(minggu ke-3) MIKROBIOLOGI PETERNAKAN

1
(minggu ke-3)MIKROBIOLOGI PETERNAKAN

• Yuli Yanti, S.Pt., M.Si
• yuli_mf_at_yahoo.com
• yyanti12.staff.uns.ac.id
• LAB. IPHT FP-UNS

2
Klasifikasi Mikrobia

• Sejarah klasifikasi jasad hidup
• Sistematika Mikrobia keanekaragaman dan hubungan
  (fenetik filogenetik)
• Klasifikasi mikrobia
• Tatanama Mikrobia
• Identifikasi Mikrobia

3
Sistematika Mikrobia

• Sistematika ilmu yang mempelajari
  keanekaragaman mahluk hidup
• serta hubungan kekerabatan
  antar sesamanya.
• Tiga bidang kajian sistematika
• Klasifikasi
• Tatanama (Nomenklatur)
• Identifikasi
• Taksonomi ilmu yang mempelajari teori
  klasifikasi yang mencakup dasar,
• prinsip serta aturan
  klasifikasi.
• Klasifikasi praktek taksonomi yaitu proses
  penataan organisme ke dalam
• suatu kelompok (takson)
  berdasarkan hubungan kemiripan
• (similaritas) atau
  hubungan kekerabatan (evolusioner).
• Identifikasi proses dan hasil penentuan apakah
  suatu organisme yang
• belum dikenal merupakan
  anggota kelompok yang sudah
• diketahui sebelumnya
  atau bukan.
• Tatanama cara pemberian nama ilmiah mahluk hidup
  menurut kode
• tatanama.

4
Sejarah klasifikasi mahluk hidup

• Aristoteles (- mid 1800-san) Dunia Plantae
• 
  Dunia Animalia
• E. Haeckel (1866) Dunia Plantae
• 
  Dunia Animalia
• 
  Dunia Protista
• E. Chatton (1937)
  Prokaryotae
• 
  Eukaryotae
• R.H. Whittaker (1969)
  Dunia Monera
• 
  Dunia Protista
• 
  Dunia Fungi
• 
  Dunia Plantae
• 
  Dunia Animalia
• Carl Woese
  (1978) Domain Bakteria
• 
  Domain Arkhaea
• 
  Domain Eukarya

5
Five Kingdom Three Domain
6
Tree of Life Three Domain
7
Dasar klasifikasi

• Aristoteles ( 400 SM 1800-an) kenampakan
  morfologi luar
• E. Haeckel (1866) morfologi (mikroskopis) dan
  fisiologi
• E. Chatton (1937) struktur organisasi interna
  sel (prokaryotik
• eukaryotik)
• R.H. Whittaker (1969) organisasi internal sel
• nutrisi
  struktur
• organisasi
  selular
• Carl. Woese (1978) molekul RNA ribosomal
  (biologi molekular)
• 16S rRNA
  (Arkhaea Bakteria)
• 18S rRNA
  (Eukarya)

8
(No Transcript)
9
Sistem klasifikasi

• Fenetik berdasarkan kemiripan sifat
• Filogenetik berdasarkan hubungan evolusi

10
Pendekatan/Metode klasifikasi

• Klasifikasi klasik monotetik
• Klasifikasi numerik-fenetik- politetik
  (berdasarkan kesamaan morfologi)
• Klasifikasi kimiawi (khemotaksonomi)
• Klasifikasi molekular (taksonomi molekular)
• Klasifikasi polifasik

11
Klasifikasi dan Hierarki Taksonomis
Hierarki Taksonomis
Dom ain Eukarya Bakteria Arkhaea
Dunia Plantae Bakteria Arkhaea
Phylum Anthophyta Proteobacteria Crenarcheota
Classis Monocotyledoneae Gamma Proteobacteria Thermoprotei
Ordo Commelinales Enterobacteriales Sulfolobales
Familia Poaceae Enterobacteriaceae Sulfolobaceae
Genus Zea Salmonella Sulfolobus
Species Zea mays S. dysenteriae Slf. Metallicus
12
Tatanama (Nomenklatur)

• International Code of Bacterial Nomenclature
  (Sneath, 1992).
• International Code of Botanical Nomenclature
  (Greuter et al., 1994)
• International Code of Zoological Nomenclature
  (Ride et al., 1985)
• Sistem binomial nama spesies terdiri dari dua
  kata
• Bahasa Latin atau diperlakukan sebagai bahasa
  Latin
• Nama genus diawali dengan huruf kapital e.g.
• Bacillus
• Penunjuk spesies ditulis dengan huruf kecil
  e.g.
• subtilis
• Nama spesies Bacillus subtilis

