ISBN

ISBN 978-602-95471-0-8

Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

i

ISBN 978-602-95471-0-8

PROSIDING SEMINAR NASIONAL BIOLOGI XX DAN KONGRES PERHIMPUNAN BIOLOGI INDONESIA XIV

TIM EDITOR : Dr. Bayyinatul muchtaromah, drh., M.Si Dr. Bambang Irawan Dr. Eko Budi Minarno, M.Pd Romaidi, M.Si Dwi Suheriyanto, M.P Suyono, M.P Mahrus Ismail, S.Si

Jl. Gajayana No. 50 Telp. (0341) 558933 Malang 65144 UNIVERSITAS ISLAM NEGERI (UIN) MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG 24-25 JULI 2009

ii

Prosiding Bioteknologi

ISBN 978-602-95471-0-8

SAMBUTAN KETUA PANITIA PELAKSANA SEMINAR NASIONAL BIOLOGI XX DAN KONGRES PERHIMPUNAN BIOLOGI INDONESIA XIV Assalamualaikum Wr Wb. Pertama-tama kami sampaikan rasa syukur kepada Allah SWT, karena kita telah diberi kesempatan bertemu dalam acara Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres Perhimpunan Biologi Indonesia XIV pada tanggal 24 – 25 Juli 2009 di UIN Maulana Malik Ibrahim Malang. Seminar Biologi ini diadakan secara rutin setiap tahun, sedangkan acara Kongres Perhimpunan Biologi Indonesia setiap 2 tahun sekali. Seminar Biologi XX ini bertemakan Peran Biologi dalam Penyelamatan Biodiversitas Indonesia. Panitia bersyukur bahwa perhatian dan minat peserta untuk kegiatan ini cukup besar. Pada kegiatan tercatat peserta yang terdaftar adalah 600 peserta dari seluruh Indonesia: Papua, Sumatera (Padang), Sulawesi (Makassar), Kalimantan Barat, Kalimantan Selatan, Aceh, Jawa (Jakarta, Bogor, Bandung, Yogyakarta, Semarang, Surabaya, dan Malang). Jumlah ini merupakan rekor terbesar yang pernah ada dalam catatan kegiatan seminar dan kongres yang diadakan oleh Perhimpunan Biologi Indonesia (PBI) selama ini. Bersama ini kami mengucapkan terima kasih kepada: 1. Rektor Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang, sekaligus kami meminta Bapak untuk membuka secara resmi acara seminat ini. 2. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi dan Ketua Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. 3. Ketua Pusat Perhimpunan Biolologi Indonesia Bapak Prof. Dr. Rochadi Abdulhadi. 4. Pembicara tamu (Dr. Anida Haryatmo, Prof. Masayuki Sumida, Syaikh Abdullah Haikoni, Dr. Akira Kikuchi, Prof. Dr. Siti Salmah, Drs. Rozek Nursahid) 5. Sponsor Utama (Olympus, PT Fajar Mas Murni, Nikon PT New Module Int). 6. Panitia pengarah dan anggota panitia pelaksana, adik-adik mahasiswa UIN Maulana Malik Ibrahim yang telah bekerja keras sehingga terlaksananya acara seminar dan kongres ini.


iii

ISBN 978-602-95471-0-8

7. Semua pihak yang membantu terselenggaranya acara ini. 8. Semua peserta yang telah sudi meluangkan waktunya untuk mengikuti kegiatan ini. Akhirnya panitia mengucapkan selamat kepada seluruh peserta dan undangan, yang telah menghadiri kegiatan ini dan sampai berjumpa kembali pada kegiatan seminar biologi berikutnya.

Wassalamualaikum Wr Wb. Malang, 27 Juli 2009 Ketua Panitia

iv


ISBN 978-602-95471-0-8 PROSIDING BIOTEKNOLOGI DAFTAR ISI Pengujian Aktivitas Protein Antimikrobia dari Biji Melinjo (Gnetum gnemon L.) terhadap Beberapa Mikrobia Patogenik Tanaman..................................................................... 1

Najmi Indah, Tri Agus Siswoyo, SP., M.Agr., Ph.D , Dr. Tri Handoyo, SP. ..... 1 PENGUJIAN ANTIBAKTERI DARI MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS DAN RIMPANG JAHE TERHADAP B. SUBTILLIS, S. AUREUS, DAN P. AERUGINOSA ................ 2

Nani Radiastuti .................................................................................................... 2 UJI TOKSISITAS EKSTRAK ETANOL DAUN Gynura pseudochina (L.) DC TERHADAP SEL-SEL HATI MENCIT PUTIH JANTAN ................................................................. 8

Netty Marusin1, Armenia2 dan Prisca Ivan Kurniawati2 ..................................... 8

INDUKSI TUNAS ALBINO Ophiorrhiza communis L. MENGGUNAKAN KONSENTRASI TINGGI 6-BENZILAMINOPURIN SECARA IN VITRO ................................. 16

Netty W. Surya dan M. Idris ............................................................................. 16 CONSERVATION OF Fejervarya Cancrivora BY ARTIFICIAL REPRODUCTION ............. 17

Nia Kurniawan1,2, Daicus M. Belabut3, Hoi Sen Yong3 and Masayuki Sumida1 ............................................................................................ 17

EFEKTIVITAS BIOSURFAKTAN DAN SURFAKTAN SINTETIS DALAM BIODEGRADASI KOMPONEN AROMATIK SOLAR OLEH KONSORSIUM BAKTERI...... 23

Ni’matuzahroh 1*, Candra Dewi Agustin 1 dan Mulyadi Tanjung 2 .................. 23

PILIHAN PAKAN DAN TEMPAT BERTELUR HAMA BISUL DADAP (Quadrastichus erythrinae KIM) PADA TAJAR LADA .............................................................. 30

Nismah, Endang L. Widiastuti, dan Dasimah ................................................... 30 UJI EFIKASI ESTRAK DAUN GAMAL (Gliricidia maculata) TERHADAP IMAGO HAMA BISUL DADAP (Quadrastichus erythrinae).................................................................... 38

Nismah, Endang L. Widiastuti, dan Enita Sumiyani ........................................ 38 KONTRAKTILITAS PEMBULUH DARAH ARTERI EKOR TIKUS TERPISAH DENGAN ATAU TANPA ENDOTEL SETELAH PEMBERIAN EKSTRAK Scurulla oortiana (BENALU TEH) ........................................................................................................................................ 45

NOUR ATHIROH AS.,S.Si.,M.Kes ................................................................. 45 HUBUNGAN ANTARA INDEKS APOPTOSIS DENGAN DIAMETER TUBULUS SEMINIFERUS DAN BERAT TESTIS TIKUS AKIBAT PENYUNTIKAN KOMBINASI TESTOSTERON UNDEKANOAT (TU) DAN DEPOT MEDROKSI PROGESTERON ASETAT (DMPA) : KORELASI DENGAN AZOOSPERMIA ....................................................... 53

Nukman Moeloek*, Asmarinah*, Silvia W Lestari*, Lisbeth Pandjaitan** .... 53 ISOLASI PROMOTOR GEN BETA-ACTIN (β-actin) IKAN GURAMI (Osphronemus gouramy Lac.) ........................................................................................................................................... 54

Nuning Winaris1, Dwi Listyorini1*), Endang Suarsini1 .................................. 54 Morfologi kristal kalsium oksalat pada Amorphophallus campanulatus. ........................ 60

Nunung Harijati, Nurul Chairiyah, Sinta Duwi Kartika, Rian Handayani)* ..... 60

BAKTERI AMILOLITIK PENGHASIL BAHAN DASAR BIOPLASTIK ..................................... 67

Nur Arfa Yanti1,2), L. Sembiring2), S.Margino3) ............................................... 67

PENGEMBANGAN KULTUR CELL LINE SPODOPTERA LITURA DARI KULTUR SEL PRIMER EPITEL USUS LARVA DENGAN METODE MONOLAYER ........... 73

Nur Ducha* ....................................................................................................... 73


v

ISBN 978-602-95471-0-8 SKRINING ISOLAT TRICHODERMA UNTUK PENGENDALIAN PENYAKIT PADA TANAMAN KAPAS .................................................................................................................................. 80

Nurul Hidayah dan Titiek Yulianti ................................................................... 80 POTENSI INFUS DAUN TAPAK LIMAN (Elephantopus scaber) PADA SISTEM REPRODUKSI MENCIT (Mus musculus) Galur Balb C BETINA ............................................. 81

Nursasi Handayani* .......................................................................................... 81 AKTIVITAS ENZIMATIS AZOSPIRILLUM PADA SUBSTRAT ONGGOK DAN DEDAK......................................................................................................................................................... 92

Oedjijono, D. Ryandini, PM. Hendrati ............................................................. 92 Efek Leptin Terhadap Ekspresi ERK (Extracelular Regulated Kinase) dan Cyclin-B dalam Jalur MPF (Maturation Promoting Factor): Upaya Meningkatkan Kualitas Oosit Secara In-vitro.............................................................................................................................. 99

Pieter Kakisina 1, Gatot Ciptadi 2 , Rasjad Indra3, Sasmito Djati4 , Aulani’am4 dan Sutiman B Sumitro4................................................................. 99

POTENSI PENGEMBANGAN BENEFICIAL MICROBE ASAL TANAH KERING MASAM LAMPUNG TENGAH........................................................................................................... 100

Prihastuti ......................................................................................................... 100 ROFIL HORMON TETRAIODOTIRONIN DALAM PLASMA KAMBING BLIGON YANG DITRANSPORTASI SELAMA PERIODE TERTENTU .................................................. 101

Pudji Astuti 1), Sarmin 1), Asmarani Kusumawati 2), Claude Mona Airin, 1), Hera Maheshwari 3), Luthfiralda Sjahfirdi 4) ................................................... 101

ANATOMI PEMBENTUKAN PROTOCORM-LIKE BODIES (PLBs) HASIL KULTUR IN VITRO DAUN Phalaenopsis Blume........................................................................................... 115

Pipit marianingsih, Nisyawati, Susiani Purbaningsih ..................................... 115 OPTIMASI PENGEKANGAN BIOMASSA Azotobacter SEBAGAI PUPUK HAYATI GRANUL ................................................................................................................................................... 116

Priyo Wahyudi, Nurosid, Teguh Baruji dan Sih Parmiyatni ........................... 116 PEMAJANAN DENGAN MEDAN ELEKTROMAGNET TERUS MENERUS (CONTINUOUS EXPOSURE) PADA MENCIT STRAIN SWISS WESTER (Mus musculus L) : IMPLIKASINYA TERHADAP KONSENTRASI RADIKAL BEBAS DALAM SERUM ..................................................................................................................................... 124

Puji Sari*, Dwi Anita*, Yurnadi*, dan Ricky Wibisono** .......................... 124 POTENSI PIGMEN BETALAIN DI BIDANG PANGAN, FARMASI DAN KESEHATAN .......................................................................................................................................... 131

Retno Mastuti .................................................................................................. 131 EFEK PEMBERIAN BIJI JINTEN HITAM (Nigella sativa, L) PADA KADAR ENZIM TRANSAMINASE GOT DAN GPT HEPAR MENCIT (Mus musculus) YANG TERPAPAR KARBONTETRAKLORIDA ........................................................................................ 132

Retno Susilowati* ........................................................................................... 132 peningkatan kecepatan pertumbuhan embrio anggrek Vanda tricolor Lindl. pada medium diperkaya dengan ekstrak tomat ..................................................................... 133

Rindang Dwiyani1), Azis Purwantoro2), Ari Indrianto3) dan Endang Semiarti3), ........................................................................................... 133

PRODUKSI MALTODEKSTRIN BERBASIS PATI SECARA ENZIMATIK DAN UJI REAKSI TRANSGLIKOSILASI........................................................................................................... 140

Rita Dwi Rahayu, Joko Sulistyo & Achmad Dinoto ...................................... 140

vi


ISBN 978-602-95471-0-8 PEWARISAN GEN opaque 2 (o-2) PADA PERSILANGAN JAGUNG LOKAL MADURA (Zea mays L. cv. Guluk-guluk) DENGAN JAGUNG UNGGUL (Z. mays L. cv. Srikandi kuning) ..................................................................................................... 148

Rofiah1 dan Budi Setiadi Daryono2................................................................. 148

PERANAN MORFOLOGI SEMAI DALAM MENGIDENTIFIKASI JENIS TUMBUHAN BERHABITUS POHON ........................................................................................................................ 156

R.S. Purwantoro, Mudjahidin, Winda Utami Putri ......................................... 156 PENGEMBANGAN TERNAK KERBAU PENGHASIL DADIH DI SUMATERA BARAT 1) ................................................................................................................................................ 163

DR. Rusfidra, S.Pt 2)........................................................................................ 163

PERKEMBANGAN EMBRIO KAKAP MERAH Lutjanus sebae: SECARA ALAMI DAN DENGAN PERBEDAAN SUHU INKUBASI ..................................................................... 164

Regina Melianawati, Philip Teguh Imanto, Made Suastika............................ 164 PENGARUH PAPARAN BENZOPIRIN TERHADAP PENURUNAN SEL T SITOTOKSIK DAN PENINGKATAN PROGRESIVITAS KANKER MUKOSA USUS MENCIT ( Mus musculus,L)* ............................................................................................................ 171

Saikhu Akhmad Husen .................................................................................... 171 EKSISTENSI DNA-EBV DI DALAM SERUM DAN SALIVA SEBAGAI PENANDA UNTUK MEMANTAU TERAPI KNF ............................................................................................... 172

Soeharso Purnomo, Yurnadi*, Dwi Anita Suryandari* ................................. 172 BAWANG PUTIH (Allium sativum L.) SEBAGAI ANTIJAMUR TERHADAP JAMUR Pityrosporum ovale DAN BAHAN BAKU OBAT TERAPI KETOMBE................................. 178

Sri Hartin Rahaju............................................................................................. 178 KARAKTERISTIK MORFOLOGI DAN POTENSI REPRODUKSI DOMBA EKOR GEMUK SPESIFIK PULAU SEPUDI, MADURA .......................................................................... 179

Setiasih, A.Z. Zakariya, L. Nahdhia dan A. M. Abdurrahman .................... 179 ISOLASI, KARAKTERISASI DAN PRODUKSI SEL AZOTOBACTER SPP ............................ 187

Sih Parmiyatni, Nurosid dan Priyo Wahyudi .................................................. 187 KERAGAMAN GENETIK ISOLAT CENDAWAN ENTOMOPATOGENIK Beauveria spp YANG BERASAL DARI INANG BERBEDA ..................................................... 218

Sjafaraenan*, A. Masniawati*, TutikKuswinanti **, Sri Defryana Purwasari* ................................................................................. 218 STUDI EFEK BELAJAR TERHADAP DAYA INGAT MENCIT GALUR BALB C JANTAN SETELAH DIBERI PERASAN DAUN TAPAK LIMAN *) ........................................ 226

Sofia Ery Rahayu dan Susilowati **) ............................................................. 226 AKTIFITAS FAGOSIT MAKROFAG DAN HISTOPATOLOGI GINJAL IKAN KERAPU MACAN SETELAH DIBERI IMMUNOSTIMULAN SENYAWA AKTIF UBUR-UBUR DAN DIINFEKSI Vibrio harveyi ....................................................................................................... 232

Sri andayani * .................................................................................................. 232

BAWANG PUTIH (Allium sativum L.) SEBAGAI ANTIJAMUR TERHADAP JAMUR Pityrosporum ovale DAN BAHAN BAKU OBAT TERAPI KETOMBE................................. 239

Sri Hartin Rahaju............................................................................................. 239 PRODUK RAMAH LINGKUNGAN DAUN CIPLUKAN (Physalis angulata L.) ASAL RINJANI DAN KERINCI SEBAGAI BAHAN BAKU OBAT TERAPI KANKER ................ 247

Sri Hartin Rahaju............................................................................................. 247 PERAN ADHESIN PADA OUTER MEMBRANE PROTEIN Chlamydia pneumoniae DALAM DEGRADASI KOLAGEN TIPE-IV MELALUI AKTIVASI MAKROFAG DAN PENINGKATAN MMP-9 ..................................................................................................................... 255


vii

ISBN 978-602-95471-0-8

Sri Murwani*, Djanggan Sargowo**, Handono Kalim**, Mulyohadi Ali***, Ketut Muliartha****, Sumarno* ..................................... 255 MOTILITAS DAN MORFOLOGI SPERMATOZOA SETELAH IMUNISASI DENGAN PROTEN MEMBRAN SPERMATOZOA PADA KELINCI .......................................................... 262

Sri Puji Astuti Wahyuningsih1,*, Fedik A. Rantam2, Aucky Hinting3, Win Darmanto1................................................................................................ 262

PEMANFAATAN LIMBAH VIRGIN COCONUT OIL(VCO) SEBAGAI ANTI BAKTERI MENGGUNAKAN STARTER LACTOBACILLUS PLANTARUM AP1 ..................................... 269

Sri Purwaningsih, Achmad Dinoto dan Rita Dwi Rahayu .............................. 269 POLA HASIL AMPLIFIKASI DNA SAPI BALI INJIN MENGGUNAKAN PRIMER YANG DIRANCANG DARI GEN SRY ............................................................................................... 275

Sri Rahayu 1, S.B. Sumitro 1, T. Susilawati 2, Soemarno 3 ............................ 275

PENGARUH MEDIA FERMENTASI DAN KONSENTRASI ANTIMIKROORGANISME OLEH Fusarium nivale (Fr.) Ces. TERHADAP PERTUMBUHAN Absidia corymbifera (Cohn) Sacc. & Trotter .......................................... 276

Suciatmih ........................................................................................................ 276 POTENSI KONSORSIUM BAKTERI PEMBENTUK BIOFILM DALAM MENDEGRADASI Linier Alkylbenzene Sulfonat ....................................................................... 285

Suharjono1., Sutrisno2., Ayu Ashari1 .............................................................. 285

Pengamatan Pemijahan Induk Kerapu Macan (Epinephelus fussoguttatus) yang Dipemelihara pada Tangki Secara Terkontrol ....................................................................... 293

Suko Ismi ........................................................................................................ 293 KANDUNGAN KOTORAN WALET DIDUGA SEBAGAI PENCETUS PEMBENTUKAN WARNA MERAH PADA SARANG BURUNG WALET (Aerodramus fuciphagus) ................................................................................................................. 297

Sunu kuntjoro1, Tati S. Subahar2, A. Sjarmidi2............................................... 297

PENGARUH KELEMBABAN RUANGAN TERHADAP PEMBENTUKAN WARNA MERAH SARANG BURUNG WALET (Aerodramus fuciphagus) ......................................... 304

Sunu kuntjoro1, Tati S. Subahar2, A. Sjarmidi2............................................... 304

PENGANTAR ANALISIS URUTAN NUKLEOTIDA SALMONELLA TYPHI YANG RESISTEN TERHADAP KLORAMFENIKOL PADA PENDERITA TIFUS ABDOMINALIS DI KABUPATEN TUBAN .................................................................................... 311

Supiana Dian Nurtjahyani1) dan Retno Handajani2) ........................................ 311

TINGKAT SERANGAN BAKTERI Pseudomonas solanacearum PADA GALUR HARAPAN TEMBAKAU PADA BEBERAPA KETINGGIAN TEMPAT DI KABUPATEN TEMANGGUNG .......................................................................................................... 312

Supriyono dan Cece Suhara ............................................................................ 312 KAJIAN PENGARUH STRES TERHADAP DISTRIBUSI INTERLEUKIN-1β (IL-1β) PADA LAMBUNG TIKUS (Rattus norvegicus) STRAIN WISTAR ........................................ 313

Susiati, S.Si ..................................................................................................... 313 PRODUKSI FLAVAN-3-OL MELALUI KALUS CAMELLIA sinensis L : UNTUK MENGHAMBAT ADIPOSIT DAN INDUKSI APOPTOSIS ........................................................ 320

Sutini1, Indra, R.2, Tatik W3, Wahyu W4 , S.B. Sumitro5. ........................... 320 INDUKSI DAN MULTIPLIKASI TUNAS TUMBUHAN ANDALAS (Morus macroura Miq., var. Macroura) SECARA IN VITRO DALAM KONSERVASI PLASMA NUTFAH MASKOT FLORA SUMATERA BARAT .................................................... 321

Suwirmen dan M. Idris .................................................................................... 321 VARIASI GENETIKA IKAN NILA DI SUMATERA BARAT ...................................................... 329

viii


ISBN 978-602-95471-0-8

Syaifullah, Lusiana Tjandra ............................................................................ 329 ESTIMASI LAJU DAN FREKUENSI PEMBERIAN PAKAN PADA IKAN KERAPU BEBEK (Cromileptes altivelis ) DENGAN METODA LAJU PENGOSONGAN LAMBUNG . ............................................................................................................................................. 337

Tatam Sutarmat ............................................................................................... 337 POTENSI SELAGINELLA SEBAGAI ANTIOKSIDAN ................................................................. 342

Tatik Chikmawati, Andik Wijayanto, Miftahudin .......................................... 342 Karakterisasi dan Identifikasi Keragaman Genetika pada Jatropha curcas L. dari Beberapa Daerah di Indonesia dengan marker DNA AFLP................................................ 348

Teuku Tajuddin, Andreas Agustian, Wa Ode Hamsinah Bolu, Devit Purwoko, Retno Lestari, and Wahyu Purbowasito ............................... 348 INTERAKSI ANTARA DOSIS FUNGI MIKORIZA ARBUSKULA TERHADAP PERTUMBUHAN, KUANTITAS DAN KUALITAS HASIL TIGA KULTIVAR KEDELAI. ................................................................................................................................................. 349

Tien Turmuktini .............................................................................................. 349 PREDIKSI STRUKTUR SEKUNDER PEPC PADA TUMBUHAN LIDAH BUAYA ............. 361

Tigor Nauli ...................................................................................................... 361 Deteksi senyawa isoflavon dalam kalus kedelai (Glycine max (L.) Merr.) varietas Kaba setelah elisitasi dengan Mg, Cu dan Co............................................................................ 369

Tintrim Rahayu, .............................................................................................. 369 PENENTUAN FREKUENSI PEMBERIAN PAKAN PADA BEBERAPA UKURAN BENIH IKAN KAKAP MERAH, Lutjanus sebae BERDASARKAN PENGAMATAN TINGKAT LAJU CERNA ...................................................................................................................... 370

Titiek Aslianti, Afifah dan Daniar Kusumawati ............................................. 370 SKRINING ISOLAT TRICHODERMA UNTUK PENGENDALIAN PENYAKIT PADA TANAMAN KAPAS ............................................................................................................................... 376

Titiek Yulianti dan Nurul Hidayah ................................................................. 376 PENGAMATAN PERKEMBANGAN GONAD DAN PEMIJAHAN INDUK IKAN KUWE, Gnathanodon speciosus (Forsskall) HASIL BUDIDAYA (F1)............................... 383

Tony Setiadharma, Agus Prijono, Tridjoko dan Nyoman Adiasmara Giri ..... 383 DETEKSI DINI HOMOGENITAS SIKUEN DNA MENGGUNAKAN METODE SINGLE STRAND CONFORMATION POLYMORPHISM (SSCP) UNTUK PENELITIAN FILOGENETIKA MOLEKULER TUMBUHAN .............................................................................. 389

Topik Hidayat.................................................................................................. 389 SELEKSI BAKTERI AMILOLITIK PENGHASIL ASAM ORGANIK DARI TEPUNG SAGU BASAH MASAM ........................................................................................................................ 390

Tri Gunaedi1, S.Margino2, L. Sembiring dan R. Pratiwi3 ............................... 390

KAJIAN PENAMBAHAN STABILIZER PADA AMILASE DAN KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI PATI SINGKONG .............................................................................. 396

Trisanti Anindyawati, Ruth Melliawati dan Endang Sukara .......................... 396 DETEKSI CEMARAN Enterobacter sakazakii PADA SUSU FORMULA BAYI DAN SUSU MENTAH DI PROPINSI DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA................................. 397

Tri Yahya Budiarso1*, Noni Sukmawati1, Christine Rosmalinda Siregar1 ..... 397

KEANEKARAGAMAN STREPTOMYCES DARI RIZOSFER FAMILIA POACEAE YANG BERPOTENSI MENGHASILKAN ANTIBIOTIK TERHADAP Escherichia coli .... 403

Triastuti Rahayu*, Maryati**, Retno Ayu Puryantiningsih**........................ 403 KAJIAN POTENSI PROTEIN DAN METABOLIT BAKTERI ENDOFIT YANG MEMPUNYAI AKTIVITAS SEBAGAI ANTIBAKTERI ............................................................... 413


ix

ISBN 978-602-95471-0-8

ULFAH UTAMI ............................................................................................. 413 KARAKTERISTIK MARKA GENETIK DAERAH CYTOCHROME B SEBAGAI ACUAN KONSERVASI GENETIK HARIMAU SUMATERA ...................................................................... 414

Ulfi Faizah ....................................................................................................... 414 Protein 116 kDa Membran Spermatozoa Manusia bersifat conserved pada Spermatozoa Kambing dan Sapi.................................................................................................... 421

Umie Lestari1 .................................................................................................. 421 KERAGAMAN MIKOFLORA DAN SPESIES KAPANG KONTAMINAN DOMINAN PADA MAKANAN TRADISIONAL ,DENDENG IKAN ............................................................... 428 1 4

Utami Sri Hastuti, 2Permata Ika Hidayati, 3Tyas Laras Fatmawati, Farahdita Devi Maisaroh ............................................................................... 428

ISOLASI DAN IDENTIFIKASI, KAPANG ENDOFIT DARI Dendrobium crumenatum Sw. (ANGGREK MERPATI) .................................................................................... 436

Wibowo Mangunwardoyo1)*), Suciatmih2) dan Indrawati Gandjar1) ............. 436

OPTIMALISASI KULTUR Paramecium caudatum .................................................................. 443 DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI .......................................................................................... 443

Widowati Budijastuti*,Fida Rachmadiarti*dan Uswatun Hasanah** ............ 443 INOVASI PEMBELAJARAN STRUKTUR HEWAN PADA MAHASISWA BIOLOGI 2006 MATERI RANGKA MELALUI LESSON STUDI ............................................ 444

Widowati Budijastuti* dan Tjandrakirana* .................................................... 444 PERKEMBANGAN ANATOMI BINTIL AKAR TANAMAN KACANG HIJAU (Vigna radiata var. Betet) YANG DIINFEKSI Rhizobium phaseoli ................................................. 445

Wiwin Ulumil Jannah, Rinie Pratiwi Puspitawati Yuni Sri Rahayu ............... 445 IN VITRO GROWTH INHIBITION OF SOME GRAM NEGATIVE PATHOGENIC BACTERIA BY RHIZOME CRUDE EXTRACT OF CURCUMA PETIOLATA ROXB............ 450

Yan Ramona1,2, Komang Ayu Trisnayanti3 and I Nengah Sujaya2 ................ 450

ANALISIS POLA PITA GEN PARP-1 EXON 21 MENCIT JANTAN BALBc MELALUI TEKNIK PCR-RFLP AKIBAT PAPARAN FORMALIN1) ............................................................ 454

Yayuk Mulyati2), Sri Widyarti3), Miranti Ardhini4), M. Tamyis Ali Imron4), Anang Priambowo4) ........................................................................................ 454

PENGARUH INOKULAN Bacillus pantotheinticus PADA AKTIVITAS TOTAL MIKROBA TANAH DAN PERTUMBUHAN KEDELAI ( Glycine max L.Merr) var Baluran. ................................................................................................................................................... 455

Yuliar............................................................................................................... 455 KETIDAKTERLIBATAN ABA AKAR DALAM SIGNAL UNTUK PERTUMBUHAN DAUN YANG DIPICU OLEH INDUKSI NO3- ................................................................................. 461

Yuni Sri Rahayu .............................................................................................. 461 RESPONS TUNAS GAHARU (Aquilaria spp.) TERHADAP CENDAWAN (Acremonium) PADA MEDIA MISKIN NUTRISI DAN pH BERBEDA (Agarwood Shoot Response to Acremonium Isolate on Poor Nutrition and Different pH) ......... 462

Yupi Isnaini1), Meity S. Sinaga2), dan M.I.J.Umboh3) .................................... 462

PENGARUH KOMBINASI DOSIS MINIMAL DEPOT MEDROKSIPROGESTERON ASETAT DAN EKSTRAK CABE JAWA TERHADAP KONSENTRASI SPERMATOZOA SERTA PENINGKATAN KADAR HORMON TESTOSTERON TIKUS ....................................................................................................................... 469

Yurnadi*, Yoel Asmida**, Dwi Anita Suryandari*, Nukman Moeloek* ..... 469 VIBRIOSIS SEBAGAI SALAH SATU KENDALA DALAM BUDIDAYA IKAN LAUT DI KARAMBA JARING APUNG .............................................................................................................. 477

x


ISBN 978-602-95471-0-8

ZAFRAN ......................................................................................................... 477 AKTIVITAS ANTIPROLIFERASI EKSTRAK HASIL FERMENTASI ISOLAT BAKTERI ENDOFITIK TANAMAN Taxus sumatrana SECARA In Vitro .......................... 481

Zalinar Udin .................................................................................................... 481


xi

ISBN 978-602-95471-0-8 Pengujian Aktivitas Protein Antimikrobia dari Biji Melinjo (Gnetum gnemon L.) terhadap Beberapa Mikrobia Patogenik Tanaman. Najmi Indah, Tri Agus Siswoyo, SP., M.Agr., Ph.D , Dr. Tri Handoyo, SP. ABSTRACT Plant diseases are caused by pathogen affect crop, and are responsible for significant losses or decrease the quality and agriculture product. Their control relies mainly on chemical pesticedes. Generally the pest diseases the chemical pesticides was applied to the pathogen control. The effect of the chemical pesticides caused the environmental pollution and pathogen resistance, that’s was controlled by natural compound as the alternative solution. Isolation and purification with combination chromatography ion excange be obtained protein antimicrobial isolate from melinjo seeds (Gg-AMP) with molecular weight of about 12 kDa SDS-PAGE acrilamyde gel 15%. In vitro assay the isolate antimicrobial activities of Gg-AMP against plant pathogen including bacteria (gramnegative, gram-positive) and some fungi. In vivo potent antifungal activity was demonstrated on tomato fruits with the pathogen Fusarium oxysporum. These data suggest that the Gg-AMP could against plant pathogens (bacteria and fungi) according to in vitro and in vivo assay.

Key words : antimicrobial protein, melinjo seeds, plant pathogen


1

ISBN 978-602-95471-0-8 PENGUJIAN ANTIBAKTERI DARI MINYAK ATSIRI KULIT KAYU MANIS DAN RIMPANG JAHE TERHADAP B. SUBTILLIS, S. AUREUS, DAN P. AERUGINOSA Nani Radiastuti UIN Syarif Hidayatullah Jakarta ABSTRACT Many kinds of spice plants grow in Indonesia. Several of them is kayu manis (Cinnamomum burmani) and jahe (Zingiber officinale). This plants made as an essential oil and used as medicine, food, and beverage industries. Essential oil was compound easily evaporate, it can not be dissolved in water and source from plants. An essential oil had been isolasi using water desstilation method . The antibacterial activities of matter active were investigated by employing in vitro systems (growth inhibition assay) against B. subtilis, S. aureus, P aeruginosa. The result showed that antibacterial activity from kayu manis inhibition S. aureus, and P. aeruginosa, but not to B. subtilis for incubation 24,28 and 72 hours at the consentration of 1 ml essential oil of kayu manis. Jahe essential oil can retain the growth of the P. aeruginosa bactery at the consentration of 1 ml with incubation 24 hours but after 48 and 72 hours the bactery grow back with the number of colonies more 300 colonies. Jahe essential oil were not inhibition growth S. aureus, and B. subtilis bactery at time 24 until 72 hours because a number of more than 300 colonies grow . The Essential oil of kayu manis has been antibacterial activity against to S. aureus, and P. aeruginosa but the essential oil of jahe hadn’t antibacterial activity to B. subtilis, S. aureus, P. aeruginosa Key word: Antibacterial, Essential Oil

PENDAHULUAN Proses pengawetan pada pangan bertujuan untuk menghindari/mencegah serta menghambat pertumbuhan bakteri dalam pangan agar lebih tahan lama. Salah satu dari beberapa teknik pengawetan pangan adalah memberikan bahan tambahan pangan (BTP) untuk pengawetan, hal ini dilakukan dengan menambahkan suatu bahan kimia tertentu dengan jumlah tertentu yang diketahui memiliki efek mengawetkan dan aman untuk dikonsumsi manusia. Sejalan dengan berkembangnya industri pangan di Indonesia, pemakaian pengawet makanan terutama pengawet sintetik juga makin meningkat. Penggunaannya perlu diwaspadai dan dibatasi karena banyak di antaranya yang membahayakan kesehatan. Pengawet sintetik dilaporkan menimbulkan kanker bagi pemakainya. Oleh karena itu, perlu dicari alternatif pengawet lain yang lebih aman dan tidak membahayakan kesehatan manusia Selama ini berbagai jenis pengawet sering digunakan oleh para industri dalam pengolahan makanan. Berdasarkan penelitian bahan-bahan tersebut dapat menyebabkan dampak negatif terhadap kesehatan. Sebagai alternatif pemecahannya dapat digunakan bahan-bahan alami yang mempunyai kelebihan karena lebih aman untuk dikonsumsi. Minyak atsiri diantaranya minyak cengkeh, minyak kayu manis dan minyak jahe ternyata dapat sebagai antibakteri alami terhadap bakeri perusak makanan diantaranya Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, dan Pseudomonas aeruginosa. Keempat bakteri tersebut merupakan kelompok bakteri patogen penyebab keracunan makanan dan menyebabkan infeksi saluran pencernaan (Ardiansyah, 2005). Minyak atsiri merupakan cairan lembut, bersifat aromatik, dan mudah menguap pada suhu kamar. Minyak atsiri diperoleh dari ekstrak bunga, biji, daun, kulit batang, kayu, dan akar tumbuh-tumbuhan tertentu. Satu jenis minyak atsiri, umumnya memiliki beberapa khasiat berbeda, misalnya sebagai antiseptik dan antibakteri (Jay, 2000) 2


ISBN 978-602-95471-0-8 Beberapa spesies yang dikenal mengandung essential oil (minyak atsiri) berperan sebagai aktifitas antimikrobial, diantaranya eugenol dalam cengkeh, allicin dalam bawang putih, cinnamic aldehyde dalam kayu manis, allyl isothiocyanate dalam biji mostar, thymol dalam oregano. Kesemua ini dapat menstabilkan beberapa makanan yang diserang akibat kerusakan oleh mikroba (Jay, 2000). Beberapa tanaman yang digunakan sebagai bumbu masak dan juga mengandung minyak atsiri, perlu dilakukan pengujjian untuk mengetahui berapa lama kandungan antibakteri dalam bahan tanaman tersebut efektif dalam menghambat pertumbuhan bakteri yang mencemari makanan dan ternyata dapat menimbulkan penyakit. TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah apakah minyak atsiri kulit kayu manis, dan rimpang jahe memiliki efektivitas antibakteri sebagai pengawet makanan yang berfungsi sebagai penghambat pertumbuhan bakteri-bakteri penyebab kerusakan makanan, yang dapat digunakan sebagai alternatif pengganti bahan pengawet sintetik. Selain itu, pada penelitian ini ingin meneliti berapa besar laju pertumbuhan bakteri yang diuji terhadap berbagai jenis antibekteri minyak atsiri yang diujikan. CARA KERJA Preparasi Sampel Kulit kayu manis (Cinnamomum butmani) dan rimpang jahe (Zingiber officinale) dibersihkan dari pengotor dan dipotong-potong kecil-kecil kemudian dikeirngkan terlebih dahulu sampai kering terutama untuk rimpang jahe. Distilasi Sederhana Kayu Manis dan Jahe Sebanyak 50,00 gram. kulit kayu manis dan rimpang jahe yang sudah dikeringkan dimasukkan ke dalam labu distilasi 1000 mL yang telah diisi 500 mL akuadest. Tahap berikutnya labu distilasi diletakkan pada penangas listrik dan dipanaskan pada suhu 100 0C hingga mendidih selama 4 jam. Distilat yang dihasilkan ditampung menggunakan labu Erlenmeyer 200 mL. Hasil distilasi sederhana dilakukan pengulangan dan selanjutnya dipekatkan dengan cara menguapkannya menggunakan Rotary Evaporator vakum pada suhu 40 0C . hingga didapatkan distilat minyak atsiri kulit kayu manis dan rimpang jahe yang murni (bebas air). Persiapan Suspensi Sel Bakteri Biakan yang telah tumbuh pada agar miring NA ditambahkan dengan 5 ml akuades steril. Pengerikan dilakukan menggunakan ose, sehingga diperoleh suspensi spora, kemudian dikocok menggunakan vortex supaya homogen. Suspensi spora dimasukkan ke dalam erlenmeyer 100 ml steril. Pengujian Waktu Daya Hambat Antibakterial terhadap Bakteri Medium agar (NA) sebanyak 10 ml dicairkan dalam penangas air, kemudian didinginkan sampai suhunya kurang lebih 40º C. 1 ml berbagai minyak atsiri dengan berbagai konsentrasi ppm, 100 ppm, 75 ppm, dan 50 ppm dimasukkan ke medium agar, kemudian distirrer. Sebanyak 0,1 ml suspensi biakan bakteri (pengenceran 106) diteteskan ke dalam cawan petri steril. Medium agar dituangkan secara aseptik ke dalam setiap cawan petri yang sudah ditetesi suspensi biakan bakteri, diratakan dengan cara menggoyang dan dibiarkan mengeras. Biakan diinkubsi selama 24 jam, 48 jam dan 72 jam pada suhu kamar, kemudian di lakukan perhitungan jumlah koloni.


3

ISBN 978-602-95471-0-8 HASIL DAN PEMBAHASAN Efek minyak atsiri kulit kayu manis dalam menghambat pertumbuhan mikroba B. subtillis, S. aureus dan P. aeruginosa dapat dilihat pada gambar 1,2, dan 3. Selama pertumbuhan dengan menggunakan minyak kulit kayu manis terlihat bahwa hanya S. aureus dan P. aeruginosa tidak ada yang tumbuh selama waktu 24 jam pengamatan tetapi setelah waktu 24 jam, tetapi setelah 48 jam dan 72 jam terlihat adanya pertumbuhan koloni lebih dari 300 koloni. Pada bakteri B. subtillis selama waktu pengamatan 24,38,dan 72 jam telah terlihat pertumbuhan koloni yang melebihi dari 300 koloni. Hal ini dapat dikatakan bahwa kulit kayu manis hanya efektif untuk menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dan P. aeruginosa tetapi tidak pada B. subtillis.

Gambar 1. Laju Pertumbuhan P. aeruginosa pada minyak atsiri kulit kayu manis pada masa inkubasi 24, 48, dan 72 jam 300 250 200 jumlah koloni 150 100 50 0

24 48

24

48

72

72

t (jam)

Gambar 2. Laju Pertumbuhan S. aureus pada minyak atsiri kulit kayu manis pada masa inkubasi 24, 48, dan 72 jam

Gambar 3. Laju Pertumbuhan B. subtillis pada minyak atsiri kulit kayu manis pada masa inkubasi 24, 48, dan 72 jam

4


ISBN 978-602-95471-0-8 Perbedaan penghambatan ini pada kedua bakteri yaitu S. aureus dan P. aeruginosa mungkin dapat disebabkan konsentrasi 1 ml ekstrak minyak atsiri kulit kayu manis belum efektif untuk menghambat pertumbuhan kedua bakteri tersebut selama 48 dan 72 jam. Hal ini dikarenakan volume 1 ml belum mampu untuk menghambat bakteri tersebut selama 72 jam, oleh karena itu diperlukan volume yang lebih tinggi lagi untuk dapat menghambat pertumbuhannya. Semakin besar konsentrasi minyak atsiri kulit kayu manis yang diberikan makin besar pula daya hambatnya, dan semakin tinggi konsentrasi minyak atsiri kulit kayu manis, senyawa antimikroba yang dilepaskan juga semakin banyak sehingga tidak hanya menghambat pertumbuhan S. aureus dan P. aeruginosa akan tetapi sudah mampu menurunkan viabilitas selnya atau bersifat bakterisidal. Efektifitas minyak atsiri kulit kayu manis belum dapat menghambat laju pertumbuhan B. subtillis . Hal ini mungkin disebabkan pemberian volume 1 ml minyak atsiri kulit kayu manis belum cukup menghambat pertumbuhan mikroba B. subtillis. Karena konsentrasi yang diberikan berpengaruh terhadap keefektifan menghambat pertumbuhan mikroba, berarti jumlah zat antibakteri yang dikandung belum mampu menghambat pertumbuhan bakteri B. subtillis dengan mengganggu sistem pertahanan sel bakteri tersebut. Bacillus subtillis merupakan bakteri gram positif yang 90 persen dinding selnya terdiri dari lapisan peptidoglikan. Beberapa senyawa antimikroba termasuk antibiotika mampu mencegah sintesa peptidoglikan pada sel yang sedang tumbuh. Karena bakteri gram positif memiliki lapisan peptidoglikan yang tebal, maka bakteri ini lebih sensitif terhadap senyawa antimikroba tersebut (Fardiaz,1989). Menurut hasil penelitian Suherlan (1995) bahwa senyawa bioaktif antibakteri dari ekstrak Cinnamomum burmanii (kayu manis) yang dilakukan terhadap bakteri-bakteri Salmonella typhosa, Staphylococcus aureus, dan Escherichia coli menunjukkan aktivitas antibakteri paling kuat diberikan oleh fraksi n-heksan terhadap Salmonella typhosa dengan diameter zona hambat 14,2 mm. Pada penelitian ini minyak atsiri kayu manis dapat menghambat pertumbuhan S. aureus dan P. aeruginosa hasil ini menandakan bahwa jenis bakteri sangat penting sebagai salah satu alasan bahwa tidak semua bakteri uji sama pekanya terhadap suatu zat. Jadi perlu dievaluasi jenis bahan uji diantaranya sensitivitas, gram positif atau gram negatif, atau dilihat dari jenis bakteri uji yang berkaitan dengan jenis penyakit yang ditimbulkannya. Efek minyak atsiri rimpang jahe dalam menghambat pertumbuhan mikroba B. subtillis, S. aureus dan P. aeruginosa dapat dilihat pada gambar 4, 5,dan 6. Selama pertumbuhan dengan menggunakan minyak atsiri rimpang jahe terlihat bahwa hanya S. aureus dan B. subtilis mengalami pertumbuhan sebesar 138 koloni (46 %), selama 24 jam tetapi setelah 48 dan 72 jam pertumbuhan kedua bakteri tersebut mengalami peningkatan menjadi lebih dari 300 koloni, berarti minyak atsiri rimpang jahe hanya bersifat bakteriostatik selama 24 jam. Sedangkan P. aeruginosa dengan pemberian minyak atsiri rimpang jahe mengalami pertumbuhan maksimum yaitu lebih dari 300 koloni selama waktu 24, 48 dan 72 jam sehingga dapat dikatakan minyak atsiri rimpang jahe tidak menunjukkan efek antibakteri terhadap ketiga bakteri uji.


5

ISBN 978-602-95471-0-8 300 200

Jumlah koloni

24 jam 48 jam

100

72 jam

0 24 jam 48 jam

t (jam)

72 jam

Gambar 4. Laju Pertumbuhan P. aeruginosa pada minyak atsiri rimpang jahe pada masa inkubasi 24, 48, dan 72 jam

300 250 jumlah 200 24 jam

koloni 150 100 50 0

48 jam 72 jam

24 jam

48 jam t (jam)

72 jam

Gambar 5. Laju Pertumbuhan B. subtillis pada minyak atsiri rimpang jahe pada masa inkubasi 24,48, dan 72 jam

30 0 jumlah koloni

20 0 24 jam 48 jam 72 jam

10 0 0 24 jam 48 jam 72 jam t (jam)

Gambar 6. Laju Pertumbuhan S. aeureus pada minyak atsiri rimpang jahe pada masa inkubasi 24,48, dan 72 jam

Ketidakmampuan efektivitas antibakteri pada minyak atsiri rimpang jahe ada beberapa hal yang mempengaruhinya seperti kurangnya jumlah zat antibakteri terkandung dalam minyak atsiri rimpang jahe karena semakin tingginya konsentrasi zat antimikroba yang ditambahkan semakin besar pula daya bunuhnya. Sehingga untuk minyak atsiri rimpang jahe perlu dilakukan pemurnian zat antibakterinya. Selain itu disebabkan banyaknya komponen senyawa yang kurang aktif pada minyak atsiri rimpang jahe. Efektifitas dari suatu bahan pengawet antibakteri ditentukan oleh konsentransi dan jenis bahan pengawet. Makin tinggi konsentrasi zat aktif antibakterinya, makin besar afektifitasnya. Menurut (Supardi & Sukamto, 1999) umumnya bahan pengawet makanan hanya bersifat bakteriostatik, karena jumlah yang ditambahkan ke dalam makanan sangat kecil agar tidak berbahaya bagi kesehatan konsumen Minyak atsiri yang aktif sebagai antibakteri pada umumnya mengandung gugus fungsi hidroksil (-OH) dan karbonil. Turunan fenol berinteraksi dengan sel bakteri melalui proses adsorpsi yang melibatkan ikatan hidrogen. Pada kadar rendah terbentuk kompleks protein fenol dengan ikatan yang lemah dan segera mengalami peruraian, diikuti penetrasi fenol ke dalam sel dan menyebabkan prsepitasi serta denaturasi protein.

6


ISBN 978-602-95471-0-8 Pada kadar tinggi fenol menyebabkan koagulasi protein dan sel membran lisis (Parwata & Dewi, 2008). Menurut Nurcahyo bahwa kayu manis dan jehe berpotensi sebagai antioksidan dan antimikroba, aktivitas antimikroba minyak atsiri ini terhadap mikroba perusak dan patogen pada makanan. Hasilnya terlihat jelas dari aktivitas antimikroba yang sangat peka menghambat pertumbuhan Salmonella thypii (bakteri gram negatif penyebab tipus), Bacillus cereus dan Staphylococcus aureus (bakteri gram positif penyebab gangguan pencernaan). Namun bila dibandingkan dengan hasil penelitian ini bahwa minyak atsiri rimpang jahe lebih sensitive terhadap P. aeroginosa daripada Bacillus subtillis dan Staphylococcus aureus . Perbedaan ini dapat terjadi karena sumber bahan baku yang berbeda juga mempengaruhi daya antibakteri. Disini pentingnya sumber bahan baku yang standar, sehingga perlu informasi-informasi asal bahan baku, bagaimana cara menanam dan budidayanya, dan cara pengolahan setelah panen. Jika sumber bahan baku berbeda asalnya dapat mempengaruhi kandungan zat aktif dalam bahan baku tersebut, sehingga mempengaruhi pula daya aktibakterinya KESIMPULAN 1. Kulit kayu manis hanya efektif untuk menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dan P. aeruginosa selama 24 jam tetapi tidak pada Bacillus subtillis 2. Minyak atsiri rimpang jahe hanya efektif menghambat pertumbuhan pada P aeruginosa selama 24 jam tetapi tidak pada S. aureus dan B. subtilis


7

ISBN 978-602-95471-0-8 UJI TOKSISITAS EKSTRAK ETANOL DAUN Gynura pseudochina (L.) DC TERHADAP SEL-SEL HATI MENCIT PUTIH JANTAN Netty Marusin1, Armenia2 dan Prisca Ivan Kurniawati2 1. Jurusan Biologi, FMIPA Universitas Andalas Padang 2. Fakultas Farmasi Universitas Andalas Padang

ABSTRACT A hepatotoxicity of the ethanolic extract of Gynura pseudochina (L.) DC leaves on male mice has been done. The ethanolic extract was given orally once a day for three and seven conscecutive days at the doses of 100, 200, 350, and 700 mg/Kg body weight. Tween 80 2% was given to the control mice. The toxic effect of the ethanolic extract to the liver cells stained with Hematoxyllin-Eosin were observed using histopatology method. Some parameters were measured i.e. the percentage of central vein damage, the condition of hepatic cells, nucleus, sitoplasm, and sinusoids at proximal, middle, and distal parts of the liver. The ratios of liver weight to the body weight and its morfology i.e. colour and texture were also observed. Results showed that central vein of mice liver treated with etanolic extract of G. pseudochina was damaged ± 14 - 70% at given doses. Hepatic cells, nucleus, sitoplasm, and sinusoids were also injured. The injury of the proximal part of the liver was higher as compared to middle and distal parts. The ratios of liver weight to the body weight on the mice treated with lowest dose of the extract increased with time (p<0,05), but on the mice treated with large doses of the extract, these ratios were decreased with time (p<0,05). The colour and texture of mice liver treated with the extract were a little bit changed. From the data above, it is concluded that the ethanolic extract of G. pseudochina is toxic to liver cells. Key Word : ethanol extract of leaves, Gynura pseudochina (L.) DC., leaver cells, male mice, hepatotoxicity.

PENGANTAR Gynura pseudochina (L.) DC (famili Asteraceae) dikenal dengan nama daun dewa merupakan tumbuhan yang banyak digunakan dalam pengobatan tradisional (1, 2). Tumbuhan ini umumnya ditanam di pekarangan rumah sebagai tumbuhan obat yang hampir seluruh bagiannya dapat digunakan (3). Tumbuhan G. pseudochina mengandung alkaloid, saponin, flavonoid, minyak atsiri dan tanin. Bagian daun dari tumbuhan ini sering digunakan untuk mengobati berbagai penyakit seperti hipertensi, sakit jantung, kencing manis, rematik dan sakit ginjal. Selain itu, tumbuhan ini juga berkhasiat sebagai obat anti radang, penurun panas dan memiliki kemampuan menghambat pembekuan darah (1). Secara tradisional biasanya tumbuhan ini digunakan dengan merebus herba maupun umbi segar, kemudian air rebusannya diminum. Karena salah satu sifat tumbuhan ini adalah sedikit toksik maka penggunaannya tidak boleh berlebihan (4). Obat-obatan yang sering digunakan banyak yang dapat menyebabkan kerusakan pada sel-sel hati (5, 6, 7). Penelitian terdahulu melaporkan bahwa pemberian ekstrak etanol daun G. pseudochina dapat memperbaiki rasio berat organ ginjal dan jantung, tetapi memperbesar rasio berat organ hati dan paru-paru pada tikus diabetes (8). Selain itu juga dilaporkan bahwa ekstrak etanol daun G. pseudochina bersifat agak toksik dengan LD50 4516 mg/Kg bb, dan dapat menyebabkan penurunan fungsi dan rasio berat organ hati mencit (9).

8


ISBN 978-602-95471-0-8 TUJUAN Berdasarkan data diatas, terlihat bahwa obat tradisional mempunyai potensi untuk menghasilkan efek yang tidak diinginkan. Oleh karena itu, evaluasi terhadap efek yang tidak diinginkan itu penting dilakukan dalam usaha penemuan obat baru. Pada penelitian ini akan dilakukan uji toksisitas daun G. pseudochina pada organ hati. CARA KERJA Pengambilan dan Identifikasi Sampel Sampel daun G. pseudochina diambil di daerah Lubuk Alung, Padang. Tanaman ini diidentifikasi di Herbarium Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas, Padang dengan nomor koleksi Far/PS/03. Uji Kandungan Metabolit Sekunder Ekstrak kental ditambahkan air suling dan kloroform sama banyak masingmasing 10 mL lalu dikocok dan dibiarkan sampai terbentuk 2 lapisan kemudian dipisahkan. Lapisan air digunakan untuk uji senyawa flavonoid, fenolik dan saponin. Uji flavonoid dilakukan dengan cara menambahkan logam Mg dan HCl pekat, tes positif apabila terbentuk warna merah. Uji fenolik dilakukan dengan cara menambahkan FeCl3 dan apabila terbentuk warna biru dinyatakan positif mengandung fenolik. Uji saponin dilakukan dengan mengocok lapisan air kuat-kuat. Apabila terbentuk busa yang permanen selama 15 menit berarti positif saponin. Lapisan kloroform digunakan untuk uji triterpen dan steroid, caranya: lapisan kloroform disaring dengan kapas dan norit kemudian dibiarkan mengering diatas plat tetes, kemudian ditambahkan anhidrida asetat dan asam sulfat pekat. Apabila terbentuk warna merah berarti positif terpenoid, sedangkan apabila terbentuk warna biru atau hijau berarti positif steroid. Untuk uji alkaloid, maka ekstrak kental ditambahkan kloroform-amoniak 0,05N lalu ditambahkan H2SO4 2N, dikocok perlahan dan diambil lapisan asam, kemudian ditambahkan pereaksi Mayer. Apabila terbentuk endapan putih maka positif alkaloid (14). Penyiapan Hewan Percobaan Mencit putih jantan diaklimatisasi dalam ruangan penelitian selama 1 minggu dengan diberi makanan dan minuman yang cukup. Selama proses aklimatisasi berat badan mencit ditimbang. Mencit yang akan digunakan adalah mencit yang berada dalam keadaan sehat dan tidak mengalami perubahan bobot badan yang berarti (deviasi maksimum 10 %) serta secara visual menunjukkan perilaku yang normal (13). Pengujian Efek Toksis Daun G. pseudochina pada Mencit Normal Hewan percobaan dikelompokkan menjadi 5 kelompok, masing-masing kelompok terdiri dari 6 (enam) ekor mencit. Kelompok I merupakan mencit kontrol yang hanya diberi tween 80 2% sedangkan kelompok II, III, IV dan V adalah mencit yang diberi ekstrak etanol daun G. pseudochina dengan dosis 0,1; 0,2; 0,35; dan 0,7 g/Kg bb. Masing-masing kelompok dibagi menjadi 2 yaitu A dan B dimana kelompok A diberi ekstrak satu kali sehari selama 3 hari sedangkan kelompok B diberi ekstrak satu kali sehari selama 7 hari. Ekstrak diberikan satu kali sehari secara oral. Hari keempat dan kedelapan mencit dimatikan, kemudian diambil organ hatinya. Organ hati ini dibersihkan dari jaringan ikat, ditimbang untuk penentuan rasio berat, dicuci dengan NaCl fisiologis kemudian dilakukan pemeriksaan morfologis meliputi warna dan tekstur serta dipersiapkan untuk pembuatan preparat histology (11, 12). Pemeriksaan Mikroskopis Preparat Jaringan Hati Mencit


9

ISBN 978-602-95471-0-8 Pemeriksaan mikroskopis meliputi data kuantitatif dan data kualitatif preparat jaringan hati mencit. Sebagai data kuantitatif dihitung jumlah vena sentralis yang rusak pada satu lapang pandang dengan perbesaran 10 X 10. Untuk data kualitatif pada perbesaran 10 X 40 diamati bentuk vena sentralis (lingkaran utuh/terputus), sinusoid (utuh/membesar), hepatosit (teratur membentuk lempeng sel/tidak teratur), sitoplasma (cerah/keruh/bengkak), dan nukleus (bulat/mengecil/pecah/hilang). HASIL DAN PEMBAHASAN a. Kandungan Metabolit sekunder Ekstrak daun G. pseudochina Hasil uji kandungan metabolit sekunder memperlihatka hasil bahwa daun G. pseudochina mengandung saponin dan alkaloid (Tabel 1). b. Pengujian efek toksis daun G. pseudochina pada organ hati mencit Rasio berat organ hati mencit Pada mencit kontrol, mencit yang diberi ekstrak dosis 100 dan 200 mg/Kg bb terlihat bahwa dengan bertambahnya lama pemberian maka rasio berat organ hati mencit semakin besar, sedangkan pada mencit yang diberi ekstrak dosis 350 dan 700 mg/Kg bb terlihat bahwa rasio berat organ hati mencit semakin menurun dengan bertambahnya lama pemberian (Tabel 2). Morfologi organ hati mencit Warna organ hati mencit pada pemberian ekstrak dosis kecil dan lama pemberian yang singkat terlihat lebih pekat daripada kontrol. Sedangkan pada pemberian ekstrak dosis besar warna organ hati mencit terlihat dari merah pucat sampai merah pekat. Tekstur organ hati mencit terlihat dari licin menjadi berbintik-bintik hitam dan berbintikbintik merah Pengamatan histopatologi terhadap organ hati mencit a. Vena sentralis pada hati mencit kontrol melingkar secara utuh dengan sel-sel endotelium yang tersusun rapat. Pemberian ekstrak menyebabkan lisis pada sel endotelium sehingga lingkaran vena sentralis mulai terputus sedikit kemudian terputus sebagian. Dengan meningkatnya dosis lingkaran vena sentralis mulai terputus pada beberapa bagian dan akhirnya lingkaran vena sentralis menjadi tidak jelas. (Gambar 1-5). b. Hepatosit pada hati mencit kontrol terlihat teratur membentuk lempengan-lempengan sel dan tersusun mengelilingi vena sentralis. Pemberian ekstrak menyebabkan hepatosit mulai tidak teratur dan dengan meningkatnya dosis hepatosit semakin tidak teratur, tidak lagi tersusun secara radier dan batas antara satu sel dengan sel yang lain tidak jelas lagi (Gambar 1-5). c. Nukleus pada hati mencit kontrol terlihat bulat dan dikelilingi oleh membran sel sehingga batas sel terlihat jelas. Pemberian ekstrak menyebabkan nukleus tidak lagi bulat, mulai mengecil, kemudian pecah dan menghilang. Membran sel juga mulai hilang dan menimbulkan nekrosis pada sel (Gambar 1-5). d. Sitoplasma pada hati mencit kontrol terlihat cerah dan jernih. Pemberian ekstrak menyebabkan sitoplasma menjadi keruh, kemudian bengkak dan akhirnya pecah (Gambar 1-5). e. Sinusoid pada hati mencit kontrol terlihat utuh dengan bentuk pipih dan berada diantara lempengan-lempengan hepatosit. Pemberian ekstrak mengakibatkan membesarnya rongga sinusoid (Gambar 1-5).

10


ISBN 978-602-95471-0-8 Persentase kerusakan vena sentralis pada organ hati mencit bagian pangkal Terdapat pengaruh interaksi perlakuan dan waktu terhadap persentase kerusakan vena sentralis pada organ hati mencit bagian pangkal (p < 0,05). Persentase kerusakan vena sentralis terus meningkat seiring dengan bertambahnya dosis dan lama pemberian. (Gambar 6). Persentase kerusakan vena sentralis pada organ hati mencit bagian tengah Terdapat pengaruh interaksi perlakuan dan waktu terhadap persentase kerusakan vena sentralis pada organ hati mencit bagian tengah (p < 0,05). Persentase kerusakan vena sentralis terus meningkat seiring dengan bertambahnya dosis dan lama pemberian. (Gambar 7). Persentase kerusakan vena sentralis pada organ hati mencit bagian tepi Terdapat pengaruh interaksi perlakuan dan waktu terhadap persentase kerusakan vena sentralis pada organ hati mencit bagian tepi (p < 0,05). Persentase kerusakan vena sentralis terus meningkat seiring dengan bertambahnya dosis dan lama pemberian. (Lampiran Gambar 8). KESIMPULAN Ekstrak etanol daun G. pseudochina bersifat toksik terhadap organ hati mencit terutama pada bagian pangkal hati. Secara mikroskopis, vena sentralis paling mudah mengalami kerusakan dibandingkan dengan hepatosit dan sinusoid dimana kerusakannya hampir merata disetiap bagian hati. Kerusakan vena sentralis sudah terlihat nyata pada dosis 100 mg/Kg bb sedangkan kerusakan pada sel-sel hati mencit terlihat nyata pada dosis besar dari 200 mg/Kg bb. Lama pemberian ekstrak etanol daun G. pseudochina sangat berpengaruh terhadap efek toksik yang ditimbulkannya pada organ hati mencit. KEPUSTAKAAN Dalimartha, S., Atlas Tumbuhan Obat Indonesia, Trubus Agriwida, Jakarta, 2001 Hargono, D., Menemukan Tumbuhan Yang Bernama Sambung Nyawa, Bulletin Dirjen POM:21(2), 1998 Muchlisah, F., Taman Obat Keluarga, Penerbit Swadaya, Jakarta, 2001 Dalimartha, S., 96 Resep Tumbuhan Obat Untuk Rematik, Penebar Swadaya, Jakarta, 2001 Lu, Frank C., Toksikologi Dasar-Asas, Organ Sasaran dan Penilaian Resiko, Edisi II, Penerjemah E. Nugroho, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta, 1995 Dwiyanti, Y., Histologi Hepar Mencit Putih (Mus Muculus) Betina Akibat Pemberian Parasetamol, Skripsi S1, Jurusan Biologi FMIPA Universitas Riau, Pekan baru, 2003 Mariani, V., Uji Hepatotoksik Alupurinol Terhadap Mencit Secara Histologi dan Penurunan Efek Tidur, Skripsi S1, Jurusan Farmasi FMIPA Universitas Andalas, Padang, 1999 Rendowati, A., Uji Efek Antidiabetes Ekstrak Etanol Daun Gynura pseudochina (L.) DC., Skripsi S1, Jurusan Farmasi FMIPA Universitas Andalas, Padang, 2002 Adha, E.H., Uji Toksisitas Ekstrak Etanol Daun Dewa (Gynura Pseudochina (L.) DC Pada Mencit Putih Jantan, Skripsi S1, Jurusan Farmasi FMIPA Universitas Andalas, Padang, 2003 Junqueira, L.C., J. Carneiro, and R.O. Kelley, Histologi Dasar, Edisi VIII, Alih Bahasa J. Tambayong, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, 1997 Humason, G.L., Animal Tissue Techniques, Edisi III, W.H. Freeman and Company, San Fransisco, 1971


11

ISBN 978-602-95471-0-8 Manus, J.F.A. and R.W. Mowry, Staining Method Histologic and Histochemical, A Hoeber International Reprint, New York, 1964 Farmakope Indonesia, Edisi IV, Departemen Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta, 1995 Harborn, J.B., Metoda Fitokimia, Edisi III, diterjemahkan oleh K. Patmawinata dan I. Soediro, ITB, Bandung, 1987 Lampiran Tabel 1. Hasil Uji Pendahuluan Kandungan Metabolit Sekunder dari Daun G. pseudochina (+ = ada dan - = tidak ada). No. Kandungan Kimia Pereaksi Hasil 1

Alkaloid

Mayer

+

2

Flavonoid

HCl/Mg

-

3

Fenolik

FeCl3

-

4

Saponin

Kocok/busa

+

5

Steroid/Terpenoid

Lieberman-Bouchard

-

Tabel 2. Pengaruh Perlakuan dan Waktu Terhadap Rasio Berat Organ Hati Mencit Putih Jantan (SE = Standar Deviasi, SE = Standar Eror). Rasio Berat Organ hati Rata-rata ± SD Perlakuan Hari ke-4 Hari ke-8 Rata-rata ± SE Kontrol 0,05517 ± 0,06253 ± 0,05885 ± 0,001700 0,001026 0,001267 Dosis 100 mg/kg BB 0,05300 ± 0,06193 ± 0,05747 ± 0,002666 0,004590 0,005066 Dosis 200 mg/kg BB 0,05630 ± 0,07320 ± 0,06475 ± 0,005563 0,003913 0,015320 Dosis 350 mg/kg BB 0,06137 ± 0,06080 ± 0,06108 ± 0,002091 0,000462 0,008073 Dosis 700 mg/kg BB 0,06977 ± 0,06083 ± 0,06530 ± 0,003082 0,008303 0,003700 Rata-rata ± SE 0,05912 ± 0,06386 ± 0,001892 0,002199

1 2

3

4

12


ISBN 978-602-95471-0-8 Gambar 1. Foto mikroskopis jaringan hati kontrol (400 X) 1. Vena Sentralis; 2. Hepatosit; 3. Endotelium; 4. Sinusoid dinding pembuluh vena sentralis masih utuh dengan sel endotelium yang tersusun rapat. Sel-sel hati terlihat jelas, tersusun normal dan utuh.

3

1

2

Gambar 2.

Foto mikroskopis jaringan hati dosis 100 mg/Kg bb hari ke-8 (150 X) 1. Vena sentralis ; 2. Hepatosit, 3. Nekrosis dinding pembuluh vena sentralis tidak utuh, sel-sel endotelium mulai lisis, hepatosit mulai tidak teratur, nukleus mengecil dan hilang.

3

1

2 Gambar 3. Foto mikroskopis jaringan hati dosis 200 mg/Kg bb hari ke-8 (400 X) 1. Vena sentralis; 2. Endotelium lisis; 3. Sel-sel radang dinding pembuluh vena sentralis tidak utuh, sel-sel endotelium lisis, hepatosit tidak teratur, membran ada yang hilang, nukleus ada hilang.

3

1

4

2

Gambar 4. Foto mikroskopis jaringan hati dosis 350 mg/Kg bb hari ke-8 (400 X) 1. Vena sentralis; 2. Endotelium lisis; 3. Karyolisis; 4. Sinusoid dinding


13

ISBN 978-602-95471-0-8 pembuluh vena sentralis tidak utuh, sel-sel endotelium lisis, nukleus hilang, sitoplasma keruh, sinusoid mulai membesar.

