Perpustakaan Digital ITB

Laut dalam Indonesia yang didefinisikan lebih dalam dari 200 m, merupakan wilayah yang sangat luas namun masih minim eksplorasi, meskipun diketahui memiliki keanekaragaman mikroba tinggi dan potensi bioteknologi yang besar. Lingkungan ekstrem seperti tekanan hidrostatik tinggi, suhu rendah, minim cahaya, dan ketersediaan nutrisi yang terbatas membentuk komunitas bakteri dengan adaptasi unik yang berbeda dari mikroba laut dangkal. Minimnya data eksplorasi di wilayah barat laut Sumatra menjadikan kajian awal ini sangat penting untuk memahami struktur komunitas, dinamika ekologis, serta potensi taksa baru yang belum terdokumentasi. Penelitian ini bertujuan untuk mengkarakterisasi komunitas bakteri laut dalam menggunakan pendekatan metagenomik berbasis gen 16S rRNA full-length serta melakukan isolasi kultur bakteri psikrofilik yang teradaptasi pada suhu rendah sebagai upaya validasi keberadaan mikroba yang terdeteksi secara molekuler. Sampel diperoleh dari tiga stasiun laut dalam dengan variasi kedalaman, yaitu Stasiun 13, 14, dan 18. Pengambilan sampel dilakukan pada kolom air (permukaan, lapisan tengah, dan dasar) serta pada sedimen dengan ketebalan ±5 cm. DNA mikroba diekstraksi menggunakan ZymoBIOMICS™ DNA Miniprep Kit, diamplifikasi dengan primer universal 27F dan 1492R, kemudian disekuensing menggunakan platform Oxford Nanopore PromethION. Tahapan analisis bioinformatika mencakup basecalling, trimming, clustering, klasifikasi taksonomi menggunakan SILVA v138, serta perhitungan diversitas alfa dan beta melalui pipeline QIIME2 dan Epi2Me. Pendekatan kultivasi dilakukan menggunakan media Zobell Marine Broth/Agar 20% yang disesuaikan dengan karakteristik lingkungan oligotrofik, dan inkubasi dilakukan pada 4°C untuk memimik kondisi alami laut dalam. Hasil metagenomik menunjukkan adanya stratifikasi vertikal mikroba yang jelas pada Stasiun 13. Keanekaragaman mikroba meningkat seiring bertambahnya kedalaman, dengan indeks Shannon meningkat dari 1,75 pada permukaan menjadi 3,95 pada lapisan dasar. Pergeseran komposisi komunitas sejalan dengan perubahan kondisi lingkungan: Cyanobacteria mendominasi lapisan permukaan, kelompok heterotrofik seperti Proteobacteria dan Bacteroidota muncul pada lapisan tengah, sedangkan bakteri anaerob dan degradasi sulfur seperti Desulfobacterota dan Chloroflexi menjadi dominan pada lapisan dasar. Analisis sedimen memperlihatkan variasi horizontal antar stasiun. Stasiun 14 menunjukkan richness tertinggi (1209OTU) dan indeks Shannon terbesar, menandakan kompleksitas lingkungan yang lebih tinggi, sedangkan Stasiun 18 pada kedalaman >4500 m hanya memiliki richness 202 namun dengan evenness tinggi, mengindikasikan komunitas kecil yang stabil dan adaptif terhadap kondisi ekstrem. Upaya kultivasi berhasil memperoleh satu isolat psikrofilik dari dasar Stasiun 13. Hasil karakterisasi morfologi, pewarnaan Gram, dan sekuensing 16S rRNA menunjukkan kemiripan 92,06% dengan Rhodococcus fascians, mengindikasikan kemungkinan spesies baru atau garis keturunan bakteri laut dalam yang belum terdokumentasi dalam database referensi. Penelitian ini menunjukkan bahwa komunitas bakteri laut dalam barat laut Sumatra memiliki keragaman tinggi serta struktur komunitas yang dikendalikan oleh gradien lingkungan dan kedalaman. Integrasi pendekatan metagenomik dan kultivasi memberikan gambaran ekologis yang lebih menyeluruh dan membuka peluang untuk eksplorasi potensi bioteknologi dari mikroba laut dalam. Studi ini menjadi pijakan bagi eksplorasi multiomics lebih lanjut untuk mengungkap sumber daya genetik mikroba dari ekosistem ekstrem Indonesia.