ISOLASI DAN SELEKSI BAKTERI ENDOFIT TUMBUHAN Pontederia crassipes SEBAGAI KANDIDAT AGEN BIOREDUKSI Cr(VI)

Rayi Kuni Isti'anah, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia
Bernadetta Octavia, Universitas Negeri Yogyakarta, Indonesia

 10.21831/kingdom.v12i1.23649

Abstract


Abstrak

Industri penyamakan kulit di Kawasan Industri Piyungan (KIP), Yogyakarta, menghasilkan limbah cair dengan kandungan kromium heksavalen [Cr(VI)] dalam jumlah signifikan yang bersifat toksik dan karsinogenik. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi dan mengevaluasi bakteri endofit dari tumbuhan Pontederia crassipes (eceng gondok) sebagai agen bioremediasi Cr(VI). Sebanyak tujuh isolat diperoleh dari bagian akar, batang, dan daun, kemudian diseleksi berdasarkan kemampuan resistensi terhadap Cr(VI) melalui uji Minimum Inhibitory Concentration (MIC). Tiga isolat terpilih (PCr5, PCr6, dan PCr7) menunjukkan resistensi tertinggi hingga 2100 mg/L Cr dan bersifat non-patogen berdasarkan uji hemolisis, hipermukoviskositas, virulensi, dan gelatinase. Identifikasi molekuler menunjukkan bahwa ketiga isolat tergolong genus Pediococcus sp. Karakterisasi fisiologi dan biokimia menunjukkan isolat bersifat gram positif, kokus, non-motil, dan fakultatif anaerob. Profil pertumbuhan menunjukkan penurunan laju pertumbuhan pada media yang tersuplementasi Cr yang mengindikasikan efek toksik kromium. Uji bioreduksi menunjukkan bahwa ketiga isolat mampu mereduksi Cr(VI) dengan efektivitas tertinggi pada konsentrasi 50 mg/L, yaitu 54.29%–67.18%.

 

Kata Kunci: Bakteri Endofit, Bioreduksi, Kromium Heksavalen, Pediococcus sp., Pontederia crassipes.

 

Abstract

The leather tanning industry in the Piyungan Industrial Area (KIP), Yogyakarta, generates liquid waste containing significant amounts of hexavalent chromium [Cr(VI)], which is toxic and carcinogenic. This study aims to isolate and evaluate endophytic bacteria from Pontederia crassipes (water hyacinth) as potential agents for Cr(VI) bioremediation. A total of seven isolates were obtained from the plant’s roots, stems, and leaves, and were screened for Cr(VI) resistance using the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) test. Three selected isolates (PCr5, PCr6, and PCr7) exhibited the highest resistance, tolerating up to 2100 mg/L of Cr, and were confirmed to be non-pathogenic based on hemolysis, hypermucoviscosity, virulence, and gelatinase tests. Molecular identification revealed that the three isolates belong to the genus Pediococcus. Physiological and biochemical characterization showed that the isolates are gram-positive, cocci-shaped, non-motile, and facultative anaerobes. Growth profile analysis indicated a reduced growth rate in Cr-supplemented media, suggesting a toxic effect of chromium. Bioreduction assays demonstrated that all three isolates were capable of reducing Cr(VI), with the highest reduction efficiency observed at a concentration of 50 mg/L, ranging from 54.29% to 67.18%.

 

Keywords: Endophytic Bacteria, Bioreduction, Hexavalent Chromium, Pediococcus sp., Pontederia crassipes.


Full Text:

PDF

References


Abou-Shanab, R. A. I., Angle, J. S., & Van Berkum, P. (2007). Chromate-tolerant bacteria for enhanced metal uptake by Eichhornia crassipes (Mart.). International Journal of Phytoremediation, 9(2), 91–105.

Akkurt, Ş., Oğuz, M., & Alkan Uçkun, A. (2022). Bioreduction and bioremoval of hexavalent chromium by genetically engineered strains (Escherichia coli MT2A and Escherichia coli MT3). World Journal of Microbiology and Biotechnology, 38(3), 45.

Amaliah, Z. Z. N., Bahri, S., & Amelia, P. (2018). Isolasi dan karakterisasi bakteri asam laktat dari limbah cair rendaman kacang kedelai. Jurnal Fitofarmaka Indonesia, 5(1), 253–257.

