MAKALAH MIKROBIOLOGI
DASAR
PENGARUH KONTAMINASI
MINYAK DISEL PADA KEANEKARAGAMAN MIKROBA
Disusun oleh:
Ryza Yunis P (A1M012008)
Risqiyatul Jannah (A1M012016)
Daniel Marhendra (A1M012020)
Cahyo Nugroho (A1M012022)
Ispi Zuldah (A1M012024)
Dyah Setyawati (A1M012026)
Yuni Astuti (A1M012028)
Jesenia Imma Basuki (A1M012030)
KEMENTRIAN
PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN
FAKULTAS
PERTANIAN
JURUSAN
TEKNOLOGI PERTANIAN
PROGRAM STUDI
ILMU DAN TEKNOLOGI PANGAN
PURWOKERTO
2013
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Semua
makhluk hidup sangat tergantung pada lingkungan, sama halnya dengan mikroba.
Untuk dapat bertahan hidup, semua makhluk hidup harus beradaptasi atau menyesuaikan
diri baik terhadap lingkungannya maupun makhluk hidup lain. Faktor-faktor yang
mempengaruhi dapat berupa faktor fisika, faktor kimia, maupun faktor biologi.
Namun, pertumbuham mikroba ini tidak hanya dipengaruhi faktor lingkungan,
tetapi juga mempengaruhi keadaan lingkungan. Karena ukurannya yang sangat
mikroskopis, pertumbuhan mikroba sangat tergantung pada keadaan sekelilingnya.
Dari adaptasi
terhadap lingkungannya tersebut mikroba dapat melakukan aktivitas hidupnya.
Aktivitas mikroba dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungannya. Perubahan
lingkungan dapat mengakibatkan perubahan sifat morfologi dan fisiologi mikroba.
Beberapa kelompok mikroba sangat resisten terhadap perubahan faktor lingkungan.
Mikroba tersebut dapat dengan cepat menyesuaikan diri dengan kondisi baru
tersebut.
Faktor fisik dan kimia yang dapat mempengaruhi pertumbuhan bakteri, antara
lain: suplai nutrisi, suhu atau temperatur, kelembapan, cahaya, keasaman atau
kebasaan (pH), dan ketersediaan oksigen. Apabila faktor-faktor tersebut memenuhi syarat, sehingga optimum
untuk pertumbuhan mikrobia, maka mikrobia dapat tumbuh dan berkembang biak.
Sedangkan faktor biologis meliputi organisme lain yang hidup berdampingan
dengan mikroba tersebut. Faktor abiotik dan biotik tersebut sangat mempengaruhi
waktu ketahanan hidup mikroba.
Selain faktor biologis yang mempengaruhi ketahanan hidup mikrobia, adanya
kontaminasi zat kimia pada lingkungan tempat hidupnya juga berpengaruh pada
ketahanan hidup mikrobia. Mikrobia dalam hidupnya memerlukan media untuk
melakukan pertumbuhan. Media tersebut contohnya tanah. Zat kontaminan pada
tanah dapat berupa total petrolium hydrocarbon (TPH) atau kontaminasi diesel. Zat
kontaminan tersebut tidak hanya berpengaruh pada mikrobia, tetapi juga pada
tanah.
Beberapa penelitian mengindikasikan bahwa ada banyak faktor yang menentukan
komposisi dan aktivitas mikrobia yang tidak tercemar lingkungan hidupnya,
termasuk wilayah geografis, jenis tanah, pH tanah dan penggunaan tanah.
Kontaminasi TPH mempengaruhi terjadinya biodegradasi populasi, dan memberikan
dampak terhadap struktur dan fungsi komunitas mikroba. Dari hasil perhitungan, diantara
berbagai alat dekontaminasi, bioremidiasi secara in situ muncul sebagai pengobatan biaya rendah, dan lebih baik
dibandingkan dengan teknik tradisional secara ex situ.
Pendekatan secara molekular budidaya-independen telah digunakan untuk
menilai dampak pencemaran komposisi mikroba pada situs-situs yang terkontaminasi,
dan keberagaman filogenetik serta alat fungsional bertarget gen telah
dikembangkan sebagai salah satu jalur bukti untuk memantau populasi mikroba di
situs alam redaman sebagai potensi kerusakan dan aktivitas. Fragmen gen kedua
bacteria dan archaea 16s rRNA itu dimanfaatkan sebagai teknik high-throughput
untuk memeriksa keanekaragaman mikroba dan kelompok yang terkontaminasi sesuai
dengan sampel bersih.