1

Gambar 5. Foto mikroskopis jaringan hati2 dosis 700 mg/Kg bb hari ke-8 (320 X) 1. Vena sentralis; 2. Nukleus mengecil dan hilang dinding pembuluh vena sentralis tidak jelas, sel-sel endotelium lisis. hepatosit tidak teratur, membran dan nukleus hilang (daerah kosong), sinusoid membesar.

Persentase Kerusakan

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4

8

Dosis 100 mg/kg BB Dosis 200 mg/kg BB Dosis 350 mg/kg BB Dosis 700 mg/kg BB

Waktu (hari)

Gambar 6.

Histogram hubungan antara perlakuan dan waktu terhadap persentase kerusakan vena sentralis rata-rata pada organ hati bagian pangkal mencit putih jantan

Persentase Kerusakan

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0


4

8 Waktu (hari)

14


ISBN 978-602-95471-0-8 Gambar 7.

Histogram hubungan antara perlakuan dan waktu terhadap persentase kerusakan vena sentralis rata-rata pada organ hati bagian tengah mencit putih jantan

Persentase kerusakan

80 70 60 50 40 30 20 10 0 4

8


Waktu (hari)

Gambar 8.

Histogram hubungan antara perlakuan dan waktu terhadap persentase kerusakan vena sentralis rata-rata pada organ hati bagian tepi mencit putih jantan.


15

ISBN 978-602-95471-0-8 INDUKSI TUNAS ALBINO Ophiorrhiza communis L. MENGGUNAKAN KONSENTRASI TINGGI 6-BENZILAMINOPURIN SECARA IN VITRO Netty W. Surya dan M. Idris Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas, Padang - Sumatera Barat ABSTRACT The research about in vitro albino shoot induction of Ophiorrhiza communis L. in Murashige-Skoog (MS) medium with added 6-Benzilaminopurine (BAP) at high concentration level had been done with nodus as explants. Nodus treated on MS medium with BAP at 3-8 mg/L concentration level. Research was observed with descriptive methode to explant shoot multiplication ability and albino shoot formation, percentage of explant that resulted albino shoot, albino shoot growth ability at subcultured medium and ability to maintain of albino characteristic. The result showed that BAP concentration can promote new shoots initiation where BAP concentration up to 4 mg/L showed albino shoots formation. BAP concentration at 5 mg/L was the most significant concentration to induce albino shoot formation where 50% sample resulted albino shoots. Albino shoot subcultured on the same medium showed high rate multiplication of albino shoot and also the normal shoot resulted because of faster shoot growth than other albino shoots. Key word : Ophiorrhiza communis L., albino shoot, 6-Benzilaminopurine (BAP), induction, multiplication, Murashige-Skoog (MS) medium.

16


ISBN 978-602-95471-0-8 CONSERVATION OF Fejervarya Cancrivora BY ARTIFICIAL REPRODUCTION Nia Kurniawan1,2, Daicus M. Belabut3, Hoi Sen Yong3 and Masayuki Sumida1 1

Institute for Amphibian Biology, Graduate School of Science, Hiroshima University, Higashihiroshima 739-8526, Japan 2 Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Brawijaya University, Malang, Indonesia 3 Institute of Biological Sciences, Faculty of Science, University of Malaya, Kuala Lumpur, Malaysia ABSTRACT The crab-eating frog, Fejervarya cancrivora is the common frog spesies in rice field that is usually harvested for human comsumption. The problems are the frog legs exploitation human consumption and the way for mass production of F. cancrivora population. In this study, we used 5 females and 3 males from Tanjung karang, Selangor, Malaysia to breed artificially and conserve the natural population of this species. Ovulation was induced by injecting bullfrog pituitaries into the female body cavity. Female eggs were inseminated with prepared male sperms. Tadpoles were fed on boiled spinach. The survivalibility was counted on total eggs at the stages of normal cleaved eggs, tail-bud embryos, hatched tadpoles, feeding tadpoles, 30-day-old tadpoles, and metamorphosed frogs. The results show that total number of fertilized eggs was 2,884 from 5 mating combination, and the number and percentage gradually decreased as follows: normal cleavage eggs 2,750(95%), tailbud embryos 2,111(73%), hatched tadpoles 1,798(62%), feeding tadpoles 1,586(55%), 30-day-old tadpoles 1,201(42%), and metamorphosed frogs 1,016 (35%). In this study, we have possibility to artificially produce and release the offspring to the nature, and finally conserve the natural population in the future. Key words: Conservation, Fejervarya cancrivora, artificial, reproduction

INTRODUCTION Rice fields are the integrated landscape throughout most of the subtropical and tropical countries. Rice field as a habitat contains many kinds of fauna including amphibians. Fejervarya cancrivora is one of eight amphibian species found on rice field in Malang, Java, Indonesia (Kurniawan et al., 2005). According to Frost (2007), the crabeating frog, F. cancrivora is one of the most widely distributed frog species in the Asian region extending from Guangxi and the northeastern coast of Hainan Island, China; Vietnam; Andaman and Nicobar Islands, India; Peninsular Thailand, Malaya and Singapore through the Greater Sundas to the Philippines and the Lesser Sundas as far as Flores. It has been introduced also to Sorong and Jayapura, Papua, Indonesia. After India and Pakistan banned frog legs exports in 1985, Indonesia became one of the world’s largest exporters of frogs’ legs for consumption as food. The majority of the frogs caught in natural habitat on the Java Island are predominantly the crab-eating frog Fejervarya cancrivora (75%), and the giant Javan frog Limnonectes macrodon (19%). In Indonesia an annual mean of exported froglegs during 1999-2002 was 3,831 tonnes of 100 million frogs with total value US$ 11.493-15.324 million. Now frog legs export from Indonesia has been conducted to the 36 jurisdictions from 1969 to 2002. Ten of these were in Asia (China, East Timor, Hong Kong, Japan, Malaysia, Pakistan Singapore, South Korea, Taiwan and Vietnam,); two in the Middle East (Bahrain and Egypt); 14 were in Europe (Austria, Belgium and Luxembourg, Bulgaria, Czech Republic, Denmark, Finland, France, Germany, Italy, Netherlands, Spain, Sweden, Switzerland, and the UK); four were in Latin America and the Caribbean (Brazil, Ecuador, Mexico, and Bahamas); two in North America (USA and Canada) and at least


17

ISBN 978-602-95471-0-8 four in Pacific countries (Australia, Papua New Guinea, New Caledonia and other countries in Oceania) (Kusrini and Alford, 2006). Veith et al. (2000) found that all frogs of frozen legs shipped to European country from Indonesia were documented as L. macrodon, F. limnocharis, F. cancrivora and R. catesbiana, but most of them belonged to F. cancrivora. It means an exploitation of only F. cancrivora from the field for export. Among above references, we could find two problems. The problems are frog legs export for human consumption and the way for mass production of F. cancrivora population. We proposed artificial breeding and conservation of these rice field frogs to multiply the frogs’ numbers in the field. The aims of this study are to exploit the frog legs without reducing natural population, and to stabilize also conserve the frogs` population in the rice field by frog’s artificial reproduction. MATERIAL AND METHODS Artificial breeding was conducted using rice field frogs by artificial insemination according to the methods of Kawamura et al. (1980). We used 5 females and 3 males from Tanjung karang, Selangor, Malaysia. Mature female frogs were injected (via the body cavity) with saline solution containing pituitary of Rana catesbeiana. The injection were done at different dose of pituitary gland, depend on female frogs’ weight. A sperm suspension was made by crushing a testis removed from each male then put into a small volume of distilled water. After ovulation, eggs were stripped from the females, placed on glass slides, and fertilized with the sperm suspension after confirmation of sperm motility under a microscope. After fertilization, tadpoles were reared first in a glass Petri dish and later on in a cement tank until metamorphosed phase. Tadpoles were fed on boiled spinach and metamorphosed frogs were fed on cricket (Djong et al., 2007; Islam et al., 2008; Sumida et al., 2007). Tadpoles survialibility were counted on total eggs (eggs), normal cleaved eggs (cleavage), tail-bud embryos (tail-bud), hatched tadpoles (hatched), feeding tadpoles (feeding), 30-day-old tadpoles (30-day-old), and metamorphosed frogs (metamorphosed). RESULTS The developmental capacity of F. cancrivora is shown in Table 1. We divided the group of artificial reproduction into five series. The percentage of eggs cleaved normally is around 94%, ranging from 87-100%. The percentage of normal tail-bud embryos is around 73%, ranging from 33-89%. The percentage of normally hatched tadpole is 62%, ranging from 33-89%. The percentage of normally feeding tadpole is 55%, ranging from 14-82%. The percentage of normally 30-days-old tadpole is 42%, ranging from 14-72%. The percentage of metamorphosed frogs is 35%, ranging from 13-62%. The survival curve of F. cancrivora is shown in Fig. 1. Table 1. Developmental capacity of Fejervarya cancrivora from Selangor, Malaysia

Seri No. No. of of normal eggs cleavage eggs (%) Female Male Parent

No. of normal tail-bud embryos (%)

No. of normally hatched tadpoles (%)

No. of normally feeding tadpoles (%)

No. of normal 30 days old tadpoles (%)

No. of metamorphosed frogs (%)

Sela.1 Sela.1 1

507

471 (93)

449 (89)

450 (89)

418 (82)

146 (29)

129 (25)

Sela.2 Sela.1 2

465

405 (87)

154 (33)

149 (32)

67 (14)

67 (14)

62 (13)

18


ISBN 978-602-95471-0-8 Sela.3 Sela.1 3

468

425 (91)

332 (71)

273 (58)

219 (47)

185 (40)

145 (31)

Sela.4 Sela.2 4

791

791 (100)

669 (85)

603 (76)

578 (73)

570 (72)

487 (62)

Sela.5 Sela.3 5

653

625 (96)

507 (78)

323 (49)

304 (47)

233 (36)

193 (30)

Total 2884 2717(94)

2111(73)

1798(62)

1586(55)

1201(42)

1016 (35)

(%)

100

94

100

Developmental capacity

90 80 70 62

73

60

55

50 42 40

35

30

Seri 1 Seri 2 Seri 3 Seri 4 Seri 5 Total

20 10

or ph os ed

ol d

M et am

da ys 30

Fe ed in g

H at ch ed

bu d Ta il-

Cl e

Eg gs

av ag e

0

Figure 1. Survival curves of Fejervarya cancrivora

Species

Parental locality (country)

F. limnocharis Kuala lumpur (Malaysia)

No. of No. of eggs normally cleaved eggs (%)

No. of normal tail-bud embryos (%)

No. of normally hatched tadpoles (%)

No. of normally feeding tadpoles (%)

No. of normally 30-day-old Tadpoles (%)

No. of normally metamor phosed frogs (%)

328

289(88)

121(37)

121(37)

82(25)

59(18)

53(16)

Mymensingh

(Bangladesh)

246

164(67)

164(67)

153(62)

146(59)

134(54)

114(46)

Pathumtani

(Thailand)

182

69(38)

69(38)

66(36)

64(35)

49(27)

40(22)

Bangkok

(Thailand)

381

316(83)

228(60)

216(57)

212(56)

192(50)

184(48)

Ranong

(Thailand)

583

495(85)

436(75)

413(71)

382(66)

372(64)

293(50)

Hiroshima

(Japan)

681

466(68)

305(45)

254(37)

229(34)

214(31)

202(30)


Source

Djong et al. (2007) Djong et al. (2007) Djong et al. (2007) Sumida et al. (2007) Sumida et al. (2007) Sumida et al. (2007)

19

ISBN 978-602-95471-0-8 F. caperata

Mangalore

(India)

492

485(99)

447(91)

426(87)

340(69)

335(68)

333(68) Islam et al. (2008)

F. iskandari

Bogor

(Indonesia)

83

76(92)

17(20)

17(20)

16(19)

16(19)

16(19)

1371(46)

1235(41)

Total (average)

2976 2360(79) 1787(60) 1666(56) 1471(49)

Djong et al. (2007)

Table 2. Developmental capacity of several Fejervarya species in Asia

F. limnocharis; Kuala lumpur F. limnocharis; Bangkok F. caperata; Mangalore

F. limnocharis; Mymensingh F. limnocharis; Ranong F. iskandari; Bogor

F. limnocharis; Pathumtani F. limnocharis; Hiroshima Average

(%) 100

100 90 80

Developmental capacity

79 70 60

56

60

49

50

41

46

40 30 20 10

m or ph os

ed

ol d M

et a

30 -d ay -

ng Fe ed i

ch ed H at

ud Ta ilb

C le av ag e

Eg gs

0

Figure 2. Survival curves of several Fejervarya species in Asia DISCUSSION In our study, we recorded that at least there are two critical phases in frog`s life cycle, first at tail-bud to feeding tadpole phase, and second at late tadpole to metamorphosed frog phase. In the first critical phase, tadpoles are easy to die. The changing phase from tail-bud to feeding tadpole is the adaptation phase of tadpoles for feeding. They have competition to obtain the boiled spinach as food. If tadpole has not enough food and becomes underdeveloped, carnivorous behavior also occurs in the population. The second changing phase from late tadpole to metamorphosed frogs is a dramatic phase. The budding of hind-limbs and the tail absorbtion was occur. In this phase, tadpoles are fasting and do not eat anything, so they are very sensitive and weak, also easy to die. We also noticed a phenomenon that triploid tadpoles grow faster than diploid tadpoles.

20


ISBN 978-602-95471-0-8 Kusrini and Alford (2006) stated that the annual mean of frog legs export is equal to 100 millions frogs individual in Indonesia. Based on our data, the survivalibility of fertilized eggs to metamorphosed phases around 35% (see Table 1 and Fig. 1). These data suggest that at least 285 millions of fertilized eggs reaching metamorphosed phase are necessary from the nature in F. cancrivora case. Another Fejervarya study show the average survivalibility of fertilized eggs to metamorphosed phase is around 41% (see Table 2 and Fig. 2), implying that at least 243 million of fertilized eggs provide 100 milion frogs. The study on F. limnocharis from Japan showed that in 12 mating series originated from the same locality, percentages of matured frogs varied from 5.4% to 69.8% with an average value of 29.7% (Sumida et al., 2002). We can estimate that for obtaining 100 milions of matured F. limnocharis, at least aproximately 3,367 million fertilzed eggs are needed. These results were obtained by artificial breeding in laboratory condition. Probably in nature more fertilized eggs are necessary, because there are several enviromental borders that influence tadpole survivals. In nature, ultraviolet B and pathogens could be external factors for embryos mortality (Kiesecker and Blaustein, 1995). Artificial breedings have several weaknesses. First, this mass production is expensive. We should consider about the cost of labour, facilities and instrument, and also about food price. Second, rice field frogs including F. cancrivora commonly eat live or moving insect or other small animals. It is difficult for adapted these frogs to eat pellet or other artificial food. For taking care of the adult frogs, we have to rear live insect such as crickets for frogs food. CONCLUSION Artificial breeding of F. cancrivora could produce approximately 1/3 metamorphosed frogs from the total of fertilized eggs in laboratory condition. This artificial breeding is one of the tool for conservation and supporting sustainability of frogs population in the rice field. In the future, this artificial breeding could be used for producing healthy frogs for export purpose and providing a large number of frogs or inundation purpose to control the insect pest in rice field. REFERENCES: Djong TH, Islam MM, Nishioka M, Matsui M, Ota H, Kuramoto M, Khan MMR, Alam MS, Anslem DS, Khonsue W and Sumida M (2007) Genetic relationships and reproductive-isolation mechanisms among the Fejervarya limnocharis complex from Indonesia (Java) and other Asian countries. Zool Sci 24: 360-375 Frost DR (2007) Amphibian Species of the World: an Online Reference. Version 5.0 (25 October, 2007). American Museum of Natural History, New York, Electronic Database accessible at http://research.amnh.org/herpetology/amphibia/index.php Islam MM, Kurose N, Khan MMR, Nishizawa T, Kuramoto M, Alam MS, Hasan M, Kurniawan N, Nishioka M and Sumida M (2008) Genetic divergence and reproductive isolation in the genus Fejervarya (Amphibia: Anura) from Bangladesh inferred from morphological observations, crossing experiments, and molecular analyses. Zool Sci 25: 1084-1105 Kawamura T, Nishioka M, and Ueda H (1980) Inter- and intraspecific hybrids among Japanese, European and American toads. Sci Rep Lab Amphibian Biol Hiroshima Univ 4:1–125


21

ISBN 978-602-95471-0-8 Kiesecker JM and Blaustein AR (1995) Synergism between UV-B radiation and a pathogen magnifies amphibian embryo mortality in nature. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 92:11049-11052 Kurniawan N (2005) Diversitas katak dan potensinya sebagai predator hama di sawah Malang Raya. FMIPA. Universitas Brawijaya Kusrini MD and Alford R (2006) Indonesia`s Exports of Frogs` legs. Traffic Bulletin. 21:13-24 Sumida M, Kondo Y, Kanamori Y and Nishioka M (2002) Inter- and intraspecific evolutionary relationships of the rice frog Rana limnocharis and the allied species R. cancrivora inferred from crossing experiments and mitochondrial DNA sequences of the 12S and 16S rRNA genes. Mol Phylogenet Evol 25: 293–305 Sumida M, Kotaki M, Islam MM, Djong TH, Igawa T, Kondo Y, Matsui M, Anslem DS, Khonsue W and Nishioka M (2007) Evolutionary relationships and reproductive isolating mechanisms in the rice frog (Fejervarya limnocharis) species complex from Sri Lanka, Thailand, Taiwan and Japan, inferred from mtDNA gene sequences, allozymes, and crossing experiments. Zool Sci 24: 547-562 Veith M, Kosuch J, Feldman R, Marten H and Seitz A (2000) A test for correct species declaration of frog leg imports from Indonesia into the European Union. Biodiversity and Conservation 9:333-341

22


ISBN 978-602-95471-0-8 EFEKTIVITAS BIOSURFAKTAN DAN SURFAKTAN SINTETIS DALAM BIODEGRADASI KOMPONEN AROMATIK SOLAR OLEH KONSORSIUM BAKTERI Ni’matuzahroh 1*, Candra Dewi Agustin 1 dan Mulyadi Tanjung 2 1 2

Departemen Biologi, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Kampus C Jl. Mulyorejo, 60115, Surabaya *Email : [email protected] ABSTRAK

Penelitian bertujuan untuk mengetahui efektivitas biosurfaktan dan surfaktan sintetis dalam biodegradasi komponen aromatik solar (benzene, toluene dan xylene/BTX) oleh konsorsium bakteri. Penelitian menggunakan dua jenis biosurfaktan yaitu biosurfaktan Bacillus subtilis 3KP dari substrat molase dan biosurfaktan Pseudomonas aeruginosa IA7d dari substrat solar serta dua jenis surfaktan sintetis yaitu Tween 80 (nonionik) dan NaLS (anionik). Konsorsium bakteri yang digunakan adalah Pseudomonas sp, Bacillus sp. dan Micrococcus sp yang merupakan bakteri dominan hasil isolasi dari Tanjung Perak Surabaya. Ke dalam 20 ml media air laut yang diperkaya ditambahkan masing-masing 2% (v/v) suspensi bakteri penyusun konsorsium (A600nm = 0,5), substrat solar 20 gr/L dan biosurfaktan/surfaktan sintetis pada konsentrasi tepat nilai CMC (Critical Micell Concentration). Kultur diinkubasi selama 3,7, dan 14 hari. Efektivitas biosurfaktan dan surfaktan sintetis dalam biodegradasi komponen aromatik solar diiketahui dari peningkatan jumlah sel (metode hitungan cawan) dan penurunan konsentrasi hidrokarbon aromatik (BTX) yang dideteksi dengan kromatografi gas. Hasil penelitian menunjukkan perbedaan dalam peningkatan jumlah sel dan penurunan kadar hidrokarbon aromatik uji. Penambahan biosurfaktan lebih efektif dibandingkan surfaktan sintetis dalam biodegradasi komponen aromatik solar oleh konsorsium bakteri. Toluene merupakan hidrokarbon aromatik yang paling banyak didegradasi. Perbedaan efektivitas antar perlakuan dalam biodegradasi hidrokarbon diduga terkait dengan interaksi antara biosurfaktan dan surfaktan sintetis dengan membran sel bakteri pengurai hidrokarbon. Kata kunci : Biosurfaktan, Bacillus subtilis 3KP, Pseudomonas aeruginosa IA7d, Tween 80, NaLS, biodegradasi, aromatik, solar, konsorsium bakteri.

PENGANTAR Pencemaran lingkungan akibat buangan limbah minyak semakin meningkat seiring dengan berkembangnya aktivitas industri dan bertambahnya populasi penduduk. Remediasi yang dilakukan secara fisik dan kimia ternyata dikhawatirkan semakin menambah efek toksiknya bagi organisme hidup. Bioremediasi merupakan suatu alternatif penanganan limbah menggunakan peran mikroorganisme untuk mendetoksifikasi dan mendegradasi senyawa pencemar di lingkungan (Bertrand et al., 1997).. Bakteri merupakan kelompok dari mikroorganisme yang dominan dalam mendegradasi hidrokarbon di lingkungan. Komponen aromatik dalam minyak sukar didegradasi dari pada komponen alifatik sehingga membutuhkan gabungan konsorsium bakteri pendegradasi minyak untuk meningkatkan biodegradasinya. Hidrofobisitas senyawa hidrokarbon minyak menjadikan limbah minyak sulit larut dalam air sehingga membatasi kecepatan degradasinya oleh mikroba di perairan maupun di tanah (Angelova and Schmauder , 1999; Ni’matuzahroh et al., 2003). Penambahan surfaktan dapat meningkatkan kelarutan minyak dan meningkatkan ketersediaannya untuk didegradasi oleh bakteri pengurai minyak (bakteri hidrokarbonoklastik). Akan tetapi, penggunaan surfaktan sintetis cenderung bersifat


23

ISBN 978-602-95471-0-8 toksik bagi dinding sel bakteri. Biosufaktan, yaitu surfaktan yang dihasilkan oleh mikroorganisme, diusulkan sebagai alternatif menggantikan surfaktan sintetis. Biosurfaktan yang memilikii komposisi kimia sama (memiliki kecocokan) dengan materi selubung sel bakteri, serta memiliki nilai HLB (Hidrophile Lipophile Balance) rendah berpotensi sebagai transporter substrat yang lebih efisien ke dalam sel bakteri. Peningkatan ketersedian (availability) senyawa hidrofob seperti minyak untuk dapat diakses oleh bakteri merupakan prioritas utama dalam penelitian di bidang bioremediasi limbah (Jacobucci et al., 2001). Jenis dan konsentrasi surfaktan atau biosurfaktan yang digunakan berpengaruh dalam memfasilitasi biodegradasi hidrokarbon oleh konsorsium bakteri. Tween 80 dan NaLS, merupakan dua jenis surfaktan yang sering digunakan dalam uji biodegradasi hidrokarbon. Sedangkan, biosurfaktan Bacillus subtilis 3KP dan Pseudomonas aeruginosa IA7d merupakan dua jenis biosurfaktan hasil eksplorasi tim laboratorium mikrobiologi Universitas Airlangga dari substrat molase dan solar yang perlu diuji potensinya (Ni’matuzahroh et al., 2003). Oleh sebab itu ujii efektivitas penggunaan biosurfaktan dan surfaktan dalam meningkatkan biodegradasi minyak sangat dibutuhkan sebagai upaya menemukan metode yang tepat dalam bioremediasi limbah minyak terutama komponen aromatik dalam minyak yang dikenal sangat rekalsitran. Dalam penelitian ini, solar digunakan sebagai jenis minyak uji karena solar dikenal sebagai salah satu komponen minyak yang sering mencemari lingkungan dan 30 % komponen penyusun solar merupakan senyawa aromatik yang bersifat toksik dan karsinogenik (Marchal et al., 2003). Benzene, toluene, xylene, dan berbagai alkil pada hidrokarbon poliaromatik penyusun solar dapat menyebabkan efek kronik pada mamalia seperti gangguan imunologis, reproduktif, serta timbulnya efek fetotoksik dan genotoksik (Mouwerik, et al., 1997). TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efektivitas biosurfakatan (Bacillus subtilis 3 KP dan Pseudomonas aeruginosa IA7d) dan surfaktan sintetis (Tween 80 dan NaLS) dalam biodegradasi solar dan komponen aromatik solar oleh konsorsium bakteri. CARA KERJA Poduksi Biosurfaktan Biosurfaktan Bacillus subtilis 3KP diproduksi pada media dasar air laut sintetik dari komposisi Guerra-Santos, et al. (1984) dengan molase sebagai substrat pertumbuhan. Sedangkan biosurfaktan Pseudomonas aeruginosa IA7d diproduksi pada media dasar air laut sintetis komposisi Prashant et al. (1995) dengan substrat solar (Ni’matuzahroh, et al., 2003). Biosurfaktan Baciillus subtilis 3KP diekstrak dengan pengendapan amonium sulfat sedangkan biosurfaktan Pseudomonas aeruginosa IA7d menggunakan etil asetat. Hasil ekstraksi biosurfaktan dari kedua jenis bakteri kemudian diliofilisasi untuk mendapatkan produk kering biosurfaktan yang siap diuji. Potensi biosurfaktan dideteksi dengan mengukur kemampuan biosurfaktan dalam mengemulsifikasi hidrokarbon (Johnson, et al., 1992) dan penurunan tegangan perrmukaan suspensi biosurfaktan menggunakan Tensiometer Du-Nuoy (Cooper, et al., 1986). Peremajaan bakteri Konsorsium bakteri terdiri dari 3 spesies bakteri hidrokarbonoklastik hasil isolasi dari pelabuhan Tanjung Perak Surabaya yang terdiri dari Pseudomonas sp., Bacillus sp.,

24


ISBN 978-602-95471-0-8 dan Micrococcus sp. Biakan murni masing-masing bakteri ditumbuhkan pada 10 ml medium cair Nutrien Broth dalam labu Erlenmeyer 50 ml dengan menginokulasikan 1 ose biakan bakteri dari masing-masing kultur padat biakan murni di media Nutrien Agar. Kultur diinkubasi selama 18 jam pada shaker dengan kecepatan 90 rpm dan suhu 27OC. Pembuatan konsorsium bakteri 1 ml dari masing-masing kultur bakteri penyusun konsorsium dimasukkan dalam 20 ml media Nutrien Broth dalam botol kultur dan diinkubasi dalam shaker dengan kecepatan 90 rpm dan suhu 27OC. Setelah 24 jam inkubasi, masing-masing kultur dencerkan dan diukur kekeruhannya hingga 0,5 menggunakan spektrofotometer pada absorbansi 600 nm. 0,4 ml dari masing-masing kultur bakteri dicampur dalam botol uji biodegradasi yang berisi 20 ml air laut steril yang diperkaya dengan mineral NH4Cl (0,59 g/L), K2HPO4 (0,5 g/l), dan NaHPO4 (1 g/l) sesuai dengan formula Gunkel (1987). Pembuatan kultur uji biodegradasi Pada penelitian ini, kultur dibagi menjadi 2 kelompok perlakuan yaitu : perlakuan 1 (tanpa penambahan solar) merupakan perlakuan pembanding untuk mengetahui respon dan toksisitas biosurfaktan dan surfaktan sintetis terhadap pertumbuhan bakteri; dan perlakuan 2 (dengan penambahan solar) untuk mengetahui respon biodegradasi solar oleh konsorsium bakteri dengan penambahan biosurfaktan dan surfaktan sintetis . Rincian perlakuan adalah sebagai berikut : masing-masing botol kultur diisi dengan 20 ml air laut yang diperkaya, kemudian disterilkan dengan autoclave pada suhu 121oC selama 20 menit . Pada setiap perlakuan ditambahkan biosurfaktan atau surfaktan pada nilai Critical Micelle Concentration (CMC). Nilai CMC untuk masing-masing biosurfaktan dan surfaktan yang diujikan adalah: biosurfaktan Bacillus subtilis 3KP (10 g/l), Pseudomonas aeruginosa IA7d (9 g/l), Tween-80 (0,0013%), dan NaLS (0,0081 M). Untuk perlakuan (1) pada setiap botol kultur tidak ditambahkan solar, sedangkan untuk perlakuan (2) masing-masing botol kultur ditambahkan solar steril yang sebelumnya direndam dalam Cu selama 24 jam dan dikolom dengan Al2O3 dengan konsentrasi 20 g/l. Masing-masing botol diinokulasi dengan 2% (v/v) dari masing-masing kultur murni bakteri penyusun konsorsium (Pseudomonas sp., Bacillus sp., dan Micrococcus sp.). Kultur diinkubasi pada shaker dengan kecepatan 90 rpm dan suhu 27OC selama 14 hari inkubasi. Penghitungan jumlah sel bakteri Penghitungan jumlah sel bakteri dilakukan pada waktu inkubasi 0,3,7, dan 14 hari. Pengukuran jumlah sel bakteri dilakukan menggunakan metode pour plate pada media Nutrien Agar. Hasil penghitungan bakteri dinyatakan dalam satuan Colony Forming Unit (CFU)/ml. Jumlah sel bakteri dinterpretasikan dalam bentuk kurva pertumbuhan dan dianalisis secara deskriptif dan statistik menggunakan Anava satu arah dan dilanjutkan dengan uji Beda Nyata Terkecil dengan taraf signifikansi 95%. Pengukuran kadar biodegradasi komponen aromatik solar Kultur uji biodegradasi pada 0 dan 14 hari inkubasi diekstrak dengan metode cair-cair menggunakan n-hexane (p.a. merek Sigma). Deteksi kadar hidrokarbon residu penyusun solar dalam sampel dilakukan dengan menginjeksikan 1 µl sampel fraksi nhexane ke alat kromatografi gas yang menggunakan detektor FID (Flame Imizatim Detector) secara gradient suhu dan gas nitrogen sebagai gas pembawa (carier). Data yang diperoleh berupa puncak yang memiliki waktu retensi tertentu beserta luas areanya. Puncak hasil injeksi sampel yang memiliki waktu retensi yang hampir sama dengan


25

ISBN 978-602-95471-0-8 waktu retensi benzene, toluene, dan xylene pada sampel standart (campuran BTX) kemudian dihitung penurunan kadarnya menggunakan rumus sebagai berikut : luas area kontrol hari ke-0 - luas area perlakuan hari ke-14

X 100 %

luas area kontrol pada hari ke-0

Data yang didapatkan berupa persentase degradasi tiga jenis komponen aromatik solar (benzene, toluene, dan xylene). Dari hasil injeksi juga dihitung persentase degradasi komponen utama penyusun solar dan komponen aromatik (BTX) total penyusun solar pada semua perlakuan dan kontrol. Analisis data dilakukan secara deskriptif.

25

K1

20

B1

15

P1

10

T1

5

N1

0 0

(a)

5

10

Log jum lah sel bakteri (CFU/m l)

Log jum lah sel bakteri (CFU/ml)

HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan bakteri pada kultur dengan penambahan biosurfaktan dan surfaktan sintetis tanpa substrat solar. Penambahan biosurfaktan B. subtilis 3KP dan P. aeruginosa IA7d terbukti tidak menimbulkan toksisitas bagi bakteri pendegradasi hidrokarbon, yang ditunjukkan dari tidak terhambatnya pertumbuhan konsorsium bakteri sampai waktu inkubasi ke-14 hari. Sedangkan, penambahan surfaktan sintetis Tween-80 dan NaLS menunjukkan penghambatan setelah 7 hari inkubasi. Biosurfaktan dari kelompok glikolipida dari P. aeruginosa IA7d dan lipopeptida dari B. subtilis 3KP yang masih berupa produk kasar , senyawa Tween-80, dan NaLS sampai inkubasi hari ke-7 diduga digunakan sebagai substrat pertumbuhan oleh konsorsium bakteri. Penurunan jumlah sel bakteri setelah inkubasi ke -14 hari menunjukkan sifat toksik surfaktan terhadap bakteri akibat kontak langsung surfaktan pada selubung sel bakteri (Rouse, et al., 1994).

15

Waktu inkubasi (hari)

25

K2

20

B2

15

P2

10

T2

5

N2

0 0

(b)

5

10

15

Waktu inkubasi (hari)

Keterangan : K = Kontrol (- biosurfaktan /surfaktan) B = + biosurfaktan B. subtilis 3KP P = + biosurfaktan P. aeruginosa IA7d T = +Tween-80 N = +NaLS Gambar 1. Grafik pertumbuhan konsorsium bakteri pada kultur dengan penambahan biosurfaktan dan surfaktan, tanpa substrat solar (a) dan dengan substrat solar (b) selama 14 hari waktu inkubasi.

Pertumbuhan bakteri selama proses biodegradasi solar oleh konsorsium bakteri dengan penambahan biosurfaktan dan surfaktan sintetis Penambahan biosurfaktan dan surfaktan sintetis memberikan respon yang berbeda terhadap pertumbuhan jumlah sel. Dari hasil uji Anava satu arah menunjukkan bahwa tidak terdapat perbedaan yang siginifikan antara kelompok perlakuan terhadap jumlah sel bakteri, sehingga tidak dapat dilanjutkan dengan uji BNT. Akan tetapi, jika dianalisis secara deskriptif dapat dijelaskan bahwa biosurfaktan Bacillus subtilis 3KP dan Pseudomonas aeruginosa IA7d menimbulkan peningkatan pertumbuhan pada inkubasi

26


ISBN 978-602-95471-0-8 hari ke-3. Surfaktan Tween 80 meningkatkan pertumbuhan bakteri mulai inkubasi ke 7, sedangkan NaLS cenderung bersifat menghambat pertumbuhan bakteri (Gambar 2b). Dari hasil pengamatan karakteristik bakteri selama penghitungan jumlah bakteri pada media Nutrien Agar, diketahui bahwa bakteri Pseudomonas sp. merupakan bakteri yang paling mendominasi dalam biodegradasi solar. Spesies dari genus Pseudomonas dikenal paling berpotensi dalam mendegradasi komponen alifatik dan aromatik pada minyak (Baker, 1991).

100 80 60 40 20 0

K2 B2 P2 T2 N2

K2 B2 P2

Biodegradasi (%)

(a)

(c)

T2

100

K2

98

B2 P2

96

T2

94

N2

92 K2 B2 P2 T2 N2

N2

(b)

Perlakuan

100 80 60 40 20 0

Biodegradasi (%)

Biodegradasi (%)

Persentase biodegradasi komponen utama dan komponen aromatik solar oleh konsorsium bakteri Konsorsium bakteri Pseudomonas sp., Bacillus sp., dan Micrococcus sp. terbukti berpotensi dalam mendegradasi komponen alifatik dan aromatik pada solar. Hal tersebut ditunjukkan dari besarnya persentase degradasi komponen utama solar dan komponen aromatik total (toluene dan xylene) yang hampir sebanding dengan kelompok perlakuan dengan penambahan biosurfaktan (Gambar 2a dan 2b). Penurunan tegangan permukaan sebesar (15,82 dyne/cm) pada kelompok kontrol setelah 14 hari inkubasi membuktikan bahwa konsorsium bakteri juga memproduksi biosurfaktan selama proses biodegradasi.

Benzene

Perlakuan

Keterangan :

Toluene Xylene

K2 B2 P2 T2 N2 Perlakuan

K = Kontrol (- biosurfaktan/surfaktan sintetis) B = + biosurfaktan B. subtilis 3KP P = + biosurfaktan P. aeruginosa IA7d T = + Tween-80 N = + NaLS

Gambar 2 : Grafik persentase degradasi komponen utama solar (a), komponen aromatik (T dan X) solar total (b), dan pada tiga senyawa aromatik solar (c) oleh konsorsium bakteri.

Upaya meningkatkan ketersedian substrat solar untuk didegradasi oleh konsorsium bakteri dengan penambahan biosurfaktan memberikan respon yang lebih baik dalam meningkatkan biodegradasi komponen aromatik total (toluene dan xylene) dibanding surfaktan sintetis (Gambar 2b). Dari persentase komponen aromatik yang terdegradasi (Gambar 2c), diketahui bahwa toluene didegradasi paling banyak dibanding xylene. Degradasi benzene tidak dapat dianalisis dengan tepat pada penelitian ini. dikarenakan adanya peningkatan senyawa benzene yang terdeteksi pada semua kelompok perlakuan. Hal tersebut diduga karena biodegradasi gugus alkil dari toluen oleh konsorsium bakteri sehingga mengakibatkan bertambahnya kadar benzene yang terdeteksi dalam kultur uji.


27

ISBN 978-602-95471-0-8 Efektivitas biosurfaktan dalam meningkatkan biodegradasi hidrokarbon pada solar bergantung pada konsentrasi biosurfaktan uji dan kecocokan emulsi solar dengan membran sel bakteri pendegradasi hidrokarbon (Rouse et al., 1994). Pengujian konsentrasi biosurfaktan dibawah dan diatas nilai CMC perlu dilakukan untuk mengetahui konsentrasi optimal yang dibutuhkan untuk meningkatkan biodegradasi hidrokarbon oleh konsorsium bakteri (Kosaric , 1993). Dalam penelitian ini, penambahan biosurfaktan Bacillus subtilis 3KP dari substrat molase dan Pseudomonas aeruginosa IA7d dari substrat solar terbukti lebih kompatibel dengan membran sel bakteri penyusun konsorsium, terutama terhadap bakteri Pseudomonas sp. dan Bacillus sp. Dengan demikian, kedua biosurfaktan tersebut berpotensi untuk digunakan sebagai alternatif pengganti surfaktan sintetis dalam upaya bioremediasi lingkungan dari pencemaran limbah hidrokarbon. KESIMPULAN Penambahan biosurfaktan lebih efektif dibandingkan surfaktan sintetis dalam biodegradasi solar oleh konsorsium bakteri. Toluene merupakan hidrokarbon aromatik yang paling banyak didegradasi. Perbedaan efektivitas antar perlakuan dalam biodegradasi hidrokarbon diduga terkait dengan interaksi antara biosurfaktan dan surfaktan sintetis dengan membran sel bakteri pengurai hidrokarbon. DAFTAR PUSTAKA Angelova, B. and Schmauder, H.P. 1999. Lipophilic compounds in BiotechnologyInteraction With Cells and Technological Problems. Journal Biotechnology.67:13-32. Baker,J.M. 1991. Dispersant and their role in Oil Spill Response in Guidelines on Biological Impact of Oil Pollution. IPIECA Report Series, 5 : 4 -21. Bertrand J.C, Benin P, Goutx M,Gauthier M and Mile G, 1997. The Potential Application of Biosurfactants in Combatting Hydrocarbon Pollution in Marine. Environments.Journal Marine Biotechnology pp. 53 – 55. Cooper, D.G., 1986. Biosurfactants. Microbiological Sciences, 3 : 145 – 148. Guerra-Santos, L.H., Kapelli, O., Fiechter, M., 1984. Pseudomonas aeruginosa Biosurfactant Production in Continous Culture with Glucose as Carbon Source, Applied and Environmental Microbiology, pp.301-305. Gunkell, W. 1987. Bacteriological Investigation of Oil Polluted Sedimen from The Cornish Coast Following Torrey Canyon Disaster. Bioligieche Anstalt Helgoland, Mecrestation. Jacobucci, D.F., Vasconcelos, C.K.,Matsuura, A.B., Falconi, F., and Durrant, L.2001. Degradation of Diesel Oil by Biosurfactant Producing Bacterial Strains, AEHS Magazine, http://www.aehs.com. Johnson, V., Singh, M., Saini, V.S., Adhikari, D.K., Sista,V. &Yadav, N.K., 1992,. Bioemulsifier production by an oleaginous yeast Rhodotorula glutinis Iip-30. Biotechnology Letters. 14: 487-490. Kosaric, N. 1993. Biosurfactants : Production, Properties, Aplications. Marcel Dekker, Inc. New York, Basel Hongkong. Marchal R., Penet,S., Serena,F.S.,and Vandecastellete,J.P.2003. Gasoline and Diesel Oil Biodegradation. Oil and Gas Science and Technology Review. 58:441-448. Mouwerik, M.V., Stevens, L., Seese, M.D., and Basham, W. 1997. Environmental Contaminant Encyclopedia Diesel Oil. National Park Service, Colorado.

28


ISBN 978-602-95471-0-8 Ni’matuzahroh, Surtiningsih, T., Isnaeni. 2003. Kemampuan Bakteri Hidrokarbonoklastik dari Lingkungan Tercemar Minyak dalam Memproduksi Biosurfaktan : Upaya Bioremediasi Lingkungan. Laporan Penelitian RUT VIII.3. Lembaga Penelitian Universitas Airlangga, Surabaya. Prashant, S., Phale, Handanahal, S., Savitri, N., Apaji, R., Chelakara, S., and Vaidyanathan.1995. Production of Biosurfactant “Biosur-Pm” by Pseudomonas maltophila CSU 8: Characterization and Role in Hydrocarbon Up Take. Archives Microbiology.163:424-431. Rouse, J.D., Sabatini, D.A., D.A. Sulfita,J.M., and Harwell, J.H. 1994. Infulence of Surfactants on Microbial Degradation of Organic Compound. Critical Revieu in Environmental Science and Technology. 24:325-370.


29

ISBN 978-602-95471-0-8 PILIHAN PAKAN DAN TEMPAT BERTELUR HAMA BISUL DADAP (Quadrastichus erythrinae KIM) PADA TAJAR LADA Nismah, Endang L. Widiastuti, dan Dasimah Jurusan Biologi FMIPA Universitas Lampung ABSTRACT As the center of pepper production in Indonesia, Lampung has encountered major pest attacking coral trees (Erythrina spp.) as pepper vine ladder since 2004 which decreasing the pepper productivity. The total debt caused by decreasing in the pepper productivity reached up to 61.63 billions rupiahs. Unfortunately, for almost 75% of farmers used these coral trees and the biological study and the control of the tree’s pest (Erythrina gall wasp) was unknown. Therefore the study was conducted to determine the biological property of the wasp by determining their food preference and oviposition. Since there are some other pepper vine ladders used by the farmers, such as “gamal” (Gliricidia maculata) and “kapok randu” (Ceiba petandra), therefore these two plants were included in the experimental study. A set up experimental study was conducted by using completely randomized design with factorials (3x3) with 5 replication, three different parts of leaves of three different vine ladder plants were used. Parts of leaves were shoot, young and older leaves and three different vine ladder trees were coral tree, “gamal” and “kapok randu”. In order to have normal distribution of the data, collecting data was transformed with x + 0.5 and ANOVA was conducted to obtain the means and standard error means. Duncan Multiple Range Test (DMRT) was conducted at p< 0.05 in order to determine the differences among treatment groups. The result indicated that selected plant of Erythrina gall waps either for food as well as oviposition preference were coral tree, with percentage of the destruction of 60.67%. None of the other two plants were selected by the wasp. Key words: Erythrina gall wasp, ladder, food, oviposition, preference

PENGANTAR Hama bisul dadap (Quadrastichus erythrinae) merupakan salah salah satu jenis hama yang menyebabkan kerugian besar pada sentra pertanaman lada di Provinsi Lampung. Dalam kurun waktu satu tahun sejak diketahui menyerang tanaman tajar dadap, kerusakan lahan pertanian lada sudah mencapai 6.163 ha (64,9% dari total luas tanaman lada), dengan perkiraan kerugian yang dialami petani mencapai Rp. 61.630.000.000. Nilai tersebut berasal dari perhitungan investasi yang harus dikeluarkan petani untuk menanam 1 ha lahan, yaitu sebesar Rp. 10.000.000. Bahkan di Kabupaten Lampung Barat kerusakkan sudah mendekati 100% (99, 95%). Jika tidak segera ditangani, maka kedudukan Provinsi Lampung sebagai sentra produksi lada tidak bisa dipertahankan. Hal ini akan berdampak pada pemasukan devisa tidak saja skala regional, namun juga skala nasional (Dinas Perkebunan Provinsi Lampung, 2005; Nukmal, dkk.2007). Ledakan hama bisul dadap ini tidak saja terjadi di Lampung, tetapi juga pada beberapa negara lain seperti Taiwan, tahun 2003 terjadi ledakan hama bisul yang menyebabkan kerusakan yang parah pada 5 jenis tanaman dadap. Singapore, Mauritius, dan Reunion juga dilaporkan terjadi kerusakan yang hebat pada area pertanaman dadap akhir-akhir ini (Yang, dkk. 2004). Selanjutnya, Wong (2007), melaporkan di Hawai’i tanaman dadap lokal yang disebut wiliwili juga terserang hama bisul yang mematikan sejak tahun 2004,dengan tingkat serangan mencapai 70 % sehingga dapat mengancam keberadaan hutan wiliwili (low drayland ecosystem) Hawai’i.

30


ISBN 978-602-95471-0-8 Mengingat besarnya kerugian yang timbul akibat serangan dari hama bisul, maka sangat perlu dilakukan usaha pengendalian hama ini secara terpadu dan ramah lingkungan dengan mencarikan tajar pengganti yang tahan serangan hama bisul dan mencarikan dosis insektisida kimia dan insektisida botani serta musuh alami yang efektif atau kombinasi di antara ketiganya untuk menggendalikan hama bisul ini. Tersedianya agen pengendali hayati dan insektisida yang ramah lingkungan merupakan salah satu dari empat prisip pengendalian hama terpadu (PHT) (Nurindah dkk. 2005). Sampai saat ini masih sangat sedikit kajian mengenai aspek bioekologi yang dilakukan terhadap hama bisul dadap jenis Q. erythrinae ini. Oleh karena itu kajian yang mendalam dari sisi ekobiologi hama terhadap inangnya sangat diperlukan untuk kebehasilan pengendalian hama ini. TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kisaran inang hama bisul dadap melalui pilihan pakan (food preference) pada lima jenis tajar (dadap duri, dadap licin, dadap cangkring, kapok randu, dan gamal) Dari hasil kajian ini akan diketahui tanaman yang paling tidak disukai hama bisul, sehingga dapat dianjurkan ke petani lada untuk digunakan sebagai tajar pengganti dadap. Pilihan tempat bertelur (oviposition preference) hama bisul dadap pada tiga jenis tajar (dadap licin, kapok randu, dan gamal), yang hasilnya akan bermanfaat untuk mengendalikan hama ini agar tepat sasaran dan ramah lingkungan. CARA KERJA Pengamatan pilihan pakan (food preference) hama bisul dilakukan di kebun percobaan BPTP Cahaya Nagari Lampung Utara dengan cara melakukan sampling secara random pada 5 jenis tajar lada yang digunakan pada perkebunan ini yaitu dadap licin (E. lithospermae), dadap duri (E. indica ), dadap cangkring (E. variegata), kapok randu (Ceiba pentandra), dan gamal (Gyiricidia maculata). Setiap tanaman sampel ditentukan satu cabang sampel secara acak. Pada setiap cabang dihitung jumlah daun yang terserang hama bisul. Pada setiap satu pohon diambil masing-masing 2 tangkai daun pucuk, daun muda, dan daun tua yang terserang hama bisul. Pada setiap jenis tajar lada diambil 10 sampel terdiri dari 10 sampel daun pucuk, 10 sampel daun muda, dan 10 sampel daun tua. Pengamatan dilakukan pada sampel yang diperoleh dari lapangan, dengan cara menghitung jumlah bisul yang terdapat di tangkai daun dan helaian daun dari tiap sampel (pucuk, daun muda, dan daun tua). Pengamatan pilihan tempat bertelur (oviposition preferences) hama bisul di lakukan pada 3 jenis tanaman uji yaitu dadap licin, gamal, dan kapok randu yang di tanam dalam polybag dan dikurung dengan kurungan kasa, kemudian 5 pasang serangga uji berumur 1 -2 hari yang berasal dari hasil pemeliharaan di laboratorium diinfestasikan pada tanaman uji. Rancangan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap dengan faktorial 3x3, dengan 5 kali ulangan. Sebagai faktor adalah 3 jenis tanaman (dadap licin, gamal dan kapok randu) dan kiteria pertumbuhan daun (pucuk, daun muda dan daun tua). Parameter yang diamati adalah tempat meletakkan telur hama bisul, sedangkan parameter yang diukur adalah jumlah telur pada tiap daun tanaman uji yang dihitung berdasarkan jumlah bisul yang dibentuk. Data yang diperoleh dianalisis dengan Analisis Ragam dan uji lanjut dengan Duncan Mutiplle Range Test (DMRT) pada taraf beda nyata α = 5%. Sebelum dianalisis data ditransformasi dengan x + 0.5 karena sebagian data bernilai 0.


31

ISBN 978-602-95471-0-8 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengamatan terhadap 5 jenis tanaman (dadap duri, dadap licin, dadap cangkring, kapok randu, dan gamal) yang dipakai sebagai tajar lada di Kebun Percobaan Cahaya Negeri Lampung Utara, ditemukan hama bisul hanya memakan (merusak) tajar dadap saja, tetapi tidak ditemukan memakan kapok randu dan gamal. Persentase jumlah daun yang rusak karena dimakan oleh hama bisul pada setiap jenis tajar dapat dilihat pada Tabel 1. Tabel 1. Persentase jumlah daun yang rusak karena dimakan hama bisul pada tiap jenis tajar lada di Kebun Percobaan Cahaya Negeri Lampung Utara. Jumlah daun (lembar) No Jenis tajar Sampel (n) Sehat Terserang Persentase (Σ bisul) kerusakan 1. Dadap Duri 30 10 20 (332) 66,67 2. Dadap Licin 30 28 2 (17) 6,67 3. Dadap Cangkring 30 17 13 (250) 43,33 4. Kapok Randu 30 30 0 0 5. Gamal 30 30 0 0 Terjadinya perbedaan pilihan pakan ini mungkin disebabkan karena perbedaan ketertarikan hama ini terhadap tanaman tersebut. Hama bisul merupakan serangga oligofag, yaitu serangga yang cenderung memilih makanan dari genus yang sama (Erythrina). Yang,dkk. (2004) melaporkan bahwa, hama bisul (Q. erythrinae) menyerang 5 species tanaman dadap (E. variegata, E. corabodendron, E. cristagalli, E. abyssinica, dan E. betercana) yang terdapat di Taiwan. Serangga oligofag biasanya akan memilih inang yang mempunyai hubungan taksonomi yang dekat. Misalnya serangga Pachypsylla spp. akan memilih tanaman Celetis spp., Calophyla spp. memilih tanaman Robus spp. dan Cardiarspina spp. memilih Eucalyptus spp. (Nukmal, 2004). Pendapat ini didukung oleh Zwolfer dan Harris (1971) yang menyatakan bahwa tanaman yang dekat hubungan taksonominya mengandung senyawa kimia yang hampir sama. Dari tiga jenis dadap yang terserang hama bisul di Kebun Percobaan Lada Cahaya Negeri Lampung Utara, dadap duri lebih dipilih sebagai pakan dibandingkan dadap licin, dan dadap cangkring. Hal ini terlihat dari perbedaan persentase kerusakan yang mencapai 60% antara dadap duri dan dadap licin (Tabel 1). Terjadinya perbedaan pilihan makan hama bisul pada ketiga jenis dadap diduga karena adanya perbedaan struktur dan tekstur daun ketiga jenis tanaman dadap. Tekstur daun dapat mempengaruhi serangga dalam menentukan pilihan tanaman sebagai inangnya. Faktor yang berperan penting bagi serangga dalam menentukan makannya adalah ciri morfologis dan fisiologis tanaman inang. Ciri morfologis yang dapat mempengaruhi pilihan serangga terhadap makanannya antara lain ukuran, bentuk, dan ketebalan, atau kekerasan jaringan tanaman (Nismah, 2005). Selain faktor internal serangga, faktor lingkungan berperan juga bagi serangga dalam menentukan pilihan pakannya. Hal ini didukung oleh pendapat Jumar (2000) yang menyatakan bahwa faktor luar yaitu faktor fisik berupa suhu, kisaran suhu, kelembaban, cahaya, angin, dan topografi sangat berpengaruh pada kehidupan serangga, terutama pada saat memilih makannya. Dilihat dari kriteria pertumbuhan daun, daun tua lebih disukai dibandingkan daun pucuk dan daun muda, kecuali pada dadap licin daun tua tidak dipilih sebagai pakan hama bisul di Kebun Percobaan Cahaya Negeri Lampung Utara (Gambar 1). Perbedaan umur daun akan mempengaruhi kandungan nutrisi di dalamnya. Daun tua merupakan jaringan

32


ISBN 978-602-95471-0-8


dewasa yang 120 telah 100 mengal ami 80 pucuk pertum 60 daun muda buhan daun tua 40 sekund er, 20 sehing 0 ga Licin Duri Cangkring jaringa Jenis dadap n daun tua menghasilkan metabolit sekunder yang dapat diperlukan serangga dalam pertumbuhannya. Metabolit sekunder ini berupa zat kimia yang diduga diperlukan bagi pertumbuhan hama bisul. Menurut Untung (1993), zat-zat kimia yang dihasilkan dalam metabolisme tanaman merupakan ciri fisiologis tanaman inang yang mempengaruhi serangga untuk memilih tanaman tersebut sebagai inangnya. Tidak dipilihnya daun tua dadap licin, kemugkinan disebabkan oleh daun tua dadap licin mengandung senyawa alkaloid yang besifat insektisid. Daun dadap ada yang mengandung senyawa kimia alkaloid erysodine, erysopine, erysothiovine, erysovine, dan hypaphorine yang dapat menghasilkan zat insektisid (Anonim, 2007a).

Gambar 1. Perbandingan persentase kerusakan daun pada tiga kriteria pertumbuhan daun dadap di Kebun Percobaan CahayaNegeri Lampung Utara Sedangkan dari hasil pengamatan yang dilakukan pada helaian dan tangkai daun diketahui bahwa hama bisul lebih menyukai helaian daun dibandingkan tangkai daun, kecuali pada dadap licin. Pada dadap licin hama bisul lebih memilih tangkai daun dibandingkan helaian daun (Gambar 2 dan 3). Zat kimia yang terkandung di dalam daun, serta tekstur daun merupakan dugaan penyebab hama bisul lebih menyukai helaian daun dibandingkan tangkai daun. Menurut Anonim (2007b), daun dan kulit batang dadap mengandung saponin, ilavonoida, dan polifenol, di samping itu kulit batangnya juga mengandung alkaloid. Adanya kandungan alkaloid pada tangkai diduga penyebab kurang dipilihnya tangkai daun sebagai pakannya. Menurut Robinson (1995), di antara alkaloid yang terkandung dalam tumbuhan-tumbuhan, ada yang memiliki senyawa penolak serangga dan senyawa antifungus.


33

ISBN 978-602-95471-0-8


80 70 60 50 tangkai

40

helaian

30 20 10 0 Licin

Duri

Cangkring

Jenis dadap Gambar 2. Perbandingan jumlah kerusakan akibat hama bisul pada helaian dan tangkai daun 3 jenis dadap.

Gambar 3. Bisul pada tangkai dan helaian daun (tanda panah) Hasil pengamatan di laboratorium menunjukkan bahwa tempat bertelur hama bisul dapat dideteksi berdasarkan tanda yang tampak di permukaan daun, berupa bercak disekitar tempat telur diletakkan, dan ada perubahan warna daun dari hijau menjadi kekuningan (Gambar 4). Selanjutnya tanda tempat bertelur tersebut digunakan untuk mendeteksi tempat bertelur pada setiap daun tanaman sampel. Bentuk morfologi telur hama bisul dapat dilihat pada Gambar 5.

34


ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 4. Bercak pada permukaan daun akibat peletakan telur (tanda panah)

Gambar 5. Telur hama bisul (Q. erythrinae, 400x)

Hasil Anara terhadap rata-rata jumlah telur yang diletakan pada tiga jenis tajar lada yang diujikan menunjukan perbedaan yang signifikan F 12 = 13,93. Hasil uji lanjut dengan DMRT, menunjukkan perbedaan signifikan pada α = 5% antara dadap dengan kapok randu dan gamal (Tabel 2). Kapok randu dan gamal tidak dipilih oleh hama bisul dadap sebagai tempat meletakan telur. Hal ini juga sesuai dengan hasil pada pilhan makan yang diperoleh dari lapangan, hama bisul tidak memakan kapok randu dan gamal (Tabel 1). Dari hasil pilihan makan dan pilihan tempat bertelur, dapat dibuktikan bahwa hama bisul bersifat oligofag yang hanya memilih dadap sebagai makanan dan tempat bertelurnya. Tabel 2. Rata-rata jumlah telur yang diletakkan pada tiga tanaman tajar lada (data hasil transformasi dengan x + 0.5 ). Jenis tajar Rata-rata jumlah telur ± sd Dadap Licin 6,67 ± 2,75 a Kapok Randu 2,10 ± 0,00 b Gamal 2,10 ± 0,00 b Keterangan : Nilai rata-rata yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda pada taraf α = 5% uji DMRT. Hasil uji Anara yang dilanjutkan dengan uji lanjut DMRT pada α = 5% terhadap rata-rata jumlah telur yang diletakan pada tiga kriteria pertumbuhan daun dadap licin, didapatkan rata-rata jumlah telur yang diletakkan pada daun pucuk tidak berbeda nyata dengan daun muda dan daun tua, tetapi rata-rata jumlah telur yang diletakkan pada daun muda berbeda nyata dengan rata-rata jumlah telur yang diletakan pada daun tua. Hama bisul lebih banyak meletakkan telur pada daun muda dadap licin (Tabel 3). Tabel 3. Rata-rata jumlah telur pada 3 jenis tajar lada dengan tiga kriteria pertumbuhan daun (data hasil transformasi dengan Perlakuan (jenis tajar) Dadap Daun pucuk Dadap Daun muda Dadap Daun tua Kapok Daun pucuk Kapok

x + 0.5 ).

Rata-rata jumlah telur ± sd 2,26 ± 1,56 ab 2,77 ± 1,22 a 1,64 ± 1,33 bc 0,70 ± 0,00 c


35

ISBN 978-602-95471-0-8 Daun muda Kapok Daun 0,70 ± 0,00 c tua 0,70 ± 0,00 c Gamal Daun pucuk Gamal 0,70 ± 0,00 c 0,70 ± 0,00 c Daun muda Gamal Daun tua 0,70 ± 0,00 c Keterangan : Nilai rata-rata yang diikuti huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda pada taraf α = 5% (anara diikuti uji lanjut DMRT) Salah satu faktor yang mempengaruhi serangga dalam memilih tanaman inang sebagai tempat bertelur adalah sifat kimia dan morfologi inang seperti warna, bentuk dan ukuran. Morfologi dan fisiologi daun dadap diduga lebih menarik bagi hama bisul untuk meletakkan telur. Menurut Nismah (2005), kondisi fisiologi dan tekstur permukaan daun tanaman inang akan mempengaruhi serangga untuk memilih tempat bertelur. Serangga betina biasanya meletakkan telurnya pada bagian tumbuhan yang mempunyai lapisan kutikula tipis dengan cara melukainya. Serangga tidak menyukai jaringan tumbuhan yang banyak mengandung serat dan kulitnya keras. Menurut Desouhant, 1998. Kebanyakan induk seranggga fitofagus akan memilih tempat bertelur pada tempat dimana anaknya akan berkembang dengan baik. Dari hasil penelitian Agustina (2005), diketahui serangga memilih tanaman yang mengandung nutrisi yang baik dan sangat diperlukan oleh serangga dalam perkembangannya. Ketersediaan makanan untuk perkembangan serangga muda merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi serangga betina dalam memilih tempat bertelur (Pasquire-Barre dkk., 2000). KESIMPULAN Dalam memilih inangnya hama bisul lebih memilih dadap dibandingkan jenis tajar non dadap (kapok randu dan gamal). Hama bisul lebih menyukai meletakkan telur pada jaringan daun yang muda. Kandungan senyawa tanaman diduga kuat mempengaruhi hama bisul dalam memilih inangnya untuk mencari makan dan meletakkan telur. DAFTAR PUSTAKA Agustina. 2005. Studi Perbandingan pilihan tempat bertelur dan kemampuan reproduksi Dasynus piperis China pada Pipier nigrum Linneus. dan Piper retrofractum Vahl. Skripsi. Universitas Lampung. Bandar Lampung. Anonim, 2007a. Erythrina poeppigiana (Walp) O.F. Cook http://www.tropicalforages.info/key/Forages/Media/Html/Erythrina_poeppigiana. htm Diakses 4 juli 2007, 12:15 WIB Anonim,2007b.Erythrinali thospermae. MIQ http://bebas.vlsm.org/v12/artikel/ttgtanaman-obat/depkes/buku3/3-o16.pdf. Dikunjungi 1 Juni 2007 pukul 09.12 Wib Desouhant, E. 1998. Selection of fruits for oviposition by the chestnut weevil, Curculio elephas. Entomo. Exp. Appl. 86: 71-8. Dinas Perkebunan Provinsi Lampung, 2005 Wabah hama bisul dadap pada beberapa kabupaten sentra penghasil lada di Provinsi Lampung. Laporan Khusus. Jumar. 2000. Entomologi Pertanian. Rineka Cipta. Jakarta. Hal.116 – 117 Nismah. 2005. Oviposition Preference of Two Species of Psyllid (Cardiaspina albitextura and Cardiaspina retator) on Eucalyptus camaldulensis Leaves. J. HPT Tropika. Vol.5.No.2.67-72. Nukmal, N. 2004. Aspect of the Biology and the Ecology of Cardiaspina albitextura Taylor and Cardiaspina retator Taylor (Hemiptera : Psyllidae). Thesis. Departement of Zoology. La Trobe University. Australia.

36


ISBN 978-602-95471-0-8 Nukmal, N. Suprapto dan E.L. Widiastuti. 2007. Pengendalian Hama Bisul Dadap Secara Terpadu dengan Memanfaatkan Musuh Alami. Lapororan Penelitian Hibah Bersaing XV. Universitas Lampung. Nurindah, D., A. Sunarto dan Sujak. 2005. Pengaruh beberapa tanaman alternatif terhadap keragaan serangga parasitoid dan peredator penggerek buah kapas. Prosiding Seminar nasional dan kongres Biologi XIII. Jogyakarta. Robinson, T. 1995. Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi. Perbit ITB. Bandung. 16 Untung, K. 1993. Pengantar Pengelolaan Hama Tanaman. Gadjah Mada University Press. Jogyakarta. Wong, S.K. 2007. Whither the wiliwili? Will a tiny waps spell extintion for one of Hawai’i’snative tree? http://www. Oha.org/pdf/kwoob/06041/11.pdf. Dikunjungi: 1 Juni 2007, pukul 14:06. Yang, M.M., G.S. Tung, J. La Salle, and M.L. Wu. 2004. Outbreak of erythrina gall waps (Hymenoptera:Eulophidae) on Erythrina spp. (Fabaceae) in Taiwan. Plant Prot. Bull. 46: 391- 396. Zwolfer, H. Dan P. Harris. 1971. Host specificity determination of insect for biological control of weed. Ann. Rev.of Ent. 16.157-174. Pasquire-Barre, F., C. Geri. F. Goussard., M. A. Auger-Rozenberg, and S. Grenier. 2000. Oviposition preference and larval survival of Diprion pini on scots pine clones in relation to foliage characteristics. Agri. Forest Entomol. 2: 185-192.


37

ISBN 978-602-95471-0-8 UJI EFIKASI ESTRAK DAUN GAMAL (Gliricidia maculata) TERHADAP IMAGO HAMA BISUL DADAP (Quadrastichus erythrinae) Nismah, Endang L. Widiastuti, dan Enita Sumiyani Jurusan Biologi FMIPA Universitas Lampung ABSTRACT Alternatives biological control of the insecticide has been widely searched. Recent study had already been conducted on the pest insect of the pepper vine ladder plants. The ‘gamal’ (G. maculata) plant was one of the ladder plants which rejected by the insect, Q. erytrinnae, neither for food nor for oviposition preference. Therefore, it was hypothesized that this plant could be used as botanical insecticide. In order to study the effectiveness of the plant, its leaves were extracted by using water and ethanol. A set of experimental design was conducted by using completely randomized design with factorials (2x6), 2 different extract solution (water and ethanol) and 6 different concentration (0, 10, 20, 30, 40, 50%) with each of 3 replication. ANOVA was conducted to obtain the means and standard error means of the experimental study and Least Significant Difference (LSD) at α=5% was performed in order to obtain the different among the experimental groups. Probity analysis was also conducted to obtain the LC50. The result indicated that both extract methods (water and ethanol) were able to killed the imago of Erythrina gall wasp, but the extract using ethanol was more effective compare to those of water, with the LC50 ratio of 54.9% : 21.5%. Key woods: botanical insecticide, gamal, erythrina gall wasp.