Arishi, A., & Mashhour, I. (2021). Microbial Mechanisms for Remediation of Hexavalent Chromium and their Large-Scale Applications; Current Research and Future Directions. Journal of Pure & Applied Microbiology, 15(1).

Assauqi, N. F., Hafshah, M., & Latifah, R. N. (2023). Penentuan Nilai Konsentrasi Hambat Minimum (KHM) dan Konsentrasi Bunuh Minimum (KBM) Ekstrak Etanol Daun Pandan (Pandanus amaryllifolius Roxb) Terhadap Bakteri Streptococcus mutans. JC-T (Journal Cis-Trans): Jurnal Kimia dan Terapannya, 7(1), 1–9.

Das, S., Mishra, J., Das, S. K., Pandey, S., Rao, D. S., Chakraborty, A., ... & Thatoi, H. (2014). Investigation on mechanism of Cr (VI) reduction and removal by Bacillus amyloliquefaciens, a novel chromate tolerant bacterium isolated from chromite mine soil. Chemosphere, 96, 112–121.

Georgiou, C. D., Grintzalis, K., Zervoudakis, G., & Papapostolou, I. (2008). Mechanism of Coomassie brilliant blue G-250 binding to proteins: a hydrophobic assay for nanogram quantities of proteins. Analytical and Bioanalytical Chemistry, 391, 391–403.

Hasyyati, L., Hartati, E., & Djaenudin, D. (2020). Penyisihan krom pada pengolahan air limbah penyamakan kulit menggunakan metode elektrokoagulasi. Jurnal Serambi Engineering, 5(4).

HIKMAWATI, F., SUSILOWATI, A., & SETYANINGSIH, R. (2019). Deteksi jumlah dan uji patogenitas Vibrio spp. pada kerang hijau (Perna viridis) di kawasan wisata Pantai Yogyakarta.

Huang, J. M., Sung, K. C., Lin, W. C., Lai, H. Y., & Wang, Y. J. (2023). Enhancement of capsular hypermucoviscosity in Klebsiella pneumoniae by Acanthamoeba. PLoS Neglected Tropical Diseases, 17(8), e0011541.

Imron, M. F., & Purwati, I. F. (2016). Uji Kemampuan Bakteri Azotobacter S8 dan Bacillus subtilis untuk menyisihkan Trivalent Chromium (Cr3+) pada limbah cair. Jurnal Teknik ITS, 5(1), 4–10.

Isnaeni, I., Calvina, A. B., Ardiana, A. D., Azzahra, C. S., Santosa, N. R., Miladya, N. F., & Anwar, N. Z. (2024). Bioremediasi Cemaran Tanah Menggunakan Biostimulant. Camellia: Clinical, Pharmaceutical, Analytical and Pharmacy Community Journal, 3(2), 192–204.

Kaushik, G., & Raza, K. (2019). Potential of novel Dunaliella salina from sambhar salt lake, India, for bioremediation of hexavalent chromium from aqueous effluents: An optimized green approach. Ecotoxicology and Environmental Safety, 180, 430–438.

Kuncoro, Y. M., & Soedjono, E. S. (2022). Studi Pustaka: Teknologi Pengolahan Air Limbah pada Industri Penyamakan Kulit. Jurnal Teknik ITS, 11(3), C142–C149.

Larashati, S. (2004). Reduksi Krom (VI) Secara In Vitro Oleh Kultur Campuran Bakteri Yang Diisolasi Dari Lindi Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Sampah. [Tesis]. Departemen Biologi, Institut Teknologi Bandung.

Lejri, R., Ellafi, A., Tebar, J. V., Chaieb, M., Mekki, A., Džunková, M., & Younes, S. B. (2024). Phenotypic characterization for bioremediation suitability of isolates from Southern Tunisian tannery effluent. Microbiological Research, 285, 127771.

Murti, R. S., & Sugihartono, S. (2020). Bahaya Kromium Hexavalen (Cr VI) Pada Kulit Dan Produk Kulit Samak Krom Serta Upaya Pencegahannya. Indonesian Journal of Industrial Research, 12(2), 241–252.

Muna, N. (2021). Enumerasi dan Uji Patogenitas Vibrio sp. Pada Kerang Hijau (Perna viridis) dari Kawasan Krueng Cut Aceh Besar. [Skripsi]. UIN Ar-Raniry.