Melalui
penyelidikan dampak jangka panjang in situ kontaminasi diesel tersebut,
pemahaman karakteristik dan persyaratan alam redaman dikembangkan.
B.
Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah untuk memenuhi salah satu tugas matakuliah
Mikrobiologi Dasar, selain itu bertujuan untuk membekali pengetahuan berkenaan
dengan pengaruh dari kontaminasi diesel
yang berkepanjangan terhadap struktur komunitas mikrobia tanah.
C. Materi dan Metode
Deskripsi Bagian
Stasiun pengisian bahan bakar kereta api
di Wegliniec, Polandia, terkontaminasi dengan diesel dari 1970 hingga 2000.
Dipasang 18 pemantau untuk memantau yaitu berupa sumur yang dipasang pada tahun
1997 dan pada tahun 2001 untuk membedakan diesel yang terkontaminasi tanah,
yang dinyatakan sebagai konsentrasi TPH, serta untuk memantau kontaminasi
di dalam air tanah. Selama tahun 2003 proyek tersebut sudah ditambahkan 89
sumur dengan kedalaman 5 meter. Penggunaan sumur ini dihentikan selama 6 bulan
akibat penyumbatan.
Lokasi ini awalnya lokasi sungai
mengalir dari selatan ke utara. Disini terdapat tanah liat dan gambut di atas dasar pasir, di sebelahnya terdapat
bukit yang lebih tinggi berpasir di sisi timurnya dari lokasi tersebut. Untuk
menyeimbangkan pembangunan kereta api
sungai tersebut diisi dengan lapisan mengandung pasir kasar, heterogen kerikil,
dan baik cokelat pasir. Dengan demikian daerah yang terkontaminasi 3 sampai 4
lithological di dalam lapisan ini ditemukan juga anthropogenic, gambut atau tanah liat, dan pasir. Di sebelah timur
terdapat dua lapis bahan-bahan organik, pasir coklat/pasir.
Lokasi awal pengisian bahan bakar tersebut berada di
barat daya dari sumber kontaminasi. Di daerah tersebut hingga 70 cm nonaqueous-phase
liquid (LNAPL) dari TPH. Pada fase ini konsentrasi lebih tinggi dari 20.000
mg/kg bahan kering. LNAPL telah menyebar di seluruh arah seperti air tanah.
Lapisan tebal antropogenik mengisi kawasan di utara dari daerah yang
terkontaminasi karena air tanah terlarut diesel. Sejauh ini pelapukan
bervariasi dari daerah yang satu ke daerah lain, seperti yang diamati perubahan
dari warna dan tekstur yang mengalami kontaminasi.
Sampling
Tanah
Sampling tanah dilakukan pada tahun 2010
di sembilan lokasi di daerah tersebut, termasuk stasiun pengisian bahan
bakar di hilir dan lebih jauh di stasiun. Selain itu, sampel
yang diambil dari isi antropogenik yang
ada, baik karena lokasi hulu dan di luar halaman rel atau karena litologi alam
bawah permukaan. Untuk mengumpulkan lapisan sedimen di berbagai kedalaman untuk
masing-masing sampling. Keterangan lengkap tentang jumlah sampel dikumpulkan di
setiap lokasi dan kedalamannya yang berbeda. Sampel dikumpulkan dan disimpan
dalam wadah besar high-density polyethylene (HDPE) untuk membedakan sampel yang
satu dengan lainnya. Selain itu, produk murni LNAPL sampel dikumpulkan dan
disimpan dalam sebuah tabung gelas. Semua sampel disimpan di 4 0C.
Subsamples tersebut diambil langsung
dari lapisan sedimen dari bidang menggunakan spatula logam steril dan
ditempatkan dalam tabung 50 ml steril untuk analisis molekuler. Sampel ini
segera dibekukan dalam nitrogen cair, disimpan di es kering selama transportasi
(1 hari), dan disimpan di 80 0C sebelum diproses lebih lanjut.
Analisis kimia
Sampel tanah yang
diukur 2 mm dan dianalisis untuk berbagai parameter-parameter. Konten materi
organik yang dimaksud sebagai perbedaan berat karena pengapian pada suhu 550 0C.
