#NOPUBLISH 31/7/2024 Eksplorasi dan identifikasi kapang dengan pendekatan molekuler sebagai sumber kitosan dari tanah perkebunan hortikultura kota Batu

ABSTRAK:

Kitosan merupakan homopolimer yang berasal dari turunan kitin yang terdiri dari ikatan ꞵ(1-4) antara 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose dan 2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose. Kitin merupakan polisakarida yang mengandung struktur nitrogen sebagai bahan penyusun dinding sel jamur, eksoskeleton arthropoda, dan radula moluska yang memiliki karakter kaku dan keras serta berperan dalam menjaga struktur sel. Kandungan kitin pada dinding sel kapang bervariasi sesuai dengan fase morfologi kapang dan lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi kapang penghasil kitosan dan mengidentifikasi jenis-jenis kapang yang menghasilkan kitosan dari aktivitas deasetilasi kitin dari enzim kitinolitik. Sampel berasal dari tanah perkebunan hortikultura Kota Batu disiapkan untuk isolasi kapang. Kapang yang berpotensi menghasilkan kitosan dari isolat ditentukan melalui keberadaan zona kuning dalam media kitin agar dengan bromocresol purple sebagai indikator. Identifikasi kapang pada tingkat genus dilakukan dengan mengamati karakteristik makroskopis isolat seperti warna koloni, bentuk koloni, tekstur permukaan atas, dan diameter koloni, serta karakteristik mikroskopis isolat seperti hifa, konidia, konidiofor, dan susunan spora. Identifikasi tingkat spesies dilakukan secara molekuler menggunakan primer universal ITS1 dan ITS4. Hasil isolasi dari tanah perkebunan hortikultura Kota Batu didapatkan 37 isolat. Hasil skrining kapang dengan media kitin agar menunjukkan dari 37 isolat kapang hanya 8 isolat yang berpotensi sebagai sumber kitosan berdasarkan zona kuning yang dihasilkan dari aktivitas enzim kitinolitik. Indeks kitinolitik (IK) tertinggi berasal dari genus Aspergillus dengan nilai IK 3,79 mm, sedangkan indeks kitinolitik terendah berasal dari genus Penicillium dengan nilai IK 1,45 mm. Berdasarkan hasil identifikasi molekuler sekuens kapang yang berpotensi sebagai sumber kitosan berasal dari spesies Aspergillus awamori, Penicillium pinophilum, Penicillium verruculosum, Rhizopus arrhizus, dan Rhizopus delemar.

ABSTRACT:

Chitosan is a homopolymer derived from chitin, consisting of β(1-4) linkages between 2-amino-2-deoxy-D-glucopyranose and 2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose. Chitin is a polysaccharide containing nitrogen structures found in the cell walls of fungi, the exoskeletons of arthropods, and the radula of mollusca, contributing to their rigid and hard characteristics and playing a role in maintaining cell structure. The chitin content in fungal cell walls varies according to the morphological phase of the fungus and its environment. This research aims to explore chitosan-producing fungi and identify the types of fungi that produce chitosan through the deacetylation activity of chitin by chitinolytic enzymes. Samples were taken from the soil of horticultural plantations in Batu City for fungal isolation. Fungi with the potential to produce chitosan from isolates were determined by the presence of yellow zones in chitin media using bromocresol purple as an indicator. Fungal identification at the genus level was done by observing macroscopic characteristics of isolates such as colony colour, colony shape, upper surface texture, colony diameter, and microscopic characteristics such as hyphae, conidia, conidiophores, and spore arrangement. Species-level identification was performed using molecular methods with universal primers ITS1 and ITS4. Isolates from Batu City horticultural plantations yielded 37 isolates. Screening results with chitin media showed that out of 37 fungal isolates, only 8 isolates showed potential as a source of chitosan based on the yellow zones produced from chitinolytic enzyme activity. The highest chitinolytic index (CI) came from the genus Aspergillus with a value of 3.79 mm, while the lowest chitinolytic index came from the genus Penicillium with a value of 1.45 mm. Based on molecular identification, potential chitosan-producing fungi were identified as Aspergillus awamori, Penicillium pinophilum, Penicillium verruculosum, Rhizopus arrhizus, and Rhizopus delemar.

مستخلص البحث:

الشيتوزان هو بوليمر متجانس مشتق من مشتقات الكيتين التي تتكون من ꞵ (1-4) روابط بين 2-amino-2-deoxy-د-glucopiranose و 2-acetamido-2-deoxy-د-glucopiranose. الكيتين هو عديد السكاريد الذي يحتوي على بنية النيتروجين كمكون لجدران الخلايا الفطرية، والهياكل الخارجية للمفصليات، والرخويات رادولا التي لها طابع صلب وصلب وتلعب دورا في الحفاظ على بنية الخلية. يختلف محتوى الكيتين في جدران خلايا العفن وفقا للمرحلة المورفولوجية للعفن والبيئة. تهدف هذه الدراسة إلى استكشاف القوالب المنتجة للكيتوزان وتحديد أنواع القوالب التي تنتج الشيتوزان من نشاط نزع الأستيل للكيتين من إنزيمات الكيتينوليتيك. تم تحضير عينات من تربة المزارع البستانية في مدينة باتو لعزل العفن. يتم تحديد القالب الذي لديه القدرة على إنتاج الشيتوزان من العزلات من خلال وجود مناطق صفراء في وسط أجار الكيتين مع bromocresol purple كمؤشر. يتم تحديد القوالب على مستوى الجنس من خلال مراقبة الخصائص العيانية للعزلات مثل لون المستعمرة وشكل المستعمرة وملمس السطح العلوي وقطر المستعمرة، بالإضافة إلى الخصائص المجهرية للعزلات مثل الخيوط الفطرية والكونيديا والكونيديوفورات وترتيبات البوغ. تم إجراء تحديد مستوى الأنواع جزيئيا باستخدام البادئات العالمية ITS1 و ITS4. حصلت نتائج العزل من أرض المزارع البستانية في مدينة باتو على 37 عزلة. أظهرت نتائج فحص العفن باستخدام وسائط أجار الكيتين أنه من بين 37 عزلة العفن، كان لدى 8 عزلات فقط إمكانات كمصدر للكيتوزان بناء على المنطقة الصفراء الناتجة عن نشاط إنزيم الكيتينوليز. يأتي أعلى مؤشر للكيتينوليتيك (IK) من جنس Aspergillus بقيمة IK تبلغ 3.79 مم، بينما يأتي أدنى مؤشر للشيتينوليتيك من جنس Penicillium بقيمة IK تبلغ 1.45 مم. استنادا إلى نتائج التحديد الجزيئي لتسلسلات العفن التي لديها القدرة كمصدر للشيتوزان تأتي من الأنواع Aspergillus awamori و Penicillium pinophilum و Penicillium verruculosum و Rhizopus arrhizus و Rhizopus delemar.