Eksotoksin Bakteri Simbion Nematoda Patogen Serangga (NPS)

Eksotoksin Bakteri simbion NPS merupakan kompleks toksin yang disekresikan bakteri simbion NPS untuk membunuh serangga inang, setelah NPS berhasil penetrasi ke dalam tubuh inang. Eksotoksin berperan penting dalam menyediakan nutrisi dan reproduksi NPS. Jika dibandingkan dengan endotoksin yang dihasilkan oleh bakteri Bacillus thuringiensis, eksotoksin NPS memiliki kisaran serangga inang yang lebih luas, yaitu mampu mengendalikan serangga dari ordo Lepidoptera, Coleoptera, Homoptera, dan Dictyoptera dengan tingkat patogenitas yang tinggi (Bowen et al., 1998).

Berdasarkan hasil penelitian Mahar et al. (2005) eksotoksin yang diekstraksi dari Xenorhabdus nematophila mampu membunuh larva ulat ngengat lilin (Galleria melonella) sebesar 95% dalam waktu 4 hari. Eksotoksin ini diekstrak dari X. nematophilla yang berasal dari dalam tubuh G. melonella yang mati setelah 6 hari perlakuan menggunakan NPS Steinernema carpocapsae dengan mortalitas 93%. Untuk eksotoksin yang diekstrak dari Xenorhabdus nematophila dengan kepadatan sel sebesar 4x10 sel/ mL, mampu membunuh 100 % larva uji. Hal ini menunjukkan, ekstrak eksotoksin memberikan efek yang lebih kuat dan cepat terhadap mortalitas serangga uji. Selain itu berdasarkan penelitian Wartono dan Tri Puji (2009), eksotoksin Photorhabdus luminescens yang diperbanyak melalui medium LB, toksisitasnya mencapai 100% terhadap mortalitas larva uji.

Berdasarkan analisis sekuen gen bakteri Xenorhabdus dan Photorhabdus, kedua organisme memiliki gen toksin kompleks (tc) yang berada pada lokus yang berbeda. Kompleks toksin disusun oleh kelas protein yang berbeda bedasarkan kemiripan sekuen dan ukuran molekulnya, yaitu protein A (280 kDa), B (170 kDa), dan C (110 kDa). Protein A merupakan kelas protein yang paling bertanggung jawab terhadap sitotoksisitas bakteri berhadap serangga inang melalui pengikatan enzim-enzim sel tubuh serangga, sedangkan protein kelas B dan C berperan dalam meningkatkan sitotoksisitas protein kelas A  (Mahar et al., 2005).

Secara lebih spesifik, kompleks protein toksin pada Xenorhabdus adalah Xpt A2, Xpt B1, dan Xpt C1. Sedangkan kompleks protein toksin pada Photorhabdus adalah TcaA1, TcdB2, dan TccC3. Protein kelas B dan kelas C yang berasal dari Xenorhabdus maupun Photorhabdus dapat dibuat hibrid. Hibrid hasil kombinasi dari kedua bakteri simbion ini menunjukkan toksisitas yang lebih tinggi dibandingkan kompleks toksin dari masing-masing bakteri simbion (Sheets et al., 2011), sehingga diharapkan dapat meningkatkan patogenitas yang lebih tinggi sebagai bioinsektisida terhadap populasi serangga hama.