SIMBIOSIS Steinernema-Xenorhabdus

Xenorhabdus merupakan bakteri yang bersimbiosis dengan nematoda patogen seranga, khususnya dari genus Steinernema. Steinernema memiliki empat stadia sebelum dewasa, tetapi hanya stadia ketiga yang dapat bertahan di luar serangga inang dan dapat bergerak dari inang yang satu ke inang yang lain. Stadia ketiga juvenil ini sering disebut dengan juvenil infektif (JI). Juvenil infektif membawa sel bakteri Xenorhabdus di bagian anterior usus (intestine). Ketika juvenil infektif masuk ke dalam haemocol inang, sel bakteri di keluarkan. Bakteri berkembang biak dan memenuhi tubuh serangga melalui proses transfusi darah serangga, sehingga menyebabkan kematian serangga dengan gejala septikemia, biasanya dalam waktu 24-48 jam. Hasil perombakan jaringan serangga yang dijadikan makanan untuk Steinernema membantu perkembangbiakan Steinernema hingga menjadi juvenil infektif stadia ketiga kemudian berganti kulit sampai stadia keempat sebelum menjadi dewasa jantan dan betina dalam satu generasi. Setelah kawin, betina meletakkan telur dan menetas menjadi juvenil stadia pertama dan berganti kulit menjadi stadia kedua, ketiga, dan keempat. Juvenil stadia keempat berkembang menjadi jantan dan betina dewasa pada generasi kedua, begitu seterusnya. Steinernema berkembang biak secara ovovivipar, artinya telur menetas hingga menjadi beberapa stadia  di dalam tubuh induk betina.

Reproduksi Steinernema terus berlangsung sampai sumber nutrisi dalam tubuh inang habis. Biasanya terjadi dua sampai tiga generasi. Jika suplai makanan terbatas, telur dihasilkan oleh betina generasi pertama dan berkembang langsung menjadi juvenil infektif dan juvenil stadia kedua akhir berhenti makan serta berada di dalam vesikel bersama bakteri simbion, kemudian berganti kulit untuk tahap prainfeksif dan infeksif dengan mempertahankan kutikula sebagai selubung. Juvenil infektif kemudian meninggalkan inang untuk mencari inang yang baru. Juvenil infektif dapat bertahan tanpa makanan selama beberapa bulan sampai mendapatkan inang yang baru (Adams dan Nguyen, 2002). Siklus hidup sebagian besar Steinernema mulai dari menginfeksi sampai muncul JI generasi baru berkisar 7-10 hari.

Menurut Noël Boemare (2002), Xenorhabdus terjadi secara alami di dalam vesikel usus pada Steinernema fase juvenile infektif. Sel Xenorhabdus merupakan bakteri anaerobik fakultatif, berbentuk batang dengan ukuran 0,3-2 × 2-10 m, dan bersifat gram negatif. Suhu optimum untuk pertumbuhannya sekitar 28°C, namun beberapa strain mampu tumbuh pada suhu 40°C. Bakteri Xenorhabdus bereaksi katalase negatif dan tidak dapat merubah nitrat menjadi nitrit. Xenorhabdus hanya berasal dari lumen usus nematoda patogen serangga, terutama dari famili Steinernematidae.

Selama ini, Steinernema dianggap sebagai aktor utama penyebab kematian serangga hama. Namun, jika dikaji lebih dalam, sebetulnya yang paling berperan penting di balik kematian serangga adalah Xenorhabdus, bukan Steinernema yang sebetulnya hanya berperan sebagai agen pembawa (carier) agar Xenorhabdus dapat mencapai hemocol serannga. Xenorhabdus yang dilepaskan oleh Steinernema langsung mendegradasi dinding melalui peristiwa enzimatis. Xenorhabdus juga mampu mengeluarkan toksin yang dapat menginfeksi dan melumpuhkan serangga dalam waktu singkat. Webster et. al. (2002), menyebutkan bahwa Xenorhabdus mampu menghasilkan senyawa antibiotic, antimycotic, insektisidal, dan antiviral, dan toksin berupa xenorhabdin, xenorxides, xenocoumacins, nematophin dan derivatnya, isoflavonoids; genistein, hydroxystilbenes, nucleocides; puromycin, dan macrolides; maduromycin II. Mc. Inerney (1991) melalui penelitiannya menyatakan bahwa perlakuan pengumpanan Xenorhabdin 2 mampu menyebabkan 100% mortalitas Heliothis punctigera dengan dosis 150µg per cm² dengan LC₅₀ sebesar 59,5 µg per cm².

Xenorhabdus juga relatif mudah diisolasi dan dikembangbiakkan secara massal. Keunggulan-keunggulan Xenorhabdus ini menginspirasi penulis untuk mengkajinya lebih dalam dan selanjutnya dimanfaatkan sebagai agens pengendali hayati.

References:

Noël Boemare 2002. Biology, Taxonomy and Systematics of Photorhabdus and Xenorhabdus Taxonomy and Systematics. Pp 1-28 in: Parwinder S. Grewal, Ralf-Udo Ehlers, David I. Shapiro-Ilan (Eds), Nematodes as Biocontrol Agents. CAB International, Wallingford, Oxford

Webster, J. M., Genhui Chen, Kaiji Hu, dan Jianxiong Li. 2000. Bacterial Metabolites. Pp 99. in: R. Gaugler and H. K. Kaya (Eds), Entomopathogenic Nematode in Biological Control. CRC Press, Boca Raton, Florida

Adams. J. B. dan Khuong B Nguyen 2002. Taxonomy and Systematics. Pp 1-28 in: Parwinder S. Grewal, Ralf-Udo Ehlers, David I. Shapiro-Ilan (Eds), Nematodes as Biocontrol Agents. CAB International, Wallingford, Oxford