Bioteknologi lingkungan berfokus pada ilmu dan aplikasi organisme dan produknya. Teknologi biologis yang dikenal luas dalam pengolahan limbah adalah bioremediasi polutan oleh komunitas mikroba. Mikroorganisme adalah agen bioteknologi karena kemampuannya untuk melakukan beragam biodegradasi dan biotransformasi. Keanekaragaman biodegradasi dan biotransformasi bakteri merupakan upaya untuk memperoleh karbon, energi, dan juga mekanisme ketahanannya terhadap kondisi yang tidak menguntungkan atau paparan toksin.
Beberapa jenis teknik bioremediasi tersedia, termasuk natural attenuation, di mana proses degradasi biotik dan abiotik terjadi di lokasi yang terkontaminasi. Berbagai jenis organisme, seperti tanaman, jamur, alga, dan bakteri, telah digunakan dalam bioremediasi. Tanaman dapat meningkatkan jumlah bakteri di sekitar permukaan akar dengan mengeluarkan eksudat yang menciptakan lingkungan yang baik bagi bakteri untuk tumbuh, yang kemudian juga dapat merangsang biodegradasi senyawa organik. Proses ini secara signifikan meningkatkan populasi bakteri endofit dan aktivitas mikroba, dan selanjutnya, laju biodegradasi.
Bakteri endofit hidup di dalam jaringan tanaman dan diisolasi dari jaringan tanaman yang didesinfeksi permukaannya atau diekstraksi dari jaringan internal tanaman dan kemudian tumbuh kembali di media yang kaya nutrisi. Saat ini, beberapa endofit telah diidentifikasi melalui berbagai pendekatan, seperti transkripsi internal spacer region, sekuensing gen 16S rRNA, ITS1 dan ITS2, dan seluruh genom bakteri sekuensing. Komunitas bakteri endofit berkontribusi pada penghilangan nitrogen, fosfor, logam beracun, hidrokarbon, dan senyawa organik. Interaksi tanaman-mikroba memecah senyawa kompleks menjadi lebih sederhana (seperti bisphenol-A menjadi asam piroglutamat, asam tartarat, asam hidrosinamat dan asam -hidroksibutirat), memobilisasi ion logam (seperti mempromosikan bioavailabilitas Pb untuk diadsorpsi lebih lanjut oleh tanaman), dan meningkatkan penyerapan polutan oleh tanaman (seperti meningkatkan penyerapan Al selama fitoremediasi). Inokulasi akar tanaman dengan mikroba juga dapat meningkatkan potensi fitoremediasi selama pengolahan air limbah.
Sebagian besar penelitian difokuskan pada isolasi rhizobakteri dan analisis pengaruh bakteri endofit selama fitoremediasi, sedangkan analisis kinerja mandiri bakteri endofit terisolasi dalam menghilangkan amonium, fosfat, dan chemical oxygen demand (COD) masih terbatas. Studi tentang isolasi spesies bakteri endofit dari akar Lepironia articulata (Retz.) Domin dan Scirpus grossus L. saat ini juga terbatas. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis kinerja mandiri bakteri endofit yang diisolasi dari sistem akar L. articulata dan S. grossus selama fitoremediasi air limbah domestik.
Studi ini menganalisis potensi bakteri endofit yang diisolasi dari sistem akar L. articulata dan S. grossus. Kedua tanaman tersebut digunakan di lahan basah buatan untuk mengolah air limbah domestik. Empat isolat, yaitu Lap(1+2)1, Lap2, Lap3, dan Sc(1+2)2, diisolasi dari jaringan akar kedua tanaman. Semua bakteri endofit yang diisolasi diuji untuk menyisihkan amonium (konsentrasi awal: 3, 6, 12, dan 18 ppm), fosfat (konsentrasi awal: 1, 2, 5, dan 8 ppm) dan COD (konsentrasi awal: 1, 2, 5, dan 8 ppm) konsentrasi: 496±52, 525±47, 590±105, dan 616±119 mg/L) dari air limbah buatan.
Hasil menunjukkan bahwa semua bakteri endofit yang diisolasi dalam penelitian ini menunjukkan kinerja yang baik dalam menghilangkan amonium, fosfat, dan COD dari air limbah. Uji biodegradasi menunjukkan kinerja penyisihan amonium, fosfat, dan COD yang baik, mencapai 75,8% (oleh Sc(1+2)2), 58,3% (oleh Lap(1+2)1), dan 90,8% (oleh Lap3), selama 24 jam pengolahan. Di antara empat isolat, Lap(1+2)1 dan Lap3 diidentifikasi sebagai Bacillus cereus, Lap2 diidentifikasi sebagai Chromobacterium violaceum, dan Sc(1+2)2 diidentifikasi sebagai Enterobacter cloacae melalui identifikasi genomik 16s rRNA.
Sehingga, dapat disimpulkan bahwa bakteri endofit menunjukkan kinerja yang baik dalam penyisihan amonium, fosfat, dan COD. Temuan ini juga menunjukkan bahwa bakteri memainkan peran penting dalam fitoremediasi air limbah yang kaya bahan organik dan nutrisi. Peningkatan konsentrasi amonium dan fosfat secara negatif mempengaruhi efisiensi penyisihan. Semakin tinggi konsentrasi amonium dan fosfat, semakin rendah kinerja bakteri endofit. Tidak ada perbedaan signifikan yang ditemukan untuk penyisihan COD pada berbagai konsentrasi. Hal tersebut menunjukkan bahwa konsentrasi COD yang digunakan dalam penelitian ini tidak secara signifikan mempengaruhi metabolisme bakteri.
Penulis: Muhammad Fauzul Imron
Artikel dapat diakses pada: https://link.springer.com/article/10.1007/s13762-022-03926-1