Perbandingan pH yang diukur dalam bentuk supernatant 1: 2,5 fase padat-cair
(g/ml) ratio suspensi dari sampel tanah dalam 0,01 m CaCl2. Konsentrasi
diesel, diukur sebagai TPH, ditentukan oleh ekstraksi dan kuantifikasi gas
kromatografi. Selama proyek perbaikan
sebelumnya tahun 2003, penambahan 89 sumur dengan kedalaman 5 meter yang
ditempatkan dalam sebuah pola gridlike ketat untuk sebuah pompa dan perbaikan
berdasar gaya pendekatan. Namun, penggunaan sumur ini dihentikan selama 6 bulan
akibat penyumbatan pada penyaringan sumur.
Ekstraksi
dilakukan menurut ekstrasi protokol pelarut goyang NEN 5733 dengan aseton dan
heksana. Untuk contoh produk murni, 0.2 g LNAPL dilarutkan dalam heksana 25 ml.
Heksana dikeringkan dengan Na2SO4, dan TPH diukur pada HP
5890 gas chromatograph (GC) dengan simulasi penyulingan (Sim Dist) kolom dan
detektor api ionisasi dengan nitrogen sebagai gas pembawa. Setelah 5 menit di
awal suhu 40 oC, suhu meningkat pada 10 oC per menit
sampai akhir suhu 300oC. Sampel TPH menggambarkan sebuah pola diesel
chromatogram sebagai kawasan antara C10
dan C40. Pecahan nomor karbon ditentukan dengan menggunakan titik didih masa
penyimpanan yang standar. Sampel diesel chromatogram kurang indikatif,
melainkan khusus untuk jumlah jejak bahan organik yang diekstraksi dengan
heksana dianggap bersih untuk tujuan analisis ini.
Isolasi DNA, amplifikasi, dan
penggunaan pyrosequence16S rRNA gen.
Total DNA komunitas mikroba yang
diambil dari 0,5 gram dari setiap sampel tanah digunakan Fast DNA berputar pada
kit tanah (MP Biomedicals, Solon, OH) menurut petunjuk prodsen. Jumlah dan
kualitas DNA yang diekstrak (rata-rata ukuran molekul dan kemurnian)
diperkirakan pada 1% agarose gel dan menggunakan NanoDrop spektrofotometer
bacaan (Thermo Scientific, Wilmington,
DE). DNA diekstrak disimpan pada suhu 20oC untuk aplikasi hilir.
Dalam hal ini, kami menggunakan dua
langkah protokol PCR seperti yang sebelumnya dijelaskan. Dengan pendekatan ini,
adaptasi tag dan penambahan sebuah putaran kedua amplifikasi PCR. Metode ini memfasilitasi
amplifikasi DNA dari contoh biologinya yang kompleks, prduktivitas meningkat,
dan pemulihan keragaman genetik, bisa menghindari
amplifikasi yang diperkenalkan dengan menggunakan panjang fusi primer dalam satu langkah amplifikasi PCR.
Analisis Statistik
Berkaitan
dengan perubahan variable komposis komunitas lingkungan mikrobia , redundansi
analisis (rda) yang digunakan dalam pelaksanaan di CANOCO terdapat 4,5 paket
piranti lunak (Biometris, Wageningen, Belanda). Variabel lingkungan yang diuji,
berdasarkan ada atau tidaknya
kontaminasi, konsentrasi TPH , pH materi organik, dan tingkat air tanah. Semua
data lingkungan yang berubah seperti log (1x). Sebuah pengujian permutasi Monte
Carlo berdasarkan 999 permutasi adalah acak digunakan untuk menentukan apakah
ada atau tidaknya variabel percobaan secara signifikan memberikan kontribusi
untuk menjelaskan variasi dalam komposisi komunitas mikrobia.
BAB II
HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik umum dari sampel
tanah
Dalam penelitian di dalam jurnal
yang kami bahas menggunakan sampel tanah
sebanyak 26 sampel. Berikut karakterisasi dari 26 sampel menunjukkan variasi
dalam fisik dan sifat geokimia tanah yang telah
dikumpulkan ( Tabel 1 ).
Dari data yang
ada pada table 1 diatas, menunjukkan bahwa kandungan bahan organik berkorelasi
baik dengan jenis tanah, dengan mengisi dan sampel pasir umumnya masing-masing di
bawah 10% dan 2%, dari sampel gambut di atas bahan organik 10% dalam banyak kasus.
pH bervariasi seluruh sampel 4,2-7,5; tanah berpasir menunjukkan pH sedikit
lebih rendah. Konsentrasi TPH dari 11 sampel terkontaminasi bervariasi dari 1,3
g/kg menjadi 22,2 g/kg . Tingkat tertinggi kontaminasi ditemui di lokasi
pengambilan sampel dekat lokasi pengisian bahan bakar dan pada atau di bawah
tingkat air tanah.
