Pengaruh Komposisi Bakterioma Ganoderma lucidum terhadap Produksi Senyawa Metabolit Sekunder dan Aktivitas Antibakteri

EFRITA BATARAGOA, Ir. Jaka Widada, MP., Ph.D; Dr. Tutik Dwi Wahyuningsih, M.Si

2022 | Tesis | MAGISTER BIOTEKNOLOGI

Ganoderma lucidum merupakan jamur yang bernilai farmakologi tinggi dengan berbagai produksi metabolit. Pada berbagai habitat, bakteri dan jamur hidup berdampingan dan berinteraksi. Semakin banyak penelitian yang melaporkan bakteri yang berasosiasi dengan jamur. Namun, sedikit yang diketahui tentang bagaimana perubahan asosiasi bakteri dengan jamur dapat mempengaruhi perilaku inang jamur. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh perubahan komposisi bakterioma yang berasosiasi dengan G. lucidum terhadap morfologi, pertumbuhan hifa, aktvitas antibakteri dan produksi metabolit sekunder pada jamur inang. Penelitian ini diawali dengan mengubah komposisi bakteri pada G. lucidum melalui perendaman miselium dan penambahan antibakteri spektrum luas yaitu ampisilin dan kloramfenikol dengan masing-masing konsentrasi 50 ug/mL pada media tumbuh jamur. Perubahan pada kultur jamur meliputi morfologi dan ekstensi hifa diamati. Perubahan morfologi diamati secara makroskopis dan mikroskopis menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM). Analisis perubahan komunitas bakteri dilakukan dengan Next Generation Sequencing (NGS). Analisis aktivitas antibakteri dilakukan dengan skrining awal pada kultur jamur dengan metode agar overlay, kemudian dilanjutkan dengan metode difusi kertas cakram untuk ekstrak. Data metabolit pada ekstrak metanol dan etil asetat dikarakterisasi melalui metode Thin Layer Chromatography (TLC), Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS), dan Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Hasil penelitian mengungkapkan bahwa filum Proteobacteria, Firmicutes, dan Actinobacteria tetap mendominasi pada jamur yang diberi perlakuan dengan antibakteri. Perlakuan dengan antibakteri tidak menurunkan jumlah bakteri yang berasosiasi dengan jamur melainkan merubah komposisi komunitas bakteri yang mulanya didominasi Pseudomonas kemudian menjadi unidentified Enterobacteriaceae. Pergeseran komposisi bakteri yang berasosiasi dengan jamur menyebabkan ekstensi hifa menurun, perubahan morfologi jamur, peningkatan aktivitas antibakteri yang signifikan pada ekstrak etil asetat G. lucidum melawan bakteri E. coli, S. aureus, dan B. subtilis dan ekstrak metanol melawan bakteri E. coli. Serta menyebabkan perubahan produksi metabolit sekunder melalui terdeteksinya beberapa senyawa seperti bufotalinin, trimethadione, loxistatin acid, heptacosane, 2-methyleicosane, octacosane, dan tetracosane, yang hanya terdeteksi pada isolat dengan perlakuan antibakteri.

Ganoderma lucidum is a high pharmacological value fungus with various metabolites. The fact is that in many environments, bacteria and fungi coexist and interact. There is a growing number of studies reporting fungus-associated bacteria. However, little is known about how a shift in the bacteriome association with fungus will affect the fungal host's behavior. This study aimed to determine the effect of changes in the composition of bacterioma associated with G. lucidum on morphology, hyphal growth, antibacterial activity and production of secondary metabolites in the host fungus. This research was initiated by changing the composition of bacteria in G. lucidum by immersing mycelium and adding broad-spectrum antibacterials, namely ampicillin and chloramphenicol, with each concentration of 50 ug/mL in the fungi growing media. Changes in fungal culture, including morphology and hyphae extension, were observed. Morphological changes were observed macroscopically and microscopically using a Scanning Electron Microscope (SEM) and analyzed the bacterial composition using Next Generation Sequencing (NGS). Antibacterial activity analyses were carried out by agar overlay on fungal cultures and the paper disc diffusion method for extract samples. Metabolites in methanol and ethyl acetate extracts were characterized by Thin Layer Chromatography (TLC), Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry (LC-MS/MS), and Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). Our result revealed that Proteobacteria, Firmicutes, and Actinobacteria were the dominant phyla. The antibiotics treatment did not reduce the amount of bacterial but changed the bacterial community by shifting the dominated from Pseudomonas to unidentified Enterobacteriaceae. The shift in the bacteriome composition of the fungal-associated bacterial led to reduced hyphal growth, changed the fungal morphology, and significantly increased the antibacterial activity of all ethyl acetate extracts concentration of G. lucidum against E. coli, S. aureus, and B. subtilis. Furthermore, our result showed that several compounds such as bufotalinin, trimethadione, loxistatin, heptacosane, 2-methyleicosane, octacosane, and tetracosane were only detected in antibacterial-treated isolate.

Kata Kunci : Ganoderma lucidum, bakterioma jamur, next generation sequencing, antibakteri, metabolit sekunder