PENGANTAR Tanaman dadap yang digunakan sebagai tajar (penegak) tanaman lada oleh sebagian besar (75%) petani lada di Lampung sejak akhir tahun 2003 dilaporkan diserang oleh hama bisul Quadrastichus erythrinae (Hymenoptera: Eulophidae) (Suprapto, 2005a,b; Nukmal, dkk 2007). Akibat ledakan hama bisul yang terjadi tahun 2004, kerusakan tanaman dadap yang digunakan sebagi tajar lada mencapai luas 6.163 ha (64,9% dari total luas tanaman lada) dengan perkiraan kerugian mencapai 61,63 milyar rupiah karena untuk menanam 1 ha tanaman lada dibutuhkan investasi Rp. 10.000.000 (Dinas Perkebunan Provinsi Lampung, 2005). Salah satu alternatif untuk mengendalikan hama bisul dadap ini dengan cara yang aman dan ramah lingkungan adalah dengan menggunakan insektisida nabati. Insektisida nabati berasal dari bahan alami berupa tanaman yang memenuhi beberapa kriteria, yaitu aman, murah, mudah diterapkan petani, dan efektif membunuh hama. Bahan dari nabati ini juga mudah terurai (biodegradable) sehingga tidak mencemari lingkungan dan relatif aman bagi manusia dan ternak karena residunya mudah hilang (Balai Penelitian dan Pengembangan Pertanian, 2008). Gamal (G. maculata) merupakan salah satu tanaman yang memiliki senyawa yang dapat digunakan sebagai insektisida nabati (Elevitch dan John, 2006). Dari hasil penelitian Nismah, dkk. 2009 , diketahui hama bisul tidak menyukai tanaman gamal karena gamal tidak dipilih oleh hama bisul sebagai pakan dan tempat meletakan telur. Tanaman ini banyak mengandung senyawa yang bersifat toksik seperti dicoumerol, asam sianida (HCN), tanin, dan nitrat (NO3). Hasil penelitian Indriyani (2008) membuktikan bahwa ekstrak etanol daun gamal mengandung senyawa toksik yang dapat mematikan imago hama bisul dadap. Oleh karena itu, dilakukan penelitian untuk mengetahui efektifitas ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal terhadap imago hama bisul dadap (Q. erythrinae).

38


ISBN 978-602-95471-0-8 TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efektifitas ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal terhadap imago hama bisul dadap (Q. erythrinae). CARA KERJA Daun dadap yang muda dan sehat dicelupkan ke dalam masing-masing ekstrak daun gamal yang telah diencerkan dengan konsentrasi yang telah ditentukan (0%,10%, 20%, 30%, 40% dan 50%), selama 5 menit. Kemudian diangkat dan dikeringanginkan lalu dimasukkan ke dalam botol selai. Kemudian sepuluh ekor imago hama bisul dadap hasil pemeliharaan dimasukkan ke dalam botol selai tersebut lalu diberi madu sebagai sumber makanannya dan ditutup dengan kain kasa. Pengamatan dilakukan 1, 3, 6, 12, 24, 48, dan 72 jam setelah perlakuan. Parameter yang diamati adalah jumlah serangga yang mati pada masing-masing waktu pengamatan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK), dengan faktorial 2 x 6. Sebagai perlakuan digunakan 2 macam ekstrak yaitu ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal. Dengan 6 konsentrasi yang berbeda yaitu 0% ( kontrol) 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, dan masing-masing perlakuan diulang sebanyak 3 kali. Untuk mengetahui perbedaan antara dua perlakuan maka data yang diperoleh akan dianalisis ragam, apabila terdapat beda nyata antar perlakuan dilanjutkan dengan menggunakan uji Beda Nyata Terkecil (BNT) pada taraf α = 5%. Sedangkan untuk menentukan nilai LC50 data dianalisis dengan analisis probit. HASIL DAN PEMBAHASAN Ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal dapat menyebabkan kematian pada imago hama bisul dadap (Q. erythrinae). Efek ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal terhadap imago hama bisul dadap menunjukkan adanya perbedaan yang nyata seperti terlihat pada Tabel 1. Ekstrak etanol daun gamal bekerja lebih cepat mematikan imago hama bisul dadap dibandingkan ekstrak air daun gamal. Hal ini ditunjukkan dengan lebih banyaknya kematian imago hama bisul dadap yang diberi perlakuan ekstrak etanol daun gamal dibandingkan ekstrak air daun gamal. Ekstrak etanol daun gamal mampu mematikan serangga uji hampir dua kali lebih banyak dibandingkan ekstrak air daun gamal. Hal ini diperkuat dengan hasil analisis probit. Ekstrak etanol daun gamal pada konsentrasi terendah 7,7% sudah dapat mematikan 50% serangga uji dalam waktu 12 jam setelah perlakuan. Sedangkan ekstrak air daun gamal memerlukan konsentrasi terendah lebih tinggi (33,3%) untuk dapat mematikan 50% serangga uji dalam waktu 12 jam (Tabel 2). Ekstrak etanol daun gamal memiliki nilai LC50 2,6 kali lebih rendah dibandingkan dengan ekstrak air daun gamal (21,5% : 54,9%). Adanya perbedaan daya bunuh antara ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal mungkin disebabkan kemampuan etanol untuk mengikat senyawa yang bersifat toksik yang ada dalam tanaman lebih kuat dibandingkan dengan air. Pelarut etanol mampu mengikat senyawa yang bersifat polar dan semi polar yang terdapat dalam daun gamal sedangkan air hanya mampu mengikat senyawa yang bersifat polar (Anonim, 2005). Etanol dan metanol merupakan pelarut senyawa organik dan banyak digunakan untuk melarutkan senyawa yang terdapat dalam tanaman (Anonim 2008) dan efektif untuk melarutkan senyawa yang bersifat insektisida (Kraus dkk.,1981).


39

ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 1. Rata–rata jumlah kematian imago hama bisul dadap dengan perlakuan ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal Waktu pengamatan

3 jam setelah perlakuan






Kons( %) 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50

Rata-rata jumlah serangga yang mati (ekor) ± SD (n = 10)/ekstrak etanol air 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 1,00 ± 0,00 b 0,00 ± 0,00 a 1,33 ± 0,58 b 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 3,33 ± 0,58 b 0,00 ± 0,00 a 3,67 ± 2,08 b 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 1,33 ± 0,58 b 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 2,67 ± 0,58 b 0,00 ± 0,00 a 3,67 ± 1,15 b 5,00 ± 1,00 b 2,67 ± 1,53 a 5,33 ± 1,53 b 3,33 ± 0,58 a 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 2,67 ± 0,58 a 1,67 ± 1,15 a 4,67 ± 0,58 b 2,33 ± 0,58 a 5,67 ± 1,52 b 2,67 ± 0,58 a 7,00 ± 1,00 b 4,67 ± 0,58 a 8,00 ± 1,00 b 5,00 ± 1,00 a 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 6,00 ± 1,00 b 3,67 ± 1,53 a 6,33 ± 0,58 b 4,00 ± 1,00 a 10,00 ± 0,00 b 5,00 ± 1,00 a 10,00 ± 0,00 b 6,67 ± 0,58 a 10,00 ± 0,00 b 7,00 ± 1,00 a 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 10,00 ± 0,00 b 6,00 ± 1,00 a 10,00 ± 0,00 b 6,33 ± 0,57 a 6,67 ± 1,15a 10,00 ± 0,00 b 10,00 ± 0,00 b 0,00 ± 0,00 a 0,00 ± 0,00 a 10,00 ± 0,00 b 10,00 ± 0,00 b 10,00 ± 0,00 b

% kematian/ ekstrak etanol air 0,0 0,0 0,0 0,0 10,0 0,0 13,3 0,0 33,3 0,0 36,7 0,0 0,0 0,0 13,3 0,0 26,7 0,0 36,7 0,0 50,0 26,7 53,3 33,3 0,0 0,0 26,7 16,7 46,7 23,3 56,7 26,7 70,0 46,7 80,0 50,0 0,0 0,0 60,0 36,7 63,3 40,0 100 50,0 100 66,7 100 70,0 0,0 0,0 100 60,0 100 63,3 66,7 100 100 0,0 0,0 100 100 100

Keterangan : Angka yang diikuti oleh huruf yang sama pada baris yang sama tidak berbeda nyata pada taraf α = 5% uji lanjut BNT Tabel 2. Hasil analisis probit ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal terhadap imago hama bisul dadap Ekstrak daun gamal Etanol Air 40

Waktu pengamatan (jam) 12 jam 12 jam

Nilai LC50 (%)

Fiducial limit (%)

21,5 54,9

13,8 - 33,6 21,6 - 139,3

Konsentrasi terendah LC50 (%) 7,7 33,3


ISBN 978-602-95471-0-8 Ket : Fiducial limit : Batas atas dan batas bawah nilai LC50 Senyawa-senyawa yang bersifat toksik yang terdapat pada daun gamal seperti HCN dan kumarin diduga lebih banyak larut dalam pelarut etanol dibandingkan dengan pelarut air. Hal ini mungkin disebabkan karena perbedaan cara pembuatan ekstrak. Pada pembuatan ekstrak etanol dilakukan proses maserasi yaitu merendam daun gamal selama tiga hari dengan pelarut etanol (CH3CH2OH) sehingga senyawa dalam daun gamal yang bersifat toksik lebih banyak tertarik atau larut dalam etanol sedangkan pada ekstrak air tidak dilakukan maserasi, melainkan langsung menggunakan blender sehingga diduga senyawa-senyawa yang bersifat toksik tidak seluruhnya tertarik atau larut dalam air. Selain pelarut etanol mampu mengikat senyawa toksik yang bersifat polar, etanol juga mampu mengikat senyawa-senyawa toksik lain yang tidak dapat diikat oleh pelarut air. Hal tersebut kemungkinan akan mempengaruhi jumlah dan efektifitas kerja senyawa sehingga mempengaruhi lama waktu untuk mematikan serangga uji. Hal ini juga ditunjang oleh hasil penelitian Romantin (2007), menunjukkan ekstrak etanol daun alamanda (Alamanda cathartica) bersifat lebih toksik terhadap larva Aedes aegypti dibandingkan ekstrak air daun alamanda. Pemberian ekstrak etanol daun alamanda pada konsentrasi 0,20% mampu mematikan 100% larva nyamuk A. aegypti sedangkan ekstrak air daun alamanda hanya mampu mematikan 3,33% larva A. aegypti. Dari hasil pengamatan, imago hama bisul dadap yang mati mengalami perubahan warna pada kulitnya terutama pada bagian abdomen. Imago hama bisul dadap dengan perlakuan ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal warna kulitnya berubah menjadi lebih hitam (Gambar 1A dan 1B). Hal ini diduga karena senyawa toksik yang terdapat pada daun gamal tersebut bereaksi dengan kutikula imago hama bisul dadap. Indriyani (2008) mengatakan bahwa ekstrak etanol daun gamal dengan konsentrasi 100% dapat menyebabkan perubahan warna kulit pada hama bisul dadap menjadi lebih hitam.

Gambar 5. Perubahan morfologi hama bisul dadap dengan perlakuan ekstrak etanol daun gamal, ekstrak air daun gamal, dan kontrol (Perbesaran A: Setelah pemberian ekstrak etanol daun gamal, B: Setelah pemberian ekstrak air daun gamal,C : Kontrol. 1: caput, 2 : thorax, 3 : abdomen Menurut Untung (1993), sebagian besar senyawa toksik masuk ke tubuh serangga melalui dinding tubuh yaitu melalui kontak langsung. HCN, kumarin, dan tanin merupakan senyawa toksik yang terdapat pada daun gamal. Diduga senyawa toksik tersebut masuk melalui kontak langsung dengan kulit dari serangga uji dan melalui pernafasan. Menurut Ekti (2007), umumnya zat-zat toksik masuk melalui pernapasan atau kulit, kemudian beredar ke seluruh tubuh atau ke organ-organ tertentu. Sasaran utama senyawa toksik yang terdapat pada ekstrak daun gamal ini adalah sistem pernafasan karena daun gamal mengandung senyawa HCN yang dapat menghambat proses pernafasan. Hal ini sesuai dengan pendapat Rochmy (2009), HCN dapat menyebabkan terbentuknya sianmethemoglobin dan keracunan protoplasma yang mengakibatkan ketidak mampuan jaringan mengambil oksigen. Pengambilan oksigen pada serangga terjadi secara difusi. Senyawa HCN di udara terdapat dalam bentuk gas,


41

ISBN 978-602-95471-0-8 setelah mengalami oksidasi senyawa ini membebaskan –C=N. Gugus CN akan terserap bersama oksigen ke sistem pernafasan sehingga pernafasan serangga terganggu (Sastrodiharjo,1984). HCN bersifat toksik karena mengganggu proses transpor elektron dengan mengikat sitokrom sehingga menghambat proses respirasi. Sebagian besar pembawa elektron pada rantai transfer elektron adalah enzim sitokrom yang mengalami reaksi redoks menerima dan melepaskan elektron dan membawanya menuju oksigen. Setiap pelepasan elektron akan dilakukan pelepasan hidrogen ( H+) . Elektron ini yang selanjutnya juga digunakan oleh ATP sintase untuk membentuk ATP dari ADP+ Pi (Campbell, 2002). Apabila enzim sitokrom diikat oleh HCN maka sitokrom tidak dapat melewatkan elektron menuju oksigen sehingga mengakibatkan transfor elektron terganggu dan tidak terbentuknya ATP. Tidak terbentuknya ATP menyebabkan serangga uji menjadi lemas dan mati. Hal ini sesuai dengan gejala yang ditunjukkan serangga uji sebelum mati. Setelah beberapa jam pemberian ekstrak daun gamal, serangga uji menunjukkan gejala lemas dan tidak bergerak apabila disentuh. Diduga serangga uji mati akibat masuknya HCN yang terlarut dalam ekstrak daun gamal dan senyawa toksik yang masuk tersebut langsung tersebar ke seluruh tubuh serangga uji. Dalam jumlah besar HCN dapat menyebabkan kematian dalam waktu singkat karena kegagalan pernafasan Rochmy (2009). Di samping HCN yang terkandung pada ekstrak daun gamal, kumarin juga diduga dapat menyebabkan gangguan pernafasan pada imago hama bisul dadap. Menurut Robinson (1995) dan Sjam (2006), kumarin merupakan salah satu senyawa golongan flavonoid yang diduga dapat mengiritasi kulit dan menghambat transportasi asam amino leusin. Diduga senyawa flavonoid menghambat leusin yang berperan dalam proses pembentukan asetil koA pada Siklus Kreb. Menurut Nugroho (2008) leusin merupakan asam amino ketogenik yang hanya dapat masuk ke intermediet asetil koA atau asetoasetil koA. Pada saat proses ini terhambat, asetil koA tidak dapat menambahkan fragmen nya pada oksaloasetat dan akibatnya siklus kreb terganggu dan tidak dapat menghasilkan ATP. Senyawa toksik yang masuk ke dalam tubuh serangga akan mempengaruhi metabolisme dalam tubuhnya. Senyawa kumarin, tanin, dan HCN yang terdapat dalam tanaman termasuk ke dalam golongan senyawa aromatik (Naim, 2004). Menurut Low dan Castagnoly (1992), apabila dalam tubuh serangga terdapat racun dari golongan senyawa aromatik maka serangga tersebut mengadakan mekanisme pertahanan dengan memetabolisme senyawa asing tersebut sehingga tidak lagi berbahaya dan dapat diekskresikan. Lu (1994) juga mengatakan bahwa senyawa yang bersifat racun yang masuk ke tubuh akan mengalami biotransformasi menghasilkan senyawa yang larut dalam air dan lebih polar. Proses metabolisme tersebut membutuhkan energi, semakin banyak senyawa racun yang masuk ke tubuh serangga menyebabkan energi yang dibutuhkan untuk proses netralisir semakin besar. Banyaknya energi yang digunakan untuk menetralisir senyawa racun tersebut menyebabkan penghambatan terhadap metabolisme yang lain sehingga serangga akan kekurangan energi dan akhirnya mati. KESIMPULAN Pemberian ekstrak etanol dan ekstrak air daun gamal terhadap imago hama bisul dadap dapat menyebabkan kematian. Kematian yang ditimbulkan diduga akibat masuknya senyawa toksik yang terdapat pada ekstrak melalui spirakel sehingga menggangu sistem pernafasan. Ekstrak etanol daun gamal lebih efektif dibandingkan ekstrak air daun gamal. Hal ini dikarenakan selain pelarut etanol mampu mengikat senyawa toksik yang bersifat polar yang terdapat dalam tanaman, etanol juga mampu

42


ISBN 978-602-95471-0-8 mengikat senyawa-senyawa toksik lain yang tidak dapat diikat oleh pelarut air, sebagai contoh HCN dan kumarin. Dilihat dari nilai LC50, ekstrak etanol daun gamal lebih efektif mematikan imago hama bisul dadap dibandingkan dengan ekstrak air daun gamal (21,5% : 54,9%). DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2005. Etanol. Diakses 5 Agustus 2008, 10.20 WIB. http://qforg.multiply.com/journal/bab-8-reaksi-dan sifat-sifat-fisik. Anonim. 2008b. Alkohol. Diakses 19 September 2008, 13.00WIB. http://qforg.multiply.com/journal. Balai Penelitian dan Pengembangan Pertanian. 2008. Atasi Hama Belalang Secara Organik. Diakses 18 Januari 2008, 10.00 WIB. http://www.beritabumi.or.id/artikel3.php?idartikel=362 Campbell, N. A., J. B. Reece, dan L. G. Mithcell. 2002. Biologi. Edisi kelima Jilid I. Erlangga. Jakarta. Dinas Perkebunan Provinsi Lampung. 2005. Wabah Hama Bisul Dadap Pada Beberapa Kabupaten Sentra Produksi Lada di Provinsi Lampung. Laporan Khusus. Ekti. 2007. Bahan Kimia Beracun. Diakses 19 Juli 2008, 11.00 WIB. http://www.pemudaadvent.org/Fhome.asp?t=6056. Elevitch, C. R. dan John K. 2006. Gliricidia sepium (Gliricidia) Fabaceae (legume family). Species Profiles For Pacific Island Agroforestry www.traditionaltree. Org. Diakses 16 Februari 2008, 11.36 WIB. http://www.agroforestry.net/tti/Gliricidia-gliricidia.pdf gamal Indriyani, D. 2008. Uji Efikasi Ekstrak Etanol Daun Gamal (Gliricidia maculata Hbr.) dan Kapuk Randu (Ceiba pentandra Gartn.) Sebagai Insektisida Nabati Terhadap Hama Bisul Dadap (Quadrastichus erythrinae Kim.). Skripsi Sarjana Jurusan Biologi. Universitas Lampung. Bandar Lampung. Kraus, W., C. Cramer, M. B, dan Sawitzki, G. 1981. New Insect Antifeedant From Azadirachta Indica A. Juss and Melia Azedarach Linn. Pp. 53-62. Low, L. K. dan Castagnoly, N. 1992. Perubahan Metabolik Obat dan Senyawa Organik Sejenis dalam buku teks Wilson dan Gisvold; Kimia Farmasi dan Medisinal Organik. Robert F. Doerge (editor). Edisi VII. Terjemahan: Achmad Mustofa Fatah. IKIP Semarang Press. Semarang. Lu, F. C. 1994. Toksikologi Dasar: Asas, Organ Sasaran dan Penilaian Resiko. Edisi ke2. Penerbit U.I.P. Hal 412. Naim, R. 2004. Senyawa Antimikroba Dari Tanaman. Diakses 17 Maret 2008, 10.15 WIB. http://64.203.71.11/kompas-cetak/0409/15/sorotan/ 1265264.htm. Nismah, E,L. Widiastuti, dan Dasimah. 2009.Pilihan pakan dan tempat bertelur hama bisul dadap (Quadrastichus erythrinae KIM) pada tajar lada. Makalah Seminar Biologi Nasional XX. Malang 24 – 25 Juli 2009. Nugroho, H. S. W. 2008. Metabolisme Asam Amino. Diakses 31 Juli 2008, 10.15 WIB. http://209.85.175.104/search?q=cache:X3S_DWx-ccJ:static.Schoolrack.Com/files/14204/34774/6-metabolisme-asamamino.doc+leusin+toksik&hl=id&ct=clnk&cd=2&gl=id. Nukmal, N. Suprapto dan E.L. Widiastuti. 2007. Pengendalian Hama Bisul Dadap Secara Terpadu dengan Memanfaatkan Musuh Alami. Lapororan Penelitian Hibah Bersaing XV. Universitas Lampung. Robinson, T. 1995. Kandungan Organik Tumbuhan Tinggi. Diterjemahkan oleh K. Padmawinata. ITB. Bandung. Rochmy, L.N. 2009. Keracunan makanan. http://suara-muhammadiyah.


43

ISBN 978-602-95471-0-8 com. Kesehatan. Romantin, I. 2007. Uji Toksisitas Bioinsektisida Daun Alamanda (Alamanda cathartica Linn) Terhadap Larva Instar III Aedes aegypti. Skripsi Sarjana Jurusan Biologi. Universitas Lampung. Bandar Lampung. Sastrodihardjo. 1984. Pengantar Entomologi Terapan. Penerbit ITB. Bandung. Sjam, S. 2006. Pemanfaatan Ekstrak Buah Maja (Bignoniaceae : Crescentia cujete) Dengan EM4 Terhadap Penggerek Buah Kakao Conophomorpha cramerella snellen (Lepidoptera: Gracillariidae). Diakses 1 Agustus 2008, 10.00 WIB. http://72.14.235.104/search?q=cache:4tPm7WmrH48J:ijonline.net/index.php/ BullPen/article/view/248/217+sifat+toksik+senyawa+flavonoid+pada+serang ga&hl=id&ct=clnk&cd=3&gl=id Suprapto. 2005a. Penyebab Kematian Tanaman Dadap dan Usaha Pengendaliannya. Makalah Tanggapan Laporan Khusus. Balai Pengkajian dan Teknologi Pertanian Lampung. Suprapto. 2005b. Serangan Hama Tanaman Penegak Lada Jenis Dadap (Erythrina spp) dan Usaha Pengendaliannya. Prosiding Lokakarya Nasional Pengembangan Pertanian Lahan Kering. Bandar Lampung, 20-21 September 2005. Hal 351– 359. Untung, K. 1993. Pengantar Pengelolaan Hama Terpadu. Cetakan ke-2. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.

44


ISBN 978-602-95471-0-8 KONTRAKTILITAS PEMBULUH DARAH ARTERI EKOR TIKUS TERPISAH DENGAN ATAU TANPA ENDOTEL SETELAH PEMBERIAN EKSTRAK Scurulla oortiana (BENALU TEH) NOUR ATHIROH AS.,S.Si.,M.Kes FMIPA UNISMA ABSTRAK Pada umumnya masyarakat Indonesia mengenal beberapa macam tanaman yang banyak digunakan sebagai obat tradisional. Contohnya yaitu benalu teh (Scurulla oortiana) mempunyai efek menurunkan tekanan darah. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui efek Scurulla oortiana (benalu teh) sebagai vasodilator, serta untuk mengetahui mekanisme farmakodinamiknya pada kontraktilitas pembuluh darah arteri. Hipotesis penelitian yaitu Scurulla oortiana (benalu teh) mempunyai efek sebagai vasodilator dan mekanisme farmakodinamiknya melibatikan endotel, otot polos atau keduanya. Isolasi arteri ekor tikus terpisah dipasang dalam organ bath, dialiri dengan larutan Kreb’s dengan menggunakan pompa perfusi kecepatan 6ml/menit serta diaerasi gas karbogen (95% O2 dan 5% CO2). Setelah stabil dengan kisaran waktu 90-120 menit, arteri dipapar dengan obat norepinefrin (NE) (dosis 10-7 M, 3X10-7 M, 10-6 M, 3X10-6 M, 10-5 M, 3X10-5 M, 10-4 M, dan 3X10-4 M). Kontraksi arteri diukur dengan mencatat tingginya kontraksi (milivolt) yang terekam dalam Mc.Lab Computer. Hasil penelitian menunjukkan bahwa rerata ED50 kontrol pada kontraksi arteri dengan endotel utuh 1,15.10-6 M ± 0,1. Pada perlakuan NE + Scurulla oortiana = 3,7. 10-6 M ± 0,01. Berdasarkan uji t antara kontrol dan perlakuan arteri dengan endotel utuh menunjukkan pengaruh nyata, t hitung = 5.00* 〉 t tabel = 2.447 (α 0.05). Sedangkan rerata ED50 kontrol pada arteri dengan endotel rusak = 8,28 10-7 M ± 0,80. Pada perlakuan NE + Scurulla oortiana = 14,6. 10-7 M ± 6,82. Kontraksi arteri dengan endotel rusak antara kontrol dan perlakuan menunjukkan beda tidak nyata. T hitung 2.306 〈 t tabel 2.447 (α 0.05). Terjadinya penurunan kontraksi kemungkinan benalu teh melalui reseptor α2 pada endotel, aktivasi α2 melepaskan EDRF (endothelium derived relaxing factor) menyebabkan vasodilatasi. Namun hal ini perlu dibuktikan lebih lanjut. Penelitian lain menunjukkan bahwa zat aktif dari benalu teh yaitu rutin, quercitrin, isoquercitrin, kafein, tebromin dan myricitrin. Zat aktif diduga berdifusi secara langsung pada otot polos atau sel endotel pembuluh arteri sehingga menurunkan kontraksi arteri. Key words: kontraktilitas, endotel arteri, dan benalu teh

PENGANTAR Pada umumnya masyarakat Indonesia mengenal tanaman obat sebagai obat tradisional secara turun temurun. Misalnya penggunaan benalu sebagai obat antihipertensi. Ternyata ekstrak benalu teh bersifat sebagai antihipertensi, menurut penelitian Anderson and Phillipson dalam Kirana (1998), Viscum album benalu mengandung viscotoxin dan phoratoxin berperan sebagai vasodilator (menurunkan tekanan darah). Disamping itu Phoradendron serotinum juga mengandung phoratoxin diduga mempunyai efek farmakodinamik yang sama. Berdasarkan uraian tersebut bahwa V. Album dan P. serotinum mempunyai efek vasodilator, namun tidak dijelaskan proses vasodilator bekerja di endotel, otot polos atau dikeduanya. Hasil eksplorasi disekitar perkebunan teh di Jawa Barat, benalu yang banyak dijumpai adalah dari famili Loranthaceae. Contoh spesiesnya adalah Scurulla oortiana


45

ISBN 978-602-95471-0-8 (benalu teh). Benalu teh ini belum banyak dilakukan eksplorasi penelitian, efek farmakodinamiknya belum diketahui secara pasti. Dari segi taksonomi Scurulla oortiana (benalu teh) merupakan satu famili dengan V. Album dan P. Serotinum. Berdasarkan pemikiran tersebut, kemungkinan Scurulla oortiana (benalu teh) juga mempunyai efek sebagai vasodilator. Namun mekanisme farmakodinamik belum diketahui. Oleh karena itu dilakukan penelitian secara invitro terhadap pembuluh darah arteri ekor tikus terpisah dengan menggunakan isolated organ (organ terpisah). Sedangkan untuk mengetahui kerja benalu di endotel, otot polos atau keduanya, maka dilakukan eksperimen terhadap arteri endotel utuh dan rusak.

Gambar 1. Skema Kerangka Teoritis Perumusan Masalah 1. Apakah Scurulla oortiana (benalu teh) mempunyai efek sebagai vasodilator? 2. Bagaimana mekanisme farmakodinamik Scurulla oortiana (benalu teh) terhadap penurunan kontraksi pembuluh darah arteri ekor tikus terpisah melalui endotel, otot polos atau keduannya? Tujuan Penelitian 1. Untuk mengetahui Scurulla oortiana (benalu teh) mempunyai efek sebagai vasodilator. 2. Untuk mengetahui mekanisme farmakodinamik Scurulla oortiana (benalu teh) terhadap penurunan kontraksi pembuluh darah arteri ekor tikus terpisah melalui endotel, otot polos atau keduannya. Kegunaan Penelitian 1. Menambah informasi ilmiah tentang peranan Scurulla oortiana (benalu teh) sebagai vasodilator sehingga berkhasiat untuk terapi antihipertensi. 2. Memberikan landasan teori pengembangan obat tradisional Scurulla oortiana (benalu teh) sebagai vasodilator 3. Aplikasi pemanfaatan tanaman tradisional yang berkhasiat 4. Menghasilkan produk alami untuk meningkatkan kesehatan mansyarakat sehingga bisa diproses untuk dipatenkan.

46


ISBN 978-602-95471-0-8 5.

Menghasilkan metode dan model penelitan yang baku dalam rangka eksplorasi ilmu pengetahuan 6. Artikel dan poster penelitian untuk disosialisasikan ke masyarakat.

Hipotesis 1. Scurulla oortiana (benalu teh) mempunyai efek vasodilator. 2. Mekanisme farmakodinamik Scurulla oortiana (benalu teh) terhadap vasodilator melibatkan endotel, otot polos atau keduanya. BAHAN DAN CARA KERJA BAHAN Tikus (Rattus rattus Strain Wistar) umur 3-5 bulan, akuabidest, akuades, HCl, larutan Krebs, gas karbogen (O2 ; 95% dan CO2 ; 5%), norepinefrin (NE), acetilkolin (Ach), dan makanan tikus merk comfeed A1 + tepung terigu = 1 : 4). CARA KERJA Uji pendahuluan a. Eksplorasi “Dose Respon Curve” NE terhadap kontraksi pembuluh darah arteri. b. Eksplorasi ekstrak kasar benalu the (BT) konsentrasi 0.001 % dan 0.002 pada berbagai dosis NE terhadap kontraksi pembuluh darah arteri. Masing-masing diulang 5 kali. Cara Kerja Penelitian Arteri dengan Endotel 1. Efek ekstrak kasar benalu teh pada berbagai dosis NE: 10-7 M, 3X10-7 M, 10-6 M, 3X10-6 M, 10-5 M, 3X10-5 M, 10-4 M, dan 3X10-4 M terhadap kontraksi pembuluh darah arteri. 2. Kontrol: masing-masing dosis NE di letakkan dalam botol kecil (10cc) kemudian di aerasi 1 menit selanjutnya dialirkan dengan cara memindahkan selang krebs ke dalam botol obat NE sampai habis. Setelah itu selang langsung dipindahkan kembali ke larutan krebs. Diamati dengan mencatat kontraksi pembuluh darah arteri di Mac Lab Komputer. 3. Pemberian ekstrak kasar benalu teh. Ekstrak (10cc) diletakkan botol kecil kemudian diaerasi 1 menit selanjutnya dialirkan dengan cara memindahkan selang krebs ke dalam botol obat NE sampai habis. Setelah itu selang langsung dipindahkan kembali ke larutan krebs. Diamati dengan mencatat kontraksi pembuluh darah arteri di Mac Lab Komputer.

Cara Kerja Penelitian Arteri tanpa Endotel Endotel arteri dihilangkan dengan cara menghembuskan kanul gas karbogen ke dalam lumen arteri dengan sekuat mengkin. Untuk mendeteksi endotel rusak dengan cara menggantungkan arteri ke dalam organ bath dan diberi NE dosis 10-7 M kemudian diuji Acetilkolin 10-8 M, 10-7 M, dan10-6 M, kemudian diamati kontraksi arteri. Apabila kontraksi arteri tetap tinggi berarti endotel sudah rusak. Selanjutnya perlakuannya sama dengan arteri + endotel. Parameter Penelitian Besarnya ED50 pada kontrol (NE) dan ED50 setelah pemberian ekstrak kasar benalu teh pada kontraksi pembuluh darah arteri (milivolt).


47

ISBN 978-602-95471-0-8 Analisis Penelitian Data kuantitatif diuji dengan Uji t dengan taraf kepercayaan 95%. HASIL Pada uji pendahuluan telah dilakukan eksplorasi “Dose Respon Curve” NE 10-7 M, 3X10-7 M, 10-6 M, 3X10-6 M, 10-5 M, 3X10-5 M, 10-4 M, dan 3X10-4 M terhadap kontraksi pembuluh darah arteri. Respon maksimum pemberian obat NE dicapai pada dosis 10-4 M. Respon maksimum ditunjukkan dengan tidak adanya peningkatan kontraksi arteri setelah diberi dosis NE yang lebih tinggi, karena seluruh reseptor diduduki (berikatan) oleh NE. Tabel 1. Data Eksplorasi Efek “Dose Respon Curve” NE terhadap Kontraksi Pembuluh Darah Arteri Kontraksi Arteri (milivolt) Ulangan Dosis Rerata SD 1 2 3 4 5 NE (M) (Standard deviasi) 10-7 13.57 14.20 15.06 14.06 14.25 14.23 0.46 3.10-7 23.74 27.13 26.00 25.56 27.68 26.02 1.57 10-6 52.40 50.56 50.53 56.38 52.45 52.46 2.49 -6 3.10 80.90 75.50 73.83 75.89 76.65 76.55 2.78 10-5 95.50 76.50 87.30 84.01 82.00 85.06 7.06 3.10-5 95.05 85.95 97.90 93.02 90.07 93.02 5.71 -4 10 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00 3.-4 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 0.00

Gambar 2. Grafik “Dose Respon Curve” antara dosis obat NE terhadap kontraksi arteri Eksplorasi ekstrak kasar Scurulla oortiana (benalu teh) pada berbagai dosis NE terhadap kontraksi arteri

48


ISBN 978-602-95471-0-8 Konsentrasi ekstrak kasar Scurulla oortiana (benalu teh) pada uji pendahuluan yaitu: 0.001% dan 0.002%. Pada konsentrasi 0.001% ternyata memberikan respon terhadap penurunan kontraksi arteri. Respon dapat ditunjukkan dengan adanya pergeseran kurva ke kanan. Sehingga pada penelitian selanjutnya digunakan konsentrasi Scurulla oortiana (benalu teh) 0.001%. Tabel 2. Data eksplorasi rerata Scurulla oortiana (benalu teh) pada Berbagai Dosis NE terhadap Kontraksi Pembuluh Arteri Endotel Utuh dan Rusak Kontraksi Arteri (milivolt) pada Endotel Kontraksi Arteri (milivolt) pada Endotel Utuh Rusak Dosis Kontrol Kontrol (NE): NE (M) NE+ BT: X±SD NE+ BT:X±SD X±SD (NE):X±SD 10-7 12.14±0.36 -7 3.10 15.82±2.37 10-6 46.99±2.06 -6 3.10 84.19±3.02 10-5 94.99±2.03 -5 3.10 96.45±2,29 10-4 100±0.00 -4 3. 100±0.00 ED50±SD 1,15. 10-6M±0.1 Keterangan BT = benalu teh

6.54±4.90 11.84±5.54 33.76±4.85 52.57±9.22 76.10±3.68 97.00±1.41 100±0.00 100±0.00 3,7. 10-6M±1.01

19.22±6.70 22.65±6.60 61.54±6.59 77.97±14.00 90.16±7.91 96.18±3.08 100±0.00 100±0.00 8,28. 10-7M±0.80

9.74±2.63 18.57±5.60 35.14±12.10 74.59±13.90 82.78±5.09 89.14±5.56 100±0.00 100±0.00 14,6.10-7M±6.82

Gambar 3. Kurva Dosis NE terhadap Kontraksi Arteri dengan Endotel Utuh pada Kontrol NE dan Perlakuan NE + BT


49

ISBN 978-602-95471-0-8

PEMBAHASAN Pemberian NE eksogen menyebakan terjadinya peningkatan kontraksi arteri, karena NE berikatan dengan receptor α1 di possinap otot polos pembuluh darah (Kalant & Roschlau 1989). NE tersebut akan berikatan dengan receptor adrenergik α1 di otot polos pembuluh darah. Aktivasi receptor α1 menstimulasi enzim fosfolipase C (PLC), enzim menghidrolisis fosfatidil inositol difosfat (PIP2) menjadi inositol trifosfat (IP3) dan diasilgliserol (DAG). IP3 menstimulasi pelepasan Ca2+, dari retikulum endoplasmik. Peningkatan Ca2+ intrasel akan mengaktifkan berbagai protein kinase yang sensitif Ca2+, termasuk protein kinase C (yang akan menfosforilasi protein-protein membran, yaitu kanal, pompa, termasuk kanal Ca2+ yang menimbulkan influks Ca2+ dari luar sel) dan Myosin Light Chaín (MLC) kinase yang bergantung kalmodulin yang akan menfosforilasi MLC dan menimbulkan kontraksi otot (Darmansjah dkk., dalam Ganiswarna, 1995). Rerata ED50 pada kontrol (NE)= 1,15.10-6M±0. 1 dan ED50 pada perlakuan (NE+BT) = 3,7. 10-6M±1.01 pada endotel utuh, setelah diuji t menunjukkan hasil berbeda nyata, t hitung= 5.00* 〉 t tabel = 2.447 (α 0.05). Jadi terdapat hubungan yang erat antara dosis NE dengan ekstrak kasar BT terhadap penurunan kontraksi. Dengan demikian BT mampu menghambat kontraksi arteri (bersifat sebagai vasodilator). Terjadinya vasodilator kemungkinan karena adanya peran endotel atau bekerja pada otor polos pembuluh arteri. Berbagai kemungkinan farmakodinamik BT sebagai berikut: 1. BT bersifat antagonisme kompetetif reseptor α1 pada otot polos arteri, sehingga tidak terjadi aktivasi reseptor α1 . 2. BT menghambat kanal Ca2+di possinap, sehingga tidak terjadi peningkatan Ca2+ intrasel dan terjadi defosforilasi MLC akhirnya tidak terjadi kontraksi otot arteri. 3. Ada zat aktif tertentu dari BT yang mampu bekerja langsung pada otot polos pembuluh arteri dengan menstimulir atau mengaktivasi EDRF (Endotheliun Derived Relaxing Factor) sehingga menyebabkan vasodilatasi 4. BT bersifat agonis α2 pada endotel. Aktivasi reseptor α2 melepaskan EDRF. EDRF diduga sama dengan NO (Nitric Oxide). Zat ini mengaktivasi guanilat siklase dan meningkatkan cAMP otot polos sehingga mengakibatkan vasodilatasi. 5. BT mampu berdifusi secara langsung dan mensintesa NO dalam endotel dan otot polos selanjutnya merangsang guanylate cyclase untuk membentuk cGMP sehingga terjadi vasodilatasi.

50


ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 4. Kerja BT pada Penghambatan Kontraksi Arteri dengan Endotel Utuh setelah Pemberian NE Eksogen NE sebagai stimulus dan BT sebagai antagonis, mekanisme hambatan terjadi pada possinap otot polos pembuluh darah. Mekanisme kerja BT sebagai antagonis dimulai dari reseptor. Menurut Setiawati dkk., dalam Ganiswarna (1995) kerja antagonis terdapat pada sistem reseptor yang sama dengan reseptor agonis (NE). Sehingga reseptor NE diduduki (berikatan) dengan BT, dengan demikian akan menyebabkan sedikit jumlah NE yang menduduki reseptor dan transmisi adrenergik oleh NE tidak mencukupi untuk menimbulkan efek seluler pada arteri. NE akan berkompetisi dengan BT untuk dapat menduduki reseptor yang sama dan menghasilkan respon seluler, akibatnya terjadi hambatan kontraksi pembuluh arteri (penurunan kontraksi arteri setelah pemberian BT). Sedangkan rerata ED50 kontrol pada arteri dengan endotel rusak = 8,23 10-7 M ± 0,80. Pada perlakuan NE + Scurulla oortiana = 14,6. 10-7 M ± 6,82. Kontraksi arteri dengan endotel rusak antara kontrol dan perlakuan menunjukkan beda tidak nyata. T


51

ISBN 978-602-95471-0-8 hitung 2.306 〈 t tabel 2.447 (α 0.05). Berdasarkan data tersebut dapat dikemukakan bahwa BT mampu menghambat kontraksi arteri karena adanya peran endotel. KESIMPULAN 1. Scurulla oortiana (benalu teh) mempunyai efek sebagai vasodilator (menurunkan kontraksi pembuluh darah arteri). 2. Mekanisme farmakodinamik Scurulla oortiana (benalu teh) terhadap penurunan kontraksi pembuluh darah arteri bekerja pada endotel pembuluh darah arteri. SARAN Perlu penelitian lebih lanjut untuk memperjelas mekanisme kerja dari Scurulla oortiana (benalu teh) terhadap penurunan kontraksi pembuluh darah arteri bekerja pada endotel pembuluh darah arteri dalam hal: pemberian bloker α1di otot polos, bloker Ca2+di possinap. Untuk memastikan peran benalu bekerja di α2 endotel, maka perlu penelitian dengan 3 dosis benalu diuji dengan schild plot (R mendekati 1). Disamping itu untuk memastikan ada pengaruh zat aktif dari benalu tersebut, maka perlu dilakukan penelitian mengenai ekstraksi dengan alkohol dan peran flavonoid dari benalu teh.

KEPUSTAKAAN Boulanger, C.M. dan Vanhoutte P.M (1994). The Endothelium: A Pivotal Role in Health and Cardiovascular Disease, Houston, P. 9,16,24 Darmansjah, Setiawati, A dan Gan S. (1995). Obat Otonom dalam Farmakologi dan Terapi (Editor S.G. Ganiswarna), hal. 22-39. Facultas Kedokteran UI. Jakarta. Gerber, J.G. and Nies, A.S. (1991). Antihipertensive Agents and The Drugs Therapy of Hypertension. In The Farmacological Basis of Therapeutics (Eds. A.G. Gilman) Pergamon Press, New York. Katzung, B.G. (1995). Basic and Clinical Pharmacology. Sixth Ed. A Lange Medical Book, London. P. 147-155 Kirana, C. (1998). Isolasi dan Karakterisasi Bahan Bioaktif Benalu dan Efeknya sebagai Anti Kanker dan Anti Hipertensi. Penelitian Hibah Bersaing. FMIPA Universitas Brawijaya. Malang Kimball, J.W. 1994.Biologi Jilid 2. Erlangga. Jakarta. Setiawati, A., Zunilda, S.B. dan Suyatno, F.D. 1995. Pengantar Farmakologi. Dalam Farmakologi dan Terapi. (Eds. S.G. Ganiswarna). Fakultas Kedokteran. UI. Jakarta Tjitrosoepomo, G. 1989. Taksonomi Tumbuhan (Spermatophyta). Gadjah Mada Press. Yogyakarta. Widodo, M.A. 1998. Memahami Struktur dan Fungsi Endotel untuk Menjelaskan Patogenesa Penyakit Kardio-Vaskular. Pidato Pengukuhan Jabatan Guru Besar dalam Ilmu Farmakologi. Fakultas Kedokteran. Universitas Brawijaya. Malang. Hal, 6, 10-11. Wijaya, A. 1998. Disfungsi Endotel Aterosklerosis dan Trombosis. Forum Diagnosticum No.1, Bandung, p.12 Wijayakusuma. M.H. 2002. Hidup Sehat Cara Hembing. PT Gramedia. Jakarta.

52


ISBN 978-602-95471-0-8 HUBUNGAN ANTARA INDEKS APOPTOSIS DENGAN DIAMETER TUBULUS SEMINIFERUS DAN BERAT TESTIS TIKUS AKIBAT PENYUNTIKAN KOMBINASI TESTOSTERON UNDEKANOAT (TU) DAN DEPOT MEDROKSI PROGESTERON ASETAT (DMPA) : KORELASI DENGAN AZOOSPERMIA Nukman Moeloek*, Asmarinah*, Silvia W Lestari*, Lisbeth Pandjaitan** *Departemen Biologi Kedokteran, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia *Mahasiswa Pascasarjana Program Studi Ilmu Biomedik, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia Latar belakang: Pemberian hormon testosteron intramuskular (im) dan oral secara sendiri atau kombinasi dengan progestogen telah diketahui menjadi penyebab terjadinya penghambatan spermatogenesis sehingga menjadikan pria normal menjadi azoospermia. Azoospermia terjadi akibat penekanan sekresi LH dan FSH endogen melalui mekanisme umpan balik negatif. Penekanan gonadotropin akibat pemberian testosteron memicu terjadinya apoptosis pada sel germinal. Penyuntikan TU+DMPA dapat menyebabkan azoospermia pada testis tikus yang disebabkan oleh apoptosis sel germinal. Namun, belum diketahui apakah apoptosis sel germinal dapat menurunkan diameter tubulus seminiferus dan selanjutnya dapat menurunkan berat testis serta apakah ada perbedaan pada apoptosis sel germinal,diameter tubulus seminiferus, dan berat testis antara tikus yang responnya cepat dalam mencapai azoospermia dan yang responnya lambat. Tujuan: Untuk menganalisis hubungan indeks apoptosis sel germinal dengan diameter tubulus seminiferus & berat testis serta korelasinya pada tikus responsif dan non responsif azoospermia yang disuntik TU+DMPA jangka panjang. Metode: Tikus (Rattus sp.) jantan strain Sprague-Dawley disuntik dengan TU dosis 2,5 mg setiap 6 minggu dan DMPA 1,25 mg setiap 12 minggu. Kondisi perlakuan dalam penelitian ini adalah: K0 (praperlakuan), K1 (perlakuan, minggu ke 12,24,36,60 penyuntikan), dan K2 (pemulihan, minggu ke 72). Masing-masing perlakuan disertai dengan kontrolnya. Analisis indeks apoptosis dengan metode TUNEL, berat testis ditimbang, dan dilakukan pengukuran diameter tubulus seminiferus Hasil: Terdapat perbedaan yang bermakna pada indeks apoptosis sel germinal, diameter tubulus seminiferus dan berat testis pada kelompok perlakuan (K1) (P<0,05) dibandingkan dengan kontrolnya. Korelasi positif yang kuat didapatkan pada berat testis dengan diameter tubulus seminiferus (0,536). Korelasi negatif didapat antara berat testis dan diameter tubulus seminiferus terhadap indeks apoptosis sel germinal (-0,359 dan 0,345). Indeks apoptosis sel germinal, diameter tubulus seminiferus, dan berat testis berbeda tidak bermakna antara tikus yang responsif dan non responsif azoospermia (P>0,05). Kesimpulan: Penyuntikan TU+DMPA jangka panjang dapat meningkatkan apoptosis sel germinal sehingga menurunkan diameter tubulus seminiferus dan berat testis. Tidak terdapat perbedaan pada indeks apoptosis sel germinal, diameter tubulus seminiferus, dan berat testis antara kelompok tikus yang responsif dan non responsif azoospermia. Kata kunci : apoptosis, testis, testosteron medroksiprogesteron asetat, azoospermia

undekanoat


&

depot

53

ISBN 978-602-95471-0-8 ISOLASI PROMOTOR GEN BETA-ACTIN (β-actin) IKAN GURAMI (Osphronemus gouramy Lac.) Nuning Winaris1, Dwi Listyorini1*), Endang Suarsini1 1Jurusan Biology, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Malang ABSTRACT Gouramy (Osphronemus gouramy Lac.) is one of commercial fishes which is highly consumed. Growth rate of gouramy is lower than other freshwater fishes. Therefore, needs longer time to harvest. β-actin promoter gene has been isolated from various fishes and reported to be an efficient ubiquitous regulators in the field of fish transgenesis. In this study our aim was to isolate gouramy β-actin promoter gene which will be used for further study on transgenic technology in order to improve the growth rate of gouramy. The sequence of gouramy β-actin promoter gene was isolated using two primers which were design based on common carp and Japanese medaka β-actin gene. Those primers are forward 5’-C CGCGGGTGWGTGACGCTGGACCAATC-‘3 dan reverse 5’CCATGTCATCCCAGTTGGTCACAA-‘3 (Hwang, et al., 2002). From sequencing analysis we found that a part of gouramy β-actin gene was amplified. This fragment comprise of partial sequences amplified by both forward and reverse primers. The amplified sequence acquired from gouramy was aligned with consensus sequence from other related species by BLAST program, the result showed the similarity with Rachycentron canadum beta actin 1 gene, complete cds sequence. Further analysis using Neural Network Promoter Prediction program showed two possibilities of promoter region in both identified sequences. To obtain entire sequence of amplified fragment we need further analysis with some internal primers. Keywords : gouramy, beta-actin (β-actin) gene promoter

PENGANTAR Rekayasa genetik dapat menjadi alat yang sangat berguna untuk pengembangan dan perbaikan kualitas ikan budidaya. Dalam rangka pencapaian tujuan tersebut, teknologi transgenesis telah diaplikasikan pada beberapa jenis ikan budidaya di manca negara, seperti lele “channel” Ictalurus punctatus (Dunham, dkk, 1987), ikan nila Oreochromis niloticus (Brem, dkk., 1988; Martinez, dkk., 1996), ikan rainbow trout Oncorhynchus mykiss (Guyomard, dkk., 1989) dan ikan mas Cyprinus carpio (Zhang, dkk., 1990; Hinits dan Moav, 1999). Ikan gurami (Osphronemus gouramy Lac.) merupakan salah satu ikan yang memiliki tingkat konsumsi tinggi. Permintaan pasar yang tinggi dari tahun ke tahun menyebabkan para petani ikan gurami harus mampu meningkatkan hasil produksinya. Namun, pertumbuhan ikan gurami relatif lebih lambat dari pada spesies ikan air tawar lainnya. Untuk mencapai bobot konsumsi (kurang lebih 700 g) dibutuhkan waktu sekitar 3 tahun. Umur ikan gurami sendiri dapat mencapai 10 tahun (Anonim, tanpa tahun). Menurut Kartikaningsih (2001) lambatnya pertumbuhan ikan gurami ini diduga disebabkan oleh dua fakor yang dominan. Faktor yang pertama yaitu kondisi internal ikan (faktor genetik) sehubungan dengan kemampuan ikan dalam mencerna dan memanfaatkan sumber energi dari pakan sebagai deposit dalam bentuk pertambahan berat tubuh. Faktor yang kedua yaitu kondisi eksternal dari pakan, dalam hal ini adalah formulasi pakan belum mengandung sumber nutrien yang lengkap bagi ikan sehingga tidak bisa memacu pertumbuhan pada titik optimal. Promotor gen Beta-actin (β-actin) telah diisolasi dari beberapa jenis ikan dan dilaporkan sebagai regulator dengan aktivitas tinggi dalam mengatur ekspresi transgen 54


ISBN 978-602-95471-0-8 pada ikan transgenik. Promotor gen β-actin telah diisolasi dari ikan Cyprinus carpio (Liu, dkk., 1990), ikan medaka Oryzias latipes (Takagi, dkk., 1994), ikan zebra Danio rerio (Higashijima, dkk., 1997), ikan mud loach Misgurnus mizolepis (Noh, dkk., 2003) dan ikan nila (Hwang, dkk., 2002). Melalui teknologi transgenik, permasalahan lambatnya pertumbuhan ikan seperti gurami mendapat sedikit titik terang. Penerapan transgenik yang dimaksud adalah penerapan teknologi rekayasa genetik untuk meningkatkan pertumbuhan ikan gurami melalui modifikasi genetik dengan cara perbanyakan gen pertumbuhan atau promotor gen tersebut. Berdasarkan hal tersebut di atas, maka perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui sekuen promotor gen Beta-actin (β-actin) ikan gurami (Osphronemus gouramy Lac.)”. TUJUAN Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui sekuen promotor gen β-actin ikan gurami (Osphronemus gouramy Lac.). CARA KERJA Penelitian ini dilakukan dalam beberapa tahap, tahap yang pertama yaitu isolasi DNA total (genome DNA) menggunakan DNA Isolation Kit (High Pure PCR Template Preparation Kit dari Roche, Germany). Setelah diperoleh isolat DNA total, maka dilakukan tahap amplifikasi PCR dengan sepasang primer yang digunakan untuk isolasi promotor gen β-actin ikan nila, yang dirancang dengan acuan gen β-actin dari ikan common carp dan Japanese medaka. Sepasang primer tersebut terdiri atas forward 5’-C CGCGGGTGWGTGACGCTGGACCAATC-‘3 dan reverse 5’-CCATGTC ATCCCAGTTGGTCACAA-‘3 (Hwang, dkk., 2002). Selanjutnya dilakukan elektroforesis untuk mengecek hasil amplifikasi PCR tersebut. Tahap yang terakhir adalah sekuensing hasil amplifikasi PCR (DNA suspect band) untuk mengetahui sekuen promotor gen β-actin ikan gurami. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari tahap isolasi DNA berhasil diperoleh isolat DNA yang murni (genomic DNA). Setelah diperoleh genomic DNA, maka tahap selanjutnya adalah amplifikasi PCR dengan sepasang primer yang digunakan untuk isolasi promotor gen β-actin ikan nila, primer tersebut dirancang dengan acuan gen β-actin dari ikan Common carp dan Japanese medaka. Sepasang primer tersebut terdiri atas forward 5’-CCGCGGGTGW GTGACGCTGGACCAATC-‘3 dan reverse 5’-CCATGTCATCCCAGTT GGTCACAA‘3 (Hwang, dkk., 2002). Hasil amplifikasi PCR selanjutnya dicek melalui elektroforesis. DNA suspect band yang menunjukkan adanya amplifikasi tampak pada Gambar 1 sebagai berikut: 1 2 2642 bp

Gambar 1. DNA suspect band (agarose 2 %) 1 : DNA suspect band 2 : 100 bp ladder / marker DNA


55

ISBN 978-602-95471-0-8 Untuk mengetahui sekuen hasil amplifikasi PCR (DNA suspect band) dilakukan sequencing. Sequencing ini dilakukan di Lembaga Biologi Molekuler Eijkman, Jakarta, menggunakan Big Dye Terminator melalui ABI 3130xl dan 3130 Genetic Analyzer. Dari hasil sequencing diketahui hanya sekitar 36,45% dari perkiraan panjang keseluruhan sekuen (2642 bp) yang mampu dibaca mesin sequencer, sedangkan sisanya (sekitar 63,55%) masih belum dapat terbaca oleh mesin sequencer. Sekuen forward (403 bp) tidak terhubung dengan sekuen reverse (560 bp). Diperlukan desain primer internal untuk memperoleh sekuen yang utuh. Hasil analisis dengan BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) menunjukkan bahwa sekuen yang diperoleh memiliki kemiripan dengan gen β-actin ikan Rachycentron canadum. Sekuen forward gen β-actin ikan gurami memiliki 85% kesamaan dengan R.canadum beta actin 1 gene, complete cds (Gambar 2.). Sekuen reverse gen β-actin ikan gurami memiliki 98% kesamaan dengan R.canadum beta actin 1 gene, complete cds (Gambar 3.). Letak sekuen forward gen β-actin ikan gurami match dengan urutan basa nukleotida gen β-actin ikan R.canadum nomer 1109 hingga 1248, sedangkan letak sekuen reverse gen β-actin ikan gurami match dengan urutan basa nukleotida gen β-actin ikan R.canadum nomer 2795 hingga 2852 (Gambar 4 A, B). Dengan demikian diduga bahwa sekuen DNA hasil amplifikasi PCR merupakan bagian dari gen β-actin. Query

1109

GGCTCGAGCCGGGCAACTGACGCAGTATAAAAGA-CATGCGCCCACAGCTAACGGATTCA ||||||||||||||

|||| || ||||||||||

| || ||

1167

||||||||||||

Sbjct

2

GGCTCGAGCCGGGCNTCTGANGCGGTATAAAAGANGA-GCNCCNNNNNCTAACGGATTCA

60

Query

1168

CTCTGAGCGCCGTTACACACAGCTTGTGCGGGATATCATTTGCCTGAAACCGGTTCCCTT

1227

Sbjct

61

CTCTGAGCGCCGTCACACGCNNCTTGTGCGGAATATCATTTGCCTGAAACCGGTTCCCTT

Query

1228

AAAGCGAAAAGCCCCCCACCC

||||||||||||| |||| |

||||||||| |||||||||||||||||||||||||||| 120

1248

|||||||||| |||||| ||| Sbjct

121

AAAGCGAAAAACCCCCCCCCC

141

Query

2795

GACGCCCCTCGTGCTGTCTTCCCCTCCATCGTCGGTCGCCCCAGGCATCAGGTGAGTG

Sbjct

403

GACGCCCCCCGTGCTGTCTTCCCCTCCATCGTCGGTCGCCCCAGGCATCAGGTGAGTG

2852

|||||||| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||| 34

Gambar 2. Posisi sekuen forward gen β-actin ikan gurami dibandingkan dengan sekuen gen β-actin ikan R. canadum

56


ISBN 978-602-95471-0-8

A

Gambar 3. Posisi sekuen reverse gen β-actin ikan gurami dibandingkan dengan sekuen gen β-actin ikan R. Canadum

B

Gambar 4. Peta posisi sekuen gen β-actin ikan gurami dibandingkan dengan sekuen gen β-actin ikan R. canadum (A. sekuen forward, B. sekuen reverse) Bar warna merah muda : sekuen (forward/reverse) gen β-actin ikan gurami Bar warna merah : Query (sekuen β-actin ikan R. canadum) Analisis lebih lanjut untuk memprediksi posisi sekuen promotor gen β-actin ikan gurami (Osphronemus gouramy Lac.) dilakukan dengan menggunakan software Neural Network Promoter Prediction. Prediksi sekuen promotor pada sekuen forward dan reverse gen β-actin ikan gurami tersebut berdasarkan keberadaan elemen-elemen promoter region, yaitu TATA-box, GC-box, CAAT-box serta transcription start site. Hasil analisis kemungkinan letak sekuen promoter ditunjukkan sebagai berikut : a. Forward sequence : Start End Score Promoter Sequence 17 67 0.88 5’-TCTGANGCGGTATAAAAGANGAGCNCCNNNNNCTAACGGATTCACTCTGA‘3 b. Reverse sequence : Start End Score Promoter Sequence 224 274 0.83 5’-ATAATCGATGTATATACACTGGAGCTTATAAAATTAAGAATTACTTCAAT‘3 Melalui analisis tersebut diketahui kemungkinan letak promotor pada sekuen forward adalah pada basa nomor 17 – 67, TATA-box pada basa nomor 27 – 33 dan


57

ISBN 978-602-95471-0-8 transcription start site pada basa nomor 57. Pada sekuen reverse diketahui kemungkinan letak promotor adalah pada basa nomor 224 – 274, TATA-box pada basa nomor 251 – 257, GC-box pada basa nomor 262 – 268, CAAT-box pada basa nomor 271-274 dan transcription start site pada basa nomor 265. Pada sekuen forward gen β-actin ikan gurami hanya diketahui letak TATA-box dan transcription start site saja, sedangkan letak CAAT-box dan GC-box tidak diketahui dengan jelas, hal ini mungkin dikarenakan sekuen yang tidak utuh. Hubungan tingkat aktivitas promotor β-actin dengan sekuen CAAT telah diteliti oleh Quitschke dkk. (1989). GC-box merupakan elemen responsif terhadap serum (serum-response element), yang terletak diantara CAAT-box dan TATA-box (Liu dkk., 1991). Sedangkan TATA-box merupakan elemen yang umum dijumpai pada sekuen promotor, sebagai tempat RNA polimerase melekat (bind) pada saat transkripsi RNA akan berlangsung (Glick dan Pasternak, 2003). Posisi dan sekuen daerah promotor masih bersifat dugaan sementara dan perlu dibuktikan lebih lanjut. Selain itu prediksi promoter region tersebut tidak sepenuh tepat, dikarenakan sekuen yang diperoleh tidak utuh. KESIMPULAN Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa sekuen hasil amplifikasi PCR dari DNA total ikan gurami merupakan bagian dari gen β-actin. Diduga terdapat sekuen promotor pada ujung dan pangkal hasil amplifikasi dengan primer forward dan reverse. Masih diperlukan desain primer internal untuk mendapatkan sekuen gen β-actin ikan gurami (Osphronemus gouramy Lac.) yang utuh, sehingga dapat diketahui posisi promotornya dengan tepat. DAFTAR RUJUKAN Anonim. Tanpa tahun. Budidaya Pendederan dan Pembesaran Ikan Gurami. (online). http://www.bi.go.id/sipuk/lm/ind/ikan_gurami/htm, diakses 20 September 2008. Brem, G., Brenig, B., Horstgen-Schwark, G. & Winnacker E-L. 1988. Gene Transfer in Tilapia (Oreochromis niloticus). Aquaculture 68:209-219. Dunham, R.A., Eash, J., Askins, J., & Townes, T.M. 1987. Transfer of MetallothioneinHuman Growth Hormone Fusion Gene into Channel Catfish. Trans. Am. Fish. Soc. 116: 87-91. Glick, B.R. & Pasternak, J.J. 2003. Molecular Biotechnology: Principles and Application of Recombinant DNA. 3rd ed. ASM Press, Washington DC. Guyomard, R., Chourroat, D., Leroux, C., Houdebine, L.M., & Pourrain, F. 1989. Integration and Germ Line Transmission of Foreign Genes Microinjected into Fertilised Trout Eggs. Biochimie 71:857-838. Higashijima, S., Okamoto, H., Ueno, N., Hotta, Y., & Eguchi, G. 1997. High Frequency Generation of Transgenic Zebrafish Which Reliably Express GFP in Whole Muscles or the Whole Body by Using Promoters of Zebrafish Origin. Dev Biol 192: 289-299. Hinits, Y & Moav, B. 1999. Growth Perfomance Studies in Transgenic Cyprinus carpio. Aquaculture 173: 285-296. Hwang, G-L, Rahman, M.A., Razak, S.A., Sohm, F., Farahmand, H., Smith, A., Brooks, C., & Maclean, N. 2002. Isolation and Characterisation of Tilapia β-actin promoter and Comparison of Its Activity With Carp β-actin Promoter. Biochimica et Biophysica Acta 1625: 11-18. Kartikaningsih, H., Suryanti, Y., Subagyo, Hariati, A.M., & Wiadnya, D.G.R. 2001. Peranan Chitin dari Limbah Pengolahan Udang sebagai Pemacu Pertumbuhan

58


ISBN 978-602-95471-0-8 Ikan Gurami (Ospheronemous gouramy, Lac.). Jurnal Ilmu-ilmu Hayati (Life Science) 13 (1). Liu, Z., Moav, B., Faras, A.J., Guise, K.S., Kapuscinki, A.R., & Hackett, P.B. 1990. Functional Analysis of Elements Affecting Expression of The β-actin Gene of Carp. Mol. Cell. Boil. 10: 3432-3440. Liu, Z., Moav, B., Faras, A.J., Guise, K.S., Kapuscinki, A.R., & Hackett, P.B. 1991. Importance of the CArG box in Regilation of β-actin-encoding Genes. Gene 108: 211-217. Martinez, R., Estrada, M.P., Berlanga, J., Guillen, I., Hernandez, O., Cabrera, E., Pimentel, R., Morales, A., Pina, J.C., Abad, Z., Sanchez, V., Melamed, P., Lleonart, R., & de la Fuente, J. 1996. Growth Enhancement in Transgenic Tilapia by Ectopic Expression of Tilapia Growth Hormone. Mol Mar Biol Biotechnol 5: 62-70. Noh, J.K., Cho, K. N., Han, E. H., Kim, A., Lee, J.S., Kim, D. S. & Kim, C.G. 2003. Genomic Cloning of Mud Loach Misgurmus mizolepis (Cypriniformes, Cobitidae) Beta-actin Gene and Usefulness of its Promoter Region for fish Transgenesis . Mar. Biotechnol. 5 (3): 244-252. Quictschke, W.W., Lin, Z-Y, DePoti-Zilli, L. & Paterson, B.M.1989. The β-actin Promoter. J. Biol.Chem. 264:9539-9546. Takagi, S., Sasado, T., Tamiya, G., Ozato, K., Wakamatsu, Y., Takhesita, A. & Kimura, M. 1994. An Efficient Expression Vector for Transgenic Medaka Construction. Mol. Mar. Biol. Biotechnol. 3: 192-199. Zhang, P., Hayat, M., Joyce, C, Gonzales-Villasenor, L.I., Lin, R.A., Dunham, R. A., Chen, T. T. & Powers, D.A.1990. Gene Transfer, Expression an Inheritance of pRCV-raibow trout-GHcDNA in the common carp Cyprinus carpio. Mol. Reprod. Dev. 25: 13-25.


59

ISBN 978-602-95471-0-8 Morfologi kristal kalsium oksalat pada Amorphophallus campanulatus. Nunung Harijati, Nurul Chairiyah, Sinta Duwi Kartika, Rian Handayani)* *) Jurusan Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya Jl Veteran Malang 65145. email : [email protected] atau [email protected] ABSRACT Calcium oxalate crystal is known to regulate absorbed calcium, plant protection, detoxification , supporting tissue, also collecting and reflexing of light. Principally morphology of Calcium oxalate crystal is divide into 5 forms, i.e. druses, raphides , sand, styloids, and prism. The objective of this research is to know whether or not five forms crystals are found in Amophophallus campanulatus. By using whole mount methods for leaves, ‘stem’ and tuber of Amophophallus campanulatus. the aims of research is obtained. The result showed two types of druse are found, compact and loose. More than 14 forms of raphides also are discovered. Key word : druse, raphide, Amorphophallus campanulatus.