Gambar 2
Pengertian sampel tanah yang
terkontaminasi oleh beberapa kontaminan
Distribusi dan
komposisi kontaminasi TPH adalah indikasi dari alam dalam proses degradasi in
situ. Konsentrasi diesel
yang terutama berkurang pada sampel yang diperoleh atas tingkat air tanah di daerah
sumber di mana kontaminasi berasal, ini menunjukkan degradasi yang mungkin
terjadi dalam zona tak jenuh. Dari
distribusi fraksi nomor karbon TPH juga
menunjukkan adanya degradasi.
Sebuah sampel
LNAPL dikumpulkan di sumber zona di lokasi pengisian bahan bakar menunjukkan
bahwa diesel asli terkontaminasi terutama oleh Low Molecular Weight (LMW)
hidrokarbon, dengan 63% dari massa dari senyawa dalam C10-ke-C16 rentang
(Gambar 2). Sampel tanah keseluruhan habis di LMW senyawa dibandingkan untuk
LNAPL tersebut. Sampel jauh di atas
tingkat air tanah (situs A1) atau lebih jauh hilir (situs E2 dan F2) menunjukkan terutama kurang LMW sampai
50% dari C10-ke-C16 fraksi habis relatif
terhadap tanda tangan LNAPL. Penurunan
jumlah senyawa LMW juga diamati di situs, perbedaan dalam kelimpahan
relatif fraksi karbon yang signifikan
untuk fraksi C10 ke C12 dan C12 ke C16 ketika membandingkan sumber
sampel A2 dan B3 ke membanggakan sampel E2 dan F2 (P= 0,02).
Pergeseran dalam komposisi
kontaminan kemungkinan besar dapat dikaitkan
dengan degradasi biologis. Seperti yang telah disebutkan LNAPL,
terjadinya degradasi mikroba dapat merendahkan Senyawa LMW. Preferensi Mikroba
untuk low-molecularweight senyawa telah diamati sebelumnya (27, 28). Hasil
penelitian menunjukkan bahwa potensi pelemahan alami hadir di lokasi dan proses biodegradasi sedang berlangsung, diperkuat
oleh perubahan yang diamati dalam komposisi komunitas mikroba, seperti yang
dijelaskan di bawah ini.
Analisis Umum kumpulan data
pyrosequencing
Komposisi Filogenetik dan keragaman
komunitas mikroba hadir dalam sampel tanah yang dikumpulkan di seluruh diesel
terkontaminasi di situs kereta api yang diprofilkan menggunakan pyrosequencing
dari PCR-diperkuat bakteri dan 16S rRNA archaea fragmen gen. Setelah memilih
dan menyaring kualitas bacaan, urutan yang dikelompokkan ke dalam unit
taksonomi operasional (Otus) menggunakan ambang kesamaan 97%, menghasilkan
total 40.912 highquality, Otus nonchimeric. Ini Otus mewakili total 201.585
dibaca, tersebar di 7.753 ± 1.032 (rata-rata ± Standar deviasi) urutan per
sampel dengan panjang rata-rata 401,8 bp. Urutan Perwakilan setiap OTU
diklasifikasikan ke dalam Bakteri domain (91,7% dari total data set) dan
Archaea (7,7%), menggunakan Classifier RDP dengan ambang kepercayaan 80%. Untuk
sebagian kecil dari urutan (0,6%) tidak dapat diklasifikasikan di level domain.
Urutan proporsi yang relatif
tinggi, berkisar dari 2% sampai 46% (rata-rata, 21%), tidak dapat
diklasifikasikan di bawah tingkat filum. proporsi besar bakteri yang tidak
terklasifikasi dan urutan archaea jatuh dalam rentang nilai yang diperoleh di
studi lain terbaru yang menerapkan tag-pyrosequencing untuk tanah yang berbeda
dan ekosistem sedimen, di mana, pada prinsipnya, diharapkan adanya keragaman
mikroba yang tinggi. Misalnya, Inceoglu dkk. ditemukan 15 sampai 45% bakteri
yang tidak terklasifikasi dalam kumpulan data pyrosequencing yang diperoleh
dari sampel tanah diladang kentang (20),
dan berbagai bakteri serupa yang tidak terklasifikasi (11-24%) ditemukan dalam
kumpulan tanah di hutan dan padang rumput (13). Sebuah kemungkinan penafsiran
dari proporsi tinggi urutan tidak terklasifikasikannya mungkin karena mereka
termasuk yang belum berbudaya, belum diakui, atau spesies bakteri baru atau
spesies archaea baru.
