ASOSIASI ANTARA ALELOPATI DAN MIKORIZA DALAM INVASI BIOLOGI
CHRIS LEIWAKABESSY FIT A 362110031
MATERI POKOK BAHASAN PENDAHULUAN (SEJARAH DAN DEFINISI) BEBERAPA SENYAWA KIMIA ALELOPATI
INTERAKSI ALELOPATI DENGAN MIKORIZA CONTOH KASUS
I. PENDAHULUAN ALELOPATI
PENGETAHUAN LOKAL MASYARAKAT
OBAT-OBATAN TRADISIONAL
ETNOBOTANI
ETNOMEDISIN
BUDAYA MASYARAKAT
II. SEJARAH DAN DEFINISI Konsep alelopati merupakan konsep kuno dari peneliti klasik di Yunani dan Romawi.
Pengetahuan di bidang pertanian di Yunani dan Romawi: Enquiry into Plant (Historia Plantarum) (Theoprastus 1980) Liber de Agricultura (Cato 1979) De Re Rustica (Varro 1979) Georgics (Vergil 1989) De Re Rustica (Columella 1994) Naturalis Historia (Pliny 1938–1963)
Alelopati ditemukan di daerah Mediterania pada beberapa vegetasi tanaman pohon evergreen, shrubs and bushes Beberapa tanaman seperti Rue (Ruta graveolens L.) (Rutaceae) manjur untuk berbagai penyakit Olive trees (pohon Olive) (Olea europaea L., Oleaceae) Squill (Urginea maritima (L.) Baker),
Beberapa tanaman penghasil alelopati
SEJARAH DI CHINA Sejarah Alelopati di China kuno tercatat 2000 tahun lalu (Zhou 1998). Alelopati dilaporkan dalam sebuah buku China kuno: “Xiang Sheng Xiang Ke”. Deskripsi tanaman penghasil Alelopati “Fan Sheng Zhi Shu” (abad 1 SM) Alelopati (modern) dimulai pada tahun 1980-an Zhang and He (1981), Alelopati pada Lousewort (Pedicularis longiflora) Xin et al. (1986) melaporkan pengaruh alelopati secara in vitro pada tube-seedlings Salix siuzevii Yang et al. (1987) pertama kali diisolasi senyawa aktif alelokimia, harmaline dari Harmal (Peganum harmala)
“Hua Gan Zuo Yong” (Publikasi Alelopati dalam bahasa China)
Alelopati yang dihasilkan oleh mikroba jarang. Zeng et al. (2001a) bahwa Aspergillus japonicus menghasilkan asam F secalonic (SAF) menunjukkan gangguan terhadap proses fisiologi dan biokimia tanaman.
SAF mengurangi aktivitas superoksida dismutase, peroksidase dan meningkatkan kandungan malonilaldehid; menurunkan kandungan klorofil a dan b, dan laju fotosintesis (Zeng et al. 2001b).
Kata Alelopati (Allelopathy) berasal dari bahasa Yunani yaitu :
Allelon
= satu sama lain/bersama
Pathos
= menderita/sakit
Terminologi alelopati pertama kali oleh Mollisch, Austria (1937): “ Interaksi kimiawi diantara tanaman dan mikroorganisme”
Rice (1984), alelopati adalah pengaruh dari satu tanaman terhadap pertumbuhan tanaman dan mikroorganisme melalui pelepasan
senyawa kimia ke lingkungan.
“Alelopati” adalah fenomena biologi dimana organisme yang menghasilkan satu atau beberapa senyawa biokimia yang mempengaruhi pertumbuhan, survival, dan reproduksi organisme lain (Mallik 2008). Senyawa biokimia diketahui sebagai ‘allelochemicals” yang bersifat menguntungkan (positif) or merugikan (negatif) pengaruhnya terhadap organisme target. “Alelokimia” adalah subset dari metabolit sekunder; tidak hanya diperlukan dalam proses metabolisme (mis. pertumbuhan, perkembangan dan reproduksi). Alelopati sifat negatif yang berperan penting dalam pertahanan tanaman terhadap herbivora
Tidak menghasilkan hara, dapat disintesis pada beberapa bagian tanaman seperti di daun, batang, akar, kulit dan benih. Alelopati yang terlibat dalam sintesis senyawa bioaktif tanaman dikenal sebagai alelokimia yang mampu bekerja sebagai pestisida. Untuk pemecahan masalah : ketahanan tanaman, kesehatan, dan polusi terhadap lingkungan.
III, BEBERAPA KELOMPOK SENYAWA KIMIA ALELOPATI
A. Glukosinat Senyawa kimia dari metabolit sekunder yang mengandung Sulfur. Ditemukan pada ordo Caparrales sebagai senyawa organik Contoh :
Fahey et al. (2001) membagi Glukosinat dalam 10 kelompok berdasarkan kesamaan struktur R-moiety al:
Senyawa GSL dari kelompok Brassicae
B. Senyawa Fenolik Kelompok terbesar aktivitas sebagai alelopati. Ditemukan lebih banyak di dalam tanah. Senyawa ini dibedakan berdasarkan toksisitasnya.
Bukti bahwa senyawa fenolik terlibat sebagai alelopati masih kontroversial.
Kato-Noguchi (2004), meneliti Momilactone B pada padi sebagai senyawa alelopati sejati yang dipengaruhi oleh senyawa fenolik.