13
Identifikasi dan Konsep spesies

• Nomenspecies share the same type strain
• Taxospecies similarity index ? 70
• (numerical taxonomy)
• Genospecies genetic exchage
• Genomic species DNA relatedness value? 70

14
Modern Systematics

• Identification microbial ecology, industrial
• biotechnology,
  diagnostic
• hospital microbiology
• Current trends Modern microbial
• systematics
• Chemistry chemosystematics
• Molecular biology molecular systematics
• Data handling numerical phenetic
• systematics

15
Numerical phenetic taxonomy

• Numerical phenetic taxonomy phenotypic test
• 
  computer analysis
• Cultural colonial morphology, pigmentation
• Morphological cell shape, staining reaction,
  motility
• Physiological growth temp., anaerobic growth
• Biochemical acid from carbohydrates, nitrate
  reduction
• Nutritional carbon sources
• Chemotaxonomic amino acids, cell wall, membrane
  lipids
• Inhibitory tests sensitivity to antibiotics
• Serological agglutination
• Genomic mol GC, DNA-DNA reassociation

16
Chemotaxonomy

• 1. Chemotaxonomy amino acids, lipids,
• polysacharides, proteins, enzymes,
• whole-cell
• GC
• HPLC
• PyMS (Pyrolysis Mass Spectrometry)
• Electrophoresis

17
Molecular systematics

• Molecular systematics (phylogenetic) nucleic
  acids analysis (evolutionary relationships
  phylogeny tree)
• DNA sequencing (16S, 18S rDNA)
• DNA-DNA hybridisation
• Molecular fingerprinting

18
Identifikasi Mikrobia

• Identifikasi proses hasil penentuan benar
  tidaknya suatu strain yang diteliti merupakan
  anggota takson yang sudah dikenal sbelumnya
• Penentuan identitas strain mikrobia
• Strain baru (isolate) tidak dapat diidentifikasi
  jika strain yang serupa belum pernah
  dikarakterisasi, diklasifikasi dan diberinama.
• Identifikasi aplikasi klasifikasi dan tatanama
• Tujuan identifikasi memberi nama strain dengan
  cara memasukkannya ke dalam suatu takson (genus
  spesies) yang sudah ada sebelumnya, berdasarkan
  sejumlah kecil karakter yang dipilih.
• Pada hakekatnya, identifikasi tidak pernah
  dicapai secara mutlak tetapi bersifat
  probabilitas karena seungguhnya tidak ada strain
  yang identik.

19
Kegagalan identifikasi

• (i) kekurang akuratan deskripsi publikasi yang
  dipakai sebagai dasar
• (ii) kekeliruan dalam mengkarakterisasi strain
  yang diteliti
• kurang memadainya sistem klasifikasi yang
  dipakai sebagai dasar identifikasi
• (iii) kurang memadainya karakterisasi strain yang
  diteliti
• penemuan strain yang atypical dalam takson
  terkait
• (iv) penemuan strain yang merupakan anggota novel
  taxon
• Faktor (i) dan (ii) dapat ditanggulangi dengan
  menerapkan teknik karakterisasi yang
  terstandardisasi dan reproducible (handal).
• Pengalaman sangat menentukan dalam keberhasilan
  identifikasi !

20
Sistem Identifikasi

• Sistem identifikasi yang baik memiliki cirri
  sebagai berikut
• Handal
• Nyaman digunakan
• Cepat
• Jumlah pengujian relative sedikit
• Fleksibel
• Relatif murah

21
Strategi Identifikasi

• Tidak ada metode yang berlaku universal untuk
  semua mikrobia
• Bervariasi teknik yang telah dikembangkan untuk
  masing-masing kelompok mikrobia
• Strain yang diteliti harus terjamin sebagai
  kultur murni
• Gunakan semua informasi yang tersedia terkait
  dengan strain yang diteliti
• Gunakan selalu kontrol positif dan kontrol
  negative dalam setiap pengujian
• Kesimpulan ditemukannya strain anggota novel
  taxon baru dapat dilakukan setelah melalui
  pengujian yang menunjukkan tidak
  teridentifikasinya strain secra meyakinkan.

22
Karakterisasi

• Kultural
• Morfologi sel dan koloni
• Fisiologis
• Biokimiawi
• Nutrisional
• Khemotaksonomis
• Serologis
• Uji penghambatan
• Genotipik

23
Metode Tradisional

• Uji biokimiawi, nutrisional, fisiologis dilakukan
  dalam botol atau tabung berisi medium cair atau
  padat atau plate
• Murah tetapi dapat kurang nyaman melakukannya,
  sulit distandardisasi dan diinterpretasikan,
  kurang repordusibel, dan lambat
• Satu-satunya metode yang ada untuk kelompok
  mikrobia tertentu yang belum terklasifikasi
  dengan baik karena kurang terkait dengan masalah
  medis dan industri. Jadi belum ada teknik modern
  yang komersial
• Masih bermanfaat, khususnya pada tahap awal
  walaupun sudah tersedia teknik modern yang cepat,
  khususnya jika dilakukan oleh pakar yang
  berpengalaman.