Otus diklasifikasikan ke dalam
domain Bakteri (27 filum) dan Archaea (2 filum). Rata-rata kumpulan data yang
lengkap, filum mikroba utama adalah Proteobacteria (36,6%±14,5% dari dibaca),
Firmicutes (9,0%±10,2%), Actinobacteria (9,3%±5,1%), Acidobacteria (6,6%±5,5%),
Euryarchaeota (6,1%± 11,3%), Chloroflexi (2,8%± 3,0%), Bacteroidetes (1,8%±
1,7%), dan Verrucomicrobia (1,1%± 1,3%) (Gambar 3, lihat juga Tabel S2 di bahan
tambahan).
Pemeriksaan awal dari distribusi
filogenetik diidentifikasi sampel I2 sebagai outlier. Sedangkan kelimpahan
relatif individu filum tidak melampaui 54,4% dalam sampel lainnya, 83,6% dari
urutan diklasifikasikan sebagai Proteobacteria dalam sampel I2 (Gambar 3).
Selain itu, 88% dari Proteobacteria
berasal dari Betaproteobacteria (Gambar 3, juga lihat Tabel S3 dalam bahan
tambahan). Sampling dilakukan di lokasi untuk memberikan sampel pasir kontrol
bersih untuk dibandingkan dengan sampel pasir terkontaminasi. Namun,
perbandingan visual dari I2, pasir berwarna terang kasar, untuk lainnya sampel
pasir bersih (F1, H3, dan I1), yang terutama lebih gelap dan lebih halus,
menunjukkan bahwa I2 adalah berbeda. Selanjutnya hal ini dikonfirmasikan oleh parameter geokimia
(Tabel 1), distribusi filogenetik (Gambar 3), dan alpha-keragaman (Tabel 2;
lihat di bawah). Redundansi analisis (lihat Gambar. 5) menunjukkan bahwa,
bersama dengan I2, I1 juga tidak
mewakili sampel bersih.
Mayoritas Otus bakteri yang paling
berlimpah-yang berafiliasi dengan Proteobacteria, yang diamati pada kelimpahan
relatif dari 10,4-82,9%, dan semua lima kelas utama diwakili (Gambar 3, juga
lihat Tabel S3 dan S4 dalam bahan tambahan). Proteobacteria telah
diidentifikasi dalam berbagai penelitian sebagai dominan filum dalam contoh
tanah (5, 13, 14, 29), bermain integral peran dalam siklus hara (30). Sebagai
contoh, dua mostabundant Otus bakteri diklasifikasikan dalam genus yang
Variovorax (OTU 7163, 4,1% dari total jumlah urutan, Keluarga Comamonadaceae,
Betaproteobacteria), dan Methylocystis (OTU 64060, 1,4%, Methylocystaceae keluarga,
Alphaproteobacteria). Kemampuan Alpha-, Beta-, dan Gammaproteobacteria untuk
memanfaatkan alifatik dan senyawa aromatik sebelumnya telah didirikan (31-33),
dan pergeseran dalam kelimpahan mereka sering dicatat pada kontaminasi dengan
TPH atau selama bioremediasi (34-36).
Sebuah analisis mendalam tentang
archaea kelimpahan dan keragaman diberikan di bawah Filum Firmicutes,
Actinobacteria, dan Acidobacteria, ditemukan dalam penelitian ini dalam
kelimpahan tinggi, telah dicatat sebelumnya dalam bekerja memeriksa sampel
tanah tercemar (13, 14, 37).
Keanekaragaman mikroba dalam sampel
murni dan terkontaminasi.