Nurmalasari, A., Oedjijono, O., & Lestari, S. (2020). Isolasi dan Uji Resistensi Bakteri Endofit Eceng Gondok terhadap Krom. Jurnal Ilmiah Biologi Unsoed, 2(2), 266–272.

Plestenjak, E., Kraigher, B., Leskovec, S., Mandic Mulec, I., Marković, S., Ščančar, J., & Milačič, R. (2022). Reduction of hexavalent chromium using bacterial isolates and a microbial community enriched from tannery effluent. Scientific Reports, 12(1), 20197.

Poddar, K., Padhan, B., Sarkar, D., & Sarkar, A. (2021). Purification and optimization of pink pigment produced by newly isolated bacterial strain Enterobacter sp. PWN1. SN Applied Sciences, 3, 1–11.

Pratiwi, W. M., & Asri, M. T. (2022). Isolasi dan Identifikasi Bakteri Indigenous Pendegradasi Pestisida Profenofos dan Klorantraniliprol di Jombang Jawa Timur. LenteraBio: Berkala Ilmiah Biologi, 11(2), 300–309.

Rahardjo, D. (2023). Analisis Risiko Kesehatan Kromium Yang Terkandung Dalam Beras Dari Area Persawahan Kecamatan Pleret. Jurnal Sciscitatio, 4(1), 39–49.

Rahardjo, D., & Prasetyaningsih, A. (2021). Pengaruh Aktivitas Pembuangan Limbah Cair Industri Kulit Terhadap Profil Pencemar Kromium di Lingkungan serta Moluska, Ikan dan Padi di Sepanjang Aliran Sungai Opak Bagian Hilir. Prosiding Seminar Nasional UNIMUS, 4.

Rahayu, A., Syauqi, R., & Islami, M. K. (2021). Teknologi Pengolahan Kandungan Kromium dalam Limbah Penyamakan Kulit Menggunakan Proses Adsorpsi. Jurnal Teknik Kimia dan Lingkungan, 5(1), 90–99.

Rosariastuti, M. R., Pramono, A., Ngadiman, N., & Prijambada, I. D. (2012). Peran Rhizobakteri Dalam Fitoekstraksi Logam Berat Kromium Pada Tumbuhan Jagung. Jurnal Penelitian Sosial dan Ekonomi Kehutanan, 6(1), 38–50.

Rosmania, R., & Yanti, F. (2020). Perhitungan jumlah bakteri di Laboratorium Mikrobiologi menggunakan pengembangan metode Spektrofotometri. Jurnal Penelitian Sains, 22(2), 76–86.

Sari, A. P. N. (2016). Viabilitas Bacillus S1, SS19 dan DA11 pada Medium yang Terpapar Logam Kromium (Cr). Jurnal Sains dan Seni ITS, 4(2), 15624.

Sharma, B., & Shukla, P. (2021). Lead bioaccumulation mediated by Bacillus cereus BPS-9 from an industrial waste contaminated site encoding heavy metal resistant genes and their transporters. Journal of Hazardous Materials, 401, 123285.

Suloi, A. F., & Nurmiati, N. F. (2024). [Judul Artikel Tidak Lengkap]. Agrokompleks, 24(1), p-ISSN: 1412-811x, e-ISSN: 2775-2321.

Vitasari, M., Darundiati, Y. H., & Setiani, O. (2020). Biokonsentrasi Faktor Logam Berat Kromium Heksavalen (Cr VI) Pada Ikan Nila (Oreochromis niloticus) di Sungai Tenggang Semarang Timur. Jurnal Ilmiah Mahasiswa, 10(1), 6–9.

Yuliana, N. (2018). Optimasi Sterilisasi Eksplan Dan Pengaruhnya Terhadap Kestabilan In Vitro Tunas Vegetatif Tumbuhan Sirsak (Annona muricata L. Var Ratu). [Skripsi]. Institut Teknologi Sepuluh Nopember.




DOI: https://doi.org/10.21831/kingdom.v12i1.23649

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Printed ISSN (p-ISSN): 2986-5328 | Online ISSN (e-ISSN): 2986-5328

Creative Commons LicenseKingdom: The Journal of Biological Studies by https://journal.student.uny.ac.id/ojs/index.php/kingdom/index is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.