24
Media komposit

• Menggunakan media yang dapat menguji kemunian
  strain
• Media selektif dan diferensial tersedia bagi
  mikrobia yang penting dalam bidang medis dan
  pangan, misalnya medium Polymyxin egg-yolk
  mannito bromothymol blue agar dapat membedakan
  antara strain anggota Bacillus cereus dan strain
  anggota spesies yang lain dalam genus Bacillus
  berdasarkan reaksi terhadap egg-yolk dan ketidak
  mapuan memfermentasi mannitol.
• Medium Kligler iron agar, triple sugar iron agar
  dan Kohns two tubes medium masih digunakan untuk
  identifikasi strain anggota Familia
  Enterobacteriaceae berdasarkan frementasi
  karohidrat, produksi H2S, motilitas dan produksi
  indol.

25
Micromethods

• Medium volume kecil yang bersifat khromogenik
  atau fluorogenik yang diinokulsi dengan sejumlah
  besar inokulum
• Berdasarkan akativitas enzim tertentu

26
Commercial Identification kits

• Commercial miniaturized kits, dapat disimpan
  lama, terstandardisasi, cepat, mudah dilaksanakan
  dan memberi hasil yang konsisten.
• Biasa digunakan secara rutin di laboratorium
  klinis karena dianggap nyaman melakukannya dan
  memerlukan tenaga yang lebih sedikit
• Semula kit dibuat untuk mengidentifikasi anggota
  Enterobacteriaceae, tetapi selanjutnya juga
  dikembangkann kit untuk anggota genus Bacillus,
  Lactobacillus, Nesisseria, Staphylococcus dab
  Streptococcus.
• Kit API 20E untuk identifikasi anggota strain
  Enterobacteriaceae

27
Chemotaxonomic methods

• Untuk bakteri anaerob, analisis produk fermentasi
  berupa asam volatile dan non-volatil dengan GLC
• Analaisis whole-organism fatty acids dengan GLC
• Analisis isoprenoid quinines sangat bermanfaat
  dalam mengidentifikasi strain anggota spesies
  dalam genus Legionella.
• Pyrolysis Mass Spectrometry (PyMS) bermanfaat
  bagi identifikasi Mycobacterium dan aktinomisetes
  yang lain.
• Fourier-transformed infrared spectrometry dan
  Ultraviolet Resonance Raman spectrometry.

28
Serological tests

• Cepat, mudah, spesifik dan sensitive
• Terseia kita bagi berbagai kelompok mikrobia
• Latex particle agglutination, coagulation,
  immunofluorescence dan ELISA (Enzyme-Linked
  Immunosorbent Assay)

29
Inhibitory tests

• Sensitivitas Streptococcus pyogenes terhadap
  bacitracin dan strain anggota genus Vibrio
  terhadap 0/129.
• Sistem identifikasi untuk Enterobacteria dan
  Bakteri Gram negative batang non-fermentatif atas
  dasar sifat pertumbuhan dalam natibiotik.

30
Genotypic methods

• Hibridisasi asam nukleat dan molecular
  fingerprinting (RFLP, ARDRA, RAPD)
• Rumit dan relative lebih lambat
• Nucleic acid probe deteksi gen tertentu dalam
  mikrobia yang diteliti
• Digunakan dalam klinik dan industri
• Menggunakan teknik PCR Mycobacterium (tumbuh
  lambat)

31
Praktek Identifikasi

• Isolat (kultur murni)
• ?
• Karakterisasi (identifikasi awal)-Generic
  Assignment
• (Bergeys manual of Determinative/Systematic
  Bacteriology)
• ?
• Strain Acuan (Type strain)
• ?
• Identifikasi
• ?
• Kesimpulan

32
(No Transcript)
33
(No Transcript)
34
Morfologi sel bakteri
35
Morfologi sel bakteria
36
Organisasi sel
37
(No Transcript)
38
(No Transcript)
39
(No Transcript)
40
(No Transcript)
41
(No Transcript)
42
(No Transcript)
43
(No Transcript)
44
(No Transcript)
45
(No Transcript)
46
(No Transcript)
47
(No Transcript)
48
(No Transcript)
49
(No Transcript)