Estimasi Alpha-keragaman,
berdasarkan Otus didefinisikan pada genetik jarak 3% (yaitu, identitas urutan
97%), menunjukkan bahwa ada penurunan yang signifikan dalam kekayaan dan
keragaman mikroba dalam sampel yang terkontaminasi. Sampel gambut menunjukkan
signifikan perbedaan keanekaragaman mikroba antara sampel bersih dan tercemar
(P=0,05). Kelompok liat terlalu kecil untuk menilai signifikansi perbedaan
keragaman hayati. Dalam kelompok pasir, indeks keragaman dalam sampel bersih
dan terkontaminasi yang tidak berbeda secara signifikan, kemungkinan besar
karena konsentrasi TPH rendah dalam sampel F2, yang mengarah ke respon mikroba
tidak signifikan kontaminasi tersebut. Kelompok sampel gambut dan kerikil
mengandung konsentrasi TPH jauh lebih tinggi di sampel tercemar.
Tidak ada korelasi penting antara
konsentrasi TPH dan keanekaragaman diamati, menunjukkan bahwa adanya
kontaminasi, dari konsentrasi, mendikte perubahan keanekaragaman. Rupanya,
konsentrasi ambang TPH diperlukan untuk memperoleh perubahan keanekaragaman, di
atas akan diamati adanya korelasi
konsentrasi dan keanekaragaman, setidaknya untuk rentang konsentrasi diamati
pada situs lapangan ini.
Korelasi antara sifat tanah,
termasuk kontaminasi dan komposisi komunitas mikroba. Perbedaan komposisi
komunitas mikroba telah dikaitkan dengan kandungan tanah, termasuk vegetasi dan
penggunaan lahan (13), matriks Jenis tanah (12 , 16), dan pH tanah (37). Kami
melakukan analisis multivariate dalam rangka untuk menentukan dampak dari
parameter lingkungan pada struktur masyarakat. Di sini, karakteristik tanah
geokimia, termasuk kandungan bahan organik, pH, kedalaman sampel relatif
terhadap tingkat air tanah, dan jenis matriks tanah, dianggap.
Gambar 5.
Tidak ada korelasi yang signifikan
antara keseluruhan komposisi komunitas dengan baik pada kandungan bahan organik
atau kedalaman sampel. Namun, analisis redundansi (RDA) menunjukkan bahwa
kelimpahan relatif dari beberapa filum mikroba, seperti Acidobacteria
subkelompok 16 dan unclassified Proteobacteria, berkorelasi dengan kandungan
bahan organik (Gambar 5). pH ditemukan kontribusi yang signifikan untuk
menjelaskan diamati variasi dalam komposisi komunitas (P = 0,008).
Acidobacteria subkelompok 1 berkorelasi dengan pH rendah, sementara
Acidobacteria subkelompok 16 agak berkorelasi dengan peningkatan nilai pH
(Gambar 5). Kelimpahan tinggi Acidobacteria subkelompok 1 sebelumnya telah
diamati dalam sampel dengan pH di bawah 5,5 , dan tinggi kelimpahan subkelompok
Acidobacteria 16 dalam sampel diatas pH 6 (40). Selain itu, semua subkelompok
Acidobacteria yang berkorelasi negative dengan kehadiran TPH (Gambar 5), yang
telah diamati sebelumnya (41). Sebuah efek yang sama merusak pada kelimpahan
dan keragaman Acidobacteria diamati pada kedua hal itu di kehadiran jangka
pendek dan jangka panjang 2,4,6 - trinitrotoluene (42), lebih lanjut mendukung
kesimpulan bahwa Acidobacteria sangat sensitif terhadap perubahan kondisi tanah,
termasuk kehadiran kontaminasi organik .
RDA juga dilakukan untuk
menganalisis dampak pada komposisi komunitas kontaminasi diesel pada umumnya
dan, lebih khusus, konsentrasi TPH (Gambar 5). Kehadiran diesel dalam contoh
tanah memberikan kontribusi signifikan menjelaskan variasi dalam struktur
komunitas mikroba (P=0,002), menunjukkan bahwa kontaminasi, di atas semua
karakteristik geokimia lainnya, menentukan sampel mikroba yang
diversity.Contaminated berkorelasi positif dengan kontaminasi TPH (Gambar 5;
klaster kanan), sedangkan sampel bersih berkorelasi negatif dengan Kontaminasi
TPH (Gambar 5; klaster kiri). Namun, sampel bersih I1 dan I2 menunjukkan pola
yang berbeda. Konsentrasi TPH hadir ditemukan berkorelasi dengan kelimpahan
relatif dari jumlah filum (Gambar 5 dan 6), termasuk Chloroflexi, Firmicutes,
dan Euryarchaeota, seperti yang dijelaskan di bagian berikut.