Pendahuluan Suweg (Amorphophallus campanulatus.) merupakan salah satu tanaman penghasil umbi yang termasuk dalam genus Amorphophallus familia Araceae. Sebagai anggota famili Araceae, Suweg diduga kuat mengandung asam oksalat yang didepositkan sebagai kristal kalsium oksalat. Senyawa ini disamping dapat menimbulkan ganguan ginjal juga potensial dapat menyebabkan iritasi karena adanya abrasi mekanik (Korth dkk., 2006). Berdasarkan pada diversitas dari ukuran dan bentuk kristal dan juga distribusinya, ada banyak hipotesis berkenaan dengan fungsi kristal kalsium oksalat pada tumbuhan. Fungsi-fungsi itu meliputi regulasi kalsium, perlindungan tumbuhan, detoksifikasi logam dan asam oksalat, keseimbangan ion, pendukung jaringan atau penguat tumbuhan, dan pengumpulan serta pemantulan cahaya (Franceschi dan Nakata, 2005) serta sebagai mekanisme pertahanan tumbuhan terhadap herbivora (Molano-Flores, 2001). Bentuk dari kristal kalsium oksalat bervariasi dan umumnya dideskripsikan dalam bentuk rafida, druse, stiloid, prisma, dan kristal pasir (Ilarslan dkk., 1997). Bentuk rafida biasanya terhimpun dalam berkas ( Hidayat, 1995; Pandey,1982; Essau, 1977). Kristal oksalat kadang dibentuk di sel khusus yang hanya berfungsi untuk membentuk kristal, sel tersebut dinamakan idioblas kristal (Franceschi dan Nakata, 2005). Bentuk morfologi dari kristal kalsium oksalat yang dihasilkan oleh tumbuhan dapat terdiri dari satu bentuk maupun bervariasi pada organ-organ tertentu dan distribusinya terdapat dijaringan tertentu, misalnya hipodermis (Hidayat 1995). Distribusi dari kristal kalsium oksalat juga bervariasi pada berbagai spesies. Kristal-kristal tersebut dapat ditemukan pada organ vegetatif, reproduktif, penyimpan dan organ-organ yang masih berkembang, serta pada jaringan fotosintetik dan non fotosintetik (Franceschi dan Nakata, 2005). Distribusi dan bentuk dari kristal-kristal kalsium oksalat sering digunakan sebagai karakter taksonomi familia tanaman (Molano-Flores, 2001; Hidayat, 1995; Essau, 1977). Dalam pembentukan kristal oksalat, diperlukan asam oksalat yang disintesis tanaman secara endogen dan kalsium yang diperoleh secara eksogen (Franceschi dan Nakata, 2005). Kombinasi antara faktor genetik dan lingkungan mempengaruhi jumlah, bentuk dan ukuran kristal oksalat. Dalam penelitian ingin diketahui bentuk-bentuk dari

60


ISBN 978-602-95471-0-8 kristal, distribusi serta kerapatannnya dari Amorphophallus campanulatus pada organ daun, tangkai daun dan umbi. Materi dan metode Tanaman suweg (Amorphophallus campanulatus) diperoleh dari Selopuro, Blitar. Sampel yang digunakan untuk pembuatan preparat mikroskop diambil dari dari daun, tangkai daun dan umbi di lima lokasi pencupilkan (daun), dua lokasi (tangkai daun), dua lokasi (umbi). Dari masing-masing tempat pencuplikan dibuat lima slide mikroskop dan dari masing slide diamati lima titik bidang pandang. Hasil pengamatan lima titik bidang pandang dirata-rata. Untuk masing-masing slide kemudian dihitung kerapatan kristalnya. Hasil penghitungan satu lokasi cuplikan merupakan rata-rata dari lima slide. Oleh karena itu rumusan kerapatan kristal per slide, per-cuplikan, per organ adalah sebagai berikut : Kerapatan kristal Ca- oksalat = rata-rata jml kristal dr 5 bid. pandang Luas bidang pandang (mm2)

Kerapatan per-cuplikan = (S1+S2+S3+S4+S5)/5 S = slide

Kerapatan per organ = (C1+C2+---------- + Cn)/n C = cuplikan

Persentase kelimpahan kristal X (rafida atau druse atau jarum) dihitung berdasarkan rata jumlah jenis kristal X per-organ dibagi jumlah total dari semua organ dikalikan 100% Kelimpahan kristal ‘X”

= [(Jml kristal X S1)+ (Jml kristal X S2)+------- (Jml kristal XSn)]/n Jumlah semua kristal dari 3 organ

* 100%

S = slide X = jenis kristal

Pembuatan preparat: Sampel selain daun dipotong setipis mungkin menggunakan microtome portable, kemudian direndam dalam NaOH 5% dan di inkubasi pada suhu 37oC selama 24 jam. Selanjutnya dilakukan penjernihan dengan menggunakan pemutih komersial sebagai clearing agent dengan konsentrasi sebesar 50%. Perendaman dalam clearing agent ini dilakukan selama 1 jam dengan tujuan agar sampel daun dan tangkai menjadi jernih (transparan). Proses selanjutnya adalah dehidrasi bertingkat dengan menggunakan alkohol mulai dari konsentrasi rendah hingga konsentrasi tinggi. Potongan sampel direndam dalam alkohol 30%, 50%, 70%, 80%, masing-masing selama 10 menit. Kemudian dimasukkan kedalam alkohol 96% selama 5 menit. Perendaman didalam alkohol untuk mengeraskan kembali bagian yang telah di clearing. Setelah proses clearing selesai, sampel diletakkan di atas object glass yang telah ditetesi Hoyer, selanjutnya ditutup dengan cover glass, dan dilakukan pengamatan dengan menggunakan mikroskop cahaya.


61

ISBN 978-602-95471-0-8 Hasil dan pembahasan Dari tiga organ yang diamati menggunakan mikroskop cahaya, kristal yang didapatkan berbentuk druse, rafida dalam bentuk berkas dan rafida tunggal yang distribusinya tampak pada tabel berikut Tabel 1. Tabel distribusi (%) bentuk –bentuk kristal dari Amorphophallus campanulatus Organ druse Rafida bentuk Rafida bentuk berkas tunggal Daun 13.40 0.06 17.87 Tangkai (’batang’) 9.09 9.94 24.47 Umbi 1.07 0.71 23.39 Berdasarkan kelimpahan tersebut tampak bahwa tangkai daun atau umumnya dikenal orang sebagai ’ batang’ mempunyai kelimpakan tertinggi. Hal tersebut diduga kuat berkaitan dengan salah satu fungsi kristal yaitu sebagai penguat jaringan, mengingat fungsi tangkai disini sebagai penyangga dari daun tunggal suweg yang cukup lebar. Kristal druse mempunyai dua bentuk yaitu tersusun rapat dan tersusun longgar (Gamb.1A, B, C), sedangkan kristal rafida mempunyai lebih 14 bentuk termasuk yang berbentuk jarum

A

B

C

D

E

G

H

62

F

I


ISBN 978-602-95471-0-8

J

M

P

S

T

K

L

N

O

Q

R

U

Gambar 1. Berbagai bentuk kristal kalsium oksalat yang ditemukan pada Amorphophallus campanulatus

Berbagai bentuk rafida yang ditemukan terbagi dalam bentuk rafida tunggal dengan ujung lancip (Gamb.1U) dan dalam bentuk berkas. Dalam bentuk berkas dibedakan menjadi berkas tersusun rapi sejajar tepi lurus rata (seperti segi empat) (Gamb. 1D,E) dan berkas yang tersusun rapi tepi miring rata (seperti jajaran genjang) (Gambar F,G). Berkas tersusun tidak rapi datar (Gamb. 1J-O), tidak rapi saling tusuk (Gamb.1 H,I,P-S). Lainnya adalah berkas tersusun longgar (Gamb. 1T) dan sisanya merupakan individual rafida yang berbentuk jarum (Gamb. 1 U). Pengamatan yang lebih seksama dari masing–masing kristal menghasilkan suatu pengenalan adanya struktur yang melingkupi sebagian kristal serti yang terlihat pada gambar 1 A,B.E.F. Disini tampak jelas kristal tersebut seperti ada disebuah kantong atau lokasi tertentu. Menurut Pandey (1982), struktur yang berisi kristal tersebut dinamakan idioblast kristal. Jadi disini idioblas kristal merupakan sel yang terspesialisasi membentuk kristal kalsium oksalat


63

ISBN 978-602-95471-0-8 (Franceschi dan Nakata ‘2005). Dibeberapa sumber sering ditunjukkan, seolah-olah hanya rafida saja yang mempunyai idioblas kristal. Akan tetapi dari penelitian ini dapat ditunjukkani tidak hanya rafida yang mempunyai idioblas kristal, drusepun juga mempunyai idioblas kristal. Dari penelitian ini didapatkan juga fakta bahwa sebagian kristal terletak diidioblas kristal dan sebagian lainnya terletak di non-idioblas kristal. Berdasarkan kerapatan ditiap organ maka batang memiliki kerapatan tertinggi untuk druse dan rafida jarum (Gamb.2).

jumlah/mm2

Kerapatan kristal ditiga organ 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Rap-berkas Rap-jar druse

daun

Umbi

Batang

organ

Gambar 2. Kerapatan kristal rafida berkas. Jarum dan druse pada daun , ‘batang’ dan umbi Amorphophallus campanulatus Ketika dilihat distribusi kerapatan pada ‘batang’, maka bagian tepi yaitu bagian yang mendekati kulit memiliki kerapatan kristal tertinggi (Gamb.3). Hal ini sesuai dengan karakter penampilan visual dan kekersana jaringan ketika diraba. Bagian mendekati kulit terasa kaku dan bagian lebih ketengah terasa lebih lunak.

jumlah kristal /mm2

Kerapatan krirtal oksalat pada tangkai daun ('batang') 200 150

Rap-berkas

100

Rap-jar druse

50 0 batang tepi

batang antara

batang tengah

Bagian 'batang'

Gambar 3. Kerapatan kristal rafida berkas. Jarum dan druse pada, ‘batang’ Amorphophallus campanulatus

64


ISBN 978-602-95471-0-8 Apabila dicermati lebih seksama pada gambar 2, tampak bahwa kristal druse lebih rapat dibandingkan kristal rafida bentuk berkas. Mengingat bentuk kristal druse yang permukaannya banyak mempunyai bidang pantul, diduga kristal tersebut mempunyai peranan dalam mengintensifkan fotosintesis dari segi fisik. Menurut KuoHuang dkk. (2007), dimana kristal kalsium oksalat dapat berperan untuk meneruskan cahaya yang memasuki sel-sel palisade menuju kloroplas di sepanjang dinding dari sel. Kristal-kristal berbentuk druse merupakan kumpulan kristal bentuk seperti bola dengan banyak segi. Kristal ini memiliki struktur yang ideal untuk difraksi atau pemantulan cahaya di sekitar sel, dan di bawah kondisi intensitas cahaya tinggi, kristal ini dapat menyebarkan cahaya tersebut kembali ke sel-sel penutup untuk menghindari kerusakan oleh cahaya pada palisade kloroplas yang beradaptasi dengan cahaya rendah. Kristalkristal pada sel palisade memiliki bentuk struktural yang menarik yang ditunjukkan dengan perbedaan posisinya pada perubahan intensitas cahaya yang diberikan, dan kemungkinan melakukan peranan yang unik, melalui peran yang secara tidak langsung pada fotosintesis. Dimungkinkan fungsi primer dari kristal adalah untuk menyebarkan cahaya yang datang menuju bagian atas dari sel, sehingga semua kloroplas dari sel, yang umumnya berada pada bagian atas, terkena cahaya dalam jumlah yang cukup. Pemantulan cahaya oleh permukaan-permukaan kristal menuju kumpulan-kumpulan grana akan membantu memaksimalkan penangkapan cahaya, khususnya pada saat intensitas cahaya rendah. Hal tersebut sesuai dengan kondisi penanaman tanaman Porang, dimana pada umumnya tanaman ini tumbuh di bawah naungan, sehingga kemungkinan akan terjadi suatu mekanisme adaptasi sebagai suatu penyesuaian dengan pembentukan kristal kalsium oksalat untuk memaksimalkan proses penangkapan dan pemantulan cahaya oleh tanaman tersebut untuk proses fotosintesis. Kesimpulan Kristal druse pada Amorphophallus campanulatus bermorfologi rapat dan longgar, sedangkan kristal rafida bermorfologi tunggal seperti jarum dan berkas. Dalam bentuk berkas dikenali lebih dari 14 macam morfologi. Brdasarkan keberrdaan kantung yang melingkupi kristal, kristal yang ditemukan dikatagorikan sebagai idioblas kristal dan non-idioblas kristal, baik pada rafida berkas maupun druse. “Batang” mempunyai prosentase kelimpahan kristal tertinggi dibandingkan daun dan umbi. Bagian batang yang mendekati kulit memiliki kerapatan kristal relatif lebih tinggi dibandingkan bagian antara dan tengah. Pustaka Essau, K. 1977. Anatomy of seed plant. John Wiley and Sons, New York Franceschi, V.R. dan Nakata, P.A. 2005. Calcium Oxalate in Plants: Formation and Function. Annual Review of Plant Biology 56: 41-71. Hidayat, E.B. 1995. Anatomi Tumbuhan berbiji. Penerbit ITB, Bandung Ilarslan H., Palmer, R.G. Imsande, J. dan Horner, H.T. 1997. Quantitative Determination of Calcium Oxalate and Oxalate in Developing Seeds of Soybean (Leguminosae). American Journal of Botany. 84: 1042-1046 Korth, K.L., Doege, S.J., Park, S., Fiona, L.G., Wang, Q., Gomez, S. K., Liu, G., Jia, L. dan Nakata, P.A. 2006. Medicago truncatula Mutants Demonstrate the Role of Plant Calcium Oxalate Crystals as an Effective Defense Against Chewing Insects. Plant Physiology. 141:188-195 Kuo-Huang, L-L., Maurice, S.B. dan Franceschi, V.R. 2007. Correlations Between Calcium Oxalate Crystals and Photosynthetic Activities in Palisade Cells of Shade Adapted Peperomia glabella. Botanical Studies. 48: 155-164.


65

ISBN 978-602-95471-0-8 Molano-Flores, B. 2001. Herbivory and Calcium Concentrations Affect Calcium Oxalate Crystal Formation in Leaves of Sida (Malvaceae). Annals of Botany. 88: 387-391 Pandey, B.P. 1982. Plant anatomy. S.Chand and Company.ltd, New Delhi.

66


ISBN 978-602-95471-0-8 BAKTERI AMILOLITIK PENGHASIL BAHAN DASAR BIOPLASTIK Nur Arfa Yanti1,2), L. Sembiring2), S.Margino3) 1)

2)

Program studi Biologi, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Haluoleo, Kendari. E-mail : [email protected] Laboratorium Mikrobiologi, Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta 3) Fakultas Pertanian Universitas Gadjah Mada Yogyakarta ABSTRACT Synthetic plastic which is unbiodegradable causes environmental pollution. Utilization of Poly-β-hydroxybutyrate (PHB) as a raw material of bioplastic which is biodegradable to substitute synthetic plastics is the effort to overcome the environmental problem. Hence, the search of PHB producing bacteria is very important. In this study, amylolytic bacteria from sago starch processing area were screened qualitatively and quantitatively based on PHB producing ability. Determination of PHB acumulation qualitatively was done by Sudan black staining and quantitatively by the spectrophotometric method. The result of study showed that out of 81 isolates screened, 50 isolates were able to accumulate PHB ranged from 0,23 % - 52,28 % (g PHB/g CDW). The highest PHB producer from sago starch was PSA10 with PHB content of 52,28 % (g PHB/g CDW). Therefore, this study has been succesfull to obtain a potential bioplastic producing bacteria for industrial purpose. Key words : Amylolytic bacteria, Bioplastic, Poly-β-hydroxybutyrate (PHB)

PENDAHULUAN Masalah pencemaran lingkungan yang ditimbulkan oleh limbah plastik menjadi masalah global yang hingga saat ini masih sulit diatasi. Plastik konvensional yang disintesis dari minyak bumi tidak dapat didegradasi secara alami (undegradable) sehingga menghasilkan limbah yang berbahaya. Pencarian plastik ramah lingkungan yang dapat didegradasi secara alami sebagai pengganti plastik konvensional merupakan salah satu upaya untuk mengatasi pencemaran lingkungan tersebut. Poli-β-hidroksibutirat (PHB) merupakan polimer yang disintesis oleh bakteri dan diakumulasi secara intraselular sebagai sumber karbon dan energi jika ditumbuhkan pada media dengan sumber karbon berlebih tetapi nutrien lainnya (nitrogen atau fosfor) terbatas. PHB bersifat termostabil, tidak larut air dan dapat didegradasi secara biologis (biodegradable) sehingga sangat berpotensi untuk menggantikan plastik konvensional (Byrom, 1987; Anderson & Dawes, 1990). Produksi PHB telah dilakukan antara lain oleh Imperial Chemical Industri (ICI) sejak tahun 1982 dengan nama dagang BIOPOLTM, menggunakan fermentasi fed-batch skala besar (Madison & Huisman, 1999; Lenz & Marchessault, 2005) dengan produk seperti botol sampo, gagang pisau cukur sampai peralatan bidang kedokteran (Lenz & Marchessault, 2005). Namun, penggunaan PHB secara ekonomi belum bisa bersaing dengan plastik konvensional seperti polipropilen dan polietilen karena biaya produksi yang tinggi. Salah satu cara mengatasi kendala tersebut adalah dengan mencari bakteri unggul penghasil PHB dan penggunaan sumber karbon murah, seperti pati. Pemanfaatan pati sebagai sumber karbon memerlukan dua tahapan yaitu konversi pati sagu menjadi glukosa dan selanjutnya konversi glukosa menjadi PHB sehingga dibutuhkan bakteri yang memiliki aktivitas ganda yaitu bersifat amilolitik (mengkonversi pati menjadi glukosa) dan mampu mengakumulasi PHB di dalam selnya. Langkah pertama yang penting dilakukan adalah menemukan bakteri amilolitik yang mampu mensintesis PHB secara langsung dari pati sagu. Oleh karena itu, pada penelitian ini


67

ISBN 978-602-95471-0-8 dilakukan screening bakteri amilolitik indigenous (dari habitat lokal) yang mampu mengakumulasi PHB untuk memperoleh isolat bakteri unggul yang dapat menghasilkan PHB dari substrat pati sagu secara langsung. METODE PENELITIAN Screening bakteri amilolitik pengakumulasi PHB Delapan puluh satu isolat bakteri amilolitik yang diisolasi dari limbah cair sagu, tepung/pati sagu, ampas sagu dan tanah di sekitar lokasi pengolahan sagu di Kendari, Sulawesi Tenggara discreening berdasarkan kemampuannya mengakumulasi PHB secara kualitatif dan kuantitatif. Determinasi akumulasi PHB secara kualitatif dilakukan menggunakan pengecatan Sudan black. Pengecatan dilakukan pada koloni bakteri, dengan cara menumbuhkan isolat bakteri pada media minimal yang dimodifikasi (Najimuddin et al., 1997) pada suhu 30oC selama 48 jam. Koloni bakteri yang tumbuh, dicat dengan Sudan black 0,02% (b/v) yang dilarutkan dalam etanol 96% selama 10 menit kemudian dicuci dengan etanol 100%. Koloni bakteri yang mengakumulasi PHB akan menyerap Sudan black sehingga berwarna biru kehitaman sedangkan koloni bakteri yang tidak mengakumulasi PHB tidak menyerap cat Sudan black. Isolat bakteri yang positif mengakumulasi PHB selanjutnya dianalisis kemampuannya mengakumulasi PHB secara kuantitatif. Analisis kuantitatif PHB Isolat bakteri yang positif mengakumulasi PHB ditumbuhkan pada medium minimal (Ramsay et al., 1990) dengan sumber karbon pati sagu 1 % (b/v) dan diinkubasi pada penggojog dengan kecepatan 125 rpm, pada suhu 30oC selama 72 jam (Margino et al., 2000). Sel bakteri dipanen dengan sentrifugasi kultur cair pada kecepatan 3000 rpm selama 20 menit. PHB diekstraksi dari massa sel (pelet) yang dipecah menggunakan larutan sodium hipoklorit 5% selama 24 jam. Ekstraksi PHB dilakukan menggunakan metode n-hexan-aceton-dietil eter (Senior et al., 1972). Kadar PHB dideterminasi menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 235 nm dengan pelarut asam sulfat pekat. HASIL DAN PEMBAHASAN Seleksi bakteri amilolitik penghasil PHB secara kualitatif Seleksi awal bakteri penghasil PHB dilakukan secara kualitatif menggunakan pengecatan Sudan black. Hasil screening menunjukkan bahwa diantara 81 isolat bakteri amilolitik, diperoleh 50 isolat yang mampu mengakumulasi PHB secara kualitatif (Tabel 1). Selanjutnya 50 isolat tersebut diuji kemampuannya memproduksi PHB secara kuantitatif menggunakan pati sagu sebagai sumber karbon. Tabel 1 menunjukkan bahwa isolat bakteri amilolitik pengakumulasi PHB dapat diperoleh dari pati sagu, ampas sagu, limbah cair sagu dan tanah di sekitar pengolahan sagu dengan persentase paling tinggi diperoleh dari pati sagu yaitu 66,7 %, berikutnya dari ampas sagu 61,9 %, sampel tanah 58,8% dan paling rendah diperoleh dari limbah cair sagu yakni 42,9 %. Hasil ini menunjukkan bahwa pati sagu merupakan sumber bakteri penghasil PHB paling potensial. Hal ini disebabkan karena pati sagu mengandung kadar Karbon (C) yang paling tinggi dibandingkan limbah cair sagu dan ampas sagu (data tidak ditampilkan) sehingga bakteri yang hidup di habitat tersebut kemungkinan mampu mengkonversi karbon menjadi material cadangan makanan seperti PHB. Dugaan ini sesuai dengan hasil penelitian Du et al. (2004) yang menyatakan bahwa bakteri yang hidup di lingkungan mengandung sumber C tinggi cenderung mengakumulasi material cadangan tertentu seperti granula lipid dan PHB. Selain sebagai sumber isolat, pati sagu

68


ISBN 978-602-95471-0-8 juga berpotensi digunakan sebagai substrat untuk produksi PHB karena pati sagu mengandung kadar C tinggi (57,72 %) namun kadar N (0,2 %) dan P (0,32 %) rendah. Menurut Anderson & Dawes (1990) secara umum, PHB akan disintesis dan diakumulasi oleh sel bakteri pada substrat yang mengandung sumber karbon (C) tinggi sedangkan sumber nitrogen (N) dan fosfat (P) terbatas. Oleh karena itu, dalam penelitian ini pati sagu digunakan sebagai substrat produksi PHB untuk mengetahui kemampuan 50 isolat bakteri amilolitik terpilih dalam mengkonversi pati sagu menjadi PHB. Analisis kuantitatif PHB Seleksi bakteri amilolitik penghasil PHB secara kuantitatif dilakukan berdasarkan produksi PHB pada medium sintetik yaitu medium Ramsay (Ramsay et al., 1990) dengan sumber karbon pati sagu 1% (b/v). Pada analisis PHB secara kuantitatif digunakan strain acuan Bacillus megaterium sebagai pembanding karena dikenal sebagai bakteri penghasil PHB sekaligus bersifat amilolitik. PHB yang diproduksi oleh 50 isolat terpilih setelah 72 jam berkisar antara 0,23 % - 52,28 % (g PHB/g berat kering sel) (Tabel 2). Berdasarkan hasil analisis PHB secara kuantitatif pada Tabel 2, diperoleh 12 isolat dari 50 isolat bakteri yang mampu memproduksi PHB lebih tinggi dibandingkan kadar PHB yang dihasilkan oleh strain acuan B. megaterium FNCC 0083 yaitu 7,06 % (g PHB/g berat kering sel). Dua belas isolat tersebut adalah LCA8 (8,10 %), ASD6 (13,75 %), ASA7 (16,68 %), ASA13 (7,21 %), ASA17 (7,30 %), ASA21 (8,29 %), PSA10 (52,28 %), PSL1 (7,62 %), PPK6 (30,90 %), PPB3 (8,99 %), PPN1 (7,24 %), dan TA8 (10,25 %). Oleh karena itu, 12 isolat tersebut merupakan bakteri amilolitik yang potensial sebagai penghasil PHB dengan pati sagu sebagai sumber karbonnya. Isolat PSA 10 yang diisolasi dari pati sagu merupakan isolat bakteri amilolitik penghasil PHB tertinggi dibandingkan isolat lainnya dengan produksi PHB 52,28 % (g PHB/g berat kering sel). Kadar PHB yang dihasilkan oleh isolat PSA 10 jauh lebih tinggi dibandingkan kadar PHB yang dihasilkan oleh strain acuan B. megaterium FNCC 0083. Dengan demikian, Isolat PSA 10 mempunyai prospek yang baik untuk dikembangkan dalam industri bioplastik PHB dari substrat pati sagu. Tabel 1. Hasil seleksi bakteri berdasarkan akumulasi PHB secara kualitatif No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

Sumber isolat Limbah cair Sagu

Pati sagu

Kode Strain LCD 1 LCR5 LCR7 LCR8 LCA2 LCA8 LCL3

Akumulasi PHB + + +

PSD1 PSD2 PSD5 PSD8 PSR3 PSA1 PSA2

++ ++ ++ + + +

No. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. 55. 56. 57. 58.

Sumber Isolat Ampas sagu


Kode Strain ASD1 ASD2 ASD3 ASD5 ASD6 ASD12 ASD14 ASD17 ASD20 ASD22 ASD27 ASA1 ASA7 ASA8 ASA12

Akumulasi PHB +++ +++ ++ ++ +++ + ++ +++ -

69

ISBN 978-602-95471-0-8 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43.

PSA3 PSA4 PSA5 PSA7 PSA9 PSA10 PSA11 PSA12 PSA14 PSA15 PSL1 PSL2 PSL4 PSL5 PSL7 PPK2 PPK5 PPK6 PPK9 PPK12 PPN1 PPN4 PPN5 PPB1 PPB2 PPB3 PPB5 PPP2 PPP4

++ + + +++ + + + ++ ++ +++ ++ + +++ + ++ +++ ++

59. 60. 61. 62. 63. 64.

ASA13 ASA15 ASA17 ASA21 ASA24 ASL3

+++ ++ ++ + ++

65. 66. 67. 68. 69. 70. 71. 72. 73. 74. 75. 76. 77. 78. 79. 80. 81.

TD1 TR2 TR3 TR4 TR8 TR10 TA4 TA5 TA6 TA7 TA8 TA9 TL1 TL6 TL7 TL8 TL10

+++ + ++ +++ +++ + ++ +++ + +++ +

Tanah

- : tidak mengakumulasi PHB, + : mengakumulasi PHB

70


ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 2. Produksi PHB isolat terseleksi pada medium Ramsay menggunakan pati sagu sebagai sumber karbon No

Kode isolat

Kadar PHB (g/l)

Berat kering sel (g/l)

Kadar PHB (%)a

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45 46. 47. 48. 49. 50. 51.

LCA2 LCA8 LCL3 ASD1 ASD6 ASD14 ASD17 ASD20 ASD27 ASA1 ASA7 ASA13 ASA17 ASA21 ASA24 ASL3 PSD1 PSD2 PSD5 PSD8 PSR3 PSA2 PSA3 PSA4 PSA7 PSA10 PSA11 PSA12 PSA14 PSA15 PSL1 PSL5 PPK2 PPK5 PPK6 PPK12 PPB3 PPN1 PPP4 TR2 TA4 TA6 TA7 TA8 TA9 TL1 TL6 TL7 TL8 TL10 Bacillus megaterium FNCC 0083

0,001 0,090 0,004 0,002 0,067 0,006 0,003 0,034 0,007 0,024 0,174 0,087 0,061 0,082 0,003 0,027 0,031 0,007 0,009 0,003 0,004 0,002 0,005 0,002 0,002 0,669 0,002 0,003 0,002 0,010 0,064 0,017 0,038 0,054 0,213 0,003 0,100 0,071 0,010 0,024 0,002 0,010 0,017 0,124 0,004 0,047 0,020 0,008 0,029 0,007 0,088

0,42 1,11 0,62 0,66 0,49 0,68 0,84 0,70 0,73 0,54 1,04 1,21 0,84 0,99 0,54 0,85 0,74 1,66 1,34 1,34 0,58 0,37 1,05 0,52 0,47 1,28 0,53 0,63 0,97 1,24 0,84 1,11 0,76 0,92 0,69 0,29 1,10 0,98 0,64 0,88 0,66 0,49 0,60 1,21 0,59 0,71 0,83 0,87 0,72 1,18 1,24

0,23 8,10 0,67 0,36 13,75 0,85 0,34 4,87 0,93 4,41 16,68 7,21 7,30 8,29 0,61 3,19 4,12 0,43 0,64 0,23 0,69 0,53 0,42 0,38 0,42 52,28 0,34 0,52 0,22 0,83 7,62 1,53 4,95 5,83 30,90 1,03 8,99 7,24 1,32 2,69 0,30 1,82 2,68 10,25 0,68 6,63 2,46 0,92 3,96 0,59 7,06

a

(g PHB/g berat kering sel)


71

ISBN 978-602-95471-0-8 KESIMPULAN Sebanyak 50 isolat bakteri amilolitik yang diisolasi dari limbah cair sagu, ampas sagu, pati sagu dan tanah di sekitar lokasi pengolahan sagu mampu mengakumulasi PHB. Dua belas isolat yaitu LCA8, ASD6, ASA7, ASA13, ASA17, ASA21, PSA10, PSL1, PPK6, PPB3, PPN1, dan TA8 merupakan bakteri amilolitik yang potensial sebagai penghasil PHB dari substrat pati sagu. Isolat PSA 10 adalah bakteri yang paling berpotensi diaplikasikan untuk industri bioplastik berbasis pati sagu. DAFTAR PUSTAKA Anderson, A.J. & Dawes, E.A. 1990. Occurence, Metabolism, Metabolic Role and Industrial Uses of Bacterial Polyhydroxyalkanoates. Microbiological Reviews. 54 (4) : 450-472 Byrom, D. 1987. Polymer Synthesis by Micoorganisms : Technology and Economics. Tibtech. 5 : 246 – 250. Du, G., Chen, L.X.L. & Yu, J. 2004. High-Efficiency Production of bioplastics from Biodegradable Organic Solids. Journal of Polymers & the environment, 12 (2) : 89-94. Lenz, R.W. & Marchessault, R.H. 2005. Bacterial Polyesters : Biosynthesis, Biodegradable Plastics and Biotechnology. Biomacromolecules 6 (1) : 1-8 Madison, L.L. & Huisman, G.W. 1999. Metabolic Engineering of Poly (3Hydroxyalkanoates) : From DNA to Plastics. Microbiology and Molecular Biology Review. 63 (1) : 21-53 Margino,S., Martani, E., Soesanto, Yuswanto, & Sembiring, L. 2000. Isolasi dan Seleksi Bakteri Penghasil Plastik Terdegradasi,Poli-β-hidroksi butirat. Biologi, 2 (10) : 583 - 597 Najimudin, N., Aguestin, A., Few, L.L., Lim, C.H., Razip, M.S., Azizan, M.N. & Isa, A.M. 1997. Isolation of Gram Positive Polyhydroxyalkanoate Producers from Malaysian Soil. Annual Reports of IC Biotechnology, 20 : 710-714. Ramsay, B.A., Lomaliza, K., Chavarie, C., Dube, B., Bataille, P. & Ramsay, J.A. 1990. Production of Poly-(β-Hydroxybutyric-Co-β-Hydroxyvaleric) Acids. Applied and Environmental Microbiology, 56 (7) : 2093-2098. Senior, P.J., Beech, G.A., Ritchie, G.A.F. & Dawes, E.A. 1972. The Role of Oxygen Limitation in the Formation of Poly-β-hydroxybutyrate during Batch and Continuous Culture of Azotobacter beijerinckii. Biochemistry Journal, 128 : 1193-1201.

72


ISBN 978-602-95471-0-8 PENGEMBANGAN KULTUR CELL LINE SPODOPTERA LITURA DARI KULTUR SEL PRIMER EPITEL USUS LARVA DENGAN METODE MONOLAYER Nur Ducha* Mahanani Tri Asri* *Jurusan Biologi FMIPA UNESA ABSTRAK Kultur sel insekta menjadi sangat penting, karena manfaatnya banyak, diantaranya untuk menghasilkan bioinsektisida virus (baculovirus) dalam jumlah besar. Keberhasilan kultur sel insekta dapat dilihat dari keberhasilan pembuatan kultur cell line. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengembangkan kultur cell line Spodoptera litura dari epitel usus dengan metode monolayer. Penelitian ini merupakan penelitian observasi untuk mengembangkan kultur cell line epitel usus larva S. litura berdasarkan metode monolayer yang telah berhasil dilakukan pada kultur primernya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa : 1) sel – sel monolayer dari kultur primer dapat dipisahkan dengan menggoyangkan cawan tanpa menggunakan enzim, 2) sel dapat melekat di cawan kultur pada hari ke 3 dari inokulasi, 3) sel dapat membentuk monolayer pada hari ke lima dari penanaman, 4) hasil pengamatan dengan mikroskop menunjukkan bahwa sel yang belum melekat berbentuk bulat, sedangkan sel yang sudah melakat berbentuk oval dengan inti bulat kecil ditengah, 5) kultur sel primer dapat direkultur sebanyak sepuluh , 6) pertumbuhan cell line lebih cepat dibandingkan dengan pertumbuhan sel primer. Kesimpulan dari penelitian ini adalah kultur primer sel epitel usus S. litura dapat direkultur untuk menjadi kultur cell line dengan metode monolayer. Kata kunci : kultur cell line, metode kultur monolayer, sel primer epitel usus larva Spodoptera litura

PENDAHULUAN Kultur sel hewan sekarang mulai banyak dikembangkan. Banyak produk-produk biologis dalam jumlah besar dikembangkan melalui kultur sel. Beberapa contoh produk biologi diantaranya adalah : insulin, produksi obatterapeutik seperti hormon, protein fungsional dan peptida di dalam kultur sel vertebrata. Berbagai alkaloid bermanfaat di dalam kultur sel tanaman. Kultur sel menjadi penting karena kemampuan individu organisme tingkat tinggi (eukariot) untuk menghasilkan protein komersial secara in vivo lebih rendah dibandingkan bakteri yang mudah dikembangkan dalam medium buatan. Oleh karena itu sekarang telah dikembangkan metode untuk meningkatkan hasil produk protein komersial dari organisme tingkat tinnggi/eukariot melalui teknik kultur secara in vitro yaitu dengan teknik kultur jaringan/ kultur sel (Goosen, et al, 1993). Di Indonesia untuk kultur sel insekta belum banyak dikembangkan. Kultur sel insekta sangat bermanfaat misalnya untuk mengembangkan vektor/sel pembawa yang berfungsi sebagai inang bagi Baculovirus (termasuk SpltMNPV) karena virus tidak bisa dibiakkan pada medium buatan seperti halnya mikroba lain (bakteri). Selain itu juga dapat untuk mengekspresikan beberapa gen asing (dari organisma tingkat tinggi) yang dititipkan pada sel yang akan dikultur atau pada mikroba perantara seperti virus.Selanjutnya Sel rekombinan tersebut dikembangkan pada medium kultur dan mengekspresikan gen asing sehingga di dalam kultur tersebut akan terkumpul ‘protein’ hasil ekpresi sel rekombinan. Sistem kultur sel insekta menarik untuk diaplikasikan dalam skala besar. Karena kultur sel ini tidak dibatasi hanya untuk menumbuhkan Baculovirus seperti AcNPV atau SpltMNPV (Khususnya dari golongan Lepidoptera) saja, tetapi


73

ISBN 978-602-95471-0-8 dapat juga untuk menumbuhkan virus penyebab penyakit manusia (demam berdarah) yang mempunyai vektor nyamuk (golongan Diptera). Apabila yang dikultur sel Drophilla maka kultur ini dapat digunakan untuk studi genetik dan biologi molekuler dari lalat Drosophilla. Selama beberapa tahun telah dikembangkan teknik kultur sel insekta. Pengembangan pertama kali kultur insekta dalam skala yang besar adalah untuk menghasilkan bioinsektisida. Virus insekta menarik sebagai bioinsektisida karena sangat spesifik untuk insekta dan tidak patogen untuk vertebrata (Podgwaite, JD. 1985). Pengembangan kulltur sel insekta membutuhkan peralatan dan bahan yang memadai, dengan pendekatan metode pada kultur sel vertebrata. Midgley et al., 1998 telah berhasil mengkultur sel line (sf9) dari Spodoptera fungiperda sebagai inang untuk Baculovirus. Metode yang dikembangkan adalah dengan pembuatan monolayer dan kultur suspensi. Pertumbuhan populasinya yang paling cepat adalah dengan metode kultur suspensi. Dalam metode monolayer, sel ditumbuhkan secara kontinyu di dalam botol kultur yang dilengkapi sebuah batang magnet stirrer dengan kecepatan 80 rpm, yang tidak menimbulkan panas. Idealnya sel ditumbuhkan pada suhu 27oC, sel dapat dijaga pertumbuhannya di dalam botol, kultur plastik, tetapi jika sel melekat pada permukaan botol, sel dapat dilepas untuk disubkultur. Media yang dipakai adalah media dan serum atau media bebas serum. Kultur sel insekta dari sel SF9 lebih cepat pertumbuhannya. Dengan metode kultur suspensi, yaitu populasinya menjadi 2 kali lipat dengan waktu inkubasi (24 jam). Inkubator yang dipakai adalah inkubator tanpa CO2. Memperhatikan manfaat yang besar dari kultur sel insekta, maka perlu dikembangkan metode kultur sel insekta yang dapat dimanfaatkan terutama untuk memproduksi virus sebagai bioinsektisida. Asri dan Ducha (2006) telah berhasil mengembangkan kultur primer sel epitel usus S. litura dengan metode monolayer. Namun untuk keperluan industri maupun penelitian perlu dikembangkan kultur cell line yang berasal dari sub kultur primernya. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan kultur cell line epitel usus S. litura. METODE PENELITIAN 1. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Jurusan Biologi FMIPA UNESA. 2. Alat dan Bahan Penelitian Alat – alat penelitian yang dibutuhkan diantaranya adalah : , spuilt injeksi, mikroskop inverted, laminar air flow, pembakar spiritus, cawan kultur, membran milipore, inkubator, botol medium, kamera digital Bahan-bahan yang dibutuhkan untuk penelitian diantaranya adalah : kultur primer sel epitel S. litura, antibiotik penisilin - streptomisin, larutan PBS (Phospat Buffer Solution), antifungi, medium Grace’s. 3. Metode Pengumpulan Data Metode yang digunakan untuk mengumpulkan data adalah metode observasi yang digunakan untuk mengamati pertumbuhan kultur sel primer S. litura setelah di sub kultur beberapa kali dengan parameter pengamatan diantaranya adalah 1) pelekatan sel pada cawan kultur (pelekatan dan perkembangan sel ), 2) mengamati kemungkinan terjadi tidaknya kontaminasi, 3) mengamati bentuk sel pada saat belum melekat dan sudah melekat, 4) mengamati kemampuan sel untuk membentuk monolayer, 5) mencari metode yang tepat untuk melepaskan sel-sel monolayer dari cawan kultur untuk di sub kultur, 6) kemampuan kultur sel primer untuk di sub kultur.

74


ISBN 978-602-95471-0-8 4. Prosedur Penelitian a. Persiapan Medium Pertumbuhan Medium yang dipakai untuk pemeliharaan kultur sel adalah medium khusus sel insekta yaitu medium Grace’s. Untuk mempercepat pertumbuhan sel, maka medium tersebut harus ditambahkan serum yaitu FBS (Foetal Bovine Serum) dengan konsentrasi 10% dari medium. Agar tidak terjadi kontaminasi, maka dalam medium ditambahkan zat antibiotik yaitu penisilin streptomisin dan antifungi. Menjelang pelaksanaan kultur, medium ditambahkan zat perangsang tumbuh (FBS), antibiotik dan antifungi serta sterilisasi dengan menggunakan membran millipore. b. Menyiapkan kultur primer sel epitel usus S. litura Kultur primer sel epitel disiapkan dari epitel usus S. litura tahap larva instar 5. Berdasarkan hsail penelitian Asri dkk (2006) menunjukkan bahwa kultur primer epitel usus S. litura memiliki pertumbuhan yang paling optimal dari larva instar 5. Kultur primer yang dipilih untuk di sub kultur dipilih yang sudah membentuk monolayer dan tidak terjadi kontaminasi. c. Sub kuktur Kultur primer epitel usus larva S. litura yang sudah menunjukkan monolayer dan tidak kontaminasi diambil dan dijadikan sebagai bahan sub kultur. Medium yang masih ada pada cawan terlebih dahulu dibuang dengan cara disedot menggunakan pipet steril. Sel menolayer selajutnya didispersi dengan menggunakan enzim tripsin, digoyanggoyang sambil dilihat dibawah mikroskop inverted. Apabila sudah memisah maka tripsinasi dihentikan dengan cara menambahkan medium yang sudah mengandung serum. Cara disepersi dengan menggunakan tripsin ini ternyata tidak efektif, karena banyak sel rusak. Ketika ditanam kembali ke beberapa cawan ternyata pertumbuhan sel hasil sub kultur sangat lambat. Oleh karena itu dikembangkan cara lain untuk disperse sel, dan dari beberapa kali ujicoba, observasi dan studi literatur, ternyata sel epitel usus larva S litura ternyata daya lekat sel pada cawan termasuk lemah, sehingga untuk melepaskan sel dalam medium dari cawan cukup digoyang-goyang saja. Sel-sel yang sudah lepas selanjunya ditanam kembali di beberapa cawan. Satu cawan kultur primer monolayer bisa di sub kultur menjadi dua sampai tiga cawan. Sehingga apabila ada 4 cawan kultur primer monolayer bisa menjadi 8 sampai 12 cawan sub kultur pertama atau disebut kultur sekunder. Sel sub kultur pertama selanjutnya ditumbuhkan dalam inkubator dengan suhu 27οC sesuai dengan suhu untuk menumbuhkan kultur primernya. Pertumbuhan sel diamati setiap hari di bawah mikroskop inverted untuk dilihat daya lekat sel, morfologi sel sebelum dan setelah melekat pada cawan, kemungkinan terjadinya kontaminasi, serta terbentunya monolayer. Apabila sudah terbentuk monolayer, maka akan dilakukan sub kultur ke dua dengan cara seperti pada sub kultur pertama. Sub kultur dilakukan berkali-kali sampai tidak mampu lagi untuk di sub kultur kembali. d. Inkubasi dan pengamatan sel dalam kultur Sel – sel dalam cawan kultur dan medium pertumbuhan diinkubasi dalam inkubator dengan suhu 27οC. Setiap hari sekali sel dalam sub kultur diamati di bawah mikroskop inverted untuk melihat apakah sel sudah melekat pada cawan kultur dan sudah terjadi pembelahan sel. 5. Analisa data Data yang diperoleh meliputi pertumbuhan sel dengan parameter diantaranya 1) daya lekat sel pada cawan, 2) penambahan jumlah sel, 3) kemampuan terbentuknya monolayer, serta parameter morfologi sel sebelum dan setelah melekat pada cawan. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan analisis data deskriptif kualitatif.


75

ISBN 978-602-95471-0-8 HASIL PENELITIAN Hasil pengembangan kultur cell line S. litura dapat dilihat pada tabel 1. Tabel 1 Hasil Pengamatan Pengembangan Kultur Cell Line S. litura No Parameter pengamatan Hasil pengamatan 1. Metode pelepasan sel Sel banyak yang rusak monolayer dengan menggunakan enzim tripsin 2. Metode pelepasan sel Sel mudah lepas dari cawan, mudah lepas dari monolayer dengan cara ikatan antar sel, sel tidak banyak yang rusak menggoyang-goyangkan cawan 3. Bentuk sel pada awal Sel berbentuk bulat bercahaya penanaman pada medium kultur di cawan

4.

Bentuk sel setelah menempel pada cawan kultur

Sel berbentuk oval, inti terlihat bulat di tengah

Hari ke tiga setelah inokulasi, pertama kali menempel pada cawan

76


ISBN 978-602-95471-0-8

5.

Bentuk sel setelah terjadi monolayer

6.

Daya lekat sel ke cawan

7.

8. 9.

Hari ke 4 setelah inokulasi Sel berbentuk poligonal dengan inti bulat di tengah

Kuat, dengan hasil pengamatan sel sudah melekat pada cawan pada hari ke tiga setelah penanaman Kemampuan membentuk Cepat, pada hari ke lima setelah penanaman monolayer sel-sel yang dikultur sudah membentuk monolayer Kemampuan untuk di sub kultur Dapat di sub kultur sebanyak sepuluh kali Kontaminan yang sering muncul

Sebagian besar dari golongan jamur

PEMBAHASAN Kultur sel primer epitel usus S. litura yang sudah membentuk monolayer ternyata mudah untuk dilepaskan dari cawan dengan hanya menggoyang-goyangkan cawan, hal ini menunjukkan bahwa ikatan sel pada cawan tidak begitu kuat. Oleh karena itu untuk melakukan sub kultur dari kultur monolayer tidak perlu menggunakan enzim untuk melepaskan sel dari cawan, karena berdasarkan hasil penelitian dengan menggunakan


77

ISBN 978-602-95471-0-8 enzim ternyata dapat merusakkan beberapa sel. Hal ini disebabkan keberadaan enzim berpengaruh kecil dalam membantu melepaskan ikatan sel pada cawan, sehingga keberadaan enzim tersebut lebih berpengaruh pada sel yang dapat merusakkan sel. Keadaan ini berbeda dengan kultur sel monolayer golongan vertebrata yang memiliki ikatan yang cukup kuat pada cawan, sehingga untuk melepaskan sel-sel pada cawan maka harus dibantu dengan enzim seperti tripsin. Menurut Midgley et al. (1998) sel-sel insekta memiliki daya ikat yang lebih lemah pada cawan kultur, sehingga apabila dikultur sel-sel insekta lebih mudah dan lebih cepat berkembang pada kultur suspense daripada kultur monolayer. Sel-sel monolayer dari kultur primer, setelah di sub kultur ternyata mampu melekat dan berkembang menuju monolayer. Hal ini menunjukkan bahwa lingkungan untuk pertumbuhan sel yang meliputi medium kultur, pH medium dan suhu inkubasi sudah sesuai untuk pertumbuhan sel-sel S. litura, disamping itu metode yang digunakan selama proses sub kultur sudah benar dan dapat digunakan untuk kultur selajutnya. Menurut Freshney (2000) lingkungan biak sel sangat penting untuk pertumbuhan sel di dalam cawan kultur, dan lingkungan biak tersebut kondisinya tidak boleh terlalu jauh dengan kondisi secara in vivo. Sel-sel yang tidak homogen dalam cawan kultur juga dapat mempengaruhi perkembangan sel, karena akan terjadi persaingan makanan, sedangkan dengan keadaan yang homogen dapat menghasilkan pertumbuhan yang baik bagi sel, serta menghasilkan monolayer yang bagus dan cepat. Sel-sel yang baru dikultur baik pada kultur primer maupun pada sub kultur mempunyai bentuk bulat dan tampak bercahaya bila dilihat dengan mikroskop inverted, sedangkan sel yang sudah melekat bentuknya lonjong dan tidak bercahaya, apabila sudah membentuk monolayer berbentuk polygonal. Menurut Freshney, (2000) perubahan bentuk sel pada saat dikultur menunjukkan perkembangan biologi sel, pada saat sel belum melekat belum tampak bentuk sel yang sesungguhnya, apabila sel sudah melekat di cawan kultur baru terlihat bentuk asli dari sel yang dikultur. Apabila sel sudah membentuk monolayer, keadaan sel sangat rapat dan hubungan antara sel satu dengan sel yang lain sangat dekat dan kuat sehingga dapat merubah bentuk sel. Kemampuan untuk membentuk kultur cell line dengan melakukan sub kultur ternyata masih terbatas. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa kultur primer S. litura dapat dilakukan sub kultur sampai dengan sepuluh kali, setelah lebih dari sepuluh kali pertubuhan sel sudah tidak sempurna lagi, sel-sel sulit melekat pada cawan dan pada akhirnya sel-sel mati dan terkontaminasi. Selama beberapa kali sub kultur tidak terlepas dari kontaminasi. Kontaminan yang sering muncul bervariasi. Berdasarkan hasil penelitian, pada saat suhu lingkungan rendah, jamur seringkali muncul sebagai kontaminan. Oleh karena itu yang harus sering dilakukan adalah mempertahankan ruangan laminar tetap terjaga sterilitasnya dengan sering melakukan sterilisasi ruangan baik memakai UV maupun bahan kimia. DAFTAR PUSTAKA Asri, Ducha, Ratnasari Evie, Pramana. 2004. Perbanyakan SpltMNPV Secara in Vivo pada Larva S. litura. Unesa. Surabaya Freshney, R.I. 2000. Culture of Animal Cells. A.John Wiley & Sons, Inc. Publication, New York. Goosen, M.F.A. Daugulis A.J. Faulkner, 1993. Insect Cell Culture Enginering. Marcel Dekker. Inc. New York. King, G.A., Dougulis, A.J., Faulker, P. Bayly, D and Goosen, M.F.A, 1998. Biotechnology. Left

78


ISBN 978-602-95471-0-8 Kuzio, j. and p. Faulkner. 1987. An Overview of The Molecular Biology and Aplications of Baculovirus. Queen’s University. Canada Lengyel, Spradling dan Penman. 1975. Methods in cell Biology. Academic Press. New York Midgley, C.A. Craig, A.L. Hite, J.P and Thipp, T.R. 1998. Baculovirus Expression and The Study of The regulation of The Tumor Supressor Protein. p 53 in Rapid, K. & Freshney, R.I. (eds), DNA Transfer to Culture Cells. New York. Eiley-liss, pp.27 – 54. Vaughn, J.K. 1968. Invertebrate Tissue Culture. Lambardo, Porissa. Italia


79

ISBN 978-602-95471-0-8 SKRINING ISOLAT TRICHODERMA UNTUK PENGENDALIAN PENYAKIT PADA TANAMAN KAPAS Nurul Hidayah dan Titiek Yulianti Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat Jl. Raya Karangploso Kotak Pos 199 Malang ABSTRAK Kapas merupakan salah satu tanaman penghasil serat alami dan saat ini tengah didorong untuk dikembangkan. Pengembangan kapas dilakukan dalam rangka memenuhi kebutuhan serat kapas dalam negeri dan mengurangi ketergantungan terhadap serat impor. Salah satu faktor pembatas dalam budidaya kapas adalah adanya serangan patogen. Patogen yang sering dijumpai pada pertanaman kapas adalah Rhizoctonia solani dan Sclerotium rolfsii, keduanya penyebab penyakit rebah kecambah yang banyak menyerang di pembibitan, serta R. bataticola penyebab penyakit busuk arang yang menyerang tanaman saat memasuki fase generatif. Alternatif pengendalian untuk penyakit tersebut adalah pengendalian hayati dengan memanfaatkan cendawan antagonis Trichoderma sp. Penelitian ini bertujuan menyeleksi isolat Trichoderma yang mampu menekan pertumbuhan R. solani dan S. rolfsii. Isolat Trichoderma berasal dari hasil isolasi tanah yang telah diperlakukan dengan bahan organik. Untuk mengetahui kemampuan Trichoderma dalam menghambat pertumbuhan R. solani dan S. rolfsii dilakukan secara in vitro melalui metode dual culture pada media PDA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolat Trichoderma T1 dan T2 mampu menghambat pertumbuhan R. solani masingmasing sebesar 50.22% dan 50.67% dan isolat Trichoderma T4 mampu menghambat pertumbuhan S. rolfsii sebesar 60.22%. Kata kunci: Trichoderma, R. solani, S. rolfsii, pengendalian hayati.

80


ISBN 978-602-95471-0-8 POTENSI INFUS DAUN TAPAK LIMAN (Elephantopus scaber) PADA SISTEM REPRODUKSI MENCIT (Mus musculus) Galur Balb C BETINA Nursasi Handayani* ABSTRACT Research about the potence of Tapak Liman (Elephantopus scaber) leaves infusion on reproduction system of female mice (Mus musculus) Balb C intends to know the influence of Tapak Liman (Elephantopus scaber) leaves infusion to the ovarium and uterus of mice. Infusion is given orally by 12 days, starts with metestrus phase and ends on next metestrus phase. The concentration of Tapak Liman (Elephantopus scaber) leaves infusion which is used is 73%, 75%, 77%, and 79%, Aquades is given to control mice with the same volume that is 0,5 ml. The making of ovarium and uterus histology preparate with parafin method and Hematoksilin-Eosin colouring. Based on the ovarium histology preparate, counting about the amount of primordial folikel, primary, secondary, and tertiary. And for teh uterus, scaling the diameter uterus and the thickness of endometrium. The progesteron value is decided by ELISA test. Tapak Liman leaves infusion also influence to the development of ovarium folikel, is seen by the increasing folikel primordial, the amount of primary folikel is decreasing significantly and followed by the increasing of the amount of secondary and tertiary folikel. The uterus diameter and the thickness of endometrium is decreasing compared with control. The progesteron concentration in the blood serum of treatment mice is decreasing compared with control. We can conclude, Tapak Liman leaves infusion with the concentration whish is used in this research can decrease the amount of primary folikel and increase the amount of secondary folikel significantly. Key words: Tapak liman leaves infusion, ovarium, uterus, mice

PENDAHULUAN Di Indonesia tanaman obat banyak dikonsumsi masyarakat dalam bentuk jamu. Jamu digunakan sebagai salah satu upaya penyembuhan penyakit. Umumnya penggunaan jamu/tanaman obat belum didasarkan atas penelitian secara medis, namun hanya didasarkan atas pengalaman atau kepercayaan. Sehingga belum diketahui dengan pasti khasiat dan efek sampingnya. Tapak liman (Elephantropus scaber) merupakan salah satu tanaman obat yang telah sering dikonsumsi masyarakat karena tanaman ini dianggap sangat berkhasiat untuk penyembuhan berbagai penyakit, misalnya untuk obat demam, batuk, sariawan, mencret menahun, panas, penyakit cacing, dan sebagai perangsang birahi. Tanaman ini mengandung isodeoxy elephantopin, 11,13 dihidrodeoxy elephantopin, asam amino, glukosida, senyawa turunan saponin alkaloid, tanin, zat penguat tubuh dan stigmasterol, glikosida, turunan saponin alkaloid, tanin (Syamsuhidayat dkk., 1991). Berdasarkan pengalaman masyarakat, diketahui Tapak liman dapat digunakan sebagai obat untuk mencegah kehamilan, obat keputihan, obat untuk gangguan menstruasi dan memperlancar proses kelahiran (Lasmadiwati, 2000). Berdasarkan hal tersebut tampak bahwa Tapak liman berindikasi memiliki khasiat ataupun justru memiliki efek samping yang berupa gangguan terhadap sistem reproduksi betina. Tapak liman dikelompokkan sebagai tanaman aphrodisiac atau tanaman pemicu berahi, hal ini kemungkinan adanya senyawa stigmasterol. Melalui jalur biosintesis hormon steroid, progesteron mengalami konversi menjadi testosteron (Turner dkk., 1998; Johnson et al., 2000, Lestari, 2002). Kandungan bahan aktif stigmasterol diketahui sebagai prekursor hormon steroid, yaitu progesteron dan kemungkinan juga dapat berkonversi menjadi hormon steroid lain yaitu androgen (Bergner, 1999). Kedua macam hormon steroid ini diketahui berpengaruh terhadap sistem reproduksi. Progesteron berpengaruh terhadap siklus reproduksi yaitu


81

ISBN 978-602-95471-0-8 meningkatkan proliferasi epitelium uterus untuk membentuk kelenjar eksokrin yang berefek pada meningkatnya sekret yang dihasilkan. Aktivitas ini diperlukan untuk persiapan implantasi embrio. Sedangkan androgen diketahui diperlukan untuk berlangsungnya spermatogenesis (Johnson et al., 2000). Dengan melalui jalur biosintesis hormon, progesteron dan androgen berpluang terbentuk. Umumnya daun tapak liman yang digunakan oleh konsumen berkisar 3050g/70gbb daun segar, namun demikian belum pernah ada suatu penelitian medis terhadap dosis tapak liman yang telah dipergunakan oleh konsumen tersebut. Melalui penelitian secara eksperimental ini, dieksplorasi potensi daun Tapak liman terutama pengaruhnya terhadap sistem reproduksi mencit (Mus musculus) Galur Balb C betina. METODE PENELITIAN Rancangan penelitian yang digunakan untuk pengelompokkan dan pemberian bahan uji adalah RAK, sedangkan jenis penelitiannya merupakan penelitian eksperimen. Untuk mengetahui potensi daun Tapak liman terutama dosis yang digunakan oleh konsumen terhadap sistem reproduksi adalah dengan mengamati perkembangan organ reproduksi mencit. Selain itu dilakukan analisis terhadap kadar hormonal dalam serum darah mencit. Variabel terikat dari penelitian ini berupa perkembangan organ reproduksi mencit betina serta kadar hormon steroidnya. Perkembangan organ reproduksi mencit betina yang diamati adalah ovarium dan uterus, meliputi pengamatan dan menghitung folikel primordial, folikel primer, folikel sekunder, dan folikel tertier. Sedangkan dari uterus diukur diameter uterus dan ketebalan lapisan endometriumnya. Hormon steroid dalam serum darah, diukur konsentrasi progesteron pada mencit betina. Variabel bebas berupa infus daun tapak liman dengan konsentrasi 0%, 73%, 75%, 77%, 79%. Bahan yang digunakan adalah serbuk daun Tapak liman yang diperoleh dari Balai Meteria Medika, Batu Malang. Hewan ujinya adalah mencit (Mus musculus) galur Balb C betina, berasal dari Veterinaria Farma Surabaya dan dibiakkan di Kandang Biologi Universitas Negeri Malang. Mencit betina yang digunakan berumur 8-10 minggu dengan berat badan mencit berkisar 21-24g. Pembuatan infus dilakukan dengan cara 50 g dilarutkan dalam akuades 50 ml (Eng,dkk.,2004), kemudian dimasukkan dalam water bath sampai suhu infus mencapai 900C selama 15 menit. Larutan disaring dengan menggunakan kain flanel hingga mencapai volume kurang lebih 50 ml. Apabila penyaringan pertama didapatkan volume kurang dari 50 ml, maka ditambahkan akuades mendidih sampai 50 ml. Larutan ini merupakan larutan dengan konsentrasi 100% yang dianggap sebagai laruan induk. Selanjutnya infus daun tapak liman 100% tersebut diencerkan sesuai konsentrasi yang diinginkan. Pemberian infus daun tapak liman dilakukan secara oral dengan menggunakan syring ukuran 3 ml yang dihubungkan dengan feeding tube ukuran 3,5, sebanyak 0,5 ml. Infus daun Tapak liman diberikan pada mencit betina selama 12 hari saat fase metestrus siklus estrus dan berakhir pada fase metestrus berikutnya. Penentuan fase metestrus dilakukan dengan cara apusan vagina. Setelah 12 hari, dilakukan pemeriksaan kadar hormon steroid. Pemeriksaan terhadap kadar progesteron mencit betina dilakukan dengan mengambil darah pada bagian ekor. Volume darah yang diambil dari masing-masing hewan coba kurang lebih 2 ml. Darah yang diperoleh segera disentrifuse dengan kecepatan 4000rpm selama 20 menit, sehingga diperoleh supernatan yang berupa serum. Dari serum ini kemudian ditentukan kadar hormon progesteron dengan uji ELISA (Enzyme Linked

82


ISBN 978-602-95471-0-8 Immunosorbent Assay). Pemeriksaan dilaksanakan di Laboratorium Biokimia FMIPA dan Biomedik Universitas Brawijaya Malang. Selanjutnya mencit dibedah dan diambil ovarium dan uterusnya untuk ditimbang. Setelah itu dibuat sediaan histologis dengan metode parafin dan diwarnai dengan pewarnaan Hematoksilin-Eosin. Sediaan mikroskopis uterus diamati dan diukur diameter uterus serta ketebalan endometriumnya. Sedangkan perkembangan folikel dalam ovarium, diamati dengan cara menghitung jumlah folikel primordial, primer, sekunder dan tertier. Data dianalisis menggunakan ANAVA tunggal dengan taraf signifikansi 5% untuk mengetahui ada tidaknya pengaruh infus daun Tapak liman, dan jika F hitung > F tabel atau apabila terdapat perbedaan yang signifikan antara kelompok kontrol dengan kelompok perlakuan maka dilanjutkan dengan uji BNT dengan taraf signifikansi 5%. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Berat ovarium, jumlah folikel primordial, primer, sekunder dan tersier dari mencit yang diberi infus daun Tapak liman terlihat pada tabel 1. Tabel 1. Keadaan ovarium mencit setelah diberi infus daun Tapak liman Konsentrasi Berat Σ follikel Σ follikel Σ follikel Σ follikel Ovarium primordial Primer Sekunder Tersier 0

6,19a

19,60a

235,40a

19,20a

7,00a

73%

5,23a

31,60a

258,20a

33,20b

9,80a

75%

4,87a

26,20a

160,80b

35,25b

13,75a

77%

4,73a

23,80a

157,20b

20,20a

10,30a

79%

5,85a

19,60a

161,00b

30,40b

10,25a

Keterangan : Angka dengan huruf superskrip yang sama menyatakan tidak berbeda nyata (Analisis ragam satu arah yang dialanjutkan dengan uji LSD, p<0,05) Berdasarkan tabel 1 menunjukkan rerata berat ovarium pada kelompok mencit yang diberikan infus daun Tapak liman pada konsentrasi 73%, 75%, 77% dan 79% menunjukkan penurunan dibanding kelompok kontrol, namun secara statistik tidak berbeda nyata. Tabel 1 juga memperlihatkan jumlah folikel premordial, primer, sekunder dan tertier. Rerata jumlah folikel premordial pada kelompok perlakuan memperlihatkan hasil perhitungan yang fluktuatif dan mengarah pada peningkatan, namun demikian secara statistik jumlah tersebut tidak berbeda nyata dengan kelompok kontrol. Adapun jumlah folikel primer pada pemberian infus daun Tapak liman konsentrasi 75%,77% dan 79% mengalami penurunan dan secara statistik berbeda nyata dengan kelompok kontrol dan kelompok mencit dengan konsentrasi 73%. Sedangkan pada jumlah folikel sekunder semua kelompok perlakuan kecuali konsentrasi 77% mengalami peningkatan dan secara statistik berbeda nyata dengan kelompok kontrol. Sebaliknya pada jumlah folikel tertier mengalami peningkatan jumlah namun secara statistik tidak berbeda nyata dengan kelompok kontrol. Gambar mengenai perkembangan folikel ovarium mencit setelah diberi infus daun Tapak liman dapat dilihat pada gambar 1 – 5.


83

ISBN 978-602-95471-0-8

b

c d

a

Gambar1. Perkembangan folikel di dalam ovarium mencit betina yang diberi infus daun Tapak liman konsentrasi 0 % a. fol primordial; b. fol primer; c. fol sekunder; d.fol. tersier

c d

b

a

Gambar 2. Perkembangan folikel di dalam ovarium mencit betina yang diberi infus daun Tapak liman konsentrasi 73 % a. fol primordial; b. fol primer; c. fol sekunder; d.fol. tersier

84


ISBN 978-602-95471-0-8

b a

d c


a

d c b



85

ISBN 978-602-95471-0-8

d

c

b

a

Gambar 5. Perkembangan folikel di dalam ovarium mencit betina yang diberi infus daun Tapak liman konsentrasi 79 % a. fol primordial; b. fol primer; c. fol sekunder; d.fol. tersier Keadaan uterus mencit diperlihatkan pada tabel 2. Tampak rerata berat uterus pada kelompok mencit yang diberi infus daun Tapak liman konsentrasi 73% , 77% dan 79% kecuali 75%, cenderung mengalami peningkatan dibanding kelompok kontrol, namun secara statistik tidak berbeda nyata dengan kelompok kontrol. Demikian pula diameter uterus pada kelompok perlakuan cenderung lebih kecil dibanding kelompok kontrol meskipun secara statistik tidak berbeda nyata. Hal inipun diikuti oleh kecenderungan penyusutan tebal endometrium pada kelompok perlakuan dibanding kelompok kontrol, meskipun tidak berbeda secara nyata. Gambar mengenai diameter uterus dan ketebalan endometrium mencit setelah diberi infus daun Tapak liman dapat dilihat pada gambar 6 – 10. Tabel 2. Keadaan uterus mencit setelah diberi infus daun Tapak liman Konsentrasi Berat uterus Ø uterus (µm) Tebal endometrium (µm) 0

41,87a

160,99a

50,95a

73%

43,87a

121,58a

32,38a

75%

37,10a

117,04a

33,54a

77%

46,48a

148,22a

37,03a

79%

44,16a

117,20a

31,14a

Keterangan : Angka dengan huruf superskrip yang sama menyatakan tidak berbeda nyata (Analisis ragam satu arah yang dialanjutkan dengan uji LSD, p<0,05.

