Aplikasi Mikrobiologi

1. Subdisiplin Mikrobiologi

2. Aplikasi Mikrobiologi

3. Ekologi Mikrobia

4. Mikrobiologi Lingkungan

5. Mikrobiologi Industri

6. Mikrobiologi Pangan

7. Bioteknologi

Sub-disiplin Mikrobiologi & Aplikasi Mikrobiologi

Biologi

Botani Mikrobiologi Zoologi

Bakteriologi Mikologi Fikologi Protozologi Virologi

Pendekatan Taksonomis

Sub-disiplin Mikrobiologi & Aplikasi Mikrobiologi

Biologi

Botani Mikrobiologi Zoologi

Mikrobiol. Kesehatani

Imunologii Mikrobiologi Industrii

Mikrobiologi Pertanian

Mikrobiologi Pangan

Pendekatan Masalah

Mikrobiologi Lingkungan

Sub-disiplin Mikrobiologi & Aplikasi Mikrobiologi

Biologi

Botani Mikrobiologi Zoologi

Sistematika Mikrobia

Genetika Mikrobia Fisiologi MIkrobia Ekologi Mikrobia

Pendekatan Fungsional

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

Ekologi Mikrobia: Interaksi mikrobia

1. Komensalisme

2. Sinergisme

3. Mutualisme

4. Kompetisi

5. Amensalisme

6. Predasi

7. Parasitisme

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.

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: SintropismeKometabolisme Efek Rizosfer

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

Kometabolisme Suatu organisme yang mengubah bentuk

suatu substrat tersebut menjadi substrat kedua yang dapat dimanfaatkan oleh organisme lain.

sikloheksana Mycobacterium vaccae sikloheksanon Pseudomonas

Efek Rizosfer

Rizosfer: daerah yang sangat aktif berinteraksi dengan mikrobia

rizosper tanah mikrobia rizosfer

3. MUTUALISME

Hubungan timbal-balik antara dua individu yang saling menguntungkan.

Contoh:i. Lichensii. Endosimbionsiii. Mycorrhizaeiv. Fungal garden of insectsv. Ruminant animal-microorganism symbiosesvi. Bioluminescencevii. Rhizobium sp. dalam bintil akar Leguminosae

i ) LichensLichens 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.

ii) EndosimbionsEndosimbion 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

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

iv) Fungal garden of insects

• Huhubungan mutualistik antara populasi mikroorganisme 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.

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.

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.

Formation of a Root Nodule

Figure 27.5

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,

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.

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.

7. PARASITISME

Populasi parasit diuntungkan sedangkan populasi hospes dirugikan.

Hubungan ini berlangsung lama dan parasit memiliki ukuran yang lebih kecil dari hospes.

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).

iii) Bakteri patogen tanaman Mycoplasma, Spiroplasma,

Corynebacterium, Agrobacterium, Pseudomonas, Xanthomonas, Streptomyces dan Erwinia menyebabkan bermacam-macam penyakit pada tanaman.

Patogen-patogen ini masuk ke tanaman melalui sistem perakaran dan stomata.

iv) Fungi patogen tanaman Rhizoctonia solani menyebabkan

berbagai penyakit pada akar tanaman,

Monilinia fructiola, penyebab buah menjadi coklat kering.