Dampak kontaminasi TPH pada
komunitas mikroba tanah
Efek jangka pendek yang sama yang
mungkin di lapangan , penelitian ini menyelidiki keberagaman mikroba secara
alami dalam kondisi di tanah yang terkontaminasi untuk lebih dari 40 tahun
dengan solar . pengurangan keragaman
yang paling mungkin disebabkan oleh tekanan ekologis selektif kontaminasi TPH,
termasuk (i) pengenalan konsentrasi TPH beracun dan biodegradasi produk
(47-49), (ii) dominasi kolam kurang beragam, mudah terdegradasi hidrokarbon
diesel berasal substrat dibandingkan dengan tanah senyawa bahan organik
kompleks (27 ,28 ,50), (iii) kehadiran rasio seimbang C : N : P karena masuknya
banyak karbon diesel, yang menyebabkan
persaingan pemenuhan nutrisi dan berkurangnya ketersediaan nutrisi bagi
komunitas mikroba yang berasal dari sistem murni (6, 51, 52), dan (iv)
mungkin keterbatasan akseptor elektron untuk komunitas mikroba asli di bawah permukaan karena mikroba TPH
mineralisasi ( 48 , 51 ) .
Gambar 6
Peneliti lebih mengeksplorasi
kelompok mikroba tertentu dalam filum Chloroflexi , Firmicutes , dan
Euryarchaeota diidentifikasi menjadi terkait dengan kontaminasi . Meskipun
filum ini ditemukan di hampir semua sampel , jumlah relatif gabungan
terkontaminasi sampel rata-rata 33 % ( dibandingkan dengan 7 % di sampel bersih
) dan mencapai lebih dari 50 % pada sampel yang terkontaminasi A1 dan B3
(Gambar 6; grafik batang ) . Selain itu, relatif tinggi kelimpahan dalam sampel
terkontaminasi kelas tertentu dalam filum tersebut menjelaskan kekayaan yang
berkurang seperti disebutkan di atas (Gambar 6; grafik pie ) . Perbedaan ini
tercermin dalam jelas komposisi kelas Chloroflexi dan Euryarchaeota dalam
sampel terkontaminasi . Sedangkan sejumlah kelas yang diwakili dalam sampel
bersih , di hadapan TPH , Otus diklasifikasikan sebagai Euryarchaeota hampir
secara eksklusif dari kelas Methanomicrobia dan kelas Chloroflexi dari
Anaerolineae . Peningkatan kelimpahan dari filum Euryarchaeota , Chloroflexi ,
dan Firmicutes di asosiasi dengan hidrokarbon - dampak sampel , seperti yang
ditemukan di sini, sejalan dengan pengamatan yang dilakukan dalam studi
sebelumnya ( 5 , 53-56 ) . Euryarchaeota telah diamati menjadi filum archaea
dominan dalam berat lingkungan terkontaminasi minyak ( 53 ) . Yang paling
dominan OTU diklasifikasikan dalam kelas Methanomicrobia menunjukkan identitas
98 % dengan 16S rRNA gen anggota yang Methanosaeta , mikroorganisme yang
sebelumnya telah diamati dalam minyak pasir ( 55 ) dan telah diamati dalam
konsorsium mampu melakukan mineralisasi anaerobik alkana rantai panjang ( 57 ,
58 ) . Genus ini dikenal hanya melakukan asetat fermentasi ( 59 ) , dalam
kondisi metanogen , menunjukkan bahwa proses metanogen bisa menang di lokasi
terkontaminasi.
Kehadiran dan kelimpahan tinggi
Euryarchaeota di sampel terkontaminasi dalam penelitian ini terletak kontras
dengan studi pyrosequencing sebelumnya yang dilaporkan pada kelimpahan dan
keragaman archaea pada sampel tanah bersih. Sebuah studi tentang keanekaragaman
archaea dari 146 sampel tanah tercemar dikumpulkan di enam benua menunjukkan
bahwa kelimpahan relatif dari Archaea rata-rata 2 % and kurang dari 16 % pada
semua sampel , filum utama yang diamati adalah Crenarchaeota ( 60 ) . Perbedaan
yang diamati dalam keragaman filum archaea dan kelimpahan antara studi saat ini
pada TPH – sampel terkontaminasi dan tanah bersih diselidiki sebelumnya titik
terhadap peran kontaminasi dalam komposisi komunitas archaea.