86


ISBN 978-602-95471-0-8

a b

Gambar 6. Keadaan uterus mencit betina yang diberi infus daun Tapak liman konsentrasi 0 %a. diameter uterus; b. Ketebalan endometrium.

a b



87

ISBN 978-602-95471-0-8

b a


a b


88


ISBN 978-602-95471-0-8

b a

Gambar 10. Keadaan uterus mencit betina yang diberi infus daun Tapak liman konsentrasi 79 % a. diameter uterus; b. Ketebalan endometrium. Keadaan konsentrasi progesteron dalam serum darah kelompok mencit betina perlakuan yang diberi infus daun Tapak liman konsentrasi 73%, 75%, 77% dan 79% cenderung menurun dibanding kelompok kontrol. Tabel 3. Konsentrasi hormon progesteron mencit setelah diberi infus daun Tapak liman Konsentrasi infuse daun Tapak liman(%) 0

Konsentrasi progesteron (ng/ml)

73

52,218

75

52,283

77

46,728

79

50,475

52,153

PEMBAHASAN Lingkup studi reproduksi pada hewan uji meliputi studi penampilan reproduksi, pengamatan terhadap berat dan histologi organ reproduksi, evaluasi terhadap kuantitas dan kualitas sel kelamin (Zenick et al., 1988; Lamb, 1988). Pengaruh infus daun Tapak Liman pada sistem reproduksi betina nampak terutama terhadap perkembangan folikel, hal ini ditunjukkan oleh meningkatnya jumlah folikel premordial. Daun Tapak Liman mengandung nutrisi dalam bentuk glukosida yang merupakan glukosa kelompok monosakarida (Matsjeh et al.,1996) yang berfungsi dalam metabolisme sehingga dihasilkan ATP. ATP ini digunakan untuk proliferasi dan pertumbuhan sel. Perkembangan folikel premordial sehingga mengalami perubahan menjadi folikel primer akan berdampak meningkatnya jumlah folikel primer. Namun


89

ISBN 978-602-95471-0-8 tidak demikian yang ditunjukkan dalam penelitian ini, jumlah folikel primer justru mengalami penurunan. Hal ini kemungkinan disebabkan folikel primer mengalami perkembangan menjadi folikel sekunder sehingga jumlah folikel sekunder mengalami peningkatan secara signifikan sejalan dengan peningkatan konsentrasi infus daun Tapak liman. Hal ini kemungkinan karena dalam kandungan Tapak Liman terdapat stigmasterol yang merupakan prekursor kholesterol (Zamora, 2005) dan kemudian akan mengalami perubahan menjadi hormon steroid. Adanya kadar kolesterol yang meningkatdalam darah berakibat pada konsentrasi progesteron dalam serum darah yang cenderung naik. Selanjutnya progesteron dikonversi menjadi estrogen. Seperti diketahui perkembangan folikel terutama bentuk folikel primer menjadi folikel berikutnya dipengaruhi oleh estrogen (Johnson et al., 2000). Hasil analisis ELISA, konsentrasi progesteron pada kelompok perlakuan ternyata hampir sama dengan kelompok kontrol. Sehingga dapat diartikan bahwa ada konversi progesteron menjadi estrogen, yang berakibat konsentrasi progesteron kelompok perlakuan menjadi hampir sama dengan kelompok kontrol. Peningkatan jumlah folikel sekunder ini berdampak pada penyusutan jumlah folikel primer, yang dalam penelitian ini jumlahnya cenderung menurun. Konversi progesteron inipun dapat diperlihatkan pada kondisi uterus, diperlihatkan oleh cenderung mengecilnya diameter dan menyusutnya tebal endometrium. Seperti diketahui perkembangan uterus dipengaruhi oleh progesteron (Johnson et al., 2000). Adanya data yang fluktuatif kemungkinan disebabkan senyawa lain yang kerjanya sinergis ataupun antagonis sehingga berakibat kurang optimalnya kerja stigmasterol. Selain itu juga metode yang digunakan dalam penelitian ini masih makro dan terbatas, sehingga data yang diperoleh belum jelas menjawab bagaimana mekanisme kerja stigmesterol yang berkaitan dengan pengaruhnya terhadap sistem reproduksi. KESIMPULAN Infus daun Tapak liman dengan konsentrasi yang digunakan dalam penelitian ini, berpengaruh secara signifikan terhadap penurunan jumlah folikel primer dan peningkatan jumlah folikel sekunder. Dapat diartikan bahwa infus daun Tapak liman berpengaruh terhadap perubahan folikel primer menjadi folikel sekunder. DAFTAR RUJUKAN Alberts,B.,Bray,D.,Lewis,J.,Raff,M.,Roberts,K and Watson,J.D. 2007. Molecular Biology of The Cell. New York & London : Garland Publishing.Inc Anonimus. 2000. Tapak liman (Elephantophus scaber L.). Pusat data dan informasi PERSI. Jakarta Utara. Anonimus, 2002. Tanaman Obat Indonesia,Tapak Liman (Online), (http://www.iptek.co.id, diakses tanggal 3 April 2006) Anonimus, 2004. Tapak Liman, obat Tradisional Hepatitis, (Online), (http://republika.co.id/suplemen/cetak detail.asp?mid=2&id=167856&kat id=105&kat id1=150&kat 1d2=187, diakses tanggal 15 Maret 2006) Bergner, P. 1999. Dioscorea : Wild yam and hormonal synthesis. Materia Medica and Pharmacy. Medical herbalism 4 : 9 Dalimartha, S.2005. Tanaman Obat di Lingkunagn Sekitar. Jakarta:Puspa Swara Departemen Republik Indonesia. 1972. Farmakope Indonesia. Ed.2. Jakarta. DIRJENPOM Erickson,G.F. 2003. Morphology and Physiology of the ovary. Female Reproductive Endocrinology. Endocrine Source. Espey,L.L. and J. Richards. 2006. Ovulation In : The Physiology of Reproduction. 3rd. Department of Biology, Trinity University, San Antonio, Texas.

90


ISBN 978-602-95471-0-8 Fransworth, N.R., Bingel, A.S., Cordell, G.A., Crane, F.A. & H.H.S. Fong. 1975. Potential value of plants as sources of new antifertility agents I. J. Pharm. Sci. 64 : 535-598. Griswold, M.D. 1998. The central role of Sertoli cells in spermatogenesis. Seminar in Cells and Development Biology. 9 : 411-416 Holdcraft,R.W. 2004. Hormonal regulation of spermatogenesis. J.Androl. 27: 335-342 Matsjech,S. 1994. Kimia Organik II. Yogyakarta : FMIPA UGM Moebadi, Wijayanto, Judani,T. Tanpa tahun. Dasar-dasar Mikroteknik. Malang : Universitas Negeri Malang Johnson, M. & B. Everitt. 2000. Essential Reproduction. 3rded. Blackwell Sci.Pub.Oxford-London-Edinburg. Lamb,J.C. 1988. Fundamentals of male reproductive toxicity testing. In : Physiology and toxicology of male reproduction. Eds. J.C.Lamb and P.M.D.Foster. Academic Press. San Diego California. P.137-140. Lestari, U.2002. Fisiologi Reproduksi I. JICA. Biologi FMIPA UM Malang. Manson, S.M. & Y.J. Kang. 1989. The methods for assesing female reproductive & developmental toxicology. In : Principles and methods of taxicology. 2nded. Ed. A.W. Hayes. Raven Press. Ltd. New York. Nalbandov, A.V.1976. Fisiologi Reproduksi pada Mamalia dan Unggas. Terjemahan oleh Sunaryo Keman 1990. Jakarta : UI Press Raharjo,A & Samiran.1989. Tapak Liman gantinya Viagra. Trubus Rugh, R. 1968. The mouse, it’s reproduction and development. Burgess Pub. Co. Minneapolis. Smith, J.B. (alih bahasa : S. Mangkoewidjojo). 1988. Pemeliharaan pembiakan dan penggunaan hewan percobaan di daerah tropis. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta. Syamsulhidayat dan Hutapea. 1991. Tanaman Obat Indonesia. Tanpa penerbit Steel, R.G.D. & J.H. Torrie. 1981. Principles and procedures of statistics, a biometrical approach. Mc. Graw Hill Book. Co. Singapore. Sutasurya, L.A. 1975. Pengetahuan dasar mikroteknik hewan. Departemen Biologi ITB. Bandung Tenzer,A.,Handayani,N.,Lestari,U.,Listyorini,D.,Judani,T.,Gofur,A.2000. Petunjuk Praktikum Perkembangan Hewan. Malang:FMIPA UM Raharjo dan Samiran. 1999. Medicanal Plant in thailand. Tanpa penerbit Yuliasari,R.2005. Pengaruh Infus Daun Tapak liman (Elephantopus scaber L.) terhadap Spermatogenesis Mencit (Mus musculus)Galur Balb C. Skripsi tidak diterbitkan. Malng:FMIPA UM Zaar, H.J. 1984. Biostatistical Analysis. Prentice Hall. Inc. New Jersey. Zamora,A. 2005. Fats, Oils, Fatty Acids, Triglycerids-Chemical Structure, (online). (http://www..scientificpsychic.com/fattyacids2.html, diakses 9 Januari 2007) Zenick,H. And E.D. Clegg. 1989. Assesment of reproductive toxicity: A risk assesment approach. In : Principles and methods of toxicology.2nd ed. Raven Press, Ltd. New York. P.275-309 Zhou,Q., Nie,R.,Prins,G.S.,Saunders,P.T.,Katzenellenbogen,B.S. & Hess,R.A. 2002. Localization of androgen and estrogen receptors in adult male mouse reproductive tract. Journal of Andrology. 23 : 870-881


91

ISBN 978-602-95471-0-8 AKTIVITAS ENZIMATIS AZOSPIRILLUM PADA SUBSTRAT ONGGOK DAN DEDAK Oedjijono, D. Ryandini, PM. Hendrati ABSTRAK Telah dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui kemampuan enzimatis isolat Azospirillum spp. (isolat BM1, BM2, KK1, KC1, JG3, PRD2) pada substrat onggok dan dedak. Isolat-isolat Azospirillum spp. teah diketahui mampu menambat N udara dan menghasilkan senyawa PGR. Penelitian diawali dengan pengujian kualitatif kemampuan enzimatis (selulolitik, amilolitik, proteolitik, dan lipolitik) dan dilanjutkan dengan pengujian enzimatis secara kuantitatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semua isolat bersifat selulolitik, amilolitik, proteolitik, dan lipolitik positif. Uji kuantitatif enzimatis terhadap isolat JG3 dan PRD2 menunjukkan bahwa : aktivitas selulolitik isolat JG3 tinggi pada masa fermentasi 60 jam, aktivitas selulolitik isolat PRD2 tinggi pada masa fermentasi 24 jam, aktivitas amilolitik isolat JG3 paling tinggi pada masa fermentasi 24 jam, aktivitas amilolitik isolat PRD2 paling tinggi pada masa fermentasi 48 jam, aktivitas proteolitik isolat JG3 dan PRD2 rendah, aktivitas lipolitik isolat JG3 dan PRD2 mulai tampak setelah masa fermentasi 12 jam. Hasil pengujian bermanfaat dalam upaya formulasi biomassa Azospirillum pada substrat onggok dan dedak. Kata kunci : Azospirillum, aktivitas enzim, onggok, dedak

Pendahuluan Formulasi media onggok dan dedak untuk media pertumbuhan dan pembawa agensia biofertilizer Azospirillum sp. Telah dikembangkan oleh Oedjijono dkk. (2004). Onggok dan dedak merupakan substrat yang mengandung berbagai macam komponen, baik yang kompleks maupun yang sederhana. Kemampuan isolat Azospirillum dapat tumbuh pada substrat kompleks menunjukkan bahwa bakteri tersebut memiliki enzim pemecahnya. Aktivitas dekomposisi dedak dan onggok oleh berbagai enzim yang dihasilkan oleh Azospirillum spp. belum diketahui. Azospirillum merupakan salah satu bakteri yang dapat memfiksasi nitrogen. Bakteri ini digolongkan ke dalam kelompok bakteri diazotrof endofitik fakultatif. Azospirillum lebih dominan dalam menambat N2 dibandingkan bakteri penambat N lain yang hidup bebas (James and Olivares, 1997). Menurut Sosrosoedirdjo (1983), kandungan terbesar onggok adalah karbohidrat sekitar 67-69 %, protein 1,4-1,7 % dan lemak hanya 0,2-0,3 %. Kandungan pati onggok sekitar 60-70 % dari berat kering, sehingga onggok cukup potensial sebagai sumber C (Satiawihardja, 1982 dalam Fachda, 1989). Dedak merupakan sumber vitamin B dan E dengan kandungan tinggi, dan hanya sedikit kandungan vitamin A, C dan D ( Abbas dkk., 1985). Kandungan protein dedak mencapai 1-3% dari berat kering. Tingginya kandungan protein dedak karena banyak mengandung asam amino lisin (Luh, 1980). Adanya kandungan N yang cukup tinggi tersebut menjadikan dedak cukup baik digunakan sebagai sumber N (Fardiaz dkk., 1987). Onggok dan dedak berfungsi sebagai medium pembawa dan medium pertumbuhan Azospirillum sp. Bakteri tersebut tetap viabel hingga lama inkubasi 8 minggu. Perbandingan onggok dan dedak yang digunakan adalah 2:3 dan pH awal medium netral memberikan pertumbuhan yang paling baik bagi Azospirillum (Rahmawati 2002, Parhaetani, 2003 dan Oedjijono dkk., 2004). Viabilitas Azospirillum sp. pada medium pembawa onggok dan dedak karena kemampuannya memanfaatkan substrat dalam medium untuk kelangsungan hidupnya. Sampai saat ini belum diketahui jenis-jenis dan aktivitas enzim dari Azospirillum spp.

92


ISBN 978-602-95471-0-8 isolat BM1, BM2 (23a), PRD2, KK1, JG3, KC1 (stok kultur murni Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Biologi UNSOED) dalam memanfaatkan komponen substrat pembawa onggok dan dedak. Oleh karena itu dilakukan penelitian secara eksperimen dengan melakukan pengujian aktivitas enzimatik secara kualitatif dan kuantitatif. Metode Penelitian Materi penelitian : Isolat-isolat Azospirillum spp. BM1, BM2, PRD2, KK1, JG3 dan KC1 (stok kultur murni Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Biologi UNSOED), medium campuran onggok tapioka dan dedak, medium Caceres, medium SA (starch agar), khemikalia uji enzimatis selulolitik, amilolitik, proteolitik, dan lipolitik. Lokasi dan waktu penelitian Penelitian dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi Fakultas Biologi dan di Laboratorium Biokimia Jurusan Kimia Fakultas Science dan Teknik Universitas Jenderal Soedirman Purwokerto. Penelitian dilakukan mulai bulan Juni – Nopember 2007. Cara kerja Pengujian kualitatif kemampuan isolat-isolat Azospirillum spp. dalam menghasilkan enzim dilakukan dengan secara deskriptif analitis. Untuk pengujian kuantitatif aktivitas enzim dari Azospirillum spp. dalam medium dedak dan onggok dilakukan secara eksperimental. Pada percobaan ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan perlakuan waktu inkubasi yang berbeda yaitu 0, 12, 24, 36, 48, 60 dan 72 jam. Parameter utama yang diamati adalah nilai aktivitas enzim dan parameter pendukung yang diamati adalah jumlah populasi sel Azospirillum dan pH akhir medium fermentasi. 1. Aktivasi isolat Isolat Azospirillum spp. diaktivasi dengan menumbuhkan pada medium NA (Nutrient Agar) dan medium PYE cair, diinkubasi pada suhu 30 oC selama 24 jam. 2. Uji kualitatif sifat enzimatis Isolat ditumbuhkan pada medium Starch Agar ntuk uji amilolitik, pada medium CMC Agar untuk uji selulolitik, pada medium Skim Milk Agar untuk uji proteolitik, dan medium Rhodamin Agar untuk uji lipolitik. 3. Pembuatan inokulum Inokulum dibuat pada media PYE cair 150 ml, inkubasi dalam shaker incubator pada suhu 30 oC selama 8 jam. Kepadatan inokulum yang diinokulasi ke dalam medium percobaan adalah 108 sel/ml. 4. Pembuatan medium campuran dedak dan onggok Onggok dan dedak digiling dan diayak, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 80oC selama 2x24 jam. Campuran dedak dan onggok (3 :2) sebanyak 5 gram dimasukkan ke dalam 150 ml akuades dalam erlenmeyer dan pH dibuat 7.0. Selanjutnya media disterilisasi dua kali menggunakan autoklaf pada suhu 121 oC, tekanan 2 atm selama 15 menit. 5. Produksi ekstrak kasar enzim (Dirnawan et al., 2000) Botol-botol Erlenmeyer berisi substrat onggok dan dedak diinokulasi dengan inokulum sebanyak 3 % (v/v), kemudian diinkubasi dalam shaker incubator dengan goyangan 125 kali/menit pada suhu 30oC. Lama inkubasi sesuai dengan perlakuan yaitu 0, 12, 24, 36, 48, 60 dan 72 jam.


93

ISBN 978-602-95471-0-8 6. Pengujian dan pengukuran paramater Selesai inkubasi, larutan fermentasi diukur pH nya dan dihitung jumlah populasi sel. Kultur cair kemudian disentrifuge dengan kecepatan 5000 rpm selama 30 menit. Supernatan dianalisis aktivitas enzimnya . Pengujian aktivitas amilolitik, selulolitik, proteolitik, dan lipolitik dilakukan berdasarkan (Subardjo et al., (1997), Macedo, 1995 dalam Kammimura et al., 1999) 7. Metode Analisis Data percobaan yang diperoleh dianalisis menggunakan pendekatan kinetika mikroba. Hasil dan pembahasan Pengujian kualitatif sifat enzimatis isolat-isolat Azospirillum spp. (isolat-isolat Azospirillum sp. BM1, BM2, PRD1, KK1, JG3 dan KC1) menunjukkan hasil positif. Pemilihan dan penentuan isolat yang kemudian digunakan untuk percobaan didasarkan pada sifat-sifat isolat yang sudah lebih banyak diteliti, antara lain mampu menunjukkan aktivitas uji, mampu menghasilkan senyawa Plant Growth Regulator (PGR), dan menambat N udara. Isolat yang kemudian digunakan untuk percobaan adalah isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2. Isolat Azospirillum sp. JG3 menurut Oedjijono dkk. (2006) memiliki sifat-sifat bentuk sel batang tidak teratur, Gram negatif, katalase +, ciri koloni putih-bulat-haluslekuk; dan isolat Azospirillum sp. PRD2 memiliki bentuk sel batang, Gram negatif, katalase +, koloni merah - tidak teratur - muncul, keduanya mampu menambat N udara, mampu menghasilkan senyawa PGR IAA, Giberelin, dan cytokinin serta mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman jagung. Hasil pengujian aktivitas enzim amilase selama masa inkubasi 72 jam menunjukkan bahwa kedua isolat menghasilkan aktivitas enzim amilase yang hampir sama (gambar 1). Pada masa inkubasi 12 jam aktivitas sudah tampak, dan semakin meningkat pada masa inkubasi selanjutnya. Aktivitas yang tinggi dari isolat JG3 dicapai pada masa fermentasi 24 (2,30 unit/ml) dan 48 jam pada isolat PRD2 (2,70 unit/ml). Aktivitas tersebut sesuai dengan pola pertumbuhan kedua isolat, yaitu ketika inokulum isolat JG3 memiliki laju pertumbuhan spesifik 0,081 dan isolat PRD2 memiliki laju pertumbuhan spesifik 0,055. Namun bila dilihat pada data kadar gula reduksi baik pada media fermentasi isolat JG3 maupun PRD2 menunjukkan penurunan pada masa fermentasi 48 jam, walaupun kadar tetap tinggi, sehingga tetap mendukung pertumbuhan. Gula reduksi merupakan hasil penguraian substrat amilum oleh aktivitas enzimatis isolat. 10,5

250

10

200

9,5

150 9

100

8,5

50 0

8 0

12

24

36

48

waktu (jam)

60

72

aktv amiltk JG3

log jm l sel

aktv amilolitik (unit/100 ml)

Aktivitas amilolitik 300

aktv amiltk PRD1 log jml sel JG3 log jml sel PRD1

Gambar1. Kurva aktivitas amilolitik isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 pada media onggok dedak selama masa fermentasi 72 jam. Aktivitas selulolitik inokulum Azospirillum sp JG3 dan PRD2 menunjukkan bahwa kedua isolat memiliki aktivitas selulolitik mulai dari awal fermentasi yang ditunjukkan oleh peningkatan aktivitas dari 0 jam ke 12 jam. Kemampuan enzimatis

94


ISBN 978-602-95471-0-8 selulolitik kedua isolat sesuai dengan pola pertumbuhan inokulum seperti pada gambar 2. berikut.

10,2 10 9,8 9,6 9,4 9,2 9 8,8 8,6 8,4 8,2 8

0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0

12

24

AKTV SELULOLITIK JG3 AKTV SELULOLITIK PRD1 LOG JML SEL JG3 LOG JML SEL PRD1

36

48

60

Log jml sel

Aktv. selulolitik (unit/100 ml)

AKTIVITAS SELULOLITIK 0,2 0,18 0,16 0,14 0,12

72

Waktu (jam)

Gambar 2. Kurva aktivitas selulolitik isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 pada media onggok dedak selama masa fermentasi 72 jam. Isolat JG3 menunjukkan aktivitas selulolitik sesuai dengan perkembangan pertumbuhan inokulum. Semakin lama masa fermentasi aktivitas semakin meningkat, aktivitas tertinggi dicapai pada jam ke 60 pada jumlah sel maksimum (8,32.10 9 sel/ml), laju peertumbuhan sel 0,106. serta kadar gula reduksi yang tinggi. Sedangkan aktivitas selulolitik isolat PRD2 semakin lama semakin menurun. Aktivitas tertinggi dicapai pada jam ke 24 pada saat hasil pertumbuhan 1,92.10 9 sel/ml dengan laju pertumbuhan spesifik mencapai tertinggi 0,103. Gula reduksi pada jam ke 48 lebih rendah, menunjukkan bahwa pada masa tersebut pemakaian sumber karbon tinggi, sesuai dengan pola pertumbuhan inokulum yang meningkat dan aktvitas selulolitik yang rendah Aktivitas proteolitik isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 menunjukkan bahwa kedua isolat memiliki kemampuan proteolitik rendah. Semakin lama masa fermentasi semakin rendah kemampuannya, walaupun jumlah sel meningkat (gambar 3). Hal ini diduga karena kandungan sumber N di dalam media rendah. Onggok diketahui nyaris tidak mengandung sumber N, sedangkan dedak masih mengandung sumber N dengan konsentrasi rendah (1 – 3 %). AKTIVITAS PROTEOLITIK 10,5

0,02

10

0,015

9,5

0,01

9

0,005

8,5

0 0 12 24 AKTV PROTEOLITIK JG3 AKTV PROTEOLITIK PRD1 LOG JML SEL JG3 LOG JML SEL PRD1

Log jml sel

Aktv. proteolitik (unit/100 ml)

0,025

8 36

48

60

72

Waktu (jam)

Gambar 3. Kurva aktivitas proteolitik isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 pada media onggok dedak selama masa fermentasi 72 jam. Isolat Azospirillum sp. JG3 memiliki aktivitas proteolitik di awal fermentasi dan semakin lama semakin menurun walaupun jumlah sel tinggi. Aktivitas tertinggi pada jam


95

ISBN 978-602-95471-0-8 ke 12 pada saat laju pertumbuhan spesifik tinggi yaitu 0,096, sedangkan isolat PRD2 memiliki kemampuan yang lebih rendah. Aktivitas lipolitik isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 muncul pada pertengahan masa fermentasi yaitu setelah jam ke 12 pada saat laju pertumbuhan spesifik 0,081 (JG3) dan 1,03 (PRD2). Aktivitas mengalami peningkatan, sesuai dengan pola peningkatan jumlah sel (gambar 4). Berdasarkan pengamatan, kemungkinan inokulum belum memanfaatkan lipid sebagai sumber karbon dan sumber energi pada awal fermentasi karena kebutuhan sumber karbon terpenuhi oleh karbon lainnya, terlihat dari adanya aktivitas selulolitik dan amilolitik. Dengan demikian, kemungkinan aktivitas lipolitik belum muncul pada awal fermentasi. Biasanya lipid digunakan sebagai sumber karbon apabila sumber karbon yang mudah atau dari karbohidrat sudah mulai berkurang atau sudah tidak ada lagi (Madigan et al., 2000). Namun demikian, berdasarkan pada kadar gula reduksi maka sampai dengan akhir masa fermentasi masih tersedia sumber karbon tersebut, sehingga kemungkinannya adalah aktivitas lipolitik muncul pada fase pertengahan. AKTIVITAS LIPOLITIK 0,35

10,5 10

0,25 9,5

0,2 0,15

9

0,1

Aktv lipolitik JG3 Aktv lipolitik PRD1 Log jml sel JG3 Log jml sel

Log jml sel

Aktv. lipolitik (unit/100 ml)

0,3

8,5

0,05 0

8 0

12

24 36 48 Waktu (jam)

60

72

Gambar 4. Kurva aktivitas lipolitik isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 pada media onggok dedak selama masa fermentasi 72 jam. Pengamatan terhadap kadar gula reduksi menunjukkan bahwa hingga akhir masa fermentasi 72 jam kadar masih cukup untuk mendukung pertumbuhan kedua isolat dan relatif tetap (gambar 5). Adanya gula reduksi ini menunjukkan bahwa kedua isolat memiliki aktivitas enzimatis yang menguraikan komponen karbon kompleks pada substrat seperti selulosa dan amilum. Hasil penguraian karbon kompleks adalah gula turunannya dan akhirnya menghasilkan komponen gula reduksi. GULA REDUKSI KONS GULA REDUKSI

0,19 0,185 0,18 0,175

JG3

0,17

PRD1

0,165 0,16 0,155 0,15 0

12

24 36 48 WAKTU (JAM)

60

72

Gambar 5. Kurva kadar gula reduksi isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 pada media onggok dedak selama masa fermentasi 72 jam. Adanya pertumbuhan inokulum kedua isolat pada media onggok dedak cair selama masa fermentasi 72 jam juga ditunjukkan oleh adanya penurunan nilai pH media. Penurunan pH media ini disebabkan dihasilkannya senyawa-senyawa asam organik

96


ISBN 978-602-95471-0-8 sebagai konsekuensi proses metabolisme inokulum. Nilai pH media berkisar antara 4,91 – 6,41. Berdasarkan pada hasil pengujian, dapat diketahui bahwa isolat Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 mampu menghasilkan aktivitas enzimatis selulolitik, amilolitik, proteolitik, dan lipolitik. Hasil penelitian ini mendukung hasil penelitian sebelumnya yang menunjukkan adanya pertumbuhan isolat pada meda padat campuran onggok dan dedak. Dengan demikian, onggok dan dedak dapat dimanfaatkan sebagai media tumbuh atau media pembawa isolat Azospirillum sp. Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian disimpulkan : 1. Azospirillum spp. mampu menghasilkan enzim selulase, amilase, protease, dan amilase 2. Aktivitas enzim Azospirillum sp. JG3 dan PRD2 dalam memanfaatkan dedak dan onggok sebagai substrat pertumbuhannya: - aktivitas selulolitik isolat JG3 tampak mulai dari awal fermentasi, paling tinggi pada masa fermentasi 60 jam - aktivitas selulolitik isolat PRD2 tampak mulai dari awal fermentasi, paling tinggi pada masa fermentasi 24 jam - aktivitas amilolitik isolat JG3 paling tinggi pada masa fermentasi 24 jam - aktivitas amilolitik isolat PRD2 paling tinggi pada masa fermentasi 48 jam - aktivitas proteolitik isolat JG3 dan PRD2 rendah - aktivitas lipolitik isolat JG3 dan PRD2 mulai tampak setelah masa fermentasi 12 jam Daftar pustaka Abbas, S., A. Halim, S.T. Amidarno. 1985. Limbah Pertanian Padi dalam Wiarno, F.G. Limbah Pertanian, Monografi, Jakarta : 268. Dirnawan, H., Suwanto, A. and Purwadaria, T. 2000. Eksplorasi Bakteri Termofil Penghasil Enzim Hidrolitik Ekstraseluler dari Sumber Air Panas Gunung Pancar. Hayati 7 (2):52-55. Fachda, F. 1989. Pemanfaatan Onggok dan Dedak Padi untuk Produksi Angkak oleh Monascus purpureus. Skripsi S1 tidak dipublikasikan. Fak. Teknologi Pertanian IPB, Bogor. Fardiaz, S., S. Winata dan A.Sumanto. 1987. Studi Pengembangan Fermentasi Medium Padat dalam Produksi Asam sitrat; Pengaruh Metanol dan Sumber Nitrogen. Makalah Seminar Nasional Teknologi Fermentasi. PAU Biotek ITB, Bandung. Faure, D., J. Desair., V. Keijers, M.A. Bekri, P. Proost, B. Henrissat, and J. Van der Leyden. 1999. Growth of Azospirillum irakene KBC1 on The Aryl- βglucosidace Salicin Requires either salA or salB. Journal of Bacteriology 181 (10) : 3003-3009. Holt, J.G., N.R. Krieg, P.H.A. Sneath, J.T. Staley, and S.T. Williams. 2000. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia. Kammimura, E.S., O. Mendieta, H.H. Sato, G. Pastore, and F. Maugeri. 1999. Production of lipase from Geotrichum sp. and adsorption studies of affinity resin. Departement of Food Engineering, Heste of University Compinas – SP Brazil 16 :1 Luh, B.S. 1980. Rice Production and Utilization. The AVI Publ.Co.INC Westport, Conecticut.


97

ISBN 978-602-95471-0-8 Madigan, M.T., J.M. Martinko, J. Parker. 2000. Brock : Biology of Microorganisms. 8th Ed. Prentice Hall International, Inc. New Jersey. Oedjijono, D. Ryandini, I.D.S.A.P. Peramiarti. 2004. Formulasi Biofertilizer dari Kultur Campuran Bakteri Pemfiksasi Nitrogen dan Pelarut Fosfat pada Medium Onggok dan Dedak. Laporan penelitian, Fakultas Biologi Unsoed Purwokerto. Oedjijono dan D. Ryandinii. 2006. Pemilihan Substrat Produksi Biomassa Inokulum Biofertilizer. Laporan Penelitian, Fakultas Biologi Unsoed Purwokerto. Parhaetani, A. 2003. Viabilitas Azospirillum sp. pada Medium Onggok dan Dedak dengan pH Awal Berbeda. Skripsi S1, tidak dipublikasikan. Fakultas Biologi Unsoed Purwokerto. Rahmawati, M. 2002. Viabilitas Azospirillum sp. pada Medium Carrier Campuran antara Dedak dan Onggok Tapioka dengan Suhu Inkubasi yang Berbeda. Skripsi S1, tidak dipublikasikan, Fakultas Biologi Unsoed Purwokerto. Schmidt-Dannert C, M. Luisa Rua, R.D. Schmidt. 1997. Two novel lipases from the thermophile Bacillus thermocatenulatus: Screening, purification, cloning, overexpression and properties. Methods Enzymology 284 : 194–219. Sosrosoedirdjo, R.S. 1983. Bercocok Tanam Ubi Kayu. C.V. Yasagama, Jakarta. Subardjo, B., J. Maryanto, Kartini, Suyata dan A. Dwiastuti. 1997. Pengembangan potensi bakteri bongkrek Pseudomonas cocovenenans X-188 untuk produksi gliserol, asam laktat dan lipase. Jurnal Agrin Unsoed 1 : 1 – 4. Waluyo, L. 2005. Mikrobiologi Lingkungan. Penerbit Universitas Muhammadiyah Malang UMM Press. Winarno, F.G. 1983. Enzim Pangan. Gramedia, Jakarta. Winarno, F.G. 1986. Kimia Pangan dan Gizi. Gramedia, Jakarta. Wong, D.S.W. 1995. Food Enzym : Structure and Mechanism. Chapman & Hall. New York.

98


ISBN 978-602-95471-0-8 Efek Leptin Terhadap Ekspresi ERK (Extracelular Regulated Kinase) dan Cyclin-B dalam Jalur MPF (Maturation Promoting Factor): Upaya Meningkatkan Kualitas Oosit Secara In-vitro. Pieter Kakisina 1, Gatot Ciptadi 2 , Rasjad Indra3, Sasmito Djati4 , Aulani’am4 dan Sutiman B Sumitro4 1

Fakultas MIPA Unpatti-Ambon, 2Fakultas Peternakan Unibraw, 3Fakultas Kedokteran Unibraw-Malang, 4Fakultas MIPA Unibraw-Malang. E-mail: [email protected]

ABSTRAK Kualitas oosit merupakan faktor kunci yang menentukan perkembangan embrio ke tahap blastosit. Oosit yang terdapat dalam ovarium akan mengalami pematangan/maturasi melalui proses meiosis yang melibatkan aktivasi berbagai jalur transduksi sinyal untuk mengaktivasi MPF yang terdiri dari Cyclin-B dan p34cdc2. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui peran leptin secara molekuler terhadap ekspresi ERK dan Cyclin-B dalam jalur MPF yang merupakan faktor pemicu maturasi oosit. Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimen laboratorium. Sel gamet oosit kambing, setelah diaspirasi dilakukan pencucian 3 kali dalam washing medium dan dilakukan IVM dengan waktu 18, 22, 26 dan 30 jam. Suplementasi Leptin pada medium IVM dengan dosis 750 ng/ml. Pengamatan ekspresi ERK dan Cyclin-B pada oosit hasil IVM d dilakukan dengan metode western bloting dan imunositokimia yang diwarnai FITC (fluorescein isothiocyanate) kemudian divualisasikan dengan Olympus scaning microscope confocal laser. Hasil penelitian menunjukan bahwa leptin meningkatkan ekspresi ERK dan Cyclin-B seiring dengan peningkatan waktu inkubasi. Hal ini mengindikasikan bahwa leptin mengaktifkan MPF melalui jalur MAPK. Kata kunci: ERK, Cyclin-B, kualitas oosit.


99

ISBN 978-602-95471-0-8 POTENSI PENGEMBANGAN BENEFICIAL MICROBE ASAL TANAH KERING MASAM LAMPUNG TENGAH Prihastuti Balai Penelitian Tanaman Kacang-Kacangan dan Umbi-Umbian Jalan Raya Kendalpayak, Kotak Pos 66, Malang ABSTRACT Although the microbe population in acid dry soil of Central Lampung is low categorize, however it has high species diversities. To improve the activity of beneficial microbe originating from acid dry soil needed isolation, selection and their activity measure. The beneficial microbe species isolated from acid dry soil of Central Lampung consist of non-symbiotic nitrogen fixation bacterial, phosphate solubilizing bacterial and fungi and arbuscular-vesicular mycorrhizae (VAM). The non-symbiotic nitrogen fixation bacterial poses capability to fix the nitrogen around 0.16-1.53 mMol/100 ml medium/hr. The activities of both bacterial and fungi phosphate solubilizing were indicated by their solubilizing index reached 1.22-6.25 and 1.07-2.18, respectively. There are eight VAM spore types predominated by Gigaspora margarita, Glomus moseae and Glomus versiforme. The beneficial microbe is highly suggested to develop as nutritive resources, particularly nitrogen and phosphate. The schedule can be done by multiplying microbe cell and assembles it as a bio-fertilizer or by looking after population beneficial microbe in the acid dry soil. Keywords: potency, beneficial microbe, acid dry soil

100


ISBN 978-602-95471-0-8 ROFIL HORMON TETRAIODOTIRONIN DALAM PLASMA KAMBING BLIGON YANG DITRANSPORTASI SELAMA PERIODE TERTENTU Pudji Astuti 1), Sarmin 1), Asmarani Kusumawati 2), Claude Mona Airin, 1), Hera Maheshwari 3), Luthfiralda Sjahfirdi 4) 1)

Bagian Fisiologi, Fakultas Kedokteran Hewan, Universitas Gadjah Mada Jl. Fauna No.2, Karang Malang, Yogyakarta. Email: [email protected] 2) Bagian Reproduksi, Fakultas Kedokteran Hewan UGM, Yogyakarta 3) Departmen Fisiologi dan Farmakologi, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor, Bogor 4) Departmen Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Indonesia, Depok ABSTRACT Transportation animals may be exposed to a variety of crowding, noise, handling, isolation, agitation, and extreme temperature .The aim of this study was to determine the changes of plasma T4 and level of glucose, during animals transportation. Six adult bligon buck ranging in body weight 26-30 Kg were used in this study. Two weeks prior to the experiment, the animals had been given anthelmintic Albendazole to eliminate egg worm. All of animals were fed standard ransom in their pen at 10% from their body weight per head daily and commercial concentrate also given everyday. All of animals were transported around village during 16 hours starting from 18.00 pm until 10.00 am in open small truck (3 x 2 m); eye contact each others would be possible. Blood samples were withdrawn from jugular vein using vacutainer tubes containing heparin was transferred into 1.5 mL glass tubes , then centrifuged at 500 g for 15 minutes. Plasma was collected to be stored at –20° C. The blood were collected every 4 hours from – 8 hours before transportation ( at 10.00 am, 14.00 pm and 18.00 pm) until the time of arriving after transportation at 10.00 am. Beside plasma, blood serum was made for measuring blood glucose at the same time as blood collection. Plasma was harvested and stored at –20° C until T4 concentrations were measured using ELISA method (enzyme linked lmmunosorbent assay) product DRG, Germany. The results showed that transportation of Bligon bucks for 16 hours were decrease level of T4 (P<0.05) indicated conversion of T4 to T3 to form active hormone, whereas level of blood glucose was getting increase (P<0.05) during transportation due to metabolism enchanged. Key words: Bligon bucks, transportation, tetraiodotironine, glucose

PENDAHULUAN Sehubungan dengan peningkatan kebutuhan protien hewani, maka tingkat pemasaran ternak juga semakin ramai. Transportasi rutin kambing Bligon dari desa ke pasar atau ke kota lain bahkan sampai ke negara lain hampir berlangsung setiap hari dengan jarak yang bervariasi dari 2 sampai 16 jam. Selama proses tersebut, timbul ketidaknyamanan pada hewan sehingga menimbulkan berbagai respon. Perlakuan pada saat transportasi baik secara fisik maupun psikis, misalnya kepadatan hewan dalam kandang, kebisingan, penanganan, isolasi serta perubahan temperatur dapat mengakibatkan stres transportasi (Al-Kindi et al. 2005). Meskipun kajian tentang efek penanganan dan transportasi pada sapi, babi dan unggas telah banyak dikaji, namun transportasi pada kambing khususnya kambing persilangan lokal seperti kambing Bligon dalam hubungannya dengan sekresi hormon tiroid masih sangat sedikit dipelajari. Sekresi hormon tiroid yakni Triiodotironin (T3) dan tetraiodotironin(T4) dapat dipengaruhi oleh adanya stres dengan berbagai mekanisme (Garriga et al. 2006)] dan (Hangalapura et al. 2004]. Pada sapi, stres transportasi akan menurunkan berat karkas dan daging nampak lebih gelap. Ketidaknyamanan akibat transportasi maksimal terjadi pada


101

ISBN 978-602-95471-0-8 awal keberangkatan (Broom et al., 1996; Fazio et al., 2005). Level T4 dalam plasma kambing betina suffolk sangat berkorelasi dengan bobot badan serta peningkatan potensial pertumbuhan (Williams et al., 2004), sedangkan penurunan level T4 dalam serum sangat berhubungan dengan pembatasan pakan baik pada kambing Indian asli maupun peranakan meskipun dalam tingkat signifikansi yang berbeda (Naqvi and Rai, 1991). Bentuk tiroksin (T4) mempunyai jumlah yang lebih banyak namun mempunyai potensi yang kurang jika dibandingkan T3 (Guyton and Hall, 1996). Hormon T4 berperan penting dalam transporatsi dan umpan balik negatif dalam pengaturan 3,5,3’triiodothyronine (T3) yang merupakan bentuk aktif di dalam target sel. Selanjutnya, T3 merangsang transkripsi mRNA, sehingga terjadi sintesis protein serta terjadi efek anabolik. Pengaruh lain yang berhubungan dengan sekresi hormon tiroid adalah peningkatan temperatur, aktivitas, peningkatan pergantian kadar glukosa darah, penurunan bobot badan, katabolisme kolesterol serta peningkatan rangsang pertumbuhan dan kematangan (Altiner , 2006). Tujuan penelitian yang dikerjakan adalah untuk mengetahui profil hormon tetraiodotironin pada kambing Bligon yang mengalami transportasi selama 16 jam dan kadar glukosa darah sebagai parameter metabolisme. Diharapkan, parameter fisiologis tersebut telah dapat mencerminkan suatu respon terhadap stres transportasi serta dapat membantu memecahkan problem kesejahteraan hewan terutama akibat handling dan transportasi. MATERI DAN METODE: Hewan: Enam kambing Bligon jantan, dewasa dengan bobot badan berkisar antara 26-30 Kg telah digunakan dalam penelitian ini. Dua minggu sebelum perlakuan, semua hewan diberi anthelmintic Albendazole untuk menghindari telur cacing. Semua hewan diberi pakan standar dalam jumlah 10% dari bobot badan setiap hari serta konsentrat komersial. Minum diberikan ad libitum. Perlakuan: Semua hewan diberi perlakukan transportasi dengan cara membawa seluruh hewan berkeliling desa selama 16 jam, dimulai dari pukul 18.00 sampai dengan pukul 14.00 pagi hari berikutnya. Pengangkutan dilakukan dengan menggunakan mobil jenis L 300 dalam kondisi bak terbuka dengan ukuran (3 x 2 m); kontak mata masih ada, kepadatan kandang relatif sangat longgar. Sampel darah diambil dari vena jugularis dalam frekuensi 4 jam. Selanjutnya, darah ditampung di dalam tabung yang telah berisi heparin untuk diolah menjadi plasma setelah disentrifus selama 15 menit dengan kecepatan 500 G. Plasma yang diperoleh disimpan dalam suhu –20° C sampai dilakukan analisis hormon T4. Pemeriksaan hormon dilakukan dengan metode kit ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) komerial produk DRG, Germany . Pengambilan darah dimulai saat keberangkatan hewan pada pukul 18.00 sampai dengan pukul 14.00 hari berikutnya. Pada saat yang bersamaan dilakukan pembuatan serum untuk keperluan pengukuran kadar glukosa darah. Selanjutnya, pengukuran kadar glukosa darah dilakukan di laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT-UGM) dan RS. Dr. Sardjito, Yogyakarta. Analisis Statistik: Untuk mengetahui perbedaan sekresi homon T4 dilakukan uji statistik ANOVA dilanjutkan dengan uji Tukey HSD, sedangkan data glukosa dalam darah dianalisis secara deskriptif.

HASIL DAN PEMBAHASAN

102


ISBN 978-602-95471-0-8 Level Tetraiodotironin dalam Plasma Level hormon T4 dalam plasma telah disajikan dalam Tabel 1 dan Gambar 1. Pada kelompok kontrol, kadar hormon tiroksin berkisar antara 40,73 sampai dengan 45, 23 nmol/L sedangkan pada kelompok perlakuan berkisar antara 30,2 sampai dengan 35,75 nmol/L. Secara statistik terdapat perbedaan yang signifikan antara kelompok kontrol dan perlakuan (P<0.05). Tabel 1. Rerata±SD kadar T4 (nmol/l) pada saat dan setelah hewan ditransportasikan

Transport.

0 33.0±2.9a)

4 33.5±6.9a)

Kandang

41,60±9,8b) 44,9±9,6b)

8 12 16 30.2±10.2a) 35.75±14.0a) 27,12±9.03a) 44,2±8,9b)

45,2±9,89b)

20 37.1±7.6a)

44,0±10,22b) 40,7±8,7b)

Gambar 1. Perubahan level T4 plasma (nmol/L) selama transportasi kambing Bligon. Simbol 0 menunjukkan saat keberangkatan hewan. Tiroksin atau tetraiodotironin merupakan hormon tiroid yang diproduksi dalam jumlah banyak namun terkadang masih dalam bentuk yang belum aktif (Guyton and Hall, 1996). Dalam perjalanannya, tiroksin akan mengalami proses deiodinasi menjadi bentuk yang aktif secara biologik yakni T3 dengan menggunakan enzim 5’-deiodinase dan dapat pula menjadi inactive reverse T3 (rT3) (Hernandez and Germain (2003); Leonard and Koehrle (2000). Berdasarkan fungsinya, tiroksin berperan sebagai hormon metabolik dan pengaturan suhu tubuh. Dalam penelitian ini, kadar T4 pada hewan yang ditransportasikan mempunyai nilai yang lebih rendah dibandingkan hewan yang tidak ditransportasikan (hanya di dalam kandang) (Tabel 1 dan Gambar 1). Dengan penghitungan statistik, terdapat perbedaan yang signifikan antara kontrol dan perlakuan (P<0.05). Kondisi yang demikian ini nampaknya berlawanan dengan fungsi T4 sebagai hormon metabolik. Kemungkinan yang dapat dijelaskan sehubungan dengan hasil penelitian adalah sebagai berikut: pada awal keberangkatan, telah terjadi stres transportasi yang ditandai dengan meningkatnya kadar kortisol (Sarmin et al. 2009), dimana salah satu fungsi kortisol adalah meningkatkan metabolisme karbohidrat. Seharusnya kadar T4 juga akan mengalami peningkatan pada


103

ISBN 978-602-95471-0-8 awal keberangkatan. Namun yang terjadi justru sebaliknya, yakni kadar T4 mengalami penurunan. Hal yang demikian ini kemungkinan disebabkan oleh adanya pengubahan dari hormon T4 menjadi bentuk yang aktif yakni T3 dalam pelaksanaan metabolisme. Christiansen et al. (2007) melaporkan bahwa seperti pada manusia, peningkatan T3 atau penurunan T4 dapat terjadi karena peningkatan konversi dari T4 menjadi T3 sebagai hormon aktif. Hal ini telah diperkuat adanya bukti bahwa level T4 pada hewan yang dikandangkan lebih tinggi dibandingkan hewan yang diberi perlakuan transportasi. Astuti et al. (2009) juga menambahkan dalam penelitian yang sama bahwa peningkatan kadar T3 selalu diikuti dengan penurunan kadar T4. Apabila ditelaah lebih lanjut, level T4 akan meningkat lagi setelah hewan diturunkan dari mobil pengangkut yakni 8 jam setelah transportasi selesai atau tepatnya 20 jam sejak keberangkatan. Kadar Glukosa darah Hasil pengamatan kadar glukosa darah pada kelompok hewan yang mengalami transportasi disajikan dalam Tabel 2 dan Gambar 2. Dalam Tabel 2 tersebut nampak bahwa glukosa darah telah mengalami peningkatan sejak hewan mulai diangkut yakni 73,2±6,38 mg/dL kemudian mengalami penurunan hingga mencapai kadar 51,6±6,99 mg/dl. Nilai glukosa darah mulai meningkat lagi sejalan dengan saat transportasi dihentikan dimana pada saat yang sama hewan diturunkan dari kendaraan. Kadar glukosa normal dalam darah kambing adalah 44 – 81.2 mg/dl (Aiello, 1998). Tabel 2. Rerata±SD dari kadar glukosa (mg/dl) pada kelompok yang diberi rumput laut dan tidak diberi rumput laut. -4 0 4 8 12 16 Periode -8 Glukosa drh 49±10,72 59,6±6,47a 73,2±6,38b 70±3,08 67±40 51,6±6,9a) 66,75±7,20b (mg/dl) Keterangan: perbedaan superskrip menunjukkan perbedaan signifikan Kadar Glukosa Darah

glukosa darah (mg/dl)

80 70 60 50 40 30 20 10 0

-8

-4

0

4

8

12

16

P eriode pemeriks aan kadar G lukos a darah

Gambar 2. Kadar glukosa darah sebelum dan setelah transportasi hewan. Angka 0 menunjukkan saat hewan ditransportasi, sedangkan angka 16 menunjukkan saat hewan selesai ditransportasi. Peningkatan kadar glukosa dapat terjadi sehubungan dengan adanya stres, diabetes mellitus, kekurangan vitamin B1, hiperfungsi endokrin, pankreatitis akut dan kronis (Swenson, 1993; Fenner, 2000). Sarmin et al 2009 (in press) melaporkan bahwa kambing Bligon yang ditransportasikan selama 16 jam, akan mengalami stres yang ditandai dengan peningkatan level kortisol pada 4 jam pertama proses pengangkutan dan

104


ISBN 978-602-95471-0-8 peningkatan rasio N/L Astuti et al. (2009). Selanjutnya, baik kadar kortisol maupun rasio N/L akan mengalami penurunan secara gradual; hal tersebut kemungkinan disebabkan karena hewan telah mengalami proses adaptasi. Dari penjelasan tersebut nampak bahwa peningkatan kadar glukosa darah yang terjadi merupakan indikator meningkatnya metabolisme yang disebabkan oleh peningkatan kadar kortisol serta peningkatan rasio Neutrofil/Limfosit (N/L). Dari penelitian ini dapat diambil suatu kesimpulan bahwa transportasi selama 16 jam dapat menurunkan kadar tetraiodotironin serta meningkatkan kadar glukosa darah sehubungan dengan peningkatan proses metabolisme. DAFTAR PUSTAKA Aiello, B.S. 1998. The Merck Veterinary Manual. Merck & Co., Inc, Whitehouse Station, NJ. Al-Kindi, Kadim LT, Mahmoud LY, Mahgoub O, Plude J, Al-Maani, Bakheit CS. 2005. Physiological Response of Two Ages Groups of Omani male Goats to Short Road Transportation in Relation to Circulating Levels of Gonadotropins, Cortisol, Thyroid Hormones, Sex Steroids and Plasma Chemistry. J of Anim and Vet Adv.: 4(8): 737-741 Altiner A. 2006. Study of Serum of Growth Hormone, 3,5,3’- triiodothyronin, Thyroxine, Total Protein and Fatty Acids Levels During Parturition and Early Lactation in Ewes. Bull Vet Inst Pulawy 50, 85-87 Astuti P, Sarmin, Asmarani K, Claude Mona A, Hera M, Sjahfirdi L. 2009 Comparison level of cortisol and ratio of neutrphil/lymphocytes as acute stress marker to long road transportation of Bligon bucks. Intrntl Seminar on Zoonotic and Tropical Disease. Program Book P 143-144 Broom DM. 2003. Transport stress in cattle and sheep with details of physiological, ethological and other indicators. German Vet .J 3: 83-90 Christiansen JJ, Christian B, Djurhuus, Claus H. Gravholt, Per Iversen, Christiansen JS, Schmitz O, Jørgen W, Lunde JO, Jørgensen Møller N. 2007. Effects of Cortisol on Carbohydrate, Lipid, and Protein Metabolism: Studies of Acute Cortisol Withdrawal in Adrenocortical Failure. J of Clin. Endocrinol and Metabl: 92, No. 9 3553-3559 Fazio E, Medica P, Alberghina P, Cavaleri S and Ferlazzo.2005. Effects of Long Distance Road Transport on Thyroid and Adrenal Function and Hematocrit Values in Limousin Cattle: Influence of Body Weight Decrease. Vet Research Com. 29 (8): 713-719 Fenner, W.R. 2000. Quick Reference to Veterinary Medicine. 3rd ed. Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia, PA. Garriga C, Hunter RR, Amat C,. Planas JM,. Mitchell MA and M. Moreto.2006. Heat stress increases apical glucose transport in the chicken jejunum, Am. J. Physiol., Regul. Integr. Comp. Physiol. 290 (2006), pp. R195–R201. Guyton AC, Hall JE, 1996. Textbook of Medical Physiology, 9th ed. WB, Saunders Company, Philadelphia, Pennsylvania Hangalapura BN, Nieuwland MG, Buyse J, Kemp B, and H.K. Parmentier, 2004. Effect of duration of cold stress on plasma adrenal and thyroid hormone levels and immune responses in chicken lines divergently selected for antibody responses, Poult. Sci. 83 (2004), pp. 1644–1649 Hernandez A, and St Germain DL 2003 Thyroid hormone deiodinases: physiology and clinical disorders. Curr Opin Pediatr 15:416–420


105

ISBN 978-602-95471-0-8 Leonard JL, and Koehrle J. 2000 Intracellular pathways of iodothyronine metabolism. In: Braverman LE, Utiger RD, eds. The thyroid. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; 136–173 Naqvi SMK and Rai AK 1991. Influence of dietary energy-level on sheep for mutton during winter. 2. Effect on cardiorespiratory responses, rectal temperature, some blood metabolites, enzymes and thyroidal hormones.Indian Journal of Animal Sciences 61, 1126–1131. Swenson, M.J. 1993. Dukes’ Physiology of Domestic Animals, 11th ed. Cornell University Press, Ithaca, NY. Pp. 22-48. Williams CC, Calmes KJ, Fernandez JM, Stanley CC, Lovejoy JC, Bateman HG, Gentry LR, Gantt DT and Harding GD 2004. Glucose metabolism and insulin sensitivity in Gulf Coast native and Suffolk ewes during late gestation and early lactation. Small Ruminant Research 54, 167–171.

106


ISBN 978-602-95471-0-8 PEMAJANAN DENGAN MEDAN ELEKTROMAGNET TERUS MENERUS(CONTINUOUS EXPOSURE) PADA MENCIT STRAIN SWISS WESTER(Mus musculus L) : IMPLIKASINYA TERHADAP KONSENTRASI RADIKAL BEBAS DALAM SERUM Puji Sari*, Dwi Anita*, Yurnadi*, dan Ricky Wibisono** *Departemen Biologi Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia **Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia Jl. Salemba Raya No. 6, Jakarta Pusat, 10430, Indonesia ABSTRAK Latar Belakang : Penelitian epidemiologi pada pekerja kelistrikan yang terpajan medan elektromagnet memperlihatkan terjadi peningkatan risiko leukimia, limfoma dan tumor otak. Hasil penelitian eksperimental pada tikus jantan yang dipajan dengan medan elektrostatik tegangan 6 dan 7 kV selama 1 bulan, pada turunannya memperlihatkan berbagai kelainan. Namun hasil penelitian pemajanan dengan medan elektromagnet dengan tegangan 1 hingga 5 kV hingga 4 generasi pada mencit menimbulkan kelainan morfologi dan tumor. Tujuan Penelitian : Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah pemajanan dengan medan elektromagnet terus menerus dengan tegangan 3 kV, 4 kV, dan 5 kV pada mencit strain Swiss Webster berimplikasi terhadap konsentrasi radikal bebas. Metoda Penelitian : Jumlah mencit yang digunakan sebanyak 96 ekor, 24 ekor mencit dipajan 3 kV, 24 ekor mencit dipajan pada tegangan 4 kV, 24 ekor mencit dipajan pada tegangan 5 kV dengan medan elektromagnet terus menerus dari generasi I (F1) hingga generasi III (F3) selama 24 jam, dan 24 ekor mencit lainnya digunakan sebagai kontrol. Mencit perlakuan dan kontrol diambil darah perifernya, dipisahkan serumnya, diperiksa konsentrasi radikal bebasnya. Hasil : Hasil penelitian menunjukkan konsentrasi radikal bebas yang berbeda bermakna (p<0.05) terjadi pada 3 kV generasi III, dan pada tegangan 5 kV generasi II & III. Secara umum konsentrasi radikal bebas tidak berbeda bermakna (P>0.05) terhadap kelompok kontrol, kecuali pada tegangan 3 kV generasi I (p<0.05). Kesimpulan : Kesimpulan penelitian ini adalah diduga pajanan medan elektromagnet terus menerus berpengaruh pada konsentrasi radikal bebas yang mengakibatkan perubahan basa atau patahnya DNA. Kata kunci : medan elektromagnet, konsentrasi radikal bebas, mencit

PENGANTAR Pada era teknologi informasi sekarang ini, terjadi penggunaan alat elektronik yang semakin meningkat. Pesatnya perkembangan teknologi dan penggunaan alat elektronik, video display, televisi dan radio yang menyediakan berbagai hiburan, selimut listrik serta peralatan elektronik lainnya, membuat manusia sadar atau tidak, akan terpajan pada berbagai frekuensi medan electromagnet yang kompleks. Selain itu alat telekomunikasi bergerak, telepon seluler yang sekarang ini kian menjadi kebutuhan primer dan banyak dipergunakan dalam menunjang kebutuhan teknologi informasi tersebut. Semua peralatan tersebut menghasilkan medan listrik. Hal tersebut merupakan beberapa contoh keterkaitan manusia dengan listrik. Secara alami ada kedekatan manusia dengan medan listrik dan medan magnet. Hal tersebut disebabkan medan listrik dan medan magnet sudah ada sejak bumi kita terbentuk. Awan yang mengandung potensial air memiliki medan listrik. Demikian pula bumi secara alamiah bermedan listrik dan medan magnet. Arus listrk yang mengalir akan menimbulkan medan magnet di sekitarnya, yang dikenal sebagai medan electromagnet.1 Medan elektromagnet dihasilkan oleh medan magnet dan medan listrik. Medan


107

ISBN 978-602-95471-0-8 elektromagnet berdasarkan frekuensinya dapat dikelompokkan menjadi medan elektromagnet dengan frekuensi sangat rendah (extremely low frequency fields) yang memiliki frekuensi hingga 300 Hz, frekuensi sedang (intermediate frequency fields) dengan frekuensi antara 300 Hz sampai 10 MHz, serta gelombang frekuensi radio ( radiofrequency fields) yang berfrekuensi 10 MHz hingga 300 GHz. Peralatan elektronik yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari merupakan sumber medan elektromagnet dengan frekuensi sangat rendah; layar komputer dan sistem keamanan merupakan sumber medan elektromagnet dengan frekuensi sedang; sedangkan radio, televisi, telepon seluler adalah sumber medan elektromagnet dengan frekuensi radio 2 Pada awalnya kedekatan manusia dengan electromagnet justru memudahkan manusia dalam melakukan berbagai kegiatan. Namun, diawali penelitian yang dilakukan Wetheimer dan Leeper di Amerika, yang menyatakan adanya hubungan peningkatan risiko kematian akibat kanker pada anak-anak, yang bertempat tinggal dekat dengan jaringan transmisi listrik 3, membuat para peneliti kemudian terusik untuk melakukan penelitian berkaitan dengan hubungan medan electromagnet terhadap kesehatan manusia. Shulman 4 dan Pool 5 melakukan penelitian pada pekerja kelistrikan dan masyarakat yang bermukim dibawah di bawah tegangan tinggi, melaporkan terjadi peningkatan risiko menderita leukimia, limfoma dan tumor otak. Pemajanan medan elektrosatik pada testis tikus jantan dewasa dengan tegangan 6 dan 7 kV selama 1 bulan, pada turunannya memperlihatkan berbagai kelainan congenital, seperti mata putih, kerdil dan lain sebagainya 6. Pemajanan pada mencit dengan medan magnet 50 Hz 50 – 500 uT selama 2 tahun dengan lama pemajanan 20 jam/hari, menimbulkan tumor pada kulit 7. Pemajanan medan elektrostatik pada mencit terhadap gambaran kromosom dan proliferasi limfosit menunjukkan peningkatan aberasi kromosom dan proliferasi yang bermakna 8. Selanjutnya pemajanan elektromagnet terus menerus pada mencit sampai 4 generasi menimbulkan beberapa kelainan morfologi kongenital dan tumor, yang menyebabkan mencit berumur pendek 9. Kemudian penelitian yang dilakukan oleh Lai dan Singh 10 pada sel otak tikus yang dipajan dengan medan magnet 60 Hz 0,1 – 0,5 militesla (mT) selama 24 jam dan 48 jam menunjukkan adanya patah untai tunggal (single strand) DNA dan untai ganda (double strand) dalam jumlah yang banyak. Hal tersebut diduga menyebabkan peningkatan konsentrasi radikal bebas. Radikal bebas adalah suatu senyawa superoksida sangat reaktif yang mengandung satu atau lebih elektron tidak berpasangan, cenderung memperoleh elektron dari substansi lain, sehingga menjadikan radikal bebas bersifat sangat reaktif.11 Peroksidasi lipid sebagai penghasil radikal bebas (auto-oksidasi) dari lipid yang dipaparkan ke oksigen bertanggungjawab terhadap kerusakan jaringan tubuh, yang dapat mengakibatkan kanker, atherosklerosis, dan penuaan. Efek perusakan diduga dikarenakan oleh radikal bebas (ROO•, RO•, dan OH•) dihasilkan dari asam lemak, yang ditemukan secara alami di polyunsaturated fatty acids (PUFA). Peroksidasi lipid ini merupakan suatu reaksi berantai yang kembali menghasilkan radikal bebas yang menginisiasi peroksidasi lebih lanjut12. Kanker dapat terjadi melalui beberapa mekanisme penyebab, antara lain perubahan proto-onkogen menjadi onkogen dan mutasi tumor-suppressor genes. Mutasi gen-gen tersebut memiliki banyak variasi, seperti mutasi titik, insersi, delesi, amplifikasi, dan gene silencing. Mutasi tersebut antara lain dapat disebabkan oleh radikal bebas (mengakibatkan perubahan basa atau patahnya DNA) 13. Namun demikian, mekanisme molekuler terjadinya tumor pada mencit masih belum jelas, misalnya mengenai peranan radikal bebas dalam mekanisme tersebut. Dengan demikian ingin diketahui apakah pemajanan medan elektromagnet dengan tegangan 3 kV, 4 kV, dan 5 kV selama 24 jam terus menerus dari generasi F1 hingga F3, akan menimbulkan peningkatan radikal bebas?,

108


ISBN 978-602-95471-0-8 apakah terjadi akumulasi peningkatan konsentrasi radikal bebas pada generasi F1 hingga F3 mencit yang menerima pemajanan?. TUJUAN. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dampak biologis pada mencit yang diakibatkan oleh pemajanan medan elektromagnet (EMF) secara terus menerus (continous exposure) dengan melihat peningkatan konsentrasi radikal bebas dalam serum. Selain itu untuk mengetahui ada tidaknya efek akumulasi biologis pemajanan EMF pada mencit Swiss-Webster terhadap konsentrasi radikal bebas dalam serum. Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk mengetahui mengenai ada tidaknya peranan radikal bebas sebagai salah satu mekanisme yang dapat menimbulkan mutasi akibat pemajanan EMF secara terus menerus. CARA KERJA Rancangan Penelitian Rancangan penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) oleh karena menggunakan 3 variable bebas (generasi) dan 4 variabel tegangan. Berdasarkan rumus Federer yaitu (n-1) (t-1) ≥ 15, maka didapatkan jumlah mencit yang digunakan untuk ulangan/treatment sebanyak 4 ekor. Untuk menghindari adanya mencit ulangan ada yang mati, maka digunakan 5 ekor untuk masing-masing ulangan. Subyek dan Alat Penelitian Subyek penelitian adalah mencit strain Swiss Webster sebanyak 96 ekor mencit terdiri dari mencit jantan dan betina 72 ekor digunakan untuk perlakuan tegangan pemajanan (3 kV, 4 kV, dan 5 kV). Mencit dimasukkan ke dalam 4 kandang, tiap kandang sepasang mencit, dipajan dengan medan elektromagnet tegangan tinggi (3 kV, 4 kV, dan 5kV) secara bergantian, dari generasi F1 hingga F3, masing-masing untuk tiap tegangan pemajanan, sedangkan untuk kontrol (tidak dipajan) digunakan sebanyak 24 ekor. Adapun alat penelitian yang digunakan adalah seperangkat alat pembangkit listrik tegangan tinggi (Power supply), peralatan bedah mencit, mesin spektrofotometer, kuvet 1 ml, kandang mencit, penangas air, mikropipet, tabung mikrofus, mesin Vorteks, mesin sentrifus, spuit, refrigerator, dan seperangkat pipet. Malondialdehyde (MDA) Sebagai Penanda Peroksidasi Lipid14 MDA merupakan salah satu dari beberapa jenis low-molecular-weight end products yang dibentuk melalui dekomposisi dari produk-produk peroksidasi lipid. Pada pH yang rendah, dan suhu yang meningkat, MDA dengan mudah berpartisipasi dalam reaksi adisi nukleofilik dengan asam 2-thiobarbiturat, membentuk satu fluoresence berwarna merah. Kenyataan ini, ditambah adanya metode untuk menghitung MDA menjadikan penentuan konsentrasi MDA sebagai metode yang rutin digunakan untuk mendeteksi dan menghitung peroksidasi lipid. Hanya sebagian produk peroksidasi lipid yang menghasilkan MDA, dan MDA bukanlah satu satunya produk akhir dari peroksidasi lemak. Banyak faktor yang dapat memodifikasi pembentuk MDA dari lipid. Tes TBA tidak spesifik untuk MDA karena material-material lain yang berasal dari peroksidasi lipid selain MDA juga dapat mengakibatkan tes TBA positif. Namun walau demikian, penentukan MDA melalui tes TBA dapat menjadi suatu pemeriksaan empiris yang baik dalam menilai peroksidasi lipid.


