas struktur tertentu Smear (mengoles)- Film tipis dari cairan mikroba di atas slide, smear biasanya melekatkan mikroba ke slide dan membunuh mikroba

Staining Stain biasanya terdiri dari ion +ve dan –ve Basic dye- chromophore adalah kation Acidic dye- chromophore adalah anion Staining latar belakangnya (bukan selnya) disebut negative staining

Mikroba dan Pertanian

Mikrobiologi Pertanian Merupakan penggunaan mikrobiologi untuk tujuan memecahkan masalah-masalah praktis di bidang pertanian. Mempelajari dan memanfaatkan mikrobia sebaik mungkin guna meningkatkan produksi pertanian baik kuantitas maupun kualitas dan menekan kemungkinan kehilangan produksi karena berbagai sebab.

Pemanfaatan mikrobia dalam produksi pertanian dilakukan antara lain melalui: Pemeliharaan dan peningkatan kesuburan tanah dengan memanfaatkan mikrobia yang berperan dalam siklus Nitrogen (mikrobia penambat nitrogen, mikrobia amonifikasi, nitrifikasi, dan denitrifikasi), Fosfor (mikrobia pelarut fosfat), Sulfur (Mikrobia pengoksidasi sulfur), dan Logam-logam (Fe, Cu, Mn, dan Al), Pemeliharaan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia penekan organisma pengganggu tanaman (OPT), Pemulihan kesehatan tanah dengan memanfaatkan mikrobia pendekomposisi / penyerap senyawa-senyawa toksik terhadap mahluk hidup (Bioremediasi), Pemacuan pertumbuhan tanaman dengan memanfaatkan mikrobia penghasil fitohormon.

Beberapa contoh Nitrogen fixation

Pemanfaatan Bacillus thuringiensis dalam Pertanian Bacillus thuringiensis varietas tenebrionis menyerang kumbang kentang colorado dan larva kumbang daun. Bacillus thuringiensis varietas kurstaki menyerang berbagai jenis ulat tanaman pertanian. Bacillus thuringiensis varietas israelensis menyerang nyamuk dan lalat hitam. Bacillus thuringiensis varietas aizawai menyerang larva ngengat dan berbagai ulat, terutama ulat ngengat diamondback.

Skema Bt dalam membunuh serangga

Pseudomonas fluorescens Sebagai Agens Biokontrol Merupakan bakteri gram negatif yang berbentuk batang yang menghuni tanah, tanaman dan air, bakteri ini dapat mengeluarkan senyawa antibiotik (antifungal), siderofor, dan metabolit sekunder lainnya yang sifatnya dapat menghambat aktivitas patogen

Terima kasih…