Implikasi dari struktur komunitas
dalam sampel yang terkontaminasi untuk redaman alami. Dalam studi ini , efek
jangka panjang kontaminasi TPH pada komunitas mikroba di sebuah situs dengan
sejarah kontaminasi diesel selama 40 tahun , memberikan kemampuan
mikroorganisme untuk beradaptasi dan akhirnya memanfaatkan hadirnya hidrokarbon
alifatik dan aromatik. Akibatnya , dampak diesel pada struktur komunitas
mikroba menyala melampaui pergeseran awal dalam komposisi yang berhubungan
dengan penambahan substrat karbon dan atau
racun dalam jangka pendek.
Dari identifikasi sejumlah Otus
menunjukkan kesamaan yang tinggi untuk mikroba yang diketahui terlibat dalam
degradasi TPH. mikroba ini terutama anaerobik, termasuk anggota filum
Euryarchaeota, Chloroflexi, dan Firmicutes. Temuan ini berkorelasi dengan
potensi degradasi yang ditemukan di situs tersebut, berdasarkan pergeseran
dalam distribusi karbon nomor diesel (Gambar 2). tanah sampel, terutama yang
berasal dari zona tak jenuh atau bulu-bulu, memiliki senyawa LMW terutama
sedikit, sampai dengan 50 % dari C10 - ke - C16 fraksi yang telah habis, dibandingkan
dengan komposisi dari sumber LNAPL. Preferensi Mikroba untuk degradasi senyawa
LMW lebih gesit dan dengan demikian berisiko tinggi cocok menjadi pendekatan
atenuasi alam berbasis risiko. mikroba seperti Potensi degradasi garis bukti
lain, selain analisis kimia tradisional tanah dan air tanah , menunjukkan
kegunaan pemahaman penuh dari komunitas mikroba dalam rangka untuk mendukung
pilihan untuk redaman alami situs.
Otus terkait dengan Archaea,
khususnya dari kelas Methanomicrobia di Euryarchaeota filum, terutama terkait
dengan TPH kontaminasi dalam penelitian ini dan telah diamati sebelumnya
bekerja untuk hadir dalam konsorsium mikroba melakukan degradasi alkana (53,
55, 57). Kelas ini mendominasi urutan archaeadi sebagian besar sampel yang
terkontaminasi, di mana Archaea kelimpahan relative mencapai hingga 35 % .
Selain itu, urutan diidentifikasi sebagai milikke filum Chloroflexi (khusus
Anaerolineae ) dan Firmicutes menunjukkan kelimpahan tinggi dalam sampel diesel
terkontaminasi dibandingkan pada sampel bersih. Sebelumnya bekerja
mengidentifikasi filum ini di Lokasi TPH - terkontaminasi dan menjelaskan peran
mereka dalam hidrokarbondegradasi mendukung pilihan filum tersebut untuk
dipertimbangkan sebagai target potensial untuk teknik berbasis molekuler (5,
54, 56, 61). Tambahan studi menyelidiki komunitas mikroba komposisi di lokasi
TPH - terkontaminasi di mana pelemahan alam telah diamati dituntut untuk lebih
mengembangkan dan memvalidasi pendekatan ini.
BAB
III
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Pengaruh
kontaminasi diesel yang berkepanjangan terhadap struktur komunitas mikroba pada
tanah dapat menurunkan keanekaragaman mikroba dan memberikan kontribusi
signifikan terhadap variasi struktur mikroba. Penurunan keanekaragaman paling
mungkin disebabkan oleh tekanan ekologi selektif kontaminasi total petrolium hydrocarbon (TPH), termasuk pengenalan beracun konsentrasi TPH. Dibuktikan
dengan penelitian kehadiran diesel di sampel tanah jika terkontaminasi jangka pendek akan
menurunkan keanekaragaman mikroba, jika jangka panjang akan menciptakan
keturunan baru yang sudah resist dan juga spesies baru yang belum
teridentifikasi tetapi adaptif terhadap lingkungan.
B.
Saran
1.
Sebaiknya saling menjaga lingkungan, khususnya tanah agar tidak
tercemar oleh diesel yang berkepanjangan yang dapat menyebabkan penurunan
keanekaragaman mikroba
2.
Sebaiknya meningkatkan pengetahuan tentang potensi degradasi dari
kontaminasi TPH agar dapat memeriksa perkembangan ekologi mikroba
3.
Sebaiknya menjaga lingkungan dari faktor-faktor yang dapat
menimbulkan dampak negatif bagi mikroba
Tidak ada komentar:
Posting Komentar