109

ISBN 978-602-95471-0-8 Pengukuran Radikal Bebas11 Untuk mengukur konsentrasi radikal bebas dalam serum mencit, diukur dengan mengukur MDA. Serum 100 µliter dilarutkan 4 kali menjadi 400 µliter (µl) dalam tabung microtube. Serum 400 µL ditambah 200 µL larutan TCA 20% dingin, lalu divorteks 10 detik. Sampel disentrifuge 5000 rpm selama 10 menit untuk mengendapkan protein. Ambil supernatan dan dipindahkan ke tabung microtube lain, tambahkan 400 µL larutan TBA segar 0,67%. Inkubasi di air mendidih selama 10 menit. Sampel dibaca di spektrofotometri dengan panjang gelombang 532 nm, catat hasil absorben, Hasil absorbens dikonversikan ke konsentrasi awal dengan rumus sebagai berikut. Koensentrasi = A/ε, ε = 153.000 M-1cm-1. ANALISIS DATA. Data yang diperoleh dari parameter yang diukur, dievaluasi dengan menggunakan metode statistik uji anava 1 arah, untuk mengetahui tingkat kemaknaannya. Taraf kemaknaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebesar 5%. Analisis data dilakukan dengan program SPSS. HASIL. Tabel 1. Hasil uji anava dan tes Duncan dari nilai rata-rata MDA darah mencit terhadap generasi/turunan mencit dan perlakuan tanpa pemberian tegangan dengan pemberian tegangan sebesar 3kV, 4kV dan 5kV Perlakuan dengan pemberian tegangan sebesar Generasi ke-

K

3kV

4kV

5kV

F1

0.18 ± 0.18a

0.53 ± .06ab

0.71 ± .12a

0.13 ± 0.07a

F2

0.33 ± .27ab

0.56 ± 0.06a

0.71 ± .07a

0.68 ± 0.13b

F3

0.50 ± 0.05a

0.35 ± 0.22b

0.60 ± .05a

0.87 ± 0.25b

Keterangan : data diambil dari 5 kali pengulangan. Huruf yang sama berarti hasil pemeriksaan MDA darah mencit tidak berbeda nyata pada α≤0,05

110


ISBN 978-602-95471-0-8

HASIL PEMERIKSAAN MDA DARAH MENCIT 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Ko ntro l

3kV

4kV

5 kV

P e rbe da a n t e ga nga n F1

F2

F3

Gambar 1. Nilai rata-rata MDA pada tegangan 0 kV, 3 kv, 4 kv, dan 5 kV

Hasil anava pengamatan konsentrasi MDA/radikal bebas menunjukkan terjadi perbedaan antara mencit yang dipajan medan elektromagnet terus menerus dibandingkan kontrolnya (P< 0.05) pada tegangan 3 kV mulai generasi ke 3 (F3), dan tegangan 5 kV mulai generasi ke 2 (F2) dan ke 3 (F3). Namun antara kelompok kontrol (F1, F2, dan F3); dan perlakuan 3 kV pada F1 dan F2 dengan kontrolnya tidak terdapat perbedaan bermakna (P>0,05) (lihat Tabel 1). Pada perlakuan 4 kV F1, F2, dan F3; juga tidak memperlihatkan perbedaan yang bermakna dibandingkan kontrolnya (P>0,05). PEMBAHASAN Hasil penelitian ini menunjukkan terjadi perbedaan antara mencit yang dipajan medan elektromagnet terus menerus dibandingkan kontrolnya (P< 0.05) pada pengamatan konsentrasi radikal bebas dalam serum yaitu pada tegangan 3 kV mulai generasi ke 3 (F3), dan tegangan 5 kV mulai generasi ke 2 (F2) dan ke 3 (F3). Hasil tersebut sesuai dengan hasil penelitian in vitro, yang menunjukkan adanya peningkatan radikal bebas akibat pemajanan medan magnet 100Hz 0,7 mT (mikroTesla) selama 24 jam terhadap proliferasi embrio anak ayam 15, dan pemajanan medan elektromagnet 50 Hz pada monosit dari kultur sel umbilikal manusia 16. Namun antara kelompok kontrol (F1, F2, dan F3); dan perlakuan 3 kV pada F1 dan F2 dengan kontrolnya tidak terdapat perbedaan bermakna (P>0,05). Pada perlakuan 4 kV F1, F2, dan F3; juga tidak memperlihatkan perbedaan yang bermakna dibandingkan kontrolnya (P>0,05) (lihat tabel 1). Hal tersebut dapat dipahami sebab peningkatan konsentrasi MDA yang tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna menggambarkan bahwa aktivitas superoksida dapat ditanggulangi oleh sistem antioksidan yang banyak terdapat di dalam jaringan hati 11. Selain itu faktor-faktor seperti antioksidan dari makanan (vitamin E, vitamin C, atau α-tocopherol ) mungkin dapat menekan radikal bebas yang terbentuk11. MDA merupakan produk akhir peroksida lipid yang menggambarkan aktivitas superoksida di dalam sel. Jika peningkatan aktivitas superoksida yang timbul oleh inisiasi transisi metal seperti besi, tembaga, dan nitro/nitrit oksida (NO) yang merupakan mediator kimia penting yang dibentuk oleh sel-sel endotel dapat dinetralisir oleh antioksidan, maka aktivitas superoksida tidak berpotensi untuk merusak makromolekul lain seperti lipid, protein, asam nukleat, dan lain-lain 11, 17. Selanjutnya peningkatan


111

ISBN 978-602-95471-0-8 radikal bebas dapat berpengaruh pada lesi DNA, yang dapat terjadi pada DNA nukleus maupun DNA mitokondria berupa kerusakan rantai tunggal DNA. Kerusakan ini mengakibatkan transformasi maligna dan penuaan pada sel 17. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian pemajanan dengan medan elektromagnet terus menerus pada mencit implikasinya terhadap konsentrasi radikal dalam serum dapat disimpulkan bahwa konsentrasi MDA/radikal bebas menunjukkan terjadi perbedaan antara mencit yang dipajan medan elektromagnet terus menerus dibandingkan kontrolnya (P< 0.05) pada tegangan 3 kV mulai generasi ke 3 (F3), dan tegangan 5 kV mulai generasi ke 2 (F2) dan ke 3 (F3). Pada penelitian ini tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna (P> 0,05) pada mencit yang tidak dipajan dengan medan elektromagnet terhadap F1, F2, dan F3. Pada penelitian ini tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna (P> 0,05) pada mencit yang dipajan dengan EMF tegangan 3 kV F1 dan F2, tegangan 4 kV F1,F2, dan F3, dan 5 kV F1. DAFTAR PUSTAKA 1. Tribuana N, Pengukuran medan listrik dan medan magnit di bawah SUTET www.elektroindonesia.com. Diakses 10 September 2006 2. Electromagnetic fields. www.worldhealthorganization.com. Diakses 1 Oktober 2007. 3. Wertheimer N, Leeper. Electrical wiring configurations and childhood cancer. Denver: American Journal of Epidemiology. 1979;109:273-84. 4. Shulman S. Cancer risk seen in electromagnet fields. Nature 1990 : 345:463. 5. Pool R. Electromagnetic Fields : The Biological Evidence. Science. 1990 ; 249 : 1378 – 1381. 6. Soeradi, O and Tadjudin 1986. Congenital anomalis in the offspring rats after exposure of the testis to an electrostatic fields. Int.J.Androl, 9 : 152 – 160. 7. Static and Extremely Low-Frequency (ELF) Electric and Magnetic Fields www.mindfully.org/Nucs/2002/Non-Ionizing-80-IARC7mar02htm. Diakses 8 Januari 2005 8. Sari, P. 1998 : Pemajanan Medan Elektrostatik pada mencit strain Swiss Webster dan Pengaruhnya Terhadap Kromosom serta Proliferasi Limfosit. Tesis Magister PPSUI, Jakarta. 9. Soeradi O, dkk. 2002. The effect of Continuous Exposure to Electromagnetic Field on Four Successive Generations of Mice. MJI. 2002. 10. Lai, H and Singh, N. 2004 : Magnetic-Field-Induced DNA Strand Breaks in Brain Cells of the Rat. Environ. Health. Perspect. 112(8) : 12. 11. Halliwell, H and Gutteridge, MC : Free radicals in Biology and Medicine. 3rd Edt, 1999, Oxford University Press. 12. Botham, KM. Lipids of physiologic significance. In: Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Harper’s illustrated biochemistry. USA: McGraw-Hill’s Companies;2006. 13. Lacy-Hulbert L, Metcalfe JC, Hesketh R. Biological responses to electromagnetic fields. FASEB. 1998 Apr;12:395-420. 14. Janero DR. Malondialdehyde and Thiobarbituric acid-reactivity as diagnostic indices of lipid peroxidation and peroxidative tissue injury. Free Radic Biol Med. 1990;9:515-40.

112


ISBN 978-602-95471-0-8 15. Katsir G, Parola AH. Enhanced proliferation caised by a low frequency weak magnetic field in chick embryo fibroblasts is suppressed by radical scavengers. Biochem Biophys Res Commun. 1998; 252 (3):753-756. 16. Lupke M, Rollwitz J, Simko M. Cell activating capacity of 50 Hz magnetic fields to release reactive oxygen intermediates in human umbilical cord blood-derived monocytes and in mono mac 6 cells. Free Radic Res. 2004 Sep; 38(9): 985-93. 17. Kumar V, Abbas AK, Fausto N. Cellular adaptations, cell injury and cell death. In: Kumar V, Abbas AK, Fausto N, editors. Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease. 7th ed. Philadelphia: Elsevier Saunders;2005.

Lampiran Gambar : Peralatan Pembangkit Listrik Tegangan Tinggi (Power Suplly) yang digunakan pada penelitian

Keterangan gambar : 1. Kandang mencit 2. Lempeng aluminium sebagai elektroda positif 3. Lempeng aluminium sebagai elektroda negatif 4. Pembangkit listrik tegangan tinggi.


113

ISBN 978-602-95471-0-8 THE GENETIC POTENCY OF PLANTAIN AGUNG SEMERU VARIETY M LUMAJANG REGENCY EAST JAVA Pfro.E.R. Prahardini, Yunia r ti and Amik Krismawati Assessment In stitute for Agr icultural Techn ology East J ava, Indonesia ABSTRACT Lumajang regency is one of the banana production centre in East Java having high diversity of banana germ plasm. There are 33 cultivars of banana germ plasm in the regency, consist of eaten ripe and plantain. One of uniqe plantain used as the symbol of Lumajang regency is plantain Agung Semeru variety, the local superior variety of this regency. This variety can grow well at 450 - 650 m above sea level. The uniqueness of banana Agung Semeru variety can be seen by the number of sucker per cluster (only 1 - 2 suckers per c luster), the size of the finger (33 - 36 cm long and 19 cm around ) and the number of hand per bunch (only 1 - 2 hand per bunch). Other characteristics of the variety are the thickness of fruit skin , the long period of fruit storage (3 - 4 weeks after harvesting) and the sweetness of fruit flesh. Even though the skin canges from yellow to black, the flesh still can be cosumed, because it doesn 't become soft. This varie ty also resistant to the Sigatoka disease compared to other plantain cultivars. Key words: Banana germ plasm, superior variety, plantain Agung Semeru variety

114


ISBN 978-602-95471-0-8 ANATOMI PEMBENTUKAN PROTOCORM-LIKE BODIES (PLBs) HASIL KULTUR IN VITRO DAUN Phalaenopsis Blume Pipit marianingsih, Nisyawati, Susiani Purbaningsih Universitas Indonesia ABSTRACT Induction of protocorm like-bodies (PLBs) in every orchid explants, especially Phalenopsis genera, has been done many times. However, information about cell or tissue which formed it still a little known. The experiment purpose to know cell or tissue of Phalaenopsis leaves explant which has potentially to form a PLBs. The observation has done by make a preparation of microscope slides. The preparation made by paraffin method, or paraffin embedding, also colouring by safranin-fastgreen stain. Result of the anatomy structure observation indicate that sub epidermal cell of Phalaenopsis leaves has potentially to form PLBs. The result of observation, hopefully can become direction for determining the potential of cell forming PLBs, and also as a basis knowledge to make priority for cell or tissue which will be induced, appropriate with purpose of the culture.

Keywords: anatomy; Phalaenopsis leaves; in vitro culture; Protocorm, PLBs


115

ISBN 978-602-95471-0-8 OPTIMASI PENGEKANGAN BIOMASSA Azotobacter SEBAGAI PUPUK HAYATI GRANUL Priyo Wahyudi, Nurosid, Teguh Baruji dan Sih Parmiyatni Pusat Teknologi Bioindustri Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta Pusat ABSTRAK Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui teknik pengekangan biomassa Azotobacter yang optimal menggunakan gipsum dan zeolit sebagai substrat pembawa pada pembuatan pupuk hayati granul. Perlakuan yang dicobakan adalah gipsum dan zeolit, dengan pengulangan sebanyak 3 kali. Perlakuan yang diukur adalah nilai Kapasitas Tukar Kation (KTK), jumlah biomassa sel Azotobacter, dan waktu hancur (breakdown time). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai KTK yang tertinggi pada pengekangan pupuk hayati granul adalah 49.72 cmol/kg pada konsentrasi gipsum 0% dan zeolit 100%, dan 47.95 cmol(+)/kg pada konsentrasi gipsum 6% dan zeolit 94%, jumlah biomassa Azotobacter paling tinggi adalah 6.1x108 cfu/ml pada konsentrasi gipsum 0% dan zeolit 100%. Waktu hancur yang paling cepat adalah pada konsentrasi gipsum antara 0-12% setelah 2 minggu. Kata kunci : Pengekangan, gipsum dan zeolit, pembawa, pupuk hayati granul

PENDAHULUAN Pupuk hayati adalah inokulan yang mengandung mikroba sel hidup strain hasil seleksi pemfiksasi nitrogen, mikroorganisme pelarut fosfat yang digunakan untuk aplikasi pada benih tanaman, tanah atau tempat untuk mempercepat pengomposan, hingga menambah tersediaannya nutrisi secara mudah untuk proses fotosintesis pada tanaman (Kumar and Singh, 2005). Menurut Rao et al. (2007), pupuk hayati secara umum dapat diartikan sebagai inokulan mikroba yang mampu memobilisasi unsur nutrisi penting di dalam tanah oleh tanaman baik yang dapat langsung dipakai atau pun tidak langsung melalui proses biologis. Pupuk hayati mengandung sejumlah bakteri, jamur, dan mikroriza atau campuran ketiganya. Ada beberapa bakteri yang sering digunakan sebagai pupuk hayati, salah satu diantaranya adalah Azotobacter. Azotobacter adalah bakteri tanah penambat nitrogen (N2) dan penyedia hormon pertumbuhan tanaman. Nitrogen ini akan diubah menjadi amonium melalui reduksi elektron dan protonasi gas dinitrogen (Hindersah dan Simarmata, 2004). Hormon pertumbuhan berperan dalam meningkatkan perkembangan dan pembelahan sel tanaman, sehingga dapat mempercepat pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Ismiarni dkk., 2007). Dari dua alasan inilah sehingga Azotobacter sering digunakan sebagai pupuk hayati. Seperti halnya pupuk anorganik maupun pupuk organik, pupuk hayati pun dapat dibuat menjadi dua jenis, yaitu bentuk padat dan cair. Menurut Robert (1998) dalam patent US 005725630A melaporkan bahwa keuntungan pupuk cair adalah formula homogen, mudah diaplikasikan, dan mudah penanganan. Akan tetapi kelemahan pupuk cair adalah dapat terjadinya kematian benih saat germinasi, ketika terjadi kontak langsung. Melihat kelemahan pupuk cair tersebut, maka pupuk bentuk padatan (granul) menjadi rekomendasi dari paten ini. Menurut Isroi (2009), pupuk berbentuk padat dapat digolongkan dalam bentuk curah, tablet, pelet maupun granul. Keuntungan bentuk curah lebih ekonomis, namun sukar untuk diaplikasikan dan masalah tranportasi, sehingga pupuk granul lebih potensial.

116


ISBN 978-602-95471-0-8 Proses pembuatan pupuk hayati bentuk granul membutuhkan substansi carier untuk mengekang atau imobilisasi mikroorganisme. Dalam Pemilihan carier disyaratkan memenuhi beberapa kriteria yang menguntungkan, termasuk mampu minstimulasi metabolisme mikroba, mampu melindungi sel dari agen yang tidak menguntungkan, dan mampu menjaga aktivitas fisiologisnya (Nikovskaya, 1989; Kozlyak et al., 1991a). Pertimbangan lainnya adalah harganya lebih murah, sederhana, dan dapat menghindarkan sel dari perlakuan stres berlebih (Kozlyak et al., 1991b), dibandingkan dengan metode penggabungan secara mekaniik dan pengikatan secara kimiawi. Metode ini juga adalah metode preservasi sel dalam kedaan aktif secara fisiologis (Kozlyak et al., 1993). Selain substansi yang digunakan sebagai imobilisasi, juga memerlukan substansi sebagai pelapis atau coating yang mudah merekatkan pupuk hayati granul dengan jumlah cukup kecil, supaya mudah hancur saat diaplikasikan. Diantara adsorben yang digunakan secara luas, baik secara fisik unik dan secara kimia banyak terdapat di alam adalah zeolit khususnya memiliki porositas tinggi dan permukaan bagian luar lebih besar sehingga membuat zeolit lebih berguna untuk imobilisasi mikroorganisme. Ukuran rongga porositas zeolit yang besar juga dapat memudahkan terjadinya pertukaran ion-ion di dalam tanah. Zeolit dan gipsum merupakan bahan mineral pembenah tanah (Robert, 1998). Kedua bahan ini sering digunakan untuk meningkatkan kesuburan tanah, baik secara fisik maupun secara kimiawi. Zeolit juga mampu meningkatkan tukar kation dalam tanah. Gipsum adalah salah satu bahan perekat yang terbuat dari reaksi kalsium karbonat dan asam sulfat (Rossete et al., 2006). Gipsum memiliki sifat membentuk ion Ca2+ dan asam sulfat saat terlarut dalam air. Gipsum juga memiliki sifat mudah mengeraskan inti yang direkatkan, tidak berbahaya bagi tanaman, dan tersedia cukup melimpah disekitar kita. Menurut Ahmad dan Salim (2001) gipsum berperan meningkatkan pH tanah dan sumber kalsium dan sulfur bagi pertumbuhan tanaman, sehingga peran kedua material ini umum di bidang pertanian sebagai media carier pada pupuk hayati. Besar kecilnya masing-masing konsentrasi gipsum dan zeolit akan mempengaruhi tingkat kerekatan pupuk hayati granul. Tingginya tingkat kerekatan akan mempersulit pupuk hayati ini akan hancur saat diaplikasikan. Begitu pula dengan rendahnya konsentrasi gipsum pada pupuk hayati, maka proses granulasi dapat tidak terbentuk. Menurut Isroi (2009), penggunaan gipsum sebagai coating disarankan kurang dari 10% dari berat total. Berdasarkan uraian di atas, dilakukan penelitian dengan tujuan untuk mengetahui teknik pengekangan biomassa Azotobacter yang optimal menggunakan gipsum dan zeolit yang tepat terhadap nilai KTK, jumlah biomassa sel mikroba, dan waktu hancur atau breakdown time pada pembuatan pupuk hayati. Penelitian ini diharapkan mampu memberikan sumbangsih pemikiran dan solusi teknik pengekangan biomassa Azotobacter yang sesuai dengan standar pupuk hayati. BAHAN DAN METODE Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Bakteriologi Agrokimia Bioindustri BPPT. Penelitian dilaksanakan pada bulan April hingga Juni 2009. Adapun serangkaian kerja penelitian ini adalah sebagai berikut. Isolat Azotobacter Stok isolat Azotobacter sp. strain B1BA8 dan B2BB12 hasil skrining Parmiyatni dkk. (2009) dari sampel asal Banyuwangi diremajakan pada medium Jensen miring. Masing-masing isolat diinokulasikan ke dalam 10 ml medium Jensen cair sebagai preculture yang ditambahkan 0.1 % pepton, pH 7.2. Kemudian digojog pada kecepatan 120 rpm pada suhu ruang selama 24 jam. Dari hasil shaker ini diambil 10 % (v/v),


117

ISBN 978-602-95471-0-8 kemudian dimasukkan ke dalam larutan yang berisi 100 ml medium Jensen cair dan 0.1 % pepton, pH 7,2 sebagai inokulum, dan digojog lagi pada kecepatan 120 rpm pada suhu ruang selama 24 jam, hingga jumlah biomassa sel mencapai 10 8 cfu/ml. Sebanyak 10 % (v/v) diambil untuk keperluan produksi biomassa sel Azotobacter. Produksi biomassa sel Proses produksi biomassa sel Azotobacter adalah diawali dengan mengambil sebanyak 10 % (v/v) dari inokulum, dimasukkan ke dalam larutan 1000 ml medium produksi yang berisi medium Jensen cair dan 0.1 % pepton, pH 7.2. Larutan ini kemudian digojog pada kecepatan 120 rpm suhu ruang selama 24 jam. Setelah 24 jam dilakukan pemanenan untuk pembuatan pupuk hayati. Pembuatan pupuk hayati Proses pembuatan pupuk hayati menggunakan modifikasi metode Lin et al. (2008). Bahan zeolit dan gipsum dengan berbagai variasi konsentrasi berbeda disterilkan menggunakan oven pada suhu 80 0C selama 24 jam. Selanjutnya nampan yang telah didesinfeksi dengan alkohol 70 % disiapkan. Produksi sel Azotobacter 20 % (A8 : B12= 1 : 1) masing-masing dimasukkan ke dalam nampan yang berisi zeolit. Kultur dicampur dan diaduk dengan zeolit hingga rata. Gipsum ditambahkan dengan konsentrasi tertentu sedikit demi sedikit dan diaduk hingga tercampur rata. Pencampuran bahan-bahan dan kultur tersebut hingga terbentuk granul. Granul pupuk hayati yang telah dibentuk selanjutnya dikeringkan pada suhu ruang. Pada fase ini dilakukan pengukuran dan penghitungan terhadap : nilai Kapasitas Tukar Kation (KTK) dianalisakan di BALITTANAH Bogor, jumlah biomassa sel mikroba menggunakan metode Standard Plate Count (SPC), dan waktu hancur pupuk hayati granul dalam air menggunakan metode Miller et al. (1999). Data yang diperoleh dianalisa menggunakan deskripsi analitik. Rancangan bahan formula pupuk hayati Bahan formul a Inokul um Gipsu m Zeolit

Variasi formula pembuatan pupuk hayati (%)

20

20

20

20

20

20

20

20

20

0

3

6

9

12

15

20

25

30

100

97

94

91

88

85

80

75

70

20 35 65

HASIL DAN PEMBAHASAN Pengekangan Azotobacter sp. strain B1BA8 dan Azotobacter sp. strain B2BB12 menggunakan carier zeolit dan gipsum pada pembuatan pupuk hayati granul pada penelitian ini dihasilkan bentuk bulat dengan ukuran relatif seragam. Ukuran pupuk hayati pada konsentrasi gipsum 0% dan zeolit 100% berdiameter kurang dari 1 mm, sehingga tidak terbentuk granul. Sedangkan pada konsentrasi gipsum 3-35% kisaran ukuran granul pupuk hayati adalah antara 1-10 mm. Ukuran diameter ideal pupuk granul menurut Jones and Jacobsen (2003) adalah 1-4 mm. Gambar hasil pembuatan pupuk hayati granul seperti tercantum pada Lampiran 1. Berdasarkan Gambar pada lampiran 1 hasil pengamatan pada karakteristik warna pada pupuk menunjukkan bahwa pupuk hayati granul pada umumnya berwarna hijau, abu-abu, hingga keputihan. Warna pupuk hayati granul pada konsentrasi gipsum 0-6% berturut-turut adalah hijau muda dan hijau abu-abu, pada konsentrasi gipsum 9-20% berwarna hinjau keputihan, dan gipsum 25-35% berwarna abu-abu keputihan. Semakin tinggi konsentrasi gipsum, warna pupuk ini memiliki kencendrungan abu-abu keputihan.

118


ISBN 978-602-95471-0-8 Begitu pula sebaliknya, semakin rendah konsentrasi gipsum pupuk hayati ini berwarna hijau muda. Hasil pembuatan pupuk hayati bentuk granul akan sempurna dan seragam jika dilakukan menggunakan alat granulator atau semacam alat pencetak pupuk granul, sehingga hasilnya secara fisik berkualitas baik. Hasil analisa Kapasitas Tukar Kation (KTK) pada sampel pupuk hayati granul di BALITANAH Bogor tahun (2009) diperoleh nilai cenderung beragam. Nilai KTK diperoleh tertinggi sebesar 49.72 cmol(+)/kg pada konsentrasi gipsum 0% dan 100% zeolit, sedangkan nilai KTK terendah yaitu sebesar 17,77 cmol(+)/kg pada variasi konsentrasi gipsum 25% dan 75% zeolit (Gambar 1).

Nilai KTK (cmol(+)/kg)

60 50 40 30 20 10 0 0

3

6

9

12

15

20

25

30

35

Variasi konsentrasi gipsum (%)

Gambar 1. Nilai KTK terhadap variasi konsentrasi gipsum pada pupuk hayati

Secara umum nilai KTK pada pupuk hayati granul dengan penambahan konsentrasi gipsum antara 0-35% cenderung turun, meskipun pada konsentrasi gipsum 6% mengalami kenaikan 1.38 cmol(+)/kg, yaitu sebesar 47.95 cmol(+)/kg dari konsentrasi gipsum 6% dan zeolit 94%. Hal ini berarti makin tinggi konsentrasi gipsum, nikai KTK semakin rendah. Nilai KTK kemungkinan berkaitan erat dengan bahan zeolit yang terkandung didalamnya dan kombinasi zeolit (94%) dan gipsum (6%) memberikan nilai KTK yang optimal. Menurut Sudirja (2007), standar teknis minimal nilai KTK pada zeolit digunakan sebagai pembenah tanah adalah > 80 cmol (+)/kg. Hasil optimasi pengekangan biomassa Azotobacter sp. strain IB1BA8 dan IB2BB12 pada pembuatan pupuk hayati menggunakan carier zeolit dan gipsum dengan berbagai variasi konsentrasi antara 65-100% zeolit dan 0-35% gipsum diperoleh jumlah log sel Azotobacter sp. strain IB1BA8 dan IB2BB12 tertinggi adalah 8.79 cfu/ml atau 6.1x10 8cfu/ml (Gambar 2).


119

ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 2. Jumlah log sel Azotobacter pada pupuk hayati granul

Pada Gambar 2. terlihat bahwa jumlah biomassa Azotobacter memiliki kecendrungan menurun seiring dengan peningkatan jumlah konsentrasi gipsum dan berbanding terbalik dengan jumlah konsentrasi zeolit. Variasi konsentrasi gipsum kisaran antara 0-35% (w/w), dan variasi konsentrasi zeolit antara 65-100% (w/w). Semakin tinggi konsentrasi gipsum yang digunakan sebagai coating pada pengekangan Azotobacter dalam pupuk hayati, maka jumlah log sel Azotobacter semakin turun yaitu sebanyak 6.95 cfu/ml atau 8.9x10cfu/ml. Sebaliknya, semakin rendah konsentrasi gipsum jumlah biomassa sel Azotobacter cenderung meningkat 6.1x10 8cfu/ml, yaitu pada konsentrasi gipsum 0% atau 100% zeolit. Akan tetapi, secara umum konsentrasi gipsum di bawah atau sama dengan 15% (w/w) diperoleh jumlah biomassa sel Azotobacter relatif stabil, yaitu >1x10 8 cfu/ml dibandingkan dengan konsentrasi gipsum di atas 15% (w/w) (Tabel 1. Lampiran 2). Menurut Departement of Agriculture & Cooperation India, jumlah standar biomassa sel Azotobacter dalam carier harus >1x106cfu/ml kurang dari 15 hari dari masa penyimpanan. Menurut Suriadikarta dkk. (2004) persyaratan mutu inokulum mikroba sebagai pupuk hayati adalah apabila populasi mikroba berkisar antara 1x10 6- 1x10 6sel setiap gram atau setiap mililiter. Hasil pengamatan waktu hancur (breakdown time) pupuk hayati granul diperoleh yang tercepat setelah 2 minggu perlakuan, yaitu pada kisaran konsentrasi gipsum 3-12%. Pada konsentrasi gipsum 0%, pupuk hayati ini sudah hancur saat dilarutkan dalam air karena tidak terbentuk granul. Adapun pada kisaran konsentrasi gipsum 15-35%, hingga 4 minggu perlakuan pupuk hayati granul belum hancur, bahkan cenderung lengket antar granul yang satu dengan granul yang lain. Lama tidaknya pupuk hayati granul untuk hancur dapat disebabkan oleh tinggi rendahnya variasi konsentrasi gipsum yang ditambahkan dan lama waktu perlakuan. Semakin tinggi konsentrasi gipsum yang ditambah pada zeolit, yaitu pada kisaran >15% maka pupuk hayati granul semakin keras, sehingga sulit untuk hancur saat dilarutkan dalam air. Dengan adanya penambahan konsentrasi gipsum, maka porositas partikel zeolit pada pupuk hayati granul diduga terisi oleh partikel gipsum sehingga pupuk hayati granul semakin sulit hancur.

120


ISBN 978-602-95471-0-8 KESIMPULAN Berdasarkan hasil dan pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut: a. Nilai KTK pada variasi formula pupuk hayati granul diperoleh nilai yang tertinggi adalah 49.72 cmol/kg pada konsentrasi gipsum 0% dan zeolit 100%, dan 47.95 cmol/kg dengan konsentrasi gipsum 6% dan 94% zeolit. b. Jumlah biomassa Azotobacter paling tinggi adalah 6.1x10 8cfu/ml pada konsentrasi gipsum 0% dan zeolit 100%. c. Breakdown time yang paling cepat adalah pada kisaran konsentrasi gipsum antara 0-12% setelah 2 minggu. DAFTAR REFERENSI Ahmad, M. and M. Salim. National Workshop on Agricultural Use of Gypsum in Pakistan: Background and Recommendations. International Journal of Agriculture & Biology. 3(3):339–340. Hindersah, R. dan T. Simarmata. 2004. Potensi Rizobakteri Azotobacter dalam Meningkatkan Kesehatan Tanah. Jurnal Natur Indonesia. 5(2): 127-133. Ismiarni, F., S. Wedhastri, J. Widada dan B.H. Purwanta. Penambatan Nitrogen dan Penghasilan Indol Asam Asetat oleh Isolat-Isolat Azotobacter pada PH Rendah dan Aluminium Tinggi. Jurnal Ilmu Tanah dan Lingkungan. 7(1): 23-30. Isroi. 2009. Pupuk Organik Granul: Sebuah Petunjuk Praktis. http://Isroi.wordpress.com. Jones, C., and J. Jacobsen. 2003. Commercial Fertilizers and Soil Amendments. Nutrient Management Module No. 10. Montana State University. Kozlyak EI, Z.G. Solomon and M.M Yakimov. 1991a. The Cellulose Trieacetate Fiber. Prikl Biokoim Microbiol. 27(4):508-513. Kozlyak EI, M.M Yakimov , I.B. Utkin, I.S. Rogozhin, Z.G. Solomon and A.M. Bezborodov. 1991b. Physicochemical Grounds of Cell Immobilization by The Sorption Methode. Prikl Biokim Microbiol. 27(6):788-803. Kozlyak EI, Z.G. Solomon, M.M Yakimov and T.V. Fadyushina. 1993. The Sorption of Pseudomonas fluorescens 16n2 Cells on Varian Absorbents. Prikl Biokoim Microbiol. 29(1):138-143. Kumar, V and G. Singh. 2005. Biofertilizer: An Eco-Friendly Fertilizer for the Reclamation of Overburden Dumps. Centre of Mining Environment Indian School of Mines Dhanbad – 826 004 Jharkhand, Iindia. Lin, J. Er., S. W. Zhou, K. H. Chu. 2008. Microbial Formulation and Methode of Using the Same to Promote Plant Growth. United States Patent Application: 0080318777. Miller, J.G., M.J. Wax, L.B., Allen, D.R. Durham, and A. B. Chmurny. 1993. Zeolite Support for Bacteria and Microorganism Useful in The Biotreatment of Aqueous Waste Streams. Europan Patent: EP 0603989B1. Nikovskaya, G.N. 1989. The Adhesive Immobilization of Microorganism in Water Purification. Khim Tekhnol Vody 11(2):158-169. Rao, D.M.R., J. Kodandaramaiah, M.P. Reddy, R.S. Katiyar and V.K Rahmathulla. 2007. Effect of VAM Fungi and Bacterial Biofertilizers on Mulberry Leaf Quality and Silkworm Cocoon Characters Under Semiarid Conditions. Caspian J. Env. Sci. 5 (2): 111-117. Robert, J.R. 1998. Dry Granular Fertilizer Blend and A Methode of Fertilizing Plants. United States Patent. Patent Number: 5725630. Rossete, A.L.R.M., J.A. Bendassolli, E. Máximo, C. R.S. A. Filho and R.de F. de Ignoto. 2006. Production of 34 S Labeled Gypsum (Ca34SO4.2H2O). Sci. Agric. (Piracicaba, Braz.), 63(4): 399-404.


121

ISBN 978-602-95471-0-8 Shindo, S., S. Takata, H Taguchi, N. Yoshimura. 2001. Development of Novel Carier Using Natural Zeolite and ContinuouseEthnaol Fermentation with Immobilized Saccharomices cereviceae in Bioreactor. Biotechnol. Lett. 23(24): 2001-2004. Sudirja, R. 2007. Modul Pelatihan Pembuatan Kompos; Standar Mutu Pupuk Organik dan Pembenah Tanah. Departemen Tenaga Kerja dan Transmigrasi R.I. Balai Besar Pengembangan dan Perluasan Usaha, Lembang. Suriadikarta, D.A., D. Setyorini dan W. Hartatik. 2004. Petunjuk teknis: Uji Mutu dan Efektivitas pupuk Alternatif anOrganik Balai Penelitian Tanah. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan agroklimat. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Departemen Pertanian, Bogor. LAMPIRAN 1 Pupuk hayati granul dengan perbandingan berbagai variasi konsntrasi zeolit dan gipsum

(a)

(b)

Gambar 1. Kosentrasi gipsum:(a) 0 dan 3%; (b) 6 dan 9%

(c)

(d)

Gambar 2. Konsentrasi gipsum;(c) 12 dan 15%; (d) 20 dan 25%

122


ISBN 978-602-95471-0-8

(e) Gambar e. Konsentrasi gipsum 30 dan 35%


123

ISBN 978-602-95471-0-8 PEMAJANAN DENGAN MEDAN ELEKTROMAGNET TERUS MENERUS(CONTINUOUS EXPOSURE) PADA MENCIT STRAIN SWISS WESTER(Mus musculus L) : IMPLIKASINYA TERHADAP KONSENTRASI RADIKAL BEBAS DALAM SERUM Puji Sari*, Dwi Anita*, Yurnadi*, dan Ricky Wibisono** *Departemen Biologi Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia **Mahasiswa Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia Jl. Salemba Raya No. 6, Jakarta Pusat, 10430, Indonesia ABSTRAK Latar Belakang : Penelitian epidemiologi pada pekerja kelistrikan yang terpajan medan elektromagnet memperlihatkan terjadi peningkatan risiko leukimia, limfoma dan tumor otak. Hasil penelitian eksperimental pada tikus jantan yang dipajan dengan medan elektrostatik tegangan 6 dan 7 kV selama 1 bulan, pada turunannya memperlihatkan berbagai kelainan. Namun hasil penelitian pemajanan dengan medan elektromagnet dengan tegangan 1 hingga 5 kV hingga 4 generasi pada mencit menimbulkan kelainan morfologi dan tumor. Tujuan Penelitian : Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah pemajanan dengan medan elektromagnet terus menerus dengan tegangan 3 kV, 4 kV, dan 5 kV pada mencit strain Swiss Webster berimplikasi terhadap konsentrasi radikal bebas. Metoda Penelitian : Jumlah mencit yang digunakan sebanyak 96 ekor, 24 ekor mencit dipajan 3 kV, 24 ekor mencit dipajan pada tegangan 4 kV, 24 ekor mencit dipajan pada tegangan 5 kV dengan medan elektromagnet terus menerus dari generasi I (F1) hingga generasi III (F3) selama 24 jam, dan 24 ekor mencit lainnya digunakan sebagai kontrol. Mencit perlakuan dan kontrol diambil darah perifernya, dipisahkan serumnya, diperiksa konsentrasi radikal bebasnya. Hasil : Hasil penelitian menunjukkan konsentrasi radikal bebas yang berbeda bermakna (p<0.05) terjadi pada 3 kV generasi III, dan pada tegangan 5 kV generasi II & III. Secara umum konsentrasi radikal bebas tidak berbeda bermakna (P>0.05) terhadap kelompok kontrol, kecuali pada tegangan 3 kV generasi I (p<0.05). Kesimpulan : Kesimpulan penelitian ini adalah diduga pajanan medan elektromagnet terus menerus berpengaruh pada konsentrasi radikal bebas yang mengakibatkan perubahan basa atau patahnya DNA. Kata kunci : medan elektromagnet, konsentrasi radikal bebas, mencit

PENGANTAR Pada era teknologi informasi sekarang ini, terjadi penggunaan alat elektronik yang semakin meningkat. Pesatnya perkembangan teknologi dan penggunaan alat elektronik, video display, televisi dan radio yang menyediakan berbagai hiburan, selimut listrik serta peralatan elektronik lainnya, membuat manusia sadar atau tidak, akan terpajan pada berbagai frekuensi medan electromagnet yang kompleks. Selain itu alat telekomunikasi bergerak, telepon seluler yang sekarang ini kian menjadi kebutuhan primer dan banyak dipergunakan dalam menunjang kebutuhan teknologi informasi tersebut. Semua peralatan tersebut menghasilkan medan listrik. Hal tersebut merupakan beberapa contoh keterkaitan manusia dengan listrik. Secara alami ada kedekatan manusia dengan medan listrik dan medan magnet. Hal tersebut disebabkan medan listrik dan medan magnet sudah ada sejak bumi kita terbentuk. Awan yang mengandung potensial air memiliki medan listrik. Demikian pula bumi secara alamiah bermedan listrik dan medan magnet. Arus listrk yang mengalir akan menimbulkan medan magnet di sekitarnya, yang dikenal sebagai medan electromagnet.1

124


ISBN 978-602-95471-0-8 Medan elektromagnet dihasilkan oleh medan magnet dan medan listrik. Medan elektromagnet berdasarkan frekuensinya dapat dikelompokkan menjadi medan elektromagnet dengan frekuensi sangat rendah (extremely low frequency fields) yang memiliki frekuensi hingga 300 Hz, frekuensi sedang (intermediate frequency fields) dengan frekuensi antara 300 Hz sampai 10 MHz, serta gelombang frekuensi radio ( radiofrequency fields) yang berfrekuensi 10 MHz hingga 300 GHz. Peralatan elektronik yang sering digunakan dalam kehidupan sehari-hari merupakan sumber medan elektromagnet dengan frekuensi sangat rendah; layar komputer dan sistem keamanan merupakan sumber medan elektromagnet dengan frekuensi sedang; sedangkan radio, televisi, telepon seluler adalah sumber medan elektromagnet dengan frekuensi radio 2 Pada awalnya kedekatan manusia dengan electromagnet justru memudahkan manusia dalam melakukan berbagai kegiatan. Namun, diawali penelitian yang dilakukan Wetheimer dan Leeper di Amerika, yang menyatakan adanya hubungan peningkatan risiko kematian akibat kanker pada anak-anak, yang bertempat tinggal dekat dengan jaringan transmisi listrik 3, membuat para peneliti kemudian terusik untuk melakukan penelitian berkaitan dengan hubungan medan electromagnet terhadap kesehatan manusia. Shulman 4 dan Pool 5 melakukan penelitian pada pekerja kelistrikan dan masyarakat yang bermukim dibawah di bawah tegangan tinggi, melaporkan terjadi peningkatan risiko menderita leukimia, limfoma dan tumor otak. Pemajanan medan elektrosatik pada testis tikus jantan dewasa dengan tegangan 6 dan 7 kV selama 1 bulan, pada turunannya memperlihatkan berbagai kelainan congenital, seperti mata putih, kerdil dan lain sebagainya 6. Pemajanan pada mencit dengan medan magnet 50 Hz 50 – 500 uT selama 2 tahun dengan lama pemajanan 20 jam/hari, menimbulkan tumor pada kulit 7. Pemajanan medan elektrostatik pada mencit terhadap gambaran kromosom dan proliferasi limfosit menunjukkan peningkatan aberasi kromosom dan proliferasi yang bermakna 8. Selanjutnya pemajanan elektromagnet terus menerus pada mencit sampai 4 generasi menimbulkan beberapa kelainan morfologi kongenital dan tumor, yang menyebabkan mencit berumur pendek 9. Kemudian penelitian yang dilakukan oleh Lai dan Singh 10 pada sel otak tikus yang dipajan dengan medan magnet 60 Hz 0,1 – 0,5 militesla (mT) selama 24 jam dan 48 jam menunjukkan adanya patah untai tunggal (single strand) DNA dan untai ganda (double strand) dalam jumlah yang banyak. Hal tersebut diduga menyebabkan peningkatan konsentrasi radikal bebas. Radikal bebas adalah suatu senyawa superoksida sangat reaktif yang mengandung satu atau lebih elektron tidak berpasangan, cenderung memperoleh elektron dari substansi lain, sehingga menjadikan radikal bebas bersifat sangat reaktif.11 Peroksidasi lipid sebagai penghasil radikal bebas (auto-oksidasi) dari lipid yang dipaparkan ke oksigen bertanggungjawab terhadap kerusakan jaringan tubuh, yang dapat mengakibatkan kanker, atherosklerosis, dan penuaan. Efek perusakan diduga dikarenakan oleh radikal bebas (ROO•, RO•, dan OH•) dihasilkan dari asam lemak, yang ditemukan secara alami di polyunsaturated fatty acids (PUFA). Peroksidasi lipid ini merupakan suatu reaksi berantai yang kembali menghasilkan radikal bebas yang menginisiasi peroksidasi lebih lanjut12. Kanker dapat terjadi melalui beberapa mekanisme penyebab, antara lain perubahan proto-onkogen menjadi onkogen dan mutasi tumor-suppressor genes. Mutasi gen-gen tersebut memiliki banyak variasi, seperti mutasi titik, insersi, delesi, amplifikasi, dan gene silencing. Mutasi tersebut antara lain dapat disebabkan oleh radikal bebas (mengakibatkan perubahan basa atau patahnya DNA) 13. Namun demikian, mekanisme molekuler terjadinya tumor pada mencit masih belum jelas, misalnya mengenai peranan radikal bebas dalam mekanisme tersebut. Dengan demikian ingin diketahui apakah pemajanan medan elektromagnet dengan tegangan 3 kV, 4 kV, dan 5 kV selama 24 jam


125

ISBN 978-602-95471-0-8 terus menerus dari generasi F1 hingga F3, akan menimbulkan peningkatan radikal bebas?, apakah terjadi akumulasi peningkatan konsentrasi radikal bebas pada generasi F1 hingga F3 mencit yang menerima pemajanan?. TUJUAN. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dampak biologis pada mencit yang diakibatkan oleh pemajanan medan elektromagnet (EMF) secara terus menerus (continous exposure) dengan melihat peningkatan konsentrasi radikal bebas dalam serum. Selain itu untuk mengetahui ada tidaknya efek akumulasi biologis pemajanan EMF pada mencit Swiss-Webster terhadap konsentrasi radikal bebas dalam serum. Hasil penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat untuk mengetahui mengenai ada tidaknya peranan radikal bebas sebagai salah satu mekanisme yang dapat menimbulkan mutasi akibat pemajanan EMF secara terus menerus. CARA KERJA Rancangan Penelitian Rancangan penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) oleh karena menggunakan 3 variable bebas (generasi) dan 4 variabel tegangan. Berdasarkan rumus Federer yaitu (n-1) (t-1) ≥ 15, maka didapatkan jumlah mencit yang digunakan untuk ulangan/treatment sebanyak 4 ekor. Untuk menghindari adanya mencit ulangan ada yang mati, maka digunakan 5 ekor untuk masing-masing ulangan. Subyek dan Alat Penelitian Subyek penelitian adalah mencit strain Swiss Webster sebanyak 96 ekor mencit terdiri dari mencit jantan dan betina 72 ekor digunakan untuk perlakuan tegangan pemajanan (3 kV, 4 kV, dan 5 kV). Mencit dimasukkan ke dalam 4 kandang, tiap kandang sepasang mencit, dipajan dengan medan elektromagnet tegangan tinggi (3 kV, 4 kV, dan 5kV) secara bergantian, dari generasi F1 hingga F3, masing-masing untuk tiap tegangan pemajanan, sedangkan untuk kontrol (tidak dipajan) digunakan sebanyak 24 ekor. Adapun alat penelitian yang digunakan adalah seperangkat alat pembangkit listrik tegangan tinggi (Power supply), peralatan bedah mencit, mesin spektrofotometer, kuvet 1 ml, kandang mencit, penangas air, mikropipet, tabung mikrofus, mesin Vorteks, mesin sentrifus, spuit, refrigerator, dan seperangkat pipet. Malondialdehyde (MDA) Sebagai Penanda Peroksidasi Lipid14 MDA merupakan salah satu dari beberapa jenis low-molecular-weight end products yang dibentuk melalui dekomposisi dari produk-produk peroksidasi lipid. Pada pH yang rendah, dan suhu yang meningkat, MDA dengan mudah berpartisipasi dalam reaksi adisi nukleofilik dengan asam 2-thiobarbiturat, membentuk satu fluoresence berwarna merah. Kenyataan ini, ditambah adanya metode untuk menghitung MDA menjadikan penentuan konsentrasi MDA sebagai metode yang rutin digunakan untuk mendeteksi dan menghitung peroksidasi lipid. Hanya sebagian produk peroksidasi lipid yang menghasilkan MDA, dan MDA bukanlah satu satunya produk akhir dari peroksidasi lemak. Banyak faktor yang dapat memodifikasi pembentuk MDA dari lipid. Tes TBA tidak spesifik untuk MDA karena material-material lain yang berasal dari peroksidasi lipid selain MDA juga dapat mengakibatkan tes TBA positif. Namun walau demikian, penentukan MDA melalui tes TBA dapat menjadi suatu pemeriksaan empiris yang baik dalam menilai peroksidasi lipid.

126


ISBN 978-602-95471-0-8 Pengukuran Radikal Bebas11 Untuk mengukur konsentrasi radikal bebas dalam serum mencit, diukur dengan mengukur MDA. Serum 100 µliter dilarutkan 4 kali menjadi 400 µliter (µl) dalam tabung microtube. Serum 400 µL ditambah 200 µL larutan TCA 20% dingin, lalu divorteks 10 detik. Sampel disentrifuge 5000 rpm selama 10 menit untuk mengendapkan protein. Ambil supernatan dan dipindahkan ke tabung microtube lain, tambahkan 400 µL larutan TBA segar 0,67%. Inkubasi di air mendidih selama 10 menit. Sampel dibaca di spektrofotometri dengan panjang gelombang 532 nm, catat hasil absorben, Hasil absorbens dikonversikan ke konsentrasi awal dengan rumus sebagai berikut. Koensentrasi = A/ε, ε = 153.000 M-1cm-1. ANALISIS DATA. metode statistik uji anava 1 arah, untuk mengetahui tingkat kemaknaannya. Taraf kemaknaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebesar 5%. Analisis data dilakukan dengan program SPSS. HASIL. Tabel 1. Hasil uji anava dan tes Duncan dari nilai rata-rata MDA darah mencit terhadap generasi/turunan mencit dan perlakuan tanpa pemberian tegangan dengan pemberian tegangan sebesar 3kV, 4kV dan 5kV Perlakuan dengan pemberian tegangan sebesar Generasi ke-

K

3kV

4kV

5kV

F1

0.18 ± 0.18a

0.53 ± .06ab

0.71 ± .12a

0.13 ± 0.07a

F2

0.33 ± .27ab

0.56 ± 0.06a

0.71 ± .07a

0.68 ± 0.13b

F3

0.50 ± 0.05a

0.35 ± 0.22b

0.60 ± .05a

0.87 ± 0.25b

Keterangan : data diambil dari 5 kali pengulangan. Huruf yang sama berarti hasil pemeriksaan MDA darah mencit tidak berbeda nyata pada α≤0,05 HASIL PEMERIKSAAN MDA DARAH MENCIT 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Ko ntro l

3kV

4kV

5 kV

P e rbe da a n t e ga nga n F1

F2

F3


127

ISBN 978-602-95471-0-8 Gambar 1. Nilai rata-rata MDA pada tegangan 0 kV, 3 kv, 4 kv, dan 5 kV Hasil anava pengamatan konsentrasi MDA/radikal bebas menunjukkan terjadi perbedaan antara mencit yang dipajan medan elektromagnet terus menerus dibandingkan kontrolnya (P< 0.05) pada tegangan 3 kV mulai generasi ke 3 (F3), dan tegangan 5 kV mulai generasi ke 2 (F2) dan ke 3 (F3). Namun antara kelompok kontrol (F1, F2, dan F3); dan perlakuan 3 kV pada F1 dan F2 dengan kontrolnya tidak terdapat perbedaan bermakna (P>0,05) (lihat Tabel 1). Pada perlakuan 4 kV F1, F2, dan F3; juga tidak memperlihatkan perbedaan yang bermakna dibandingkan kontrolnya (P>0,05). PEMBAHASAN Hasil penelitian ini menunjukkan terjadi perbedaan antara mencit yang dipajan medan elektromagnet terus menerus dibandingkan kontrolnya (P< 0.05) pada pengamatan konsentrasi radikal bebas dalam serum yaitu pada tegangan 3 kV mulai generasi ke 3 (F3), dan tegangan 5 kV mulai generasi ke 2 (F2) dan ke 3 (F3). Hasil tersebut sesuai dengan hasil penelitian in vitro, yang menunjukkan adanya peningkatan radikal bebas akibat pemajanan medan magnet 100Hz 0,7 mT (mikroTesla) selama 24 jam terhadap proliferasi embrio anak ayam 15, dan pemajanan medan elektromagnet 50 Hz pada monosit dari kultur sel umbilikal manusia 16. Namun antara kelompok kontrol (F1, F2, dan F3); dan perlakuan 3 kV pada F1 dan F2 dengan kontrolnya tidak terdapat perbedaan bermakna (P>0,05). Pada perlakuan 4 kV F1, F2, dan F3; juga tidak memperlihatkan perbedaan yang bermakna dibandingkan kontrolnya (P>0,05) (lihat tabel 1). Hal tersebut dapat dipahami sebab peningkatan konsentrasi MDA yang tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna menggambarkan bahwa aktivitas superoksida dapat ditanggulangi oleh sistem antioksidan yang banyak terdapat di dalam jaringan hati 11. Selain itu faktor-faktor seperti antioksidan dari makanan (vitamin E, vitamin C, atau α-tocopherol ) mungkin dapat menekan radikal bebas yang terbentuk11. MDA merupakan produk akhir peroksida lipid yang menggambarkan aktivitas superoksida di dalam sel. Jika peningkatan aktivitas superoksida yang timbul oleh inisiasi transisi metal seperti besi, tembaga, dan nitro/nitrit oksida (NO) yang merupakan mediator kimia penting yang dibentuk oleh sel-sel endotel dapat dinetralisir oleh antioksidan, maka aktivitas superoksida tidak berpotensi untuk merusak makromolekul lain seperti lipid, protein, asam nukleat, dan lain-lain 11, 17. Selanjutnya peningkatan radikal bebas dapat berpengaruh pada lesi DNA, yang dapat terjadi pada DNA nukleus maupun DNA mitokondria berupa kerusakan rantai tunggal DNA. Kerusakan ini mengakibatkan transformasi maligna dan penuaan pada sel 17. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian pemajanan dengan medan elektromagnet terus menerus pada mencit implikasinya terhadap konsentrasi radikal dalam serum dapat disimpulkan bahwa konsentrasi MDA/radikal bebas menunjukkan terjadi perbedaan antara mencit yang dipajan medan elektromagnet terus menerus dibandingkan kontrolnya (P< 0.05) pada tegangan 3 kV mulai generasi ke 3 (F3), dan tegangan 5 kV mulai generasi ke 2 (F2) dan ke 3 (F3). Pada penelitian ini tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna (P> 0,05) pada mencit yang tidak dipajan dengan medan elektromagnet terhadap F1, F2, dan F3. Pada penelitian ini tidak menunjukkan perbedaan yang bermakna (P> 0,05) pada mencit yang dipajan dengan EMF tegangan 3 kV F1 dan F2, tegangan 4 kV F1,F2, dan F3, dan 5 kV F1. DAFTAR PUSTAKA

128


ISBN 978-602-95471-0-8 1. Tribuana N, Pengukuran medan listrik dan medan magnit di bawah SUTET www.elektroindonesia.com. Diakses 10 September 2006 2. Electromagnetic fields. www.worldhealthorganization.com. Diakses 1 Oktober 2007. 3. Wertheimer N, Leeper. Electrical wiring configurations and childhood cancer. Denver: American Journal of Epidemiology. 1979;109:273-84. 4. Shulman S. Cancer risk seen in electromagnet fields. Nature 1990 : 345:463. 5. Pool R. Electromagnetic Fields : The Biological Evidence. Science. 1990 ; 249 : 1378 – 1381. 6. Soeradi, O and Tadjudin 1986. Congenital anomalis in the offspring rats after exposure of the testis to an electrostatic fields. Int.J.Androl, 9 : 152 – 160. 7. Static and Extremely Low-Frequency (ELF) Electric and Magnetic Fields www.mindfully.org/Nucs/2002/Non-Ionizing-80-IARC7mar02htm. Diakses 8 Januari 2005 8. Sari, P. 1998 : Pemajanan Medan Elektrostatik pada mencit strain Swiss Webster dan Pengaruhnya Terhadap Kromosom serta Proliferasi Limfosit. Tesis Magister PPSUI, Jakarta. 9. Soeradi O, dkk. 2002. The effect of Continuous Exposure to Electromagnetic Field on Four Successive Generations of Mice. MJI. 2002. 10. Lai, H and Singh, N. 2004 : Magnetic-Field-Induced DNA Strand Breaks in Brain Cells of the Rat. Environ. Health. Perspect. 112(8) : 12. 11. Halliwell, H and Gutteridge, MC : Free radicals in Biology and Medicine. 3rd Edt, 1999, Oxford University Press. 12. Botham, KM. Lipids of physiologic significance. In: Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Harper’s illustrated biochemistry. USA: McGraw-Hill’s Companies;2006. 13. Lacy-Hulbert L, Metcalfe JC, Hesketh R. Biological responses to electromagnetic fields. FASEB. 1998 Apr;12:395-420. 14. Janero DR. Malondialdehyde and Thiobarbituric acid-reactivity as diagnostic indices of lipid peroxidation and peroxidative tissue injury. Free Radic Biol Med. 1990;9:515-40. 15. Katsir G, Parola AH. Enhanced proliferation caised by a low frequency weak magnetic field in chick embryo fibroblasts is suppressed by radical scavengers. Biochem Biophys Res Commun. 1998; 252 (3):753-756. 16. Lupke M, Rollwitz J, Simko M. Cell activating capacity of 50 Hz magnetic fields to release reactive oxygen intermediates in human umbilical cord blood-derived monocytes and in mono mac 6 cells. Free Radic Res. 2004 Sep; 38(9): 985-93. 17. Kumar V, Abbas AK, Fausto N. Cellular adaptations, cell injury and cell death. In: Kumar V, Abbas AK, Fausto N, editors. Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease. 7th ed. Philadelphia: Elsevier Saunders;2005.


129

ISBN 978-602-95471-0-8

Lampiran Gambar : Peralatan Pembangkit Listrik Tegangan Tinggi (Power Suplly) yang digunakan pada penelitian

Keterangan gambar : 1. Kandang mencit 2. Lempeng aluminium sebagai elektroda positif 3. Lempeng aluminium sebagai elektroda negatif 4. Pembangkit listrik tegangan tinggi.

130


ISBN 978-602-95471-0-8 POTENSI PIGMEN BETALAIN DI BIDANG PANGAN, FARMASI DAN KESEHATAN Retno Mastuti Jurusan Biologi, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya ABSTRACT Natural colouring from plants has been needed as substitutes for synthetic dyes because many of them were later found to cause significant environmental and/or human health problems. Betalain is a pigment restricted in the angiosperms to ten of thirteen families of the order Caryophyllales including Amaranthaceae and in some higher fungi, (genera Amanita and Hygrocybe). Betalains are water-soluble nitrogen-containing pigments, which consist of the red–violet betacyanins and the yellow-orange betaxanthins. Betalain has great taxonomic significance due to the occurence of betalains and anthocyanin is mutually exclusive which means both of the pigments have never identified in the same plants. Until now the main commercial sources of betalains are powders and concentrates of red beet (Beta vulgaris) extracts. Some genera of Amaranthaceae plants (Amaranthus and Celosia) have improved interest as a potential alternative source of betalains since some genotypes produce particularly high biomass and contain higher levels of pigment than beetroot, presenting the highest stability at pH 5.5 and much better storage stability. Moreover, betacyanins are a class of compounds with antioxidant and radical scavenging activities and also antimalarial. Key Words : Amaranthus, Antimalaria, Betalain, Celosia, Natural Colouring


131

ISBN 978-602-95471-0-8 EFEK PEMBERIAN BIJI JINTEN HITAM (Nigella sativa, L) PADA KADAR ENZIM TRANSAMINASE GOT DAN GPT HEPAR MENCIT (Mus musculus) YANG TERPAPAR KARBONTETRAKLORIDA Retno Susilowati* Universitas Islam Negeri Malang ABSTRAK Radikal bebas dalam jumlah berlebih dapat menyebabkan kerusakan jaringan tubuh. Kadar antioksidan produk endogen pada kondisi terntentu dapat mengalami defisiensi, dalam keadaan seperti ini tubuh memerlukan asupan antioksidan. Karbontetraklorida adalah salah satu toksin yang metabolismenya dilakukan oleh sitokrom P450 yang menghasilkan produk trichloromethyl radical (CCl3).Dengan demikian paparan CCl4 dapat merusak jaringan hati, diduga dapat diatasi dengan antioksidan. Kerusakan jaringan hati menyebabkan kadar enzim Glutamat Piruvat Transaminase (GPT) dan Glutamat Oksaloasetat Transaminase (GOT) hepar bebas keluar sel sehingga kadar GPT dan GOT sangat menurun, sedangkan kadar dalam serum (SGPT dan SGOT) mengalami peningkatan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh pemberian jinten hitam terhadap kadar GPT dan GOT mencit yang dipapar CCl4. Penelitian ini merupakan penelitian eksperimental dengan menggunakan Rancangan Acak lengkap (RAL) dalam lima ulangan yang terdiri darai tiga perlakuan kadar campuran biji jinten hitam (Nigella sativa L) pada pakan, control positif dan control negative. Kadar campuran jinten hitam dalam pakan P1 5g/kg pakan, P2 7,5g/kg dan P3 10g/kg pakan. Kontrol negatif (P0) dan control positif (PP) mendapatkan pakan mencit normal. Sebelum mendapatkan pakan perlakukan, mencit kelompok perlakuan dan control positif diberi suntikan CCL4 80% dalam minyak jagung sebanyak 0,2ml/ekor secara subkutan. Pakan perlakuan diberikan secara adlibitum selama 45 hari. Setelah 45 hari perlakuan mencit di otopsi untuk diambil he parnya, kemudian di ukur kadar GPT dan GOT menggunakan metode spektrofotometri dengan panjang gelombang 365 nm.. Hasil uji ANOVA, penelitian menunjukkan bahwa pemberian campuran pakan-biji jinten hitam dengan kadar berbeda perpengaruh sangat nyata (p<0,01) terhadap kadar GPT dan GOT hepar mencit. Berdasarkan uji BNT yang dilakukan pada taraf signifikansi 95 %, kadat GOT P1 dapat meningkat secara signifikan hingga nilai GOT mendekati normal (P0). Sedangkan kadar GPT meningkat mendekati normal dicapai pada mencit dengan perlakuan P1 dan P2. Perlakuan P2 dan P3 pada kedua parameter baik GOT maupun GPT cenderung lebih rendah dibandingkan dosis rendah P1 dikarenakan campuran jinten hitem yang lebih banyak pada P2 dan P3 menurunkan nafsu makan mancit karena jinten hitam memiliki senyawa volatile sangat tinggi. Adapaun nilai rerata GOT dalam satuan IU berurutan dari P0, PP, P1, P2 dan P3 adalah sebagai berikut 123,8226; 44,288; 116,365; 90,3488 dan 71,7906 IU. Sedangan rerata GPT secara berturut adalah sebagai berikut 133,8028; 50,5748; 123,6084; 105,2216 dan 73,0334 IU. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa jinten hitam bersifat hepatoprotektor pada kerusakan hepar yang diinduksi CCl4. Kata kunci: Nigella sativa, CCl4, GPT dan GOT.

132


ISBN 978-602-95471-0-8 peningkatan kecepatan pertumbuhan embrio anggrek Vanda tricolor Lindl. pada medium diperkaya dengan ekstrak tomat Rindang Dwiyani1), Azis Purwantoro2), Ari Indrianto3) dan Endang Semiarti3), 1)Mahasiswa Program Studi Bioteknologi, Sekolah Pasca Sarjana, UGM 2)Fakultas Biologi, Universitas Gadjahmada, Yogyakarta 3)Fakultas Pertanian, Universitas Gadjahmada, Yogyakarta ABSTRAK Perkecambahan biji anggrek alam Vanda tricolor Lindl. mengalami hambatan diduga karena tingginya kandungan senyawa fenolik biji sehingga pertumbuhan dan perkembangan embrio terhambat. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, dilakukan penanaman biji pada medium dengan penambahan ekstrak tomat sebagai antioksidan. Tujuan penelitian adalah mengetahui pengaruh pemberian ekstrak tomat terhadap pertumbuhan dan perkembangan embrio anggrek V. tricolor Lindl. varietas suavis forma Bali. Bahan tanaman yang digunakan adalah buah anggrek V. tricolor forma Bali umur 5 bulan setelah penyerbukan. Perlakuan terdiri dari : 5 konsentrasi ekstrak tomat ( 50, 100, 150, 200, 250 gram l -1), 5 konsentrasi likopen (25, 50, 75, 100, 125 mg l -1) dan kontrol, 3 kali ulangan. Pengamatan dilakukan dengan menghitung jumlah protokorm (embrio tumbuh) secara periodik. Dapat disimpulkan bahwa penambahan ekstrak tomat dapat mempercepat perkecambahan, menginduksi protokorm berwarna dan dapat menekan kematian embrio / protokorm anggrek Vanda tricolor Lindl. selama periode perkembangannya. Efek stimulan ini tidak ditemukan pada perlakuan likopen murni. Kata kunci : Vanda tricolor Lindl., protokorm hijau, ekstrak tomat, likopen

A. Pengantar Di Indonesia kurang lebih terdapat 5000 spesies anggrek (Irawati, 2002) dan belum sepenuhnya tereksplorasi. Salah satu anggrek alam Indonesia adalah Vanda tricolor Lindl. varietas suavis, terdapat di Jawa, Bali dan Sulawesi, dan jumlahnya di habitat asalnya sudah mulai berkurang (Gardiner, 2005). Perkecambahan biji anggrek V. tricolor mengalami hambatan, diduga karena tingginya kadar fenolik dari biji yang bersifat toksik sehingga menghambat pertumbuhan dan perkembangangan embrio. Arditti (1991) menyebutkan pada spesies anggrek tertentu, setelah 20 hari pada media perkecambahan, sel-sel di bagian basal embrio akan membelah dan mengakumulasikan tanin. Untuk mengatasi masalah tersebut, dilakukan penambahan ekstrak tomat pada media perkecambahan. Ekstrak buah tomat (Lycopersicon esculentum) mengandung Vitamin C, antioksidan, gula dan senyawa lainnya sehingga dapat meningkatkan perkecambahan dan pertumbuhan protokorm (Arditti and Ernst, 1983) . Penambahan likopen murni juga diuji , untuk mengetahui bagaimana efek likopen murni (tidak berada dalam buah tomat) terhadap perkecambahan dan pertumbuhan embrio. B. Tujuan Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh pemberian ekstrak tomat terhadap pertumbuhan dan perkembangan embrio anggrek V. tricolor Lindl. varietas suavis forma Bali.


133

ISBN 978-602-95471-0-8 C. Cara kerja Penelitian berlangsung selama 4 bulan ( Desember 2008- Maret 2009) di laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada. Bahan tanaman adalah V. tricolor forma Bali dari daerah Bedugul (Bali). Buah anggrek hasil selfing (umur 5 bulan setelah penyerbukan) dipanen dan disterilisasi secara fisik dengan pembakaran, selanjutnya bijinya ditabur pada media steril yang sudah disiapkan. Media dasar yang dipergunakan adalah media New Phalaenopsis/NP (Islam,et al., 1998) yang dimodifikasi dengan penambahan ekstrak tomat atau likopen. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok, 11 perlakuan dan 3 ulangan. Perlakuan terdiri dari : 5 variasi konsentrasi ekstrak tomat (50, 100, 150, 200, 250 gram l-1 ), 5 variasi konsentrasi likopen murni (25, 50, 75, 100, 125 mg l-1) dan kontrol. Selanjutnya diamati perkembangan stadium embrio berdasarkan bentuk, ukuran dan warna. Pengamatan dilakukan terhadap jumlah protokorm yang tumbuh untuk masing-masing stadium. D. Hasil dan Pembahasan Stadium Perkembangan Embrio Gambar 1 memperlihatkan stadium perkembangan embrio / protokorm anggrek V. tricolor forma Bali untuk biji dari buah umur 5 bulan (buah muda / immature capsule) yang diobservasi sampai umur 8 minggu. Dibedakan menjadi 6 stadium, yakni : stadium 1 (embrio dalam biji anggrek sebelum ditanam), stadium 2 (embrio membengkak/swollen, masih dengan testa), stadium 3 (testa terlepas, embrio berkembang menjadi protokorm warna putih bentuk bulat), stadium 4 (protokorm berubah menjadi warna kuning, bentuk bulat), stadium 5 (protokorm warna hijau, bentuk bulat), stadium 6 (protokorm warna hijau, bentuk memanjang, Shoot Apical Meristem/SAM muncul).