Senyawa ini bekerja mempengaruhi membran sel, transportasi hara dan air, fitohormon, enzim, fotosintesis, respirasi dan aliran karbon di dalam tanaman.
C. Terpenoid (alelokimia volatil) Senyawa ini diketahui mempunyai aktivitas inhibitor terhadap pertumbuhan dan perkecambahan benih Fisher (1986), diketahui ada 14 golongan monoterpena yang berasosiasi secara fitotoksik.
Aktivitas dari Sesquiterpena meliputi : Pertahanan hormon Penyerbukan Pertahanan herbivora Fitoaleksin dan Feromon
Contoh : Caryophylene, juvabione, vitrenal, spathulenol
D. Alkaloid
Kelompok metabolit sekunder sebagai alkaloid oleh Meissner ahli obat mengektraksi tanaman dengan asam encer. Awalnya 12000 senyawa alkaloid, tetapi hanya 600 yang ditemukan mempunyai sifat biokimia. Robert dan van Wink (1998), membagi alkaloid menjadi 4 kelompok yaitu : Turunan alkaloid dari senyawa asam amino (ornitin dan lisin) Alkaloid purin (xanthine, caffeine) Terpena diaminase (aconitin/diterpena) dan (solanine/triterpena) Alkaloid poliketida (coniine)
Senyawa alkaloid ditemukan pada famili Fabaceae, Aponycnaceae, Asteraceae, dan Borginaceae. Berperan penting sebagai pertahanan tanaman terhadap herbivora,
cendawan, virus, mikroorganisme dan persaingan antar tanaman. Beberapa
spesies
menghasilkan
tanaman
senyawa-senyawa
sebagai alkaloid
ephedrine, piperine, nicotine, dan gramine.
insektisida seperti
karena strychine,
Alkaloid yang bersifat fitotoksik :
E. Asam hidroksimat
Disebut asam hidroksimida siklik, merupakan bagian kecil dari kelompok benzoxazinon (6 cincin heterosiklik). Senyawa benzoxasolinone (BOA) (5 cincin) pertama kali dikenal
pada tanaman gandum hitam (rye). Merupakan senyawa pertahanan terhadap serangan serangga, mikroba
dan
tanaman.
Ditemukan
pada
tanaman
famili
Acanthaceae, Poaceae, Ranunculaceae, dan Scrophulariaceae (Sicker dan Schulz 2002).
(a) DIMBOA [2,4-dihydroxy-7-methoxy-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-one (b) DIBOA [2,4-dihydroxy-2H-1,4-benzoxazin-3-(4H)-one]
F. Flavonoid ; Flavone, Catechin, dan Kaempferol
G. Quinon : Juglone, Sorgoleone, Physcion, Emodin, dan asam rhodocladonic
H. Poliasetilen : Thiophene
INTERAKSI ANTARA ALELOPATI DENGAN MIKORIZA Invader berpotensi untuk menghambat mutualisme melalui senyawa fitokimia yang dihasilkan dari interaksi antara tanaman dan cendawan mikoriza. Spesies non mikoriza mengurangi kelimpahan populasi mikoriza. Vogelsang et al. (2005), lahan rumput di California yang diinvasi alelopati akan mengurangi secara signifikan kolonisasi cendawan mikoriza arbuskula (AM) daripada tdk diberi perlakuan
Infeksi mikoriza mempengaruhi struktur komunitas tanaman, bergantung kepadatan sistem perakaran dan persaingan tanaman menghasilkan senyawa alelokimia untuk menekan kolonisasi mikoriza
Koide dan Li (1991) melaporkan bahwa tiga spesies oldfield tahunan (Abutilon theophrasti Medic, Ambrosia arternisiifolia L.. dan Setaria lutescens (Weigel) Hubb.) yang diteliti. Ketiganya
diinfeksi dengan mikoriza Glomus etunicatum Becker & Gerd. Infeksi mikoriza meningkatkan kadar fosfor dan berat kering dari Abutilon dan Ambrosia, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap berat kering dan hanya kadar P yang meningkat pada Setaria.
Studi Kasus
Centauera maculosa
Sekresi senyawa alelokimia Catechin. Callaway et al (2004b). mempelajari interaksi antara C. maculosa dan beberapa rumput asli di Amerika Utara, serta tidak ada asosiasi dg mikoriza . Hasilnya : keberadaan mikoriza tidak berpengaruh positif dan negatif terhadap perkembangan C. maculosa, namun mikoriza memberikan keunggulan kompetitif atas Festuca idahoensis dan Koeleria cristata, tetapi merugikan bagi Pseudoroegnaria spicata.
C. maculosa memiliki kemampuan untuk mempengaruhi secara negatif keragaman komunitas cendawan tanah dan pengaruh ini tergantung pada kepadatan C. maculosa serta jarak dari akar tanaman yang menunjukkan bahwa peran dari eksudat akar
mungkin mempengaruhi hilangnya keragaman cendawan.
KESIMPULAN 1. Senyawa alelokimia yang dihasilkan oleh tanaman sangat penting karena pengaruhnya secara tidak langsung terhadap komposisi komunitas mikroba tanah dan stabilitas dari mikoriza. 2. C. maculosa memberikan bukti bagaimana kontribusi dari senyawa alelopati (alelokimia) untuk mendukung keberhasilan dari cendawan mikoriza dalam menginvasi tanaman. 3. Alelopati sangat berperan untuk ketahanan tanaman, kesehatan, dan polusi lingkungan.
