Strain JG3 adalah suatu isolat rhizobakteri dari akar tanaman jagung yang tumbuh di daerah Purwokerto, Indonesia, dengan kemampuan menghasilkan lipase, namun belum jelas status taksonominya. Karena lipase mengkatalisis hidrolisis trigliserida menjadi asam lemak dan gliserol, menarik untuk diketahui apakah strain JG3 juga memiliki kemampuan melakukan metabolisme gliserol yang dihasilkan dari proses lipolisis tersebut. Penelitian ini bertujuan menentukan status taksonomi strain JG3, mengisolasi gen kunci yang terlibat dalam metabolisme gliserol (glpD dan glpK) dan mengidentifikasi kemampuan bakteri melakukan metabolisme gliserol. Identifikasi bakteri dilakukan dengan Scanning Electron Microscope (SEM), Automated Microbiology System BD Phoenix 100 dan analisis gen 16S rRNA. Isolasi parsial glpD dan glpK dilakukan dengan PCR koloni teroptimasi menggunakan degenerate primer yang didesain dari daerah lestari gen referensi anggota Proteobacteria dan PCR arbitrarily-primed menggunakan primer spesifik gen. Identifikasi kemampuan bakteri melakukan metabolisme gliserol dilakukan secara in vitro menggunakan medium gliserol minimal. Hasil uji morfologi dan biokimia menunjukkan strain JG3 memiliki sel berbentuk coccobacillus dan rizobakteri tersebut terdeteksi sebagai Alcaligenes faecalis dengan tingkat kepercayaan skrining BD Phoenix 99%. Analisis filogenetik sekuen 16S rRNA (GenBank acc. no. AB914514) mengkonfirmasi hasil ini, menunjukkan hubungan kekerabatan terdekat antara strain JG3 dengan A.faecalis dan A.aquatilis (kemiripan nukleotida maksimal 96%). Dengan demikian, strain JG3 diklasifikasikan dalam genus Alcaligenes dengan nama Alcaligenes sp. JG3. PCR koloni dan arbitrarily-primed menghasilkan 3 isolat DNA berukuran 427, 248 dan 436 bp (GenBank acc. no. masing-masing AB862285, AB894421 dan AB914513). Analisis sekuen asam amino terdeduksi menunjukkan bahwa sekuen 427-bp memiliki kemiripan asam amino 98% dengan NAD-dependent glycerol-3- phosphate dehydrogenase (G3PDH) Stenotrophomonas maltophilia K279a (enzim kunci metabolisme gliserol), sekuen 248-bp memiliki kemiripan asam amino 95% dengan DSBA oksidoreduktase Alcaligenes spp., sedangkan sekuen 436-bp memiliki kemiripan asam amino 95% dengan transporter benzoat membran (BenE) A.faecalis NCIB 8687. Hasil uji penggunaan gliserol in vitro menunjukkan bahwa Alcaligenes sp. JG3 dapat tumbuh pada medium dengan gliserol sebagai sumber karbon secara aerobik, namun tidak secara anaerobik. Dapat disimpulkan bahwa Alcaligenes sp. JG3 mampu melakukan metabolisme gliserol secara aerobik, sehingga berpotensi untuk digunakan sebagai pendegradasi limbah minyak dan lemak yang efektif.

Strain JG3 is a rhizobacterium isolate originated from root of Zea mays cultivated in Purwokerto, Indonesia, which has the ability to produce lipase but unclear taxonomy status. Since lipase catalyzes hydrolysis of triglycerides to form glycerol and fatty acids, it is intriguing to know whether strain JG3 is able to metabolize glycerol from the lipolysis process. This study aimed to determine taxonomy status of strain JG3, to isolate genes involved in glycerol metabolism (glpD dan glpK) and to identify the ability of the strain to metabolize glycerol. Bacterial identification was carried out using SEM (Scanning Electron Microscope), BD Phoenix 100 Automated Microbiology System and 16S rRNA gene analysis. Partial isolation of glpD and glpK was done using optimized colony PCR with primers designed from conserved region of referred genes of Proteobacteria and arbitrarily-primed PCR using gene specific primers. Identification on the ability of strain JG3 to metabolize glycerol was carried out in vitro using glycerol minimal medium. Identification test results showed that cells of strain JG3 are coccobacilli and the rhizobacterium was detected as Alcaligenes faecalis species with 99% BD Phoenix screening confidence. Phylogenetic analysis based on 16S rRNA sequence (GenBank acc. no. AB914514) confirmed this result revealing the closest relationship between strain JG3 and A.faecalis and A.aquatilis with similarity on nucleotide sequence by 96% maximum. Thus, strain JG3 belongs to genus Alcaligenes namely Alcaligenes sp. JG3. Colony and arbitrarily-primed PCR resulted in 3 DNA isolates of 427, 248 and 436 bp, with GenBank acc. no. of AB862285, AB894421 and AB914513, respectively. Deduced amino acid sequence analysis showed that 427-bp sequence shared 98% amino acid similarity with NAD-dependent glycerol-3-phosphate dehydrogenase (G3PDH) of Stenotrophomonas maltophilia K279a (a key enzym in glycerol metabolism), 248-bp sequence shared 95% amino acid similarity with DSBA oxidoreductase of Alcaligenes spp., while 436-bp sequence shared 95% amino acid similarity with benzoate membrane transporter (BenE) of A.faecalis NCIB 8687. In vitro glycerol utilization test result showed that Alcaligenes sp. JG3 was able to grow aerobically in minimal medium with glycerol as carbon source, but not anaerobically. As conclusion, Alcaligenes sp. JG3 is able to metabolize glycerol aerobically, so that it could be potentially used as effective degradator of oil and fat wastes.

Kata Kunci : Alcaligenes, glpD, glpK, metabolisme gliserol