1

1

2

3

4

2

3

4

5

6

5

Gambar 1. Perkembangan embrio anggrek V. tricolor: :stadium 1 = embrio dalam biji anggrek sebelum ditanam; stadium 2 = embrio membengkak, masih memiliki testa; stadium 3 = embrio tidak memiliki testa, bentuk bulat atau oval; stadium 4 = ukuran embrio membesar, bentuk bulat, warna kuning; stadium 5 = ukuran embrio membesar, bentuk bulat, warna hijau; stadium 6= Shoot Apical Meristem (SAM) terdeteksi, warna hijau. Skala = 100µm.

Menurut Arditti (1991), perkecambahan biji anggrek dimulai dengan pembengkakan biji, diikuti kemunculan embrio dari testa, sampai hilangnya testa dari biji. Dengan demikian maka biji anggrek dikatakan sudah berkecambah jika testa sudah benar-benar terlepas atau memasuki stadium 3. Istilah protokorm diberikan untuk embrio tanpa testa, sehingga berdasarkan warna dibedakan menjadi protokorm putih (whithe protocorm), protokorm kuning (yellow protocorm), protokorm hijau (green protocorm ) (Semiarti et al, 2007).

134


ISBN 978-602-95471-0-8 Efek media perlakuan terhadap kecepatan pertumbuhan embrio Tabel 1 menunjukkan perkembangan embrio pada 4 minggu setelah semai (mss). Persentase protokorm hijau (stadium 5) belum ditemukan pada kontrol serta hampir semua perlakuan likopen, kecuali pada konsentrasi 125mg L-1 likopen, dimana ditemukan 0,04% protokorm stadium 5. Pada semua media dengan ekstrak tomat, ditemukan persentase protokorm stadium 5 sebanyak 1,06%, 1,40%, 2,05%, 2,45% dan 2,59% berturut-turut untuk perlakuan 50 g L-1(T1), 100 g L-1(T2), 150 g L-1(T3), 200 g L-1 (T4) dan 250 g L-1 (T5), namun berbeda tidak nyata antara perlakuan T2, T3, T4 dan T5. Hasil ini menunjukkan bahwa pemberian ekstrak tomat mempercepat pertumbuhan embrio karena persentase embrio stadium 5 meningkat dengan pemberian ekstrak tomat. Analisis kandungan tomat dengan kromatografi menunjukkan tomat mengandung unsur K yang sangat tinggi(1570ppm-Lampiran 1). Unsur K dalam media berfungsi untuk hidratasi karena mempermudah pembentukan misel (kantung air) dalam dinding sel, sehingga lebih mudah menyerap air (George dan Sherington, 1984). Penyerapan air yang lebih mudah ini, mempercepat terjadinya pembengkakan biji (swollen) yang diikuti oleh pecahnya testa dan lepasnya testa dari embrio. Efek stimulan dari ekstrak tomat terhadap pertumbuhan embrio anggrek V.tricolor ini bertentangan dengan penelitian Monner dan Clippe (1992) yang mendapatkan bahwa ekstrak tomat yang ditambahkan pada media kultur embrio Capsella justeru menghambat pertumbuhannya. Hal ini membuktikan bahwa penambahan ekstrak bahan organik untuk kultur embrio, sangat spesifik untuk masing-masing spesies. Tabel 1. Perkembangan embrio anggrek Vanda tricolor Lindl. pada 4 minggu setelah semai Perlakuan

Stadium perkembangan embrio

Kontrol

Jumlah sampel embrio 52231

Ekstrak tomat (g L-1 ): 50 (T1)

4146

100 (T2)

3848

150 (T3)

5127

200 (T4)

5827

250(T5)

4130

Likopen (g L-1): 25 (L1)

3691

50 (L2)

4151

75 (l3)

4700

100 (L4)

3310

187 (3.57%)

4747 (90,75%)

190 (3,63%)

22 (0,42%) c

0 (0%) c

0 (0%)

Embrio / protokorm mati 85 (1,62%)e

347 (8,37%) 320 (8,32%) 394 (7,68%)

3438 (82,88%) 3212 (83,47%) 4240 (82,70%)

195 (4,70%) 158 (4.11%) 268 (5,23%)

124 (2.99%) ab 104 (2,70%) b 120 (2,34%) b

44 (1,06%) bc 54 (1,40%) ab 105 (2,05%) a

0 (0%) 0 (0%) 0 (0%)

0 (0%) f 0 (0%) f 0 (0%) f

415 (7,12%) 271 (6,56%)

4833 (82,94%) 3086 (74,72%)

308 (5,29%) 515 (12,47%)

128 (2,20%) b 151 (1,66%) a

143 (2,45%) a 107 (2,59%) a

0 (0%) 0 (0%)

0 (0%) f 0 (0%) f

374 (10,13%) 362 (8,72%) 382 (8,13%) 264 (7,98%)

2917 (79,03) 3353 (80,78%) 3771 (80,23%) 2691 81,30%)

39 (1,06%) 197 (4,75%) 276 (5,87%) 215 (6,50%)

0 (0%) c 11 (0,26%) c 14 (0,30%) c 14 (0,42%) c

0 (0%) c 0 (0%) c 0 (0%) c 0 (0%) c

0 (0%) 0 (0%) 0 (0%) 0 (0%)

361 (9,78%) a 228 (5,49%) b 257 (5,47%) c 126 (3,81%) d

1

2

3

4


5

6

135

ISBN 978-602-95471-0-8 125 (L5)

5288

399 3831 901 29 2 0 126 (7,55%) (72,45%) (17,04%) (0,56%) c (0,04%) c (0%) (2,38%) e Signifikansi ns ns ns ** ** ns ** Keterangan: ns=non significant / berpengaruh tidak nyata, ** = berpengaruh nyata (P<0.05); nilai rata-rata pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama, berbeda tidak nyata dengan uji Duncan’t taraf 5%.

Pada media dengan penambahan ekstrak tomat tidak dijumpai adanya embrio mati (berwarna coklat), sementara persentase tersebut tersebut berkisar dari 2,38% sampai 9,78% pada media dengan likopen dan 1,62% pada kontrol (Tabel 1). Hal ini menunjukkan bahwa likopen dalam buah tomat merupakan antioksidan yang berperan dalam menetralisir efek toksik senyawa fenolik yang dihasilkan embrio anggrek V.tricolor, namun hal tersebut tidak terjadi pada likopen murni. Induksi protokorm berwarna oleh media ekstrak tomat Pada 8 mss, seluruh perlakuan tomat sudah menghasilkan stadium 6, namun tidak demikian pada kontrol. T2 menghasilkan persentase protokorm stadium 5 dan stadium 6 tertinggi dibanding perlakuan lainnya. T4 menghasilkan persentase stadium 4 (protokorm kuning) tertinggi dan berbeda nyata dibanding perlakuan lainnya, namun protokorm stadium 5 dan 6 yang dihasilkan lebih rendah dari T2 (Tabel 2, Gambar 2). Tabel 2. Persentase embrio berwarna pada media dengan ekstrak tomat pada 8 mss

136


ISBN 978-602-95471-0-8 Rata-rata Persentase (%) Satdia

Perlakuan

4

Kontrol

1.15 d

T1

8.70 cd

T2

22.43 bc

T3 26.72 b T4 45.63 a T5 18.89 bcd 5 Kontrol 0.17 c T1 4.48 abc T2 9.34 a T3 7.85 ab T4 6.04 abc T5 7.77 ab 6 Kontrol 0.00 b T1 0.09 b T2 4.63 a T3 1.09 b T4 1.68 b T5 0.72 b Nilai rata-rata persentase yang diikuti oleh huruf yang sama, berbeda tidak nyata dengan uji Duncan’t taraf 5%.

Penelitian ini merupakan penelitian pendahuluan dalam rangka menyiapkan protokorm sebagai target transformasi melalui Agrobacterium tumefaciens. Jika transformasi dilakukan pada stadium 4, maka perlakuan T4 adalah yang terbaik karena tercepat dalam menyediakan protokorm untuk transformasi. Akan tetapi untuk kecepatan pertumbuhan embrio, perlakuan T2 adalah yang tercepat, karena menghasilkan protokorm stadium 5 dan 6 tertinggi pada 8 mss (Gambar 2). 70.00

60.00

50.00

Persen

Kontrol T1

40.00

T2 T3 30.00

T4 T5

20.00

10.00

0.00 stadium 1

stadium 2

stadium 3

stadium 4

stadium 5

stadium 6

Gambar 2. Diagram perkembangan embrio/protokorm pada media ekstrak tomat ( 8 mss )


137

ISBN 978-602-95471-0-8 Namun secara keseluruhan dapat dikatakan bahwa pemberian ekstrak tomat mempercepat pertumbuhan dan perkembangan embrio anggrek V. Tricolor. Buah tomat yang masak (fully ripe) mengandung sitokinin dengan konsentrasi yang rendah, sitokinin dalam buah tomat berkurang seiring masaknyanya buah tomat. Dengan Amaranthus bioassay, didapatkan 10.35µg benzylaminopurin / 1000g buah tomat hijau dan 0.15 µg benzylaminopurin / 1000g buah tomat yang sudah masak merah (Desai and Chism, 2006). Neumann et al. (2009) menyebutkan bahwa fitohormon dalam konsentrasi rendah memiliki efek stimulan yang spesifik pada tanaman, sedangkan pada konsentrasi tinggi memiliki efek menghambat. Hal ini menjelaskan bahwa konsentrasi ekstrak tomat 100gL-1 memberikan hasil terbaik tehadap perkembangan embrio. Rosati et al (2000) menyebutkan bahwa likopen merupakan senyawa prekursor untuk pembentukan ß karoten (pro vitamin A) dalam buah tomat. Likopen diubah menjadi ß karoten oleh aktifitas enzim Lycopene ß Cyclase (ß-Lyc) dalam buah tomat. Cunningham et al. (1996) menyebutkan bahwa ß karoten merupakan komponen esensial untuk membran fotosintesis pada tanaman. Hal ini mendukung hasil yang diperoleh dalam penelitian ini, bahwa likopen dalam buah tomat dapat menginduksi protokorm hijau, namun tidak demikian halnya dengan likopen murni. Adanya gula pada media mampu mempercepat terbentuknya kloroplast pada protokorm anggrek (Arditti, 1991). Diketahui bahwa kandungan gula dari buah tomat kultivar Arthaloka sangat tinggi, sehingga adanya kontribusi gula dari ekstrak tomat diduga menyebabkan terbentuknya protokorm hijau lebih cepat. Selain itu, Indrianto (2003) menyebutkan bahwa sitokinin mempengaruhi terbentuknya kloroplast pada kultur kalus, menjelaskan media dengan ekstrak tomat dapat menstimulasi warna hijau pada embrio. E. Kesimpulan Penambahan ekstrak tomat pada media kultur dapat mempercepat perkecambahan, menginduksi protokorm berwarna dan dapat menekan kematian embrio/protokorm anggrek Vanda tricolor Lindl. selama periode perkembangannya. Efek stimulan ini tidak ditemukan pada perlakuan likopen murni. Daftar Pustaka Arditti, J. 1991. Fundamentals of Orchids Biology. John Willey and Sons, New York, Chichester, Brisbane, Toronto, Singapore. 691p. Arditti, J. and Ernst, R. 1993. Micropropagation of orchids. John Wiley & Sons, Inc. New York. 682p Banks, D.P. 1999. Tropical Orchids of Indonesia. Periplus Edition (HK) Ltd, Singapore. 64p. Cunningham, F.X. Jr., Pogson, B., Sun, Z., Mc.Donald, K.A., DellaPenna, D., Gantt, E. 1996. Functional analysis of the ß and Є Lycopene Cyclase enzymes of Arabidopsis reveals a mechanism for control cyclic carotenoid formation. The Plant Cell..8 : 1613-1626 Desai, N. and 1 G. W. Chism. 2006. Changes in cytokinin activity in the ripening tomato fruit. Journal of Food Science 43 (4), 1324 - 1326 Gardiner, L.M. 2005. Vanda tricolor Lindl, conservation in Java, Indonesia : Genetic and geographic structure and history. A paper in 3rd International Orchid Conservation Congress 2005. George, E.F. and Sherrington, P.D. 1984. Plant propagation by tissue culture. Hand book and directory of commercial laboratories. Exegetics Ltd, England.

138


ISBN 978-602-95471-0-8 Indrianti, A. 2003. Kultur Jaringan Tumbuhan (Bahan Ajar). Fakultas Biologi Universitas Gadjahmada, Yogyakarta. Islam, MO., Ichihasi, S., Matsui, S. 1998. Control of growth and development of protokorm like body derived from callus by carbon sources in Phalaenopsis. Plant Biotechnol 15:183-187 Monner, M. and Clippe, A. 1992. Effect of plant extracts on development of Capsella embryos in ovules cultured in vitro. Biologia Plantarum 34(1-2):31-38 Neumann, K-H., Kumar, A., Imani, J. 2009. Plant Cell and Tissue Culture- A Tool in Biotechnology, Basics and Application. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 333p. Rosati, C., Aquilani, R., Dharmapuri, S., Pallara, P., Marusic, C., Tavazza, R., Bouvier, F., Camara, B., and Giuliano, G. 2000. Metabolic engineering of betacarotene and lycopene content in tomato fruit. The Plant Journal 24 (3): 413419 Semiarti, E., Ari Indrianto, A. Purwantoro, S. Isminingsih, N. Suseno, T. Ishikawa, Y. Yoshioka, Y. Machida, and C. Machida. 2007. Agrobacterium-mediated transformation of the wild orchid species Phalaenopsis amabilis. Plant Biotechnol. 24: 265-272 Lampiran 1.

Hasil analisis kandungan buah tomat yang digunakan dalam penelitian (per 100 g ekstrak tomat kultivar Arthaloka) *

Macam Analisis

Hasil analisis

Kadar air (%) 95.35 Kadar abu (%) 0.31 Lemak (%) 0.47 Protein (%) 1.78 Serat kasar (%) 1.05 Protein telarut (%) 1.46 Gula reduksi (%) 3.39 Gula total (%) 3.70 pH 4.34 Vitamin C (mg/100g) 42.52 Antioksidan (DPPH) 23.75 Karoten total (mg/100g) 1837.20 P2O5 (mg/100g) 132.02 Mg (ppm) 80.57 Mn (ppm) 0.31 Na (ppm) 90.22 K (ppm) 1570.24 * Dikerjakan oleh Laboratorium Uji Teknologi Pangan dan Hasil Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Gadjahmada (2008)


139

ISBN 978-602-95471-0-8 PRODUKSI MALTODEKSTRIN BERBASIS PATI SECARA ENZIMATIK DAN UJI REAKSI TRANSGLIKOSILASI Rita Dwi Rahayu, Joko Sulistyo & Achmad Dinoto Bidang Mikrobiologi , Puslit Biologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Jl. Raya Jakarta-Bogor Km 46, Cibinong Science Centre. 16911 ABSTRACT We have succesfully produced maltodextrin enzimatically by employing α-amylase of Bacillus licheniformis on various kinds of tuber’s starch. Another results on thin layer chromatography analysis showed that maltodextrin from cassava starch was suitable as substrate for making isomaltooligosaccharides by employing glucoamylase of Aspergillus oryzae that was furthermore used for the substrate for enzymatic transglycosylation reaction. The synthesized isomaltooligosaccharide was then incubated with acceptors (pyrocathecol and resorcinol) for 24 hours. Pyrocathecol was able to be a good acceptor for synthesis of pyrocathecol-glycoside by the reaction and Rf value that closed to a standard of arbutin (0.75) while the value Rf of for pyrocathecol-glycoside was 0.66. The pyrocathecol was able to be a good acceptor for synthesis of pyrocathecolglycoside as the transfer product with its Rf value closed to value Rf of arbutin as the standard (0.72) and Rf value of resorcinol-glycoside was 0.66. The result of the analysis using HPLC showed that the transfer product by using acceptor of resorcinol by yielded the highest concentration of transfer product (20.10 ppm) followed pyrocathecol as its acceptor (52.56 ppm) when they were incubated for 48 hours. Key words : tubers, maltodextrin, Aspergillus oryzae, Bacillus licheniformis, transglycosilation reaction.

PENDAHULUAN Penggunaan maltodekstrin bagi industri pangan dan farmasi semakin meningkat karena maltodekstrin berfungsi sebagai pengental, emulsifier dan pengganti gula pada susu bubuk, karena maltodekstrin sangat baik bagi tubuh untuk memperlancar saluran pencernaan dengan membantu berkembangnya bakteri probiotik (Shofiyanto, 2008). Maltodekstrin dapat dibuat menggunakan pati dari jenis umbi-umbian sebagai bahan baku melalui proses hidrolisis oleh asam atau dengan hidrolisis secara enzimatik. Produksi maltodekstrin secara enzimatik lebih mudah, murah, cepat dan ramah lingkungan dibandingkan hidrolisis dengan asam (Atmana dkk, 1992). Maltodekstrin merupakan salah satu produk turunan pati yang dapat dihasilkan melalui proses hidrolisis oleh enzim α-amilase (Blazek-Welsh, 2001). Maltodekstrin dapat diuraikan menjadi komponen yang lebih sederhana sehingga dihasilkan isomaltooligosakarida dan dapat digunakan sebagai substrat yang efektif untuk menghasilkan produk transglikosilasi secara enzimatik dengan menggunakan akseptor polifenol yang sesuai (Handayani dan Sulistyo, 2008) Reaksi transglikosilasi adalah reaksi pemindahan unit gula ke akseptor yang memiliki gugus –OH (Kometami et al, 1996), menggunakan enzim siklodekstrin glukanotransferase (CGTase) pada senyawa polifenol sebagai akseptor (Sulistyo et al, 1998), mengingat bahwa beberapa senyawa polifenol memiliki peranan sebagai antibakteri dan antioksidan (Funayama et al, 1995).

140


ISBN 978-602-95471-0-8 Namun penggunaan senyawa polifenol masih sangat terbatas, sehingga belum dapat dimanfaatkan secara optimal, mengingat senyawa polifenol tidak stabil terhadap pengaruh cahaya, oksidasi dan perubahan kimia, sehingga apabila teroksidasi strukturnya akan berubah dan fungsinya sebagai bahan aktif akan menurun bahkan hilang dengan sifat kelarutannya yang rendah (Kitao et al, 1993). Untuk meningkatkan kestabilan dan kelarutan dapat dilakukan dengan cara mengubah senyawa polifenol menjadi bentuk glikosida melalui reaksi transglikosilasi dengan bantuan enzim CGTase (Kometami et al, 1996). Penelitian ini bertujuan untuk mensintesis maltodekstrin dan isomaltooligo sakharida dari berbagai jenis pati, masing-masing menggunakan enzim amilase dan glukoamilase dari biakan Bacillus licheniformis dan Aspergillus oryzae guna menghasilkan substrat yang efektif untuk reaksi transglikosilasi enzimatik. BAHAN DAN METODE PENELITIAN Percobaan dilakukan dalam 4 tahap, yaitu tahapan produksi enzim amilase secara fermentasi menggunakan isolat B. Licheniformis dan enzim glukoamilase menggunakan isolat A. Oryzae, tahapan pembuatan dan analisa kualitatif maltodekstrin, tahapan produksi isomalotooligosakarida serta tahapan pengujian aktivitas reaksi transfer. Produksi enzim amilase dan enzim glukoamilase Produksi enzim amilase dan enzim glukoamilase menggunakan media standar (3 gram (NH4)2SO4, 0,5 gram MgSO4, 0,1 gram CaCl2, 0,01 gram MnSO4, 0,1 gram FeSO4, 3 gram malt ekstrak, 0,5 gram peptone, 10 gram glukosa. Pembuatan enzim amilase menggunakan isolat B. licheniformis dengan substrat pati belitung ternate. Enzim glukoamilase menggunakan isolat A. oryzae pada substrat isomaltooligosakarida. pH disesuaikan dengan pH tumbuhnya mikroba (pH A. oryzae = 5,5 dan B. licheniformis = 6,9). Media disterilisasi dengan autoclaf suhu 121oC, selama 20 menit. Biakan yang telah tumbuh disuspensikan dengan 5 ml air suling steril, suspensi biakan diinokulasi pada media produksi enzim. Inkubasi dilakukan dengan digoyang pada incubator shaker suhu 45oC untuk Bacillus licheniformis dan 40oC untuk Aspergillus oryzae dengan kecepatan 145 rpm selama 4 hari kemudian disentrifus pada suhu 4oC, 6000 rpm selama 30 menit, untuk menghasilkan enzim kasar. Aktivitas amilase dan glukoamilase ditentukan dengan pengukuran gula pereduksi menggunakan metode DNS. Pengukuran Aktivitas Enzim Sebanyak 1 ml pati 1% (b/v) dan 1 ml enzim yang telah diencerkan dimasukkan ke tabung reaksi, diinkubasi suhu 37oC selama 120 menit, ditambah 1 ml DNS, dipanaskan pada suhu 100oC selama 7 menit, didinginkan dan diukur absorbansinya dengan spektrofotometer pada 540 nm. Aktivitas enzim dinyatakan dalam satuan U (unit) dengan cara mengkonversikan absorbansi gula pereduksi yang terbentuk berdasarkan kurva standar glukosa. Gt x volume larutan x pengenceran Aktivitas enzim (U) = BM Glukosa x volume enzim x waktu inkubasi (menit) Keterangan : (Gt), konsentrasi gula pereduksi (mg/l); (P), pengenceran; (Volume larutan), volume total larutan dalam tabung reaksi 3 ml; (BM Glukosa), bobot molekul


141

ISBN 978-602-95471-0-8 glukosa 180 mg/ml; (Volume enzim), volume ekstrak enzim yang digunakan 1ml; (Waktu inkubasi), dalam satuan menit yaitu 120 menit. Pembuatan dan Analisa Kualitatif Maltodekstrin Produksi Maltodekstrin menggunakan beberapa macam pati umbi yaitu :belitung Ternate (Xanthosoma violaceum Schott.), ganyong Jawa Timur (Canna edulis Ker.), huwi jawa timur (Dioscorea bulbifera L.), singkong Bogor (Manihot esculenta Crantz.), ubi jalar Ternate(Ipomoea batatas Ker.) dan gembili Jawa Timur (Dioscorea aculeata L.). Sebanyak 10% (b/b) pati disuspensikan dalam air bebas ion mengandung 200 ppm CaCl2. Campuran ditambahkan enzim α-amilase sebanyak 25% (b/b) sambil diaduk, diinkubasikan dalam waterbath shaker selama 65 menit dihitung setelah suhu mencapai 85oC (Griffin & Brooks, 1989) kecepatan 600 rpm, selanjutnya campuran didinginkan dalam air dingin. Sampel dianalisa dengan KLT yang dikembangkan dengan larutan eluen A. Plat KLT dikeringkan pada suhu 121oC selama 1 jam, lalu disemprot dengan larutan penimbul warna dan dibakar pada suhu 150oC selama 5-10 menit. Produksi Isomaltooligosakarida Maltodekstrin yang telah dibuat dari substrat singkong dan ganyong menggunakan enzim amilase (enzim dari B. Licheniformis) direaksikan dengan enzim glukoamilase (enzim dari A. oryzae) sebanyak 5% b/v lalu diinkubasi selama 3, 6 dan 24 jam pada suhu 40oC pada waterbath, diharapkan dapat terbentuk isomaltooligosakarida dan selanjutnya dilakukan analisis KLT. Uji Aktivitas Reaksi Transfer Campuran reaksi terdiri dari substrat isomaltooligosakarida 0,1 g, akseptor polifenol (pirokatekol dan resorsinol) 0,1 g, enzim amilase 0,5 ml, buffer asetat (pH 5) 0,8 ml, diinkubasi pada suhu 40oC selama 3, 6, 24 dan 48 jam dan setelah diinkubasi 6 jam ditambahkan enzim glukoamilase 0,5 ml, kemudian dianalisis dengan KLT dalam larutan pengembang 1-propanol 85% (v/v). Plat KLT dikeringkan pada suhu 120oC selama 1 jam kemudian disemprot dengan larutan pembangkit H2SO4 dalam metanol (20:80). Plat KLT dipanaskan dalam oven pada 150oC selama 5-10 menit. Standar yang digunakan adalah arbutin, α-metil glikosida, glukosa dan maltosa masing-masing 1% (b/v). HASIL DAN PEMBAHASAN Produksi enzim amilase dan enzim glukoamilase Hasil percobaan menunjukkan bahwa produksi enzim amilase dari biakan B. licheniformis dengan substrat pati belitung menghasilkan enzim amilase (2,4877 U). Enzim glukoamilase dari biakan A. oryzae dengan substrat isomalto oligosakarida menghasilkan aktivitas sebesar 3,797 U. Pembuatan dan Analisis Kualitatif Maltodekstrin Hasil sintesis maltodekstrin dapat dilihat pada gambar 1. Hasil positif terbentuknya maltodekstrin ditandai dengan larutnya keseluruhan pati dan menghasilkan cairan yang kental yang kemudian diuji secara kualitatif dengan menggunakan kromatografi lapis tipis. Keterangan:

142

1. Pati singkong (Manihot esculenta Crantz.) 2. Pati gembili (Dioscorea aculeata L.) 3. Pati huwi buah (Dioscirea bulbifera .L) 4. Pati ganyong (Canna edulis Ker.) 5. Pati ubi jalarProsiding (IpomoeaBioteknologi batatas L.) 6. Soluble starch

ISBN 978-602-95471-0-8

1

2

3

4

5

6

Gambar 1. Produksi maltodekstrin menggunakan enam jenis substrat pati.

Hasil tersebut menunjukkan bahwa maltodekstrin yang disintesis dari substrat pati singkong, gembili, huwi buah, ganyong, ubi jalar dan soluble starch menghasilkan profil maltodekstrin yang berbeda-beda satu dengan yang lainnya. Penggunaan substrat soluble starch menghasilkan maltodekstrin yang ditandai dengan terbentuknya cairan yang kental dan jernih. Substrat singkong relatif lebih jernih dan kental dibanding substrat lainnya yang padat dan agak keruh, karena pada pati selain ada amilosa dan amilopektin, juga terkandung protein, lipid, fosfor dan abu. Keterangan: 1. Maltodekstrin komersil 2. Maltosa 3. Glukosa 4. Pati singkong 5. Pati gembili 6. Pati huwi buah 7. Pati ganyong 8. Pati ubi jalar 9. Soluble starch

1

2

3

4

5 6 7

8 9

Gambar 2. Hasil analisis maltodekstrin menggunakan KLT Gambar 2 menunjukkan kromatogram KLT dari maltodektsrin yang dihasilkan oleh biakan B. licheniformis menggunakan substrat dari pati singkong, gembili, huwi buah, ganyong, ubi jalar dan soluble starch. Standar yang digunakan adalah maltodekstrin komersil, maltosa dan glukosa. Identifikasi maltodekstrin pada kromatografi lapis tipis ditunjukkan dengan adanya noda yang memiliki nilai Rf yang mendekati nilai Rf standar maltodekstrin komersil yaitu 0,36, 0,31, 0,25, 0,21, 0,16,. Standar yang digunakan dalam identifikasi maltodekstrin adalah maltodekstrin komersil. Hasil tersebut juga menunjukkan bahwa produk maltodekstrin yang dihasilkan dari enam jenis pati menunjukkan Rf yang berbeda-beda. Noda yang dihasilkan menggunakan substrat pati huwi buah dan pati ganyong lebih jelas pemisahannya dibandingkan noda yang dihasilkan menggunakan substrat dari pati singkong, gembili, ubi jalar dan soluble starch. Hal ini mengindikasikan bahwa maltodekstrin yang dihasilkan menggunakan substrat pati huwi buah dan pati ganyong lebih sesuai untuk


143

ISBN 978-602-95471-0-8 digunakan sebagai substrat untuk enzim dari biakan B. licheniformis dibandingkan maltodekstrin yang dihasilkan dari substrat pati singkong, gembili, ubi jalar dan soluble starch. Pembuatan dan Analisa Kualitatif Isomaltooligosakarida Hasil percobaan menunjukkan bahwa maltodekstrin substrat pati huwi dan ganyong secara fisik sulit untuk digunakan sebagai substrat pembuatan isomaltooligosakarida. Hal tersebut ditunjukkan dengan bentuk cairan yang lebih padat dibandingkan dengan substrat maltodekstrin yang dihasilkan dari pati singkong, sehingga untuk tahap penelitian selanjutnya dipakai substrat maltodekstrin dari pati singkong untuk mensintesis isomaltooligosakarida, tetapi juga dicoba menggunakan maltodekstrin dari substrat ganyong. Hasil tersebut diatas menunjukkan bahwa Isomaltooligosakarida dari maltodekstrin singkong secara fisik lebih encer dan jernih dubanding ganyong, untuk itu dalam percobaan reaksi transfer selanjutnya menggunakan isomaltooligosakarida dari maltodekstrin singkong. Substrat berupa maltodekstrin hasil sintesis direaksikan dengan enzim glukoamilase dan diinkubasi pada suhu 40oC selama 3, 6 dan 24 jam. Pengujian dilakukan untuk mengetahui waktu optimum yang diperlukan enzim glukoamilase untuk merubah substrat maltodekstrin menjadi isomaltooligosakarida. Hasil pengujian menunjukkan bahwa maltodekstrin yang diinkubasi selama 24 jam dapat membentuk isomaltooligosakarida secara optimal, hal ini terlihat dari perubahan bentuk substrat maltodekstrin menjadi lebih encer dan ditandai dengan adanya noda yang lebih terpisah dibandingkan hasil inkubasi selama 3 dan 6 jam. Substrat isomaltooligosakarida hasil sintesis enzimatik selanjutnya digunakan sebagai substrat untuk reaksi transglikosilasi dan produk isomaltooligosakarida yang dihasilkan diuji secara kualitatif menggunakan kromatografi lapis tipis (Gambar 3). Gambar 3 menunjukkan bahwa hasil kromatografi lapis tipis produk isomaltooligosakarida yang dihasilkan oleh biakan Aspergillus oryzae dengan menggunakan substrat maltodekstrin yang berasal dari pati singkong. Standar yang digunakan adalah isomaltooligosakarida komersil, maltosa dan glukosa. Identifikasi isomaltooligosakarida pada kromatografi lapis tipis ditunjukkan dengan adanya noda yang memiliki nilai Rf yang mendekati nilai Rf standar isomaltooligosakarida komersil yaitu 0,39, 0,28, 0,22, 0,19, 0,14. Keterangan: 1. Isomaltooligosakarida komersil 2. Maltosa 3. Glukosa 4. Maltodekstrin hasil inkubasi 3 jam 5. Maltodekstrin hasil inkubasi 6 jam 6. Maltodekstrin hasil inkubasi 24 jam

1 144

2

3

4

5

6 Prosiding Bioteknologi

ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 3. Hasil analisis isomaltooligosakarida menggunakan KLT Uji Reaksi Transglikosilasi Gambar 4 dan gambar 5 menunjukkan hasil analisis KLT produk reaksi transglikosilasi menggunakan enzim amilase dan substrat isomaltooligosakarida menggunakan akseptor pirokatekol dan resorsinol. Hasil analisis menunjukkan bahwa enzim amilase dengan substrat isomaltooligosakarida yang diinkubasi pada 0 jam, 3 jam dan 6 jam belum menunjukkan terbentuknya produk transfer namun setelah dilakukan penambahan enzim glukoamilase, terlihat adanya produk transfer setelah diinkubasi selama 24 jam dan 48 jam.

Hasil reaksi transglikosilasi menunjukkan bahwa nilai Rf dari produk transfer pada akseptor pirokatekol (gambar 4) dan resorsinol (gambar 5) menghasilkan produk transfer pada Rf 0,71 (5 dan 6) dengan nilai Rf mendekati nilai Rf standar arbutin (1) yaitu 0,76. Arbutin adalah bentuk produk transfer berupa senyawa polifenol glikosida yang telah dipasarkan secara komersil.

Produk transfer

Arbutin α-metil glikosida Glukosa Maltosa

1 Gambar 4.

2

3

4

5

6

7

1

Hasil analisis KLT reaksi transglikosilasi dengan substrat isomalto oligosakarida dan akseptor pirokatekol


145

ISBN 978-602-95471-0-8

Arbutin Produk transfer α-metil glikosida Glukosa Maltosa

1 Gambar 5.

2

3

4

5

6

7

1

Hasil analisis KLT reaksi transglikosilasi dengan substrat isomaltooligosakarida dan akseptor resorsinol.

Keterangan: (1), Standar (Arbutin, metil-glikosida, maltosa, glukosa); (2), hasil inkubasi 0 jam; (3), Inkubasi 3 jam; (4), Inkubasi 6 jam; (5), Inkubasi 24 jam dan (6), setelah penambahan enzim glukoamilase; (7), Inkubasi 48 jam Hasil Analisis Kuantitatif Menggunakan HPLC Berdasarkan hasil analisis kuantitatif dengan menggunakan HPLC menunjukkan bahwa produk transfer yang disintesis menggunakan akseptor resorsinol setelah diinkubasi selama 24 jam konsentrasinya 23,22 ppm dan diinkubasi 48 jam konsentrasinya 206,10 ppm. Hal ini menunjukkan bahwa hasil lebih tinggi dibandingkan produk transfer menggunakan akseptor pirokatekol meskipun campuran reaksi yang diinkubasikan selama 48 jam dengan konsentrasi 52,56 ppm, sebagaimana ditunjukkan pada tabel 1 KESIMPULAN Maltodekstrin dapat dihasilkan secara enzimatik menggunakan enzim amilase (B.licheniformis) dari substrat pati singkong, pati huwi buah dan pati ganyong, sehingga isomaltooligosakarida dapat dihasilkan dari maltodekstrin sebagai substrat intermedier. Hasil sintesis enzimatik substrat isomaltooligosakarida dengan akseptor polifenol dapat menghasilkan produk transfer Rf (0,71) mendekati standar arbutin yaitu Rf 0,76. Hasil analisis HPLC menunjukkan bahwa produk reaksi transfer dapat disintesis dari substrat isomaltooligosakarida dengan akseptor resorsinol maupun pirokatekol sebesar 23,22 ppm hingga 206,10 ppm setelah inkubasi berlangsung selama 24 jam hingga 48 jam. DAFTAR PUSTAKA Ardiansyah. 2008. Pangan Fungsional. http: // ardiansyah.multiply. com/ journal/ item/ 22. html, 20 Nopember 2008, pukul 14.00 WIB Atmana, E. Widjayanti & Sumaryanto. 1992. Produksi Enzim Amiloglukosidase menggunakan Endomycopsis sp. dengan Alginat sehingga Matriks Imobilisasi.

146


ISBN 978-602-95471-0-8 Dalam: Soetisna, U.B. Tappa dan E. Sukara (eds.). Bioteknologi untuk Menunjang Pembangunan Nasional. Pusat Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Bogor. Funayama, M., Arakawa, H., Yamamoto, R., Nishino, T., Shin, T., & Murao, S. 1993. A new microorganism producing a glucosyl transfer enzyme to polyphenols. J Bioschi Biotect Biochem 58 : 817-821. Griffin, V.K & J.R. Brooks.1989. Production and Size Distribution of RiceMaltodekstrin Hydrolized from Milled Rice Flour Using Heat Stable Alpha Amilase. Journal of Food Science. Handayani, R & J. Sulistyo. 2008. Sintesis Senyawa Flavonoid-α-Glikosida secara Reaksi Transglikosilasi Enzimatik dan Aktivitasnya sebagai Antioksidan . J. Biodiversitas. 9 (1) Hal. 1-4. Kitao, S., Ariga, T., Sekine, H., & Takano, M. 1993. α-D-glucosyl transfer to phenolic compounds by sucrose phosphorylase from Leuconostoc mesentereides and production of α-arbutin. J Biosch Biotech Biochem 58: 38-42. Kometami, T., Y. Terada, T. Nishimura, T. Nakae. H. Takii & S. Okada. 1996. Acceptor Specificity of Cyclodextrin Glucanotransferase from Alkalophilic Bacillus Species and Synthesis of Glycoscosyl Rhamnose., Biosci., Biotech Biochem.60 (7), 1176-1178 Shofiyanto, M.E. 2008. Maltodekstrin Produk Berpotensi di Indonesia. http://elovan.blogspot.com/2008/01/maltodekstrin-produkberpotensi.html.16 Agustus 2008 Pukul 08.50 WIB. Sulistyo, J., Y.S, Soeka and A.K.Karim. 1998. Sintesis Polifenol α-glukosida oleh CGT ase secara reaksi Transglikosilasi., Biol. Indo. 2 (3), 150-161.


147

ISBN 978-602-95471-0-8 PEWARISAN GEN opaque 2 (o-2) PADA PERSILANGAN JAGUNG LOKAL MADURA (Zea mays L. cv. Guluk-guluk) DENGAN JAGUNG UNGGUL (Z. mays L. cv. Srikandi kuning) Rofiah1 dan Budi Setiadi Daryono2 1. Staf Pengajar MTs Negeri Srono, Banyuwangi 2. Staf Pengajar Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta (e-mail: [email protected])

ABSTRAK Jagung merupakan salah satu makanan pokok kedua setelah padi. Produksi jagung di Indonesia terus meningkat, namun belum mencukupi kebutuhan serta umumnya mempunyai kandungan asam amino lisin dan triptofan rendah. Pada jagung, gen opaque 2 (o-2) merupakan gen resesif yang berfungsi untuk meregulasi sejumlah enzim pada glikolisis dan siklus asam trikarboksilat dan mereduksi ekspresi sekelompok gen zein serta mempengaruhi gen ask1 dan gen ask2 sebagai gen pengkode sintesis asam amino lisin dan treonin, sehingga gen ini mampu meningkatkan sintesis asam amino terutama lisin dan triptofan pada jagung. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pewarisan gen o-2 pada persilangan jagung lokal Madura kultivar Guluk-guluk dengan jagung kultivar Srikandi kuning. Penelitian ini diawali dengan persilangan antara jagung Gulukguluk dengan jagung Srikandi kuning untuk mendapatkan benih F1, F2 dan back cross. Selanjutnya dilakukan uji protein total pada biji jagung induk Guluk-guluk, Srikandi kuning, F1, F2 dan back cross menggunakan metode Kjeldahl. Hasil uji protein pada F2 dan back cross dianalisis menggunakan chi-kuadrat untuk mengetahui pola pewarisan gen o-2. Untuk mengetahui keberadaan gen o-2 pada jagung, dilakukan isolasi DNA dan amplifikasi gen o-2 menggunakan Polymerase Chain Reaction (PCR). Berdasarkan hasil uji chi-kuadrat kadar protein total dan gen o-2 pada jagung diketahui bahwa pola pewarisan gen o-2 pada F2 dan back cross mengikuti hukum Mendel dan dikontrol oleh gen resesif tunggal. Kata kunci: Pewarisan, o-2, Guluk-guluk, Srikandi kuning

PENGANTAR Jagung (Zea mays L) adalah salah satu tanaman serealia penting yang tumbuh hampir di seluruh dunia dan digunakan sebagai bahan makanan baik untuk manusia maupun hewan (Prasanna et al., 2001). Jagung dibutuhkan masyarakat Indonesia dalam jumlah besar dan terus meningkat, namun tidak diikuti oleh peningkatan produksi, sehingga terjadi kekurangan sekitar 1,3 juta ton setiap tahun dan harus dipenuhi melalui import. Untuk menutupi ketersediaan jagung perlu diupayakan melalui peningkatan produksi. Perakitan varietas unggul baru, berdaya hasil dan berkualitas tinggi merupakan salah satu upaya untuk mendorong peningkatan produksi (Azrai, 2004). Jagung berkualitas tinggi telah ditemukan pada jagung Quality Protein Maize (QPM). Jagung QPM dapat menjadi solusi pemecahan masalah kekurangan gizi karena kandungan lisin dan triptofannya dua kali lebih tinggi daripada jagung biasa, masingmasing 0,11% dan 0,48% serta kandungan protein totalnya juga lebih tinggi yaitu 1113,5% ( Babu et al., 2002; Cordova, 2001). Jagung Srikandi kuning merupakan salah satu jagung QPM selain Srikandi putih yang telah dilepas oleh Departemen Pertanian pada tahun 2004. Hasil produksi Srikandi kuning cukup tinggi yaitu 6,37ton/ha. Kadar protein biji Srikandi kuning 10,38% dengan kandungan lisin dan triptofan 0,47% dan 0,093% (Azrai, 2004). Gen opaque 2 (gen o-2) merupakan gen penyandi protein o-2 sebagai aktifator transkripsi yang meregulasi dan mereduksi sekelompok gen zein sehingga

148


ISBN 978-602-95471-0-8 menyebabkan tingginya kadar asam amino non zein protein, mempengaruhi gen ask1 dan ask2 sebagai gen pengkode sintesis lisin, serta meregulasi enzim sitosolik piruvat fosfat dikinase yang merupakan regulator terbesar pada jalur glikolisis sehingga menyebabkan naiknya kadar asam amino seperti triptofan (Wang and Larkins, 2001). Gen o-2 telah dilaporkan bersifat resesif (McClean, 1998; Yasin dkk., 2005; Danson et al., 2006). Produksi jagung Jawa Timur memberi kontribusi 40% terhadap total produksi nasional dengan areal tanam sekitar 1,3 juta hektar (Soerjandono, 2006). Madura merupakan salah satu kabupaten di Jawa Timur yang memiliki lahan terluas yaitu 400.000 ha. Dari luasan tersebut, 151.879 ha berada di Kabupaten Sumenep, sehingga Sumenep merupakan pusat penghasil jagung di Madura (Roesmarkam, 2006). Gulukguluk merupakan salah satu varietas jagung lokal Madura selain Manding dan Talango yang dikembangkan di Kabupaten Sumenep. Jagung Guluk-guluk berumur genjah (sekitar 75 hari) serta memiliki warna biji dan rasa yang disukai masyarakat setempat (Soerjandono, 2006). Guluk-guluk mempunyai hasil produksi tertinggi dibanding Manding dan Talango yaitu rata-rata 4,01 ton/ha (Roesmarkam dkk., 2006), tetapi mempunyai kandungan protein terendah yaitu 8,94% (Suhardjo dan Lestari, 2006). Teknologi pemuliaan tanaman secara konvensional (hibridisasi) telah terbukti berhasil meningkatkan produksi tanaman dan mampu memenuhi pangan penduduk dunia saat ini, tetapi pemuliaan konvensional memiliki keterbatasan terutama lamanya waktu yang diperlukan untuk mengintrogresikan gen yang diinginkan (Azrai, 2005). Hibridisasi merupakan proses perkawinan atau persilangan antara dua varietas yang berbeda (Campbell dkk., 2002). Yasin dkk., (2005) telah melakukan penelitian tentang uji kesesuaian hukum Mendel dalam memilih benih jagung opaque dan hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa dari 18 tongkol yang diamati, dua diantaranya mengikuti segregasi hukum Mendel pada F2nya dengan rasio fenotip 3:1 untuk dominan dan resesif. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pewarisan gen opaque 2 (o-2) pada persilangan jagung lokal Madura (Zea mays L. cv. Guluk-guluk) dengan jagung unggul (Z. mays L. cv. Srikandi kuning). CARA KERJA Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah : biji jagung kultivar Gulukguluk dan Srikandi kuning, biji jagung F1, F2 dan back cross. Bahan kimia untuk uji protein total antara lain; Na2SO4, H2SO4, CuSO4, Se, aquadest, NaOH 45 %, NaOH (0,1N), HCl (0,1N), dan indikator MR 1%. Bahan untuk isolasi DNA yaitu buffer CTAB, PCIA (phenol: kloroform: isoamil alkohol), isopropanol, buffer pencuci, dan TE (trisEDTA). Sedangkan untuk amplifikasi DNA sekuen gen o-2 antara lain; sterilized water, primer o-2 5’-catagacgttgctgctgctg-3’ (forward) dan 5’-cctcggtaggcatcttgaac-3’ (reverse), FastStart PCR Master (Roche), TBE 1X, EtBr, gel agarose 2%, DNA marker XIV (Roche), dan loading buffer 10X. Umur panen antara tanaman jagung Guluk-guluk dengan Srikandi kuning berbeda. Jagung Guluk-guluk berumur kurang lebih 75 hari, sedangkan jagung Srikandi kuning berumur kurang lebih 97 hari. Karena perbedaan ini maka penanaman keduanya dilakukan tidak bersamaan supaya diperoleh waktu pembungaan jantan dan betina secara bersamaan, sehingga bisa dilakukan persilangan secara resiprok. Persilangan dilakukan dengan cara menutup masing-masing bunga jantan dan betina yang akan disilangkan pada sore hari, kemudian besok paginya, serbuk sari yang jatuh pada kertas penutup ditaburkan pada bunga betina. Penentuan kandungan protein total jagung berdasarkan metode Kjeldahl (Sudarmadji dkk., 1997). Tahapan dalam metode ini meliputi destruksi, destilasi dan


149

ISBN 978-602-95471-0-8 titrasi. Benih jagung yang sudah di panen dan kering dihaluskan dengan cara diblender kemudian disaring. Setelah itu ditimbang 1g jagung yang telah dihaluskan kemudian dimasukkan ke dalam labu kjeldahl. Ke dalam labu juga ditambahkan Na2SO4, CuSO4 dan Se (dengan perbandingan 250:50:0,5) sebanyak 3 g dan 15 ml H2SO4 pekat kemudian dipanaskan pada pemanas listrik dalam lemari asam sampai cairan berwarna jernih. Setelah labu Kjeldahl dan cairannya dingin, ditambahkan 100 ml aquades dan 50 ml larutan NaOH 45 %. Selanjutnya labu Kjeldahl dipasang pada alat destilasi dan dipanaskan agar terbentuk destilat yang ditampung dalam Erlenmeyer yang berisi 50 ml HCl 0,1N dan sudah diberi 3 tetes indikator MR1%. Destilasi diakhiri setelah destilat mencapai 75 ml. Kelebihan HCl 0,1 N dalam destilat dititrasi dengan larutan NaOH 0,1N. Hasil titrasi yang diperoleh dibandingkan dengan hasil titrasi blanko, kemudian dihitung untuk penentuan kadar N total dan protein totalnya dengan rumus; (ml NaOH blanko- ml NaOH contoh) %N = g contoh x 1000 % Protein = % N x 6,25

x N NaOH x 100 x 14,008

Data hasil penelitian tentang uji protein, selanjutnya dianalisis dengan menggunakan uji X² (Chi Square) dengan rumus : X2 = Σ Σ d o e

(d) 2 , dimana ; e

= sigma (jumlah) = deviasi/penyimpangan yaitu selisih antara hasil yang diperoleh dan hasil ang diharapkan (o-e) = observed = hasil yang diharapkan

Sebelum dilakukan amplifikasi sekuen gen o-2, terlebih dahulu dilakukan isolasi DNA genom dengan menggunakan metode CTAB. Sebanyak 0,1g daun jagung dicuci. Kemudian daun yang sudah dibungkus plastik , mortar dan pestel dimasukkan dalam freezer selama 10-15 menit (karena nitrogen cair tidak ada). Selanjutnya daun digerus sampai halus dan dimasukkan dalam tube 1,5 µl. Kemudian ditambah 500 µl CTAB dan diinkubasi dalam waterbath pada suhu 60º C selama 15 menit. Setelah itu ditambah 500 µl phenol: kloroform: Isoamil alkohol (25: 24:1) dan diinversi. Kemudian disentrifugasi 8000 rpm selama 10 menit, supernatan diambil dan dipindah dalam tube baru lalu ditambah isopropanol/propanol dengan 2/3 dari volume supernatan yg didapat dan diinversi. Setelah itu diinkubasi pada suhu kamar selama 10 menit dan disentrifugasi 10.000 rpm selama 10 menit. Supernatan dibuang dan ditambah 1000 µl buffer pencuci, lalu disentrifugasi 10.000 rpm selama 10 menit. Setelah itu supernatan dibuang dan pelet DNA dikering anginkan, kemudian ditambah TE dan disimpan pada suhu 4º C dalam lemari es. DNA genom yang diperoleh selanjutnya di elektroforesis pada gel agarose 2% dan divisualisasi dengan EtBr dibawah UV untuk diuji kualitas DNAnya. Kemudian dilakukan amplifikasi sekuen gen o-2 pada mesin PCR dengan total volume reaksi sebanyak 50 µl, yang terdiri atas 7,5 µl SDW, 25 µl mix PCR Kit (terdiri atas dNTPs, anzim Taq Polimerase, MgCl), pasangan primer spesifik gen o-2 masingmasing sebanyak 5 µl, kemudian di mix dengan cara pipeting up and down perlahan-lahan ditambah 7,5 µl template DNA sebagai cetakan. Program PCR terdiri atas predenaturasi pada suhu 95º C selama 5 menit dilanjutkan dengan 30 siklus yang masing-masing terdiri atas denaturasi pada suhu 95 ºC selama 1 menit , annealing pada suhu 47 ºC selama 1 menit dan elongasi pada suhu 72 ºC selama 2 menit. Ekstensi pada suhu 72 ºC selama 10

150


ISBN 978-602-95471-0-8 menit, dan disimpan pada suhu 4 ºC. Hasil PCR dipisahkan dengan elektroforesis gel agarose 2% dan divisualisasi dengan EtBr dibawah UV. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil persilangan pada jagung diperoleh benih F1 12 tongkol, F2 10 tongkol dan back cross 4 tongkol. Biji yang diperoleh pada masing-masing generasi mulai dari parental sampai back cross, selanjutnya diuji untuk dilihat kadar protein totalnya. Tabel Hasil uji kadar protein total jagung (%) Protein Total (%) Ulangan 1 2 3 4 5 6 Parental Sk 7,31 7,99 7,99 7,25 7,25 8,50 Parental.Gl 3,18 3,12 8,68 8,00 7,87 2,44 F1♀ Sk 3,68 4,13 3,68 2,19 10,37 10,50 F1 ♀ Gl 4,37 4,30 4,37 4,30 8,69 9,37 F2 ♀Sk 9,10 9,18 9,37 10,50 10,50 10,43 F2 ♀Gl 9,06 9,12 9,30 10,00 10,12 10,00 Back Cross ♀Sk 11,50 11,56 11,30 10,8 10,69 10,87 Back cross ♀Gl 13,44 13,56 13,30 10,69 10,56 10,87 Keterangan: SK= Srikandi kuning, GL= Guluk-guluk Sampel

7 8,90 8,69 11,25 12,00 8,50 8,60 14,19 15,37

8 7,44 8,93 13,00 11,90 8,75 8,69 14,62 15,30

Rerata 7,83 ± 0,62 6,36 ± 2,88 7,30 ± 4,31 7,40 ± 3,47 9,54 ± 0,82 9,36 ± 0,61 13,30 ± 2,13 12,88 ± 1,97

Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar protein total parental jagung Srikandi kuning sebesar 7,83 %, kadar protein total tersebut lebih kecil dibanding dengan kadar protein total hasil penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Azrai (2004) yaitu sebesar 10,3%. Penurunan kadar protein tersebut kemungkinan disebabkan adanya pengaruh kenaikan kadar air pada pembungkus (plastik) selama proses pengiriman. Menurut Sudarmadji dkk., (1996), bahwa berdasarkan sifat kelarutannya, protein dibedakan dalam 4 kelompok besar, salah satunya adalah albumin yang bersifat larut dalam air. Berdasarkan hasil laporan tahunan Balitkabi Malang Jawa Timur (1995) tentang pengaruh jenis pengemas sebagai alat penyimpan tepung jagung dari beberapa varietas menyebutkan bahwa kadar air awal tepung dan jenis pengemas berpengaruh terhadap kadar air tepung selama penyimpanan. Kenaikan kadar air pengemas plastik PE dan kaleng relatif kecil tetapi mengakibatkan penurunan kandungan protein tepung sampai 2,6%. Pada F1 dihasilkan kadar protein yang rendah masing-masing 7,30% dan 7,40 % untuk F1 ♀ Srikandi kuning dan F1 ♀ Guluk-guluk. Hasil ini berarti sesuai dengan prinsip persilangan monohibrid hukum Mendel, karena gen o-2 bersifat resesif dan bukan pewarisan yang bersifat maternal. Menurut Suryo (1995) pewarisan sifat dikatakan maternal apabila induk betina memberi sumbangan lebih besar kepada keturunannya daripada induk jantan dan dikendalikan oleh gen diluar nukleus. Sedangkan pada gen o-2 sudah diketahui lokasi gennya yaitu terletak pada lengan pendek kromosom nomor 7 (Hartings et al., 1989; Danson et al, 2006). Sedangkan pada F2 terlihat adanya segregasi antara kadar protein tinggi dengan kadar protein rendah. Pada ulangan 1, 2, 3, 7 dan 8 didapatkan kadar protein rendah (di bawah 10%), sedang ulangan 4, 5 dan 6 didapatkan kadar protein tinggi, sehingga didapatkan perbandingan 5:3 untuk kadar protein rendah dan kadar protein tinggi. Berdasarkan persilangan monohibrid Mendel, pada F2 akan menghasilkan keturunan dengan perbandingan 3:1 (3 untuk dominan dan 1 untuk resesif). Hasil pada F2 selanjutnya dianalisis dengan uji chi kuadrat seperti pada tabel.


151

ISBN 978-602-95471-0-8

Tabel Hasil perhitungan chi kuadrat pada persilangan jagung Srikandi kuning dengan jagung Guluk-guluk. Sampel

Kadar Observed protein Rendah 5 F2 Tinggi 3 Jumlah 8 Back Rendah 0 cross Tinggi 8 Jumlah 8 Ket: ** = sangat berbeda nyata

Expected 8 (0,75) = 6 8 (0,25) = 2 8 8 0 8

(o-e)2 e (-1-0,5)2/6 = 0,375 (1-0,5)2/2 = 0,125 X2 = 0,375 + 0,125 = 0,5 (-8-0,5)2/8 = 9,03 (8-0,5)2/0 = 0 X2 = 9,03 + 0 = 9,03**

Nilai kemungkinan

0,30-0,50

0,001-0,01

Berdasarkan analisis tersebut menunjukkan bahwa nilai X2 hitung pada F2 lebih kecil dari nilai X2 tabel (yaitu 3,84) , maka penyimpangan yang terjadi antara hasil yang diamati dengan hasil yang diharapkan tidak berbeda nyata, sehingga pada F2 mengikuti hukum Mendel. Pada back cross menunjukkan hasil protein dengan kadar yang lebih tinggi dibanding parentalnya, masing-masing 13,30 % dan 12,88 %, padahal jika gen o-2 bersifat resesif maka seharusnya kadar protein pada back cross adalah rendah. Hasil analisis X2 hitung pada back cross lebih besar dari nilai X2 tabel pada taraf uji 5% yaitu 9,03 (lebih besar dari 3,84), sehingga hasil uji ini tidak sesuai dengan hukum Mendel. Hal ini kemungkinan disebabkan adanya pengaruh akumulasi ekspresi gen o-2 pada saat metabolisme asam-asam amino. Menurut Wang and Larkins (2001), gen o-2 meningkatkan asam amino melalui sejumlah tahap enzimatik seperti jalur glikolisis dan asam trikarboksilat. Sehingga, jika sintesis asam amino meningkat, maka kemungkinan protein juga meningkat, karena menurut Cunningham (1978) bahwa protein merupakan polimer yang terdiri atas asam amino-asam amino yang bergabung melalui ikatan peptida. Untuk memastikan bahwa gen o-2 diturunkan dari parental kepada keturunannya melalui persilangan, maka dilakukan isolasi DNA total pada daun jagung Srikandi kuning, Guluk-guluk, F1, F2 dan back cross, kemudian dilakukan amplifikasi DNA sekuen gen o-2. Berdasarkan hasil isolasi DNA total pada daun jagung Srikandi kuning, Guluk-guluk, F1, F2 dan back cross didapatkan pita-pita DNA yang masih mengandung smear (gambar tidak ditunjukkan). Adanya smear DNA kemungkinan disebabkan masih adanya bahan-bahan lain seperti RNA, protein dan lain-lain. Hal ini karena dalam penelitian ini tidak ditambahkan enzim RNAse dan proteinase untuk pemurnian DNA. Enzim RNAse digunakan untuk membebaskan DNA dari RNA sehingga DNA dapat diisolasi secara utuh, sedangkan enzim proteinase untuk mendegradasi protein (Sulandari dan Syamsul, 2003). Namun setelah dilakukan PCR, hasil amplifikasi pita DNA menunjukkan hasil yang baik dan sesuai dengan target yang diharapkan yaitu sekuen DNA dengan ukuran 500 bp . Berdasarkan hasil amplifikasi PCR dan visualisasi dengan EtBr dibawah sinar UV (Lampiran Gambar 1, 2 dan 3), memperlihatkan bahwa terdapat perbedaan tebal tipisnya pita DNA pada parental Srikandi kuning dengan Guluk-guluk. Pita DNA pada Srikandi kuning lebih tebal dan kuat dibanding pita DNA Guluk-guluk. Perbedaan ini kemungkinan disebabkan adanya adanya jumlah DNA yang terinterkalasi dengan EtBr pada jagung Srikandi kuning lebih banyak dibanding jumlah DNA pada Guluk-guluk. Pita DNA pada F1 (Lampiran Gambar 1) menunjukkan pita yang tipis seperti pada pita DNA Guluk-guluk. Hasil ini berarti sesuai dengan hukum Mendel, karena pada F1 bersifat heterozigot dominan sehingga ekspresi pita DNAnya seperti pada Guluk-guluk. Namun pada pita DNA nomor 5 menunjukkan pita DNA yang lebih tebal dibanding F1

152


ISBN 978-602-95471-0-8 yang lain, perbedaan pita DNA ini kemungkinan disebabkan adanya kesalahan peneliti pada waktu delute pelet DNA dengan TE, sehingga jumlah DNA F1 pada nomor 5 lebih banyak dibanding yang lain. Menurut Herison dkk., (2003), semakin tinggi tingkat konsentrasi DNA akan menghasilkan pita yang tebal, dan semakin rendah konsentrasi DNA akan menghasilkan pita yang semakin tipis. Pada F2 (Lampiran Gambar 2) terlihat bahwa pita DNA pada ♀ Srikandi kuning lebih tebal dan kuat dibanding pada pita DNA F2 ♀ Guluk-guluk. Hal ini kemungkinan gen o-2 dengan alel resesif terekspresi pada F2 ♀ Srikandi kuning, sedang pada F2 ♀ Guluk-guluk yang terekspresi adalah gen yang bersifat dominan. Sedang pada Back cross (Lampiran Gambar 3) terlihat bahwa pita DNAnya tipis seperti pada pita DNA guluk-guluk. Hal ini menunjukkan bahwa hasil keturunan pada back cross mengikuti hukum Mendel, sehingga pita DNA pada back cross tipis seperti Guluk-guluk, karena gen o-2 sebagai gen penyandi asam amino terutama lisin bersifat resesif. Namun pada pita DNA nomor 5 hasil back cross pita DNAnya tebal seperti pada pita DNA Srikandi kuning, hal ini kemungkinan disebabkan adanya kesalahan pada waktu pengenceran pelet DNA dengan larutan TE sehingga kemungkinan konsentrasi DNA pada nomor 5 lebih tinggi dibanding yang lain. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan analisis data uji protein total dan deteksi keberadaan sekuen gen o-2 menggunakan PCR dapat disimpulkan bahwa gen o-2 sebagai gen penyandi asam-asam amino terutama asam amino lisin dan triptofan pada jagung Srikandi kuning bersifat resesif dan pola pewarisan gen o-2 yang diwariskan kepada keturunannya mengikuti hukum Mendel. DAFTAR PUSTAKA Azrai, M. 2004. Penampilan Varietas Jagung Unggul Baru Bermutu Protein Tinggi di Jawa dan Bali. Buletin Plasma Nutfah. 10:49-50. _______. 2005. Pemanfaatan Markah Molekuler dalam Proses Seleksi Pemuliaan Tanaman. AgroBiogen. 1:1-19. Babu et al., 2002. Cordova. 2001. Dalam Azrai. 2004. Penampilan Varietas Jagung Unggul Baru Bernutu Protein Tinggi di Jawa dan Bali. Buletin Plasma Nutfah. 10:49-50. BALITKABI. 1995. Laporan Tahunan Balitkabi. Balai Penelitian Tanaman Kacangkacangan dan Umbi-umbian. Malang. Campbell, N.A. J. B. Reece. Dan L.G. Mitchell. 2002. Biologi. Erlangga. Jakarta. Cunningham, E. B. 1978. Biochemistry (Mechanisms of Metabolism). McGraw-Hill, Inc. USA. Danson, J. W. Mercy. M. Michael. K. Martin. L. Alex. K and Alpha. D. 2006. Marker Assited Introgression of Opaque 2 Gene into Herbicide Resistant Elite Maize Inbred Lines. African Journal of Biotechnology. 5: 2417-2422. Hartings, H. M. Maddolani. N. Lazzaroni. N. Di Fonzo. M. Motto. F. Salamini and R. Thompson. 1989. The o2 Gene Which Regulates Zein Deposition in Maize Endosperm Encodes a Protein with Structural Homologies to Transcriptional Activators. The EMBO Journal. 8: 2795-2801. Herison, C. Rustikawati dan Eliyanti. 2003. Penentuan Protokol yang Tepat untuk Menyiapkan DNA Genom Cabai (Capsicum sp). Jurnal Akta Agrosia. 6: 38-43. McClean, P. 1998. Plant Regulatory Genes can Function as Trans-Acting Factors. Nodak Education. Norstog, K and R. W. Long. 1976. Plant Biology. W. B. Sounders Company. USA.


153

ISBN 978-602-95471-0-8 Prasanna, B. M. S. K. Vasal. B. Kassahun and N. N. Singh. 2001. Quality Protein Maize. Current Science. 81: 1308-1319. Roesmarkam, S. F. Arifin. S.Z. Sa`adah. Abu. Robi`in. 2006. Usulan Pemutihan Varietas Lokal Jagung Madura Manding, Talango dan Guluk-guluk. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Jawa Timur. Soerjandono, N. B. 2006. Teknik Penanaman Jagung Setelah Tembakau di Kabupaten Sumenep Jawa Timur. Buletin Teknik Pertanian. 11: 56-58. Sudarmadji, S., B. Haryono dan Suhardi. 1996. Analisa Bahan Makanan dan Pertanian. Liberty. Yogyakarta. Sudarmadji, S. Bambang Haryono dan Suhardi. 1997. Prosedur Analisa untuk Bahan Makanan dan Pertanian. Liberty. Yogyakarta. Suhardjo dan I. E. Lestari. 2006. Pengkajian Pengaruh Beberapa Varietas Jagung Terhadap Mutu Tortila. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Jawa Timur. Sulandari, S dan M. syamsul A. Z. 2003. Panduan Praktis Laboratorium DNA. LIPI. Bogor. Suryo. 2005. genetika. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. ____ . 1995. Sitogenetika. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Taiz, L and E. Zeiger. 1998. Plant Physiology. Sinauer Associates, Inc., Publisher. Sunderland USA. Wang. X and B. A. Larkins. 2001. Genetic Analysis of Amino Acid Accumulation in opaque 2 Maize Endosperm. Plant Physiology. 125: 1766-1777. Yasin, M. Arifuddin dan Fasal. 2005. Uji Kesesuaian Hukum Mendel dalam Memilih Benih Jagung opaque. Informatika Pertanian. 14: 1-9.

LAMPIRAN Lampiran. Hasil amplifikasi PCR menggunakan primer spesifik gen o-2.

bp

M

1

2

3

4

5

6

2642 1000 500

500 bp

Gambar 1. Hasil amplifikasi PCR menggunakan primer spesifik gen o-2. 1=Induk Srikandi kuning, 2=induk Guluk-guluk, 3-4=F1 ♀ Sk, 56=F1 ♀Gl. M= 100 bp ladder (Roche). bp

154

M

1

2

3

4

5

6

7

8


ISBN 978-602-95471-0-8

2642 1000 500 500 bp Gambar 2. Hasil amplifikasi PCR menggunakan primer spesifik gen o-2. 1=Induk Srikandi kuning, 2=induk Guluk-guluk, 3-5=F2 ♀ Sk, 6-8=F2 ♀Gl. M= 100 bp ladder (Roche). bp M

1

2

3

4

5

6

2642 1000 500

500 bp

Gambar 3. Hasil amplifikasi PCR menggunakan primer spesifik gen o-2. 1= Induk Srikandi kuning, 2= induk Guluk-guluk, 3-4=back cross ♀ Sk, 5-6=back cross ♀Gl. M= 100 bp ladder (Roche).


155

ISBN 978-602-95471-0-8 PERANAN MORFOLOGI SEMAI DALAM MENGIDENTIFIKASI JENIS TUMBUHAN BERHABITUS POHON R.S. Purwantoro, Mudjahidin, Winda Utami Putri Pusat Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Bogor - LIPI ABSTRACT Plants inventory needs knowledge about plant identification specially specific information on plants morphology characteristic that can differentiate one plant from the other. This paper will give information about plant identification method through observation on plant seedlings. Plant identification can be done by observing and take notes of all plant specific information. Plant identification based on seedlings can be done by observing seedlings that grow naturally under its mother tree and from seedlings that grow from seeds germination. Based on observation, plants has different seedling characteristic, so identification on seedling can be use as an alternative method to identified plants. Keywords : Plants, Identification, seedling

PENDAHULUAN Keragaman jenis tumbuhan dengan berbagai macam manfaat merupakan bagian yang tak terpisahkan dalam kehidupan di muka bumi. Dilihat dari sisi ekologi dalam suatu ekosistem tumbuhan sebagai bagian mata rantai makanan yang statusnya sebagai produsen. Dari sisi lain seluruh vegetasi di dunia menghasilkan oksigen sebagai kunci kehidupan organisme tingkat tinggi baik manusia maupun hewan sampai dengan organisme tingkat rendah yang membutuhkan oksigen. Di samping itu, sejak zaman purbakala tumbuhan merupakan bagian kehidupan manusia yang menyediakan sandang, papan, pangan, dan lingkungan hidup yang nyaman hingga sekarang. Untuk dapat memanfaatkan keragaman tumbuhan berbagai tujuan tersebut di atas, tentu saja manusia sejak dulu memerlukan pengetahuan untuk dapat mengenal keragaman tumbuhan. Ketika manusia mulai memanfaatkan jenis-jenis tumbuhan untuk keperluan kehidupannya pada saat itu juga manusia mulai mengidentifikasi, memberi nama, dan mengelompok-kelompokkan tumbuhan. Pada saat menginventarisasi keragaman tumbuhan baik di habitat asli maupun yang telah ditempatkan di tempat tertentu diperlukan pengetahuan tentang ciri-ciri morfologi tumbuhan yang spesifik yang dapat membedakan jenis tumbuhan satu dengan jenis lainnya. Pengetahuan praktis tersebut sangat penting dalam memilah-milah tumbuhan berdasarkan jenisnya atau takson tingkat marga, bangsa dan seterusnya. Ciri-ciri morfologi tumbuhan kemudian dikembangkan sehingga menjadi bidang tersendiri yang disebut Ilmu Morfologi Tumbuhan. Ciri-ciri yang telah dikenal melalui Ilmu Morfologi Tumbuhan diperlukan untuk pengelompokan keragaman tumbuhan berdasarkan ciri takson tertentu yang diperdalam dalam Ilmu Taksonomi Tumbuhan. Tumbuhan memiliki karakteristik tertentu yang membedakannya dari tumbuhan lain. Karakteristik tersebut dapat dilihat dari beberapa bagian pada tumbuhan. Bagianbagian ini disebut sebagai kunci dalam pengenalan jenis tumbuhan. Dalam bagian-bagian tumbuhan terlihat sifat-sifat morfologi tumbuhan yang dapat membantu dalam pengenalan jenis, beberapa diantaranya adalah sifat-sifat perawakan, batang, tajuk, kulit batang, kayu, getah, daun, bunga, buah, biji, atau bagian tumbuhan lainnya yang mudah dilihat atau diraba. Sifat morfologi tumbuhan telah lama dijadikan dasar dalam pengenalan jenis tumbuhan, oleh karena itu amat penting untuk mengetahui sifat-sifat morfologi dari tumbuhan yang ingin diidentifikasi jenisnya. Beberapa kendala dalam 156


ISBN 978-602-95471-0-8 menggunakan sifat morfologi tumbuhan untuk mengidentifikasi suatu jenis tumbuhan adalah adanya kemungkinan tumbuhan sedang dalam kondisi tidak berbunga pada saat akan dilakukan identifikasi jenis, tidak semua jenis tumbuhan memiliki ciri khusus yang khas pada bagian batangnya, dan pohon yang diamati relatif tinggi sehingga sulit untuk melihat bagian-bagian yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi pohon tersebut. Di dalam kawasan hutan sulit sekali untuk mengidentifikasi suatu jenis tumbuhan terutama yang berhabitus pohon. Dalam kondisi seperti ini, tanaman muda (seedling) yang tumbuh berkelompok di bawah pohon induknya atau tersebar ke tempat lain karena terbawa arus air hujan dan hewan pemakan buah atau biji dapat digunakan sebagai panduan dalam mengidentifikasi jenis tumbuhan tersebut. Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memberikan informasi mengenai metode pengenalan tumbuhan berhabitus pohon melalui pengamatan pada morfologi semai. METODE PENGENALAN JENIS TUMBUHAN DENGAN MENGGUNAKAN SEMAI Untuk dapat mengenal jenis-jenis tumbuhan yang ada baik di habitat aslinya maupun di lingkungan buatan dikelompokkan ke dalam 2 kelompok besar yaitu pengenalan secara praktis berdasarkan ciri-ciri di lapangan dan pengenalan secara detail yang tersusun dalam bentuk deskripsi lengkap. Pengenalan secara praktis di lapangan bertujuan untuk dapat menentukan jenis tumbuhan berdasarkan pengamatan bagianbagian yang mudah dilihat ciri khasnya secara langsung. Untuk memiliki pengetahuan demikian membutuhkan pengalaman dalam dunia tumbuhan berbunga. Pengenalan secara praktis juga dapat membantu melengkapi pengidentifikasian secara menyeluruh. Pengenalan jenis tumbuhan secara detail dilakukan dengan mencatat seluruh ciri-ciri tumbuhan yang dilengkapi dengan material herbarium sehingga didapatkan bahan deskripsi secara keseluruhan dari setiap spesimen yang didapatkan dari lapangan. Pengenalan jenis tumbuhan yang dilakukan di lapangan akan dengan mudah dilakukan apabila bagian-bagian kunci dari tumbuhan dapat dilihat secara langsung. Pada kondisi tertentu hal tersebut mungkin saja tidak dapat dilakukan, terutama pada saat di hutan. Seringkali tumbuhan yang di temui di lapangan masih berada pada tahap semai. Hal ini dapat menghambat proses pengenalan jenis tanaman, karena pada tahap semai bagian-bagian tumbuhan belum berkembang secara keseluruhan, sehingga bagian-bagian kunci yang dapat membantu pengenalan jenis tumbuhan belum dapat dilihat. Metode pengenalan tumbuhan yang akan disampaikan pada makalah ini adalah metode pengenalan tumbuhan dengan menggunakan semai. Pengamatan dilakukan terhadap semai dari beberapa jenis tumbuhan yang merupakan hasil perbanyakan di pembibitan Sub Bidang Reintroduksi Tumbuhan Kebun Raya Bogor. Lima jenis semai diamati di pembibitan dan lima jenis lainnya diamati di bawah pohon induknya. Selain diamati, semai juga diambil gambarnya untuk membantu dalam pendeskripsian tumbuhan. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengenalan jenis tumbuhan dapat dilakukan dengan melihat kecambah atau bibit muda dari tumbuhan. Kecambah dan bibit muda ini sering dijumpai di permukaan tanah di sekitar pohon induknya. Tentunya hal tersebut bisa dijumpai setelah musim buah berlalu. Setiap jenis tumbuhan memiliki karakteristik yang berbeda pada biji maupun bentuk perkecambahannya. Pada tumbuhan yang daun lembaganya (cotyledon) bersifat persisten atau masih tetap bertahan dalam waktu tertentu pada masa perkecambahannya, jenis tumbuhan ini mudah dikenali. Hasil pengamatan yang telah dilakukan terhadap


157

ISBN 978-602-95471-0-8 beberapa jenis semai menunjukkan bahwa masing-masing jenis memiliki karakteristik yang berbeda. Beberapa semai yang berhasil diamati adalah : a. Semai yang diamati di pembibitan 1. Terminalia catappa Pada Terminalia catappa (Gambar 1), cotyledon terdiri dari 2-4 helai yang menggulung dan tersusun seperti bunga mawar berwarna kuning. Gambar 1. Kecambah Terminalia catappa 2. Dryobalanops beccarii Pada jenis ini, cotyledon mengeriting dan berwarna kemerahan. Ciri ini dapat membedakan jenis dalam satu marga. Pada D. lanceolata memiliki cotyledon sedikit bergelombang dan berwarna kehijauan.

Gambar 2. Kecambah Dryobalanops beccarii 3. Canarium decumanum Semai Canarium memiliki ciri khas tersendiri yang cukup menarik yaitu cotyledonnya yang muncul setelah biji membuka menyerupai laba-laba hijau.

Gambar 3. Kecambah Canarium decumanum 4. Shorea pinanga Semai jenis tanaman ini juga memiliki bentuk yang sangat unik. Kotiledon pada kecambah muncul ke permukaan tanah. Pada Gambar 4 (b) dapat dilihat kotoledon berwarna hijau, tebal dan berbentuk seperti jangkar. (a)

(b)

Gambar 4. Shorea pinanga; (a) buah; (b) semai

158


ISBN 978-602-95471-0-8 5. Nephelium lappaceum Semai Nephelium juga memiliki karakteristik yang khas. Pada awal pertumbuhannya tanaman ini berwarna merah kekuningan baik batang maupun daunnya. Kotiledon tidak muncul ke permukaan dan epikotil tumbuh memanjang. Daun majemuk berseling terdiri atas 3-11 anak daun, tepi daun rata.

(a) (b) Gambar 5. Nephelium lappaceum; (a) biji; (b) semai b. Semai yang diamati di bawah tanaman induk 1. Shorea sumatrana Jenis Shorea memiliki bentuk buah yang unik. Buah tanaman ini memiliki sayap. Buah yang matang berwarna kecoklatan. Pada Shorea sumatrana, jumlah sayap mencapai 2-4 helai. Semai yang ditemukan di bawah pohon induk menunjukkan karakteristik permukaan daun yang kasar, lancet, pertulangan daun tegas dan berseling. Daun berwarna hijau muda.

(a)

(b)

Gambar 6. Shorea sumatrana; (a) buah; (b) semai 2. Intsia bijuga Tumbuhan ini memiliki karakteristik biji berkulit keras, sehingga perkecambahannya membutuhkan waktu yang relatif panjang. Berdasarkan pengamatan pada semai yang tumbuh di bawah pohon induk, semai Intsia bijuga memiliki daun dengan permukaan


159

ISBN 978-602-95471-0-8 yang halus dan mengkilap, warna daun hijau tua. Bagian batang berwarna coklat tua dan relatif kokoh.

(a)

(b)

Gambar 7. Intsia bijuga; (a) biji; (b) semai 3. Antiaris toxicaria Tumbuhan ini merupakan tumbuhan unik karena adanya kandungan racun pada kulit batangnya. Percabangan ranting pada waktu muda bebulu coklat. Daun penumpu melanset mudah gugur. Tangkai daun berbulu tebal dan lembar daun jorong sampai membulat telur. Permukaan daun mengkilap, berwarna hijau muda hingga tua.

(a) (b) Gambar 8. Antiaris toxicaria; (a) buah; (b) semai 4. Pangium edule Tumbuhan ini memiliki bentuk daun yang unik. Daun lebar menjantung-membundar telur tepi bercangap tiga, panjang tangkai daun dan panjang daun relatif sama. Daun berwarna hijau tua dan permukannya mengkilap. Buah besar membulat, berbiji banyak membulat pipih.

160


ISBN 978-602-95471-0-8

(a)

(b)

Gambar 9. Pangium edule; (a) buah; (b) semai 5. Jatropha curcas Tumbuhan ini memiliki habitus berupa pohon kecil/semak, tingginya mencapai 6 m dengan menyebar, seluruh bagian bergetah seperti susu transparan. Daun tunggal membundar telur, bercangap 3-5, duduk berseling, terpusat di bagian atas. Daun berwarna hijau muda dan permukannya kasar. Buah seperti kapsul, biji hitam lonjong.

(a) Gambar 10. Jatropha curcas; (a) buah dan biji; (b) semai

(b)

Pada tahapan semai, tidak semua bagian tumbuhan sudah berkembang. Hal ini menjadi kelemahan dalam metode pengenalan tumbuhan menggunakan semai. Hanya beberapa jenis tumbuhan yang memiliki semai dengan karakteristik tertentu yang dapat digunakan dalam identfikasi tumbuhan. Sedangkan semai dengan karakteristik yang kurang khas tidak dapat dapat digunakan dalam identifikasi tumbuhan karena cenderung menyulitkan. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengamatan yang telah dilakukan pada sepuluh jenis tumbuhan dapat diketahui bahwa masing-masing jenis tanaman memiliki semai dengan karakteristik yang khas. Karakteristik tersebut dapat digunakan untuk membantu dalam proses pengenalan suatu jenis tumbuhan. Pengenalan pada semai dapat digunakan sebagai salah satu metode dalam identifikasi tanaman. Namun, metode ini masih memiliki kelemahan karena belum lengkapnya bagian-bagian tumbuhan pada tahap semai. DAFTAR PUSTAKA Backer, C.A. & R.C. Bakhuizen van den Brink Jr. 1963. Flora of Java, Vol.1. N.V.P. Noordhoff, Groningen: 647 p. __________________________________________. 1965. Flora of Java, Vol.2. N.V.P. Noordhoff, Groningen: 641 p. Corner, E.J.H. & K. Watanabe. 1969. Illustrated Guide to Tropical Plants. Hirokawa Publish. Comp. Inc., Tokyo: 1147 hlm.


161

ISBN 978-602-95471-0-8 Heyne, K. 1987. Tumbuhan Berguna Indonesia, Vo.III. Yayasan Sarana Wana Jaya, Jakarta. Kalima, T., Purnadjaja, U. Sutisna. 1998. Pedoman Pengenalan Pohon Hutan di Indonesia. Yayasan Prosea – Pusat Diklat Pegawai dan SDM Kehutanan. Bogor Mandang, Y. I., I Ketut Nuridja Pandit. 1997. Pedoman Identifikasi Jenis Kayu di Lapangan. Yayasan Prosea – Pusat Diklat Pegawai dan SDM Kehutanan. Bogor Mujahidin, D. M. Puspitaningtyas, Sutrisno. 2005. Tumbuhan Koleksi Kebun Raya Bukit Sari Jambi. Pusat Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Bogor – Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. Bogor Soerianegara, I. & R.H.M. Leminens (eds.). 1994. Timber trees: Major Commercial Timbers. Prosea 5(1): 634 hlm. Suselo, T.B. (1987). Autecology of E. zwageri T. & B. (Lauraceae) as applied to forest regeneration. In: Proc. Symp. Forest Regeneration in South East Asia. Biotrop Special Publication No. 25 BIOTROP

162


ISBN 978-602-95471-0-8 PENGEMBANGAN TERNAK KERBAU PENGHASIL DADIH DI SUMATERA BARAT 1) DR. Rusfidra, S.Pt 2) Jurusan Produksi Ternak, Fakultas Peternakan Universitas Andalas Kampus UNAND Limau Manis, Padang, 25163 E-mail: [email protected] Blog: http://rusfidra.multiply.com ABSTRAK Sekitar 70% susu yang dikonsumsi masyarakat Indonesia merupakan susu yang diimpor dari negara lain dan menguras devisa negara. Oleh karena itu, agaknya, penting dilakukan diversifikasi pangan asal susu, selain susu sapi perah. Salah satunya adalah dengan memanfaatkan susu kerbau. Sebagai misal, masyarakat Sumatera Barat sudah lama mengenal dan mengkonsumsi produk susu kerbau fermentasi yang disebut dadih/dadiah. Dadih merupakan pangan tradisional masyarakat Sumatera Barat. Dadih dapat dikonsumsi secara langsung atau sebagai lauk pauk pendamping nasi. Dadih terbuat dari fermentasi susu kerbau dan teknologi pembuatannya sangat sederhana. Setelah diperah, susu kerbau dimasukkan ke dalam sepotong ruas bambu segar dan ditutup dengan daun pisang. Selanjutnya difermentasi secara alami dalam suhu ruang selama satu sampai dua hari sampai terbentuknya gumpalan berwarna putih. Dari beberapa penelitian diketahui bahwa dadih mengandung bakteri asam laktat (BAL) yang potensial sebagai probiotik. Meskipun ternak kerbau sangat potensial sebagai penghasil dadih, namun perkembangan populasi ternak kerbau di Sumatera Barat berjalan lambat. Oleh karena itu perlu dirumuskan strategi baru pengembangan ternak kerbau penghasil dadih di Sumatera Barat. Selama ini ternak kerbau tidak mendapatkan perhatian yang layak dari penentu kebijakan, padahal ternak kerbau merupakan ternak tropis yang mampu beradaptasi dengan iklim tropis Indonesia, berperan penting sebagai ternak kerja, sumber daging dan susu dan alat transportasi di perdesaan. Makalah ini akan mengelaborasi strategi pengembangan ternak kerbau penghasil dadih sebagai pangan hewani yang potensial sebagai probiotik di Sumatera Barat. Kata kunci: kerbau, dadih, probiotik, Sumatera Barat.


163

ISBN 978-602-95471-0-8 PERKEMBANGAN EMBRIO KAKAP MERAH Lutjanus sebae: SECARA ALAMI DAN DENGAN PERBEDAAN SUHU INKUBASI Regina Melianawati, Philip Teguh Imanto, Made Suastika Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut, Bali ABSTRACT Emperor snapper Lutjanus sebae is known as one of snapper high economically value. The fish culture has been started to prevent it’s over exploitation and to conserve its existence in the nature. Basic biological data, particularly an embryonic stage data is needed to support its culture successfulness. The observation was aim to collect information about embryonic development stage of emperor snapper eggs, be incubated in ambient natural temperature and in controlled temperature. Fertilized eggs were incubated into three beaker glasses of 1 liter volume each. The density of each beaker glass was ± 250 eggs /liter. The incubation was done in laboratory at natural temperature condition and at controlled temperature, i.e: (A) 21-22 ºC, (B) 24-25 ºC, (C) 27-28 ºC and (D) 30-31 ºC. The result explained that naturally, incubation time of emperor snapper was 22.5 hours at 25-27oC natural ambient temperature. At controlled temperature incubation the eggs was hatch-out after 26 and 19 hours at temperature range 27-28oC and 30-31oC, respectively. Below 25oC of incubation temperature the eggs was failed to develop and the eggs development stopped after gastrula stage. Key words: embryo, incubation, Lutjanus sebae, temperature

PENGANTAR Kakap merah termasuk jenis ikan demersal penting yang penyebarannya meliputi seluruh perairan Indo-Pasifik. Usaha penangkapan ikan kakap merah ini meningkat dari tahun ke tahun, sebagai akibat permintaan yang cukup baik di pasaran dunia (Badrudin dan Barus, 1989; Marzuki dan Djamal, 1992). Untuk membatasi kegiatan penangkapan yang berlebih maka usaha budidaya terhadap ikan ini perlu dikembangkan. Penyediaan benih merupakan permasalahan yang sangat mendesak untuk dicarikan pemecahannya (Imanto dan Basyarie, 1993). Ikan kakap merah L.sebae, merupakan salah satu jenis ikan konsumsi yang penting (Allen, 1985 dalam Newman et al., 2000) dan hingga saat ini belum banyak informasi teknis untuk mendukung usaha budidayanya. Dalam usaha budidaya tersebut, kebutuhan akan pasok telur menjadi sangat penting. Penanganan telur, termasuk transportasinya hingga sampai di lokasi pembenihan merupakan tahap awal yang sangat menentukan keberhasilan usaha tersebut. Hambatan yang sering dialami pada transportasi telur ini adalah masa inkubasinya yang singkat sehingga sering terjadi telur telah menetas sebelum tiba di lokasi tujuan. Apabila hal ini terjadi akan menyebabkan kualitas air media menjadi buruk dan mengakibatkan kematian pada telur dan larva yang baru menetas dalam proses transportasi (Slamet, 1993). Suhu merupakan salah satu faktor yang penting dalam transportasi telur (Mulyanto, 1990 dalam Setiadharma, et al., 1997). Suhu juga merupakan salah satu faktor luar yang berpengaruh terhadap nilai metabolisme dan perkembangan embrio dalam telur (Effendie, 1997). TUJUAN inkubasi telur ikan kakap merah L.sebae yang diinkubasi secara alami dan dengan suhu inkubasi tertentu.

164


ISBN 978-602-95471-0-8 CARA KERJA Telur yang digunakan untuk penelitian merupakan hasil pemijahan secara alami induk kakap merah L.sebae yang dipelihara dalam keramba jaring apung berukuran 3x3x4 meter di perairan Teluk Gondol, Bali. Telur yang fertil tersebut segera diambil dengan hati-hati menggunakan serok telur, dan dipindahkan ke dalam wadah plastik bervolume ± 15 liter untuk selanjutnya dibawa ke dalam laboratorium dan diukur diameternya. Inkubasi secara alami Telur yang fertil tersebut kemudian diinkubasikan ke dalam 3 buah beaker glass volume 1 liter dengan kepadatan ± 250 butir/liter. Masing-masing beaker glass tersebut dilengkapi dengan aerasi berkecepatan sedang. Inkubasi dilakukan di laboratorium dengan kondisi suhu normal. Pengambilan sampel telur dilakukan secara acak pada ketiga beaker glass dengan menggunakan pipet dan kemudian ditempatkan pada single concave object glass. Selanjutnya pengamatan dan pengambilan gambar dilakukan dengan binokuler mikroskop Olympus. Pengamatan dilakukan sejak awal pembelahan sel sampai dengan menetas. Interval waktu pengambilan sampel berkisar antara 15-30 menit dengan jumlah sampel minimal 10 butir telur setiap waktu pengambilan. Inkubasi dengan perbedaan suhu Wadah yang digunakan dalam penelitian ini adalah beaker glass volume 1 liter sebanyak 12 buah. Kedalam masing-masing beaker glass diisi air laut steril sebanyak 1 liter dan diinkubasikan telur sebanyak 250 butir. Setiap 3 buah beaker glass tersebut ditempatkan dalam sebuah wadah plastik (plastic container) berbentuk empat persegi panjang dengan volume 46 liter yang diisi air sebanyak 12 liter. Selanjutnya masing-masing wadah inkubasi ditempatkan dalam sebuah water bath yang menggunakan sistem air mengalir atau resirkulasi tertutup. Water bath tersebut telah dilengkapi dengan alat pengatur suhu yang berfungsi untuk menurunkan suhu (cooler). Suhu pada water bath diatur pada 20-21°C untuk menyesuaikan dengan suhu terendah yang diujikan dalam penelitian ini. Untuk meningkatkan suhu pada tempat inkubasi yang lain digunakan pemanas (heater) berbentuk batang dan berkekuatan 125 watt. Penelitian dilaksanakan dengan 4 perlakuan suhu inkubasi yang berbeda yaitu (A) 21-22 ºC, (B) 24-25 ºC, (C) 27-28 ºC dan (D) 30-31 ºC. Masing-masing perlakuan terdiri dari 3 ulangan. Setiap wadah plastik yang ditempatkan dalam wate rbath merupakan 1 perlakuan dengan 3 ulangan. Pengamatan perkembangan embrio, baik menurut waktu dan suhu media inkubasi, dilakukan dengan cara mengambil 10-15 butir sampel telur secara acak dari ketiga media inkubasi masing-masing perlakuan. Sampel kemudian ditempatkan pada single concave object glass. dan kemudian diamati dengan binokuler mikroskop Olympus. Pengamatan dilakukan setiap interval waktu satu jam, mulai dari awal pembelahan sel sampai dengan telur menetas. Untuk mempermudah pengamatan, maka dilakukan pembagian tahapan perkembangan embrio. Tahapan perkembangan embrio tersebut didasarkan atas 7 stadia, yang diperinci sebagai berikut: stadia 1: dimulai dari pembuahan sampai dengan multisel; stadia 2: blastula; stadia 3: gastrula; stadia 4: pembentukan bayangan embrio dan rongga mata; stadia 5: ditandai dengan pembentukan kuppfer vesicle dan lensa mata; stadia 6: jantung mulai berdetak, ekor meruncing dan terlihat sudah ada pergerakan embrio sedangkan pada stadia 7: embrio menetas.


165

ISBN 978-602-95471-0-8 Masa inkubasi telur dihitung mulai dari waktu pemijahan sampai dengan seluruh telur yang diamati menetas. Tingkat penetasan merupakan persentase jumlah larva dari jumlah telur yang diinkubasi. HASIL DAN PEMBAHASAN Inkubasi secara alami Telur yang digunakan untuk pengamatan ini berdiameter lebih dari 900 mikron dan memiliki satu butir minyak dengan diameter lebih dari 100 mikron. Tingkat penetasan telur bervariasi dari 50% hingga 89% dengan suhu inkubasi berkisar antara 2527oC. 100% 80% 60% 40% 20% 0% 0:00

1:00

1:45

2:45

4:45

8:45

14:30

15:45

17:15

18:30

1-cell

2-cell

4-cell

8-cell

16-cell

32-cell

20:30

multi-cell

Blastulla

early gastrulla

gastrulla

Late gastrulla

Neurulla

Tail formation-Kuppfer vesicle

Body movement heart pulsatic

Tail free of yolk sac

Breaking of egg shell

Hatching

22:00

Gambar 1. Pola perkembangan embrio kakap merah L.sebae pada inkubasi secara alami Figure 1. Embryonic development pattern of emperor snapper L.sebae under natural incubation Masa inkubasi telur ikan kakap merah L.sebae secara alami berlangsung selama 22 jam 30 menit pada media inkubasi dengan suhu yang berkisar antara 25 hingga 27oC (Gambar 1). Perkembangan embrio pada tahap awal pembelahan sel, yaitu mulai dari satu sel sampai dengan stadia blastula berlangsung sangat cepat. Memasuki stadia gastrula, barulah tahap perkembangan embrio berlangsung lama, dimana waktu yang dibutuhkan selama stadia ini adalah sekitar 6 jam. Pada stadia pembentukan ekor dan kuppfer vesicle juga memerlukan waktu yang lama yaitu sekitar 5 jam. Pemecahan cangkang telur mulai terjadi pada 22 jam setelah inkubasi, sedangkan seluruh telur menetas setelah 22 jam 30 menit masa inkubasi. Inkubasi dengan suhu tertentu Telur kakap merah L.sebae yang digunakan untuk pengamatan ini berdiameter 991±52 mikron dan memiliki tiga butir minyak yang masing-masing berdiameter 123±17, 40±8 dan 38±16 mikron. Nampak bahwa telur yang digunakan untuk pengamatan ini

166


ISBN 978-602-95471-0-8 memiliki ukuran diameter yang hampir sama dengan yang digunakan untuk pengamatan inkubasi secara alami, namun jumlah butir minyaknya berbeda. Hingga kini belum diketahui secara pasti mengapa jumlah butir minyak pada telur ini lebih dari satu buah dan apa pengaruh dari perbedaan jumlah tersebut. Dari Gambar 2 dapat diketahui bahwa perkembangan embrio telur kakap merah L.sebae pada suhu inkubasi antara 21-25oC tidak dapat berlangsung hingga stadia penetasan karena perkembangan embrio terhenti pada stadia pembentukan embrio. Dari hasil tersebut nampak bahwa suhu pada media inkubasi berpengaruh terhadap proses perkembangan embrio yang diinkubasi, seperti yang dikemukakan oleh Effendie (1997) dan Shafruddin (1997). Menurut Sugama et al (2001), fase yang sangat peka dalam perkembangan telur adalah sebelum stadia embrio, terutama sebelum mencapai stadia blastula. Telur yang diinkubasi pada suhu rendah (21-25oC) menunjukkan ketidakteraturan dalam perkembangan embrio. Hal ini nampak jelas dimana telur yang sudah berkembang hingga stadia blastula dan gastrula ternyata tidak dapat berkembang ke stadia berikutnya. Sebagian telur malah mengalami kematian pada stadia tersebut. Sebaliknya pada inkubasi dengan suhu yang lebih tinggi (27-31oC) nampak bahwa embrio berkembang dengan pola yang lebih teratur, dimana perkembangan embrio selalu berlanjut ke stadia berikutnya.


167

100% 80%

ISBN 978-602-95471-0-8

60%

o

30-31 C

40% 20% 0% 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 25:00 100% 80% 60%

o

27-28 C

40% 20% 0% 1

3

5

7

9

11

13

15

17

19

21

23

25

27

100% 80% o

60%

24-25 C

40% 20% 0% 1:00 3:00 5:00 7:00 9:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 25:00

100% 80% 60%

o

21-21 C

40% 20% 0% 1:00

4:00

7:00

10:00

13:00

16:00

19:00

22:00

25:00

TIM E (HOUR)

S1

Gambar 2. Figure 2.

S2

S3

S4

S5

S6

S7

Pola perkembangan embrio telur ikan kakap merah L.sebae yang diinkubasi pada suhu berbeda (S = stadia) Embryonic development pattern of emperor snapper L.sebae eggs that incubated under different temperature (S = stage)

Pada suhu inkubasi 27 hingga 31oC, perkembangan embrio telur kakap merah L.sebae berlangsung normal hingga stadia penetasan. Pada kisaran suhu ini nampak bahwa periode waktu perkembangan stadia gastrula, stadia pada pembentukan kuppfer vesicle dan lensa mata hingga pergerakan embrio membutuhkan waktu yang lebih lama dibandingkan dengan stadia lainnya. Hal ini serupa dengan pola perkembangan embrio kakap merah L.sebae yang diinkubasi secara alami. Pada inkubasi suhu ini nampak pula

168


ISBN 978-602-95471-0-8 bahwa kecepatan perubahan setiap stadia pada perkembangan embrio berpengaruh terhadap lama masa inkubasi. Pada suhu 30-31oC, masa inkubasi berlangsung lebih cepat, yaitu 19 jam, dibandingkan pada suhu inkubasi 27-28oC, yaitu 26 jam. Shafrudin (1997) mengemukakan bahwa peningkatan suhu menyebabkan masa perkembangan telur hingga menetas menjadi lebih singkat. KESIMPULAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara alami masa inkubasi telur kakap merah L.sebae berlangsung selama 22 jam 30 menit pada kisaran suhu 25-27oC. Dengan suhu inkubasi tertentu, nampak bahwa kisaran suhu optimal untuk inkubasi telur kakap merah L.sebae adalah 27-31oC. Inkubasi dengan suhu yang lebih rendah dari 25 oC menyebabkan tidak berkembangnya embrio. DAFTAR PUSTAKA Badrudin, M. dan H.R. Barus, 1989. Stok ikan bambangan (Lutjanidae) di perairan Pantai Utara Rembang, Jawa Timur. J. Penelitian Perikanan Laut no. 53. 61-68 pp. Effendie, M.I. 1997. Biologi Perikanan. Yayasan Pustaka Nusatama.163 p. Imanto, P.T. dan A. Basyarie, 1993. Budidaya ikan laut, pengembangan dan permasalahannya. Prosiding Rapat Teknis Penelitian Perikanan Budidaya Pantai di Tanjung Pinang, No.10. 93-106 pp. Marzuki, S. dan R. Djamal, 1992. Penelitian penyebaran, kepadatan stok dan beberapa parameter biologi induk kakap merah dan kerapu di perairan Laut Jawa dan Kepulauan Riau. J. Penelitian Perikanan Laut no. 68. 49-65 pp. Melianawati, R., P.T. Imanto, M. Suastika dan S. Lante. 2001a. Laju perkembangan embrio dan derajat tetas telur ikan kerapu batik (Epinephelus microdon) pada beberapa suhu media inkubasi. Dalam: A. Sudradjat, E.S. Heruwati, A. Poernomo, A. Rukyani, J. Widodo dan E. Danakusumah. 2001. Prosiding seminar Teknologi Budi Daya Laut dan Pengembangan Sea Farming di Indonesia. Puslitbang Eksplorasi Laut dan Perikanan. 183-189 pp. Melianawati, R., P.T. Imanto dan S. Lante. 2001b. Pola perkembangan embrio dan derajat tetas telur ikan kerapu bebek (Cromileptes altivelis) dengan suhu inkubasi berbeda. Prosiding Simposium Pemuliaan VI, Malang. 128-133 pp. Melianawati, R., P.T. Imanto, M. Suastika dan A. Prijono. 2002. Perkembangan embrio dan penetasan telur ikan kerapu lumpur (Epinephelus coioides) dengan suhu inkubasi berbeda. Jurnal Penelitian Perikanan Indonesia VIII(3):7-13. Newman, S.J., M. Cappo, D.M. Williams. 2000. Age, growth, mortality and corresponding yield estimates using otoliths of the tropical red snappers, Lutjanus erythropterus, L.malabaricus and L.sebae, from the central Great Barrier Reef. Fisheries research 48:1-14. Setiadharma, T., A. Prijono dan T. Ahmad, 1997. Pengaruh kepadatan pasa pengangkutan dengan system tertutup terhadap daya tetas telur bandeng (Chanos chanos. Forsskal). Jurnal Penelitian Perikanan Indonesia III(1):68-72. Shafrudin, D. 1997. Pengaruh suhu terhadap perkembangan serta pertumbuhan embrio dan larva ikan betutu, Oxyeleotris marmorata (Blkr). Program pasca sarjana IPB. 93 p. Slamet, B., 1993. Pengaruh penurunan suhu media terhadap penundaan penetasan dan peningkatan optimasi kepadatan pada transportasi telur ikan kerapu macan, E. fuscoguttatus. J. Penelitian Budidaya Pantai 9(5):30-36.


169

ISBN 978-602-95471-0-8 Slamet, B. dan Tridjoko. 1997. Pengamatan pemijahan alami, perkembangan embrio dan larva ikan kerapu batik, Epinephelus microdon dalam bak terkontrol. J. Penelitian Perikanan Indonesia III (4):40-50. Sugama, K., Tridjoko, Slamet, B., Ismi,S., Setiadi E. dan Kawahara, S. 2001. Petunjuk teknis produksi benih ikan kerapu bebek Cromileptes altivelis. Balai Riset Budidaya Laut Gondol dan Japan International Cooperation Agency. 40 p. Sunyoto, P. dan Mustahal. 1997. Pembenihan ikan laut ekonomis: kerapu, kakap, beronang. Penebar Swadaya. Jakarta. 84 p. Tridjoko, B. Slamet, D. Makatutu dan K. Sugama. 1996. Pengamatan pemijahan dan perkembangan telur ikan kerapu bebek Cromileptes altivelis pada bak secara terkontrol. J. Penelitian Perikanan Indonesia II (2):55-62.

170


ISBN 978-602-95471-0-8 PENGARUH PAPARAN BENZOPIRIN TERHADAP PENURUNAN SEL T SITOTOKSIK DAN PENINGKATAN PROGRESIVITAS KANKER MUKOSA USUS MENCIT ( Mus musculus,L)* Saikhu Akhmad Husen Departemen Biologi F SainsTek Universitas Airlangga Surabaya ABSTRAK Benzopirin merupakan senyawa polisiklik aromatis hidrokarbon (PAH), yang banyak terdapat di dalam makanan yang diasap atau dipanggang, asap rokok, dan gas buangan kendaraan bermotor. Jika senyawa ini masuk ke dalam tubuh hewan atau manusia melalui jalan makanan, senyawa ini dapat menyebabkan penurunan imune surveillance, terutama yang diperankan oleh sel T sitotoksik (CD8), sehingga berpotensi meningkatkan progresivitas sel kanker pada usus. Sampai saat ini belum banyak diungkap tentang mekanisme penurunan imun surveillance, terutama yang diperankan oleh sel T sitotoksik (CD8), yang menyebabkan peningkatan progresivitas kanker pada usus mencit yang terpapar benzopirin. Penelitian ini bertujuan untuk membuktikan terjadinya penurunan jumlah sel T sitotoksik ( CD8 ), terhadap peningkatan hyperplasia atipik sel mukosa usus mencit yang diinduksi benzopirin . Penelitian ini menggunakan 36 ekor mencit betina usia 8 sampai 10 minggu, yang dibagi dalam tiga kelompok dosis ( 0, 10 dan 20 mg/kg BB). Masing masing kelompok dibagi lagi menjadi 3 sub kelompok waktu perlakuan (1,2,4 dan 8 minggu). Pada kelompok kontrol masing masing mencit diberi minyak olivarum sebanyak 0,2 ml per oral, sedangkan pada kelompok perlakuan, masing masing mencit diberi benzopirin sebanyak 0,2 ml, sesuai dosis yang ditentukan dengan cara yang sama. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa, pemberian benzopirin per oral dapat menurunkan jumlah sel T sitotoksik ( CD8 ) pada mukosa usus, serta dapat meningkatkan hyperplasia atipik pada sel mukosa usus mencit, yang sangat berpotensi meningkatkan progresivitas sel kanker pada mukosa usus mencit. Kata kunci : Benzopirin, sel T sitotoksik (CD8), hyperplasia atipik


171

ISBN 978-602-95471-0-8 EKSISTENSI DNA-EBV DI DALAM SERUM DAN SALIVA SEBAGAI PENANDA UNTUK MEMANTAU TERAPI KNF Soeharso Purnomo, Yurnadi*, Dwi Anita Suryandari* Departemen Biologi Kedokteran, Fakultas Kedokteran, Universitas Indonesia, Jakarta. ABSTRACT Background: Nasopharyngeal carcinoma (NPC) is a disease associate consistently with Epstein-Barr Virus (EBV) infection; therefore the existence of EBV-DNA in the liquid of the body may be considered as a marker for NPC pathology and/or tumor progression. Objective: This study aims to discover effective method for monitoring the progression or succeeding of NPC therapy as reflected by changes of EBV-DNA existence in blood and saliva of NPC patients detectable before and after radiotherapy. Methods: EBV-DNA detection was done by viral DNA PCR amplification using primers which are compatible with EBNA1 gene, as it is always detectable in either phases of infection. The existence of EBV-DNA in either serum or saliva of NPC patients and control groups was concluded by the evaluation of EBNA1 gene nested PCR product which was assessed by electrophoresis. Result: Radiotherapy treatment seemingly decrease EBV-DNA with large concentration (3+) effectively as to the proportion of 20% in serum and 45% in saliva, nevertheless it did not effectively decrease virus with moderate concentration (2+) and small concentration (1+). The decrease of EBV-DNA in saliva after radiotherapy occurred more obvious and take less time than that occurred in serum; this situation reflect the litic activity of NPC tumor which release virions to saliva sooner than it does to blood circulation. Conclusion: The result of this study indicate that the existence of EBV-DNA in saliva is more informative and beneficial as a marker or indicator of successful therapy, as reflected by the decrease of EBV-DNA in larger concentration and in shorter period as well. Keywords : NPC, EBV, EBV-DNA in circulation and salivary.

PENDAHULUAN Virus Epstein-barr (EBV) adalah virus yang termasuk dalam famili Herpesvirus yang menginfeksi lebih dari 90% populasi manusia di seluruh dunia dan merupakan penyebab mononucleosis infeksiosa. Infeksi EBV berasosiasi dengan beberapa penyakit keganasan jaringan limfoid dan epitel seperti limfoma Burkitt, limfoma sel T, Hodgkin disease, karsinoma nasofaring (KNF), karsinoma mammae dan karsinoma gaster. KNF adalah neoplasma epitel nasofaring yang sangat konsisten dengan infeksi EBV. Infeksi primer pada umumnya terjadi pada anak-anak dan asymptomatik. Infeksi primer dapat menyebabkan persistensi virus, dimana virus memasuki periode laten di dalam limfosit B memori. Periode laten dapat mengalami reaktivasi spontan ke periode litik dimana terjadi replikasi DNA EBV, transkripsi dan translasi genom virus, dilanjutkan dengan pembentukan (assembly) virion baru dalam jumlah besar sehingga sel pejamu (host) menjadi lisis dan virion dilepaskan ke sirkulasi. Sel yang terinfeksi EBV mengekspresikan antigen virus yang spesifik untuk masing-masing periode infeksi. EBV mempunyai potensi onkogenik mengubah sel yang terinfeksi menjadi sel ganas. Pada penderita KNF, DNA EBV selain dapat ditemukan pada jaringan (biopsi) tumor juga dapat dideteksi dalam sirkulasi (plasma/ serum) dan sel darah penderita KNF. Radioterapi dan kemoterapi merupakan terapi standar dalam penanganan penderita KNF. Lebih kurang 80% penderita KNF pada stadium awal (stadium I dan II) dapat mencapai

172


ISBN 978-602-95471-0-8 remisi sempurna setelah mendapat radioterapi. Namun demikian rekurensi setelah radioterapi dan kemoterapi dihentikan masih merupakan kendala dalam pengobatan KNF. Penelitian ini merupakan penelitian prospektif yang bertujuan untuk mengetahui efektivitas radioterapi dan kemoterapi pada penderita karsinoma nasofaring dengan mendeteksi perubahan eksistensi DNA EBV plasma/serum dan cairan tubuh seperti saliva penderita KNF yang mendapat radioterapi dan kemoterapi. Deteksi DNA EBV dilakukan dengan teknik nested PCR menggunakan primer yang kompatibel dengan gen EBNA1 sebelum dan sesudah radioterapi. Perubahan DNA EBV tersebut di dalam plasma/serum dan cairan tubuh (saliva) setelah terapi memberi peluang penggunaan DNA EBV sebagai marka/penanda yang sensitif untuk memantau status patologi dan keberhasilan terapi KNF. BAHAN DAN CARA KERJA Sampel penelitian berupa darah dan saliva dari pasien KNF yang sedang menjalani radioterapi dan kemoterapi di Departemen Radioterapi RSCM. Skrining penderita KNF dilakukan oleh dokter yang merawat dan menangani pasien KNF. Sebagai pembanding (kontrol) adalah sampel darah yang dikoleksi dari donor sehat. Koleksi sampel penelitian dimulai sejak bulan Juli 2007 hingga Desember 2009 dan telah terkumpul lebih dari 100 sampel darah dan saliva penderita KNF dengan stadium bervariasi. Isolasi DNA dari serum dan saliva dimaksudkan untuk mendapatkan DNA EBV yang dilepaskan ke sirkulasi dan cairan tubuh karena reaksi litik pada sel tumor. DNA diekstraksi dengan phenol khloroform plus isoamyl alkohol (24 :1) dan dipresipitasi dengan isopropanol.DNA dikeringkan pada suhu kamar selama 30 menit, disuspensi dengan larutan bufer TE, dan dikuantitasi dengan fotometri. Untuk mendeteksi DNAEBV, DNA diamplifikasi dengan PCR menggunakan primer yang kompatibel dengan gen EBNA1 EBV dengan pertimbangan gen EBNA1 adalah gen yang aktif dan berexpresi baik pada infeksi fase latent maupun litik. Disain primer dilakukan menggunakan program BCM search louncher yang tersedia di website NCBI. DNA EBV dideterminasi dengan amplifikasi DNA virus dengan nested PCR menggunakan dua pasang primer yang kompatibel dengan gen EBNA I yang telah didisain sebelumnya. Kondisi PCR diprogram dengan mengacu pada program yang digunakan oleh penelitipeneliti sebelumnya. Pasangan primer yang pertama digunakan untuk mendapatkan DNA EBNA1 yang cukup untuk amplifikasi kedua, pasangan primer kedua digunakan untuk menggandakan produk PCR pertama, sehingga didapatkan produk PCR yang terdeteksi dengan baik. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Sampel yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari kelompok kontrol berasal dari individu normal dan sehat, tidak menderita KNF pada waktu pengambilan sampel dan kelompok KNF berasal dari individu yang didiagnosis menderita KNF dengan bukti histopatologi oleh dokter yang menangani kasus tersebut. Dari koleksi sampel sejak Juli 2007 hingga Desember 2008, sampel yang terkumpul adalah sebagai berikut : Sampel penderita KNF dikoleksi dari 102 orang penderita terdiri dari 64 laki-laki (62,7%) dan 38 perempuan (37,3%). Ratio kelompok penderita KNF laki-laki dan perempuan adalah 2,7 : 1. Sampel kontrol dikoleksi dari 106 orang sehat (non-KNF) terdiri dari 56 laki-laki (52,8%) dan 50 perempuan (47,2%). Ratio kelompok kontrol laki-laki dan perempuan adalah 1,1 : 1


173

ISBN 978-602-95471-0-8 Eksistensi DNA EBV pada pasien KNF yang menjalani Radioterapi Eksistensi DNA EBV merepresentasikan aktivitas replikasi virus. Deteksi DNA EBV dilakukan dengan amplifikasi DNA virus dengan PCR menggunakan primer yang kompatibel dengan gen EBNA1 dengan pertimbangan gen EBNA1 akan terdeteksi pada setiap fase infeksi, baik fase laten maupun fase litik. Dengan teknik nested PCR, DNA EBV terdeteksi pada serum pasien KNF maupun kontrol (non-KNF); dengan demikian dapat disimpulkan bahwa hampir semua individu dalam populasi (di Indonesia) telah terinfeksi EBV, namun infeksi EBV tidak selalu berasosiasi dengan patogenesis KNF. Faktor penyerta selain infeksi EBV juga berperan pada patogenesis KNF, namun infeksi EBV merupakan faktor etiologi KNF berdasarkan fakta bahwa semua penderita KNF selalu terdeteksi DNA EBV positif pada jaringan tumornya. Tabel 1. Eksistensi DNA EBV pada serum pasien KNF dan kontrol (non-KNF), dideteksi dengan nested PCR.

Subyek Kontrol Pasien KNF

Jumlah 31 32

DNA EBV (-) 8 0

DNA EBV (+) 23 32

Gambar 1. Hasil amplifikasi DNA- EBV dengan nested PCR menggunakan primer yang kompatibel dengan gen EBNA1. Eksistensi DNA EBV dalam serum dan cairan tubuh seperti saliva pasien KNF dapat dipakai sebagai indikator/penanda progresifitas tumor, terkait dengan aktivitas replikasi virus dalam sel KNF yang pada gilirannya akan membebaskan virion ke sirkulasi atau cairan tubuh yang paling dekat dengan sumber replikasi virus, yaitu saliva.

174


ISBN 978-602-95471-0-8 Eksistensi DNA EBV dalam serum maupun saliva pasien KNF diinterpretasi dari hasil elektroforesis produk nested PCR gen EBNA1. Dinyatakan negatip (-) apabila tidak ada pita DNA yang terdeksi; positip (1+) apabila jumlah DNA EBV sedikit ditunjukkan dengan pita (band) DNA tipis; positip (2+) apabila jumlah DNA EBV sedang, ditunjukkan dengan pita DNA yang jelas tetapi tidak tebal; positip (3+) apabila jumlah DNA EBV banyak sekali, ditunjukkan dengan pita DNA yang jelas dan tebal. Eksistensi DNA EBV dalam serum maupun saliva pasien KNF diinterpretasi dari hasil elektroforesis produk nested PCR gen EBNA1. Dinyatakan negatip (-) apabila tidak ada pita DNA yang terdeksi; positip (1+) apabila jumlah DNA EBV sedikit ditunjukkan dengan pita (band) DNA tipis; positip (2+) apabila jumlah DNA EBV sedang, ditunjukkan dengan pita DNA yang jelas tetapi tidak tebal; positip (3+) apabila jumlah DNA EBV banyak sekali, ditunjukkan dengan pita DNA yang jelas dan tebal.

Gambar 2. Perubahan eksistensi DNA EBV dalam serum dan saliva pasien KNF sebelum dan sesudah terapi.


175

ISBN 978-602-95471-0-8 Pengobatan dengan radioterapi ternyata efektif menurunkan DNA EBV atau virus dengan jumlah besar (3+) sebesar 20% dalam serum dan 45% dalam saliva, tetapi belum efektif untuk menurunkan virus dengan jumlah sedang (2+) dan sedikit (1+). Perubahan/penurunan DNA EBV di dalam saliva setelah terapi ternyata lebih nyata dan lebih cepat apabila dibandingkan dengan yang terjadi di dalam serum; kenyataan ini mengisyaratkan bahwa aktivitas litik tumor lebih cepat (segera) membebaskan virion ke saliva daripada ke sirkulasi darah. KESIMPULAN 1. Eksistensi DNA EBV pada pasien KNF yang menjalani radioterapi dapat dipakai sebagai indikator efektifitas terapi. Radioterapi efektif untuk pasien dengan viremia DNA EBV dalam jumlah besar, namun kurang efektif untuk pasien dengan viremia DNA EBV dalam jumlah kecil. 2. Eksistensi DNA EBV dalam saliva lebih informatif apabila dipakai sebagai indikator keberhasilan terapi, karena memperlihatkan frekuensi penurunan DNA EBV yang lebih tinggi dan lebih cepat. DAFTAR PUSTAKA Armstrong MW, Armstrong MJ, Yu MC, Henderson BE. Salted fish and inhalant as risk factors for nasopharyngeal carcinoma in Malaysian Chinese. Cancer res 1983; 43: 2967-2970. Chan ATC, Lo YMD, Zee B, Chan LYS, Ma BBY. Plasma Epstein-Barr Virus DNA and residual disease after radiotherapy for undifferentiated nasopharyngeal carcinoma. J. Natl. Cancer. Inst. 94 : 1614 – 1619, 2002. Cheung F, Pang SW, Hioe F, Cheung KN, Lee A, et al. Nasopharyngeal carcinoma in situ: Two cases of an emerging diagnostic entity. Cancer 1998; 83:1069-73. Feng, Ren EC, Liu D, Chan SH, Hu H. Expression of Epstein-Barr virus lytic gene BRLF1 in nasopharyngeal carcinoma: potential use in diagnosis. J Gen Virol 2000; 81: 2417-2423. Jeannel D, Hubert A, de Vathaire F, Eliouz R, Camoun M, et al. Diet, living conditions and nasopharyngeal carcinoma in Tunisia: A case-control study. Int J cancer 1990; 46:421-425. Lin CT, Lin CR, Tan GK, Chen W, Dee AN,, et al. The mechanism of Epstein-Barr virus infection and nasopharyngeal carcinoma cells. Am J Pathol 1997; 150: 17451756. Maniatis T, Fritsch EF, Sambrook J. Molecular Cloning : A Laboratory manual, 2nd edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989. Masrin I, Proporsi hasil pemeriksaan serologi virus Epstein-Barr pada pasien karsinoma nasofaring: menggunakan reagen NPC REAAD INFLECTION dengan metode ELISA. PPDS Bidang Studi Ilmu Penyakit THT FKUI Jakarta; 2006. McDermott Al, Dutt SN, Watkinson JC. The aetiology of nasopharyngeal carcinoma. Clin otolaryngol 2001; 26:82-92. Medis R. Statistical handbook for non-statistician.McGraw-Hill Book Company (UK) Limit. London. 1975. Mutirangura A, Tanunyutthawongese C, Pornthanakasem W, Kerekhanjanarong V, Sriuranpong V, S. et al. Genomic alteration in nasopharyngeal carcinoma: loss of heterozygosity and Epstein-Barr virus infection. Brit J. Cancer 1997; 76:770-6. Mutirangura A. Molecular mechanisms of nasopharyngeal carcinoma development. Research advances and research updates in medicine 2000; 1:18-27.

176


ISBN 978-602-95471-0-8 Neel HB, Pearson GR, Taylor WF, Antibodies to Epstein-Barr virus in patient with nasopharyngeal carcinoma and in comparison groups.Ann Otol Rhinol Laryngol 1984; 93:447-82. Nussbaum RL, McInnes RR, Willard HF. (2001) Thompson&Thompson : Genetics in Medicine. 6th Ed. Philadelphia, USA : WB Saunders Co. : 87. Parkin DM, Whelan SK, Ferlay J, Raymond L, Young J. Cancer incidence in five continent. Vol. 7, Lyon, France: IARC Scient. Publ. No. 143. IARC Press Promega. GoTaq PCR Core System. Instruction for use products. Technical Bulletin. Madison USA. 2007. Roezin A. Berbagai Faktor Penyebab dan Predisposisi Karsinoma Nasofaring. Maj Kedok Indon 1999; 49 (3) : 85-88. Roezin A. dan Adham M. Karsinoma Nasofaring. Dalam: Soepardi EA, Iskandar N, Bashiruddin J, dan Restuti RD. Editor. Buku Ajar Ilmu Kesehatan : Telinga Hidung Tenggorok Kepala dan Leher. Edisi ke 6. Balai Penerbit FKUI, Jakarta. 2007. Roezin A. Food and Social Background of Nasopharyngeal Cancer Patient in Jakarta. ASEAN Otolaryngol Head & Neck Surg J 1997; 1 : 21-27. Sastroasmoro S. dan Ismael S. Dasar-Dasar Metodologi Penelitian Klinis. Edisi ke-2. CV Sagung Seto, Jakarta. 2002. Shanmugaratnam K and Sobin L. Histological typing of upper respiratory tract tumor. Geneva, World Health Organization: 1978; 31-39. Stell RGD & Torrie JH. Prinsip dan prosedur statistika : Suatu pendekatan biometrik (terjemahan). Edisi 3. PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta 1993. Yu MC and Yuan JM. Epidemiology of nasopharyngeal carcinoma. Semin Cancer Biol 2002; 12: 421-9.


177

ISBN 978-602-95471-0-8 BAWANG PUTIH (Allium sativum L.) SEBAGAI ANTIJAMUR TERHADAP JAMUR Pityrosporum ovale DAN BAHAN BAKU OBAT TERAPI KETOMBE Sri Hartin Rahaju ABSTRAK Ketombe merupakan salah satu jenis penyakit pada kulit kepala yang dapat menyebabkan gatal yang tidak nyaman. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh ekstrak etanol bawang putih (Allium sativum L.) asal Rinjani sebagai antijamur terhadap jamur Pityrosporum ovale dan kajian teknik agronomi nya dengan mempelajari pemupukan organik yang mendukung pertumbuhan dan hasil yang baik sebagai bahan baku obat terapi ketombe. Dilakukan uji daya antijamur ekstrak etanol bawang putih dengan metode difusi dan dilusi di laboratorium dan penelitian lapangan di Cipanas. Penelitian dilakukan dengan dua factor : faktor pertama adalah Kontrol ( A ), Kotoran Ayam ( B ), Humus ( C ) dan Garam ( D ). Faktor kedua adalah asal bibit (varietas) dari Rinjani ( R ) dan dari Ciwidey ( S ). Rancangan penelitian yang digunakan adalah Acak Lengkap Berblok yang disusun secara factorial dengan 3 ulangan. Hasil Standarisasi bahan uji (A. sativum L.) Rinjani sesuai dengan yang tertera pada Materia Medika Indonesia. Diameter zone hambat yang dihasilkan pada konsentrasi 1000 µg/ml sebesar 8,35 mm dan konsentrasi 10000 µg/ml sebesar 9,35 mm. Nilai KHM ekstrak etanol bawang putih Rinjani terhadap jamur P. ovale sebesar 40%. Semakin tinggi konsentrasi larutan uji semakin tinggi pula zone hambat yang terbentuk, sehingga ekstrak etanol bawang putih Rinjani mempunyai aktivitas antijamur yang cukup besar terhadap P. ovale. Hasil panen per ha dalam percobaan ini hanya diperoleh sekitar 3,60 ton umbi kering varietas Rinjani /ha dan 6,19 ton umbi kering varietas Ciwidey /ha. Kata kunci: bawang putih, antijamur, jamur Pityrosporum ovale, pemupukan organik

178


ISBN 978-602-95471-0-8 KARAKTERISTIK MORFOLOGI DAN POTENSI REPRODUKSI DOMBA EKOR GEMUK SPESIFIK PULAU SEPUDI, MADURA Setiasih, A.Z. Zakariya, L. Nahdhia dan A. M. Abdurrahman Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Jawa Timur Jl. Raya Karangploso Km. 4. Malang ABSTRACT The Fat Tailed Sheep (FTS) is one of local livestock wich has superiority, it can reproduce all year long and has tolerance through hot environment. FTS breeding center is in Sepudi Island, Madura. This research has aim to know quantitative nor qualitative of morphologic characteristic and description about reproduction potential of Sepudi FTS belonging to animal husbandry in Sepudi Island and Interviewing 42 animal hasbendries. The result of this research show that 1) quantitaif measurement of rams; bodi weight 32,1 ± 3,2 kg, body length 58,0 ± 1,6 cm , chest circle 69,4 ± 2,6 cm , tail length 33,3 ± 2,0 cm and tail windh 13,6 ± 0,8 cm. Quantatif measumrement of ewe; bodi weight 29,7 ± 1,1 kg, body length 55,2 ± 0,7 cm , chest circle 71,6 ± 1,0 cm , tail length 29,4 ± 0,6 cm and tail windh 12,4 ± 0,3 cm. 2). The highest dan most constant values of coefficient correlation ( r ) were those between weight and chest circle in both rams and ewes, 3)Special qualitative sign of FTS is the white colour of wools, the length and curve of tail, short ear and little chubby face shape, 3) Potential reproduction of FTS are the first estrus on 7,47 ± 0,4 mounth, the first matting on 10,73 ± 0.9 mounth and the litter size is 1,62 ± 0.7 tails. Key word : Fat tail Shepps, Sepudi Island, caracteristic

PENGANTAR Keberadaan domba lokal sangat potensial untuk dikembangkan karena memiliki beberapa keunggulan antara lain dapat memproduksi anak sepanjang tahun dan sudah beradaptasi dengan cuaca panas serta beradaptasi dengan pakan berserat tinggi. Salah satu Domba lokal adalah Domba Ekor Gemuk (EG) yang banyak dibudidayakan peternak khususnya di Jawa Timur. Pulau Sepudi yang berada di kepulauan Madura merupakan wilayah sentra pembibitan domba EG dengan populasi pada tahun 2007 sebanyak 8. 959 ekor. Pulau Sepudi termasuk daerah lahan kering dan suhu udara pada siang hari sangat panas (Legowo, dan Saraswati, 1996). Kondisi yang demikian akan berpengaruh terhadap pola adaptasi dari ternak yang berkembang di daerah tersebut. domba EG dicirikan dengan ekor yang berlemak dan dipakai sebagai cadangan energi saat kekurangan pakan. Di Jawa Timur domba EG disukai masyarakat karena konsumen menyukai daging yang berlemak (Dwiyanto et all, 2005). Pembibitan merupakan aktifitas utama dalam pengembangan peternakan domba dan banyak dilakukan oleh peternak di pedesaan. Kinerja reproduksi induk sangat berperan dalam menjaga berkembangnya ternak domba EG (Yusran, et all, 2001). Dengan mengetahui karakteristik agroekologi, morfologi dan potensi reproduksi dapat dijadikan bahan pertimbangan dalam penentuan wilayah konservasi serta sentra pembibitan domba EG sebagai ternak lokal unggul. TUJUAN Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik agroekosistem, karakteristik morfologi domba EG spesifik pulau Sepudi, dan potensi kinerja reproduksi induk domba EG spesifik Sepudi.


179

ISBN 978-602-95471-0-8 CARA KERJA a. Waktu dan Tempat Kecamatan Gayam Kab. Sumenep yang berlokasi di pulau Sepudi. Pelaksanaan penelitian pada bulan April – Mei 2009. b. Materi Pengkajian Materi yang digunakan dalam pengkajian adalah 70 ekor induk dan 30 pejantan Domba Ekor Gemuk dewasa (umur > 11 bulan) milik petani peternak di Kecamatan Gayam dan Nonggunong Kab. Sumenep yang berlokasi di pulau Sepudi (dengan asumsi bahwa domba EG di pulau Sepudi belum pernah mengalami program Cross breedding). Dengan demikian materi yang diamati adalah domba EG Sepudi yang asli. Bahan dan alat yang digunakan dalam penelitiaan ini yaitu mistar ukur, pita ukur, timbangan berat badan dan kuesioner. c. Metode pelaksanaan Pengkajian dilakukan dengan metode survei berstruktur dan wawancara berstruktur kepada petani peternak Domba . Survei dilakukan dengan pengamatan terhadap data morfologi kuantitatif dan kualitatif domba EG di Kecamatan Gayam dan Nonggunong, Pulau Sepudi Kabupaten Sumenep. Wawancara kepada peternak dilakukan untuk mendapatkan data potensi kinerja reproduksi induk domba EG. d. Pendekatan agroekosistem Pendekatan potensi sumberdaya wilayah pengamatan dimana domba-domba tersebut berkembang dilakukan kajian analisis pola ruang yaitu analisis untuk mengetahui potensi sumberdaya lahan dimana kondisi ternak yang diamati dapat berkembang pada kondisi usaha peternakan rakyat sesuai dengan potensi sumberdaya wilayah tertentu. e. Data yang diamati Data yang diamati adalah: (1) umur, (2) berat badan dan (3) karakteristik morfologi kuantitatif dan (4) karakteristik morfologi kualitatif (5) potensi reproduksi induk. Umur ternak diketahui dengan wawancara langsung dengan peternak dan melihat keterasahan gigi. Berat badan diukur dengan menimbang ternak secara langsung. Karakteristik kuantitatif yang diamati meliputi : 1) Panjang badan : diukur secara proyeksi dari tuber ischii sampai dengan tuberositas humeri (cm), 2) Tinggi pundak : diukur dari bagian tertinggi pundak melewati belakang scapula tegak lurus ke tanah (cm), 3) Lebar dada : diukur jarak antara tuberositas huneri sinitas dan dextra (cm), 4) Dalam dada : diukur dari bagian tertinggi pundak sampai dengan dasar dada (cm), 5) Lingkar dada : diukur melingkar tepat di belakang scapula (cm), 6) Tinggi pinggul : diukur dari bagian tertinggi sacrum tegak lurus tanah (cm), 7) Dalam pinggul : diukur dari bagian tertinggi sacrum sampai dengan dasar perut (cm), 8) Panjang ekor : diukur dari pangkal ekor sampai dengan ujung ekor (cm), 9) Lebar ekor : diukur pada bagian terlebar dari ekor (cm). Pengukuran dilakukan dengan posisi ternak parallelogram yaitu pada saat posisi ternak berdiri tegak di atas permukaan tanah yang datar. Karakteristik kualitatif yang diamati meliputi:

180


ISBN 978-602-95471-0-8 1) 2) 3) 4) 5)

warna tubuh (Satu warna, belang, warna dominan dalam belang) garis muka (, lurus, cekung atau cembung) garis punggung, (lurus, cekung, cembung) bentuk telinga ( panjang, pendek) bentuk ekor (kecil bulat, besar bulat, besar dan lebar, besar lebar dan melengkung).

Data Potensi reproduksi yang diamati adalah: (a) umur birahi pertama, (b) umur kawin pertama, (c) jumlah anak sekelahiran f. Analisa Data Data kualitatif akan dianalisa secara deskriptif, sedangkan data kuntitatif akan dianalisa menggunakan metode “General Linear Model” menggunakan program SPSS for windows. HASIL DAN PEMBAHASAN Tinjauan Umum Wilayah Pengamatan Lokasi pengamatan merupakan daerah potensial Domba Ekor Gemuk yaitu di Desa Talaga Kecamatan Nonggunong dan Desa Gayam Kecamatan Gayam Kabupaten Sumenep yang terletak di pulau Sepudi. Pulau Sepudi dapat ditempuh dengan perahu atau kapal laut dari daratan Sumenep 2 – 4 jam dan 5 jam dari Situbondo Pulau Jawa. Berdasarkan kondisi alam Desa Talaga dan Desa Gayam adalah wilayah pantai berada pada ketinggian kurang dari 300 m dpl dengan permukaan tanah dataran. Pulau Sepudi memiliki luas wilayah 12.487,9 Ha sehingga sebagian besar wilayahnya dikelilingi oleh pantai dengan jenis tanah adalah alluvial dan latosol. Jumlah curah hujan dalam setahun (2004) mencapai 1500 mm. Berdasarkan tata guna lahan di Desa Talaga seluruhnya adalah lahan kering sedangkan di Desa Gayam selain lahan kering masih ditemukan lahan sawah tadah hujan. Tata Guna lahan di Desa Talaga dan Gayam dapat dilihat di Tabel 1. Tabel 1. Tata Guna Lahan di Desa Talaga dan Gayam (Tahun 2004) *) Bangunan dan Tegal, PerkeSawah Lainnya Desa pekarangan kebun, bunan Tadah ladang Hujan Talaga Ha 109,1 342,25 2,2 0 13,70 % 23,34 73,24 0,47 0 2,93 Gayam Ha 30,5 267,7 0 4,2 0 % 10,09 88,58 0 1,33 0 *) Kecamatan Dalam Angka 2004

Jumlah

467,25 100 302,4 100

Jenis tanaman yang ditanam oleh masyarakat Pulau Sepudi di kedua desa tersebut pada umumnya adalah tanaman pangan yaitu jagung, kacang tanah, kacang hijau dan ubi kayu. Selain untuk memenuhi kebutuhan pangan, peternak yang memiliki lahan dan ternak dalam jumlah banyak juga menanam berbagai tanaman pangan seperti jagung dan sorghum untuk dimanfaatkan sebagai hijauan pakan ternak. Vegetasi yang banyak ditemukan juga adalah berbagai jenis leguminosa seperti turi, lamtoro, kayu jaran, daun nangka dan leguminosa pohon spesifik Pulau Sepudi yaitu pohon Beru. Keberadaan daun leguminosa dalam jumlah yang cukup sebagai pakan ternak sangat mendukung


181

ISBN 978-602-95471-0-8 perkembangan domba EG di pulau ini karena daun leguminosa adalah sumber protein yang murah. Jumlah rumah tangga di Desa Talaga yang berusaha di sektor peternakan cukup tinggi yaitu sebanyak 46, 27 %, petani tanaman pangan 40,46%, nelayan 9% dan usaha non pertanian 4,25%. Sedangkan di Desa Gayam pekerjaan utama penduduk adalah sebagai petani tanaman pangan 46,18%, nelayan 4,86%, peternak hanya 26,68% dan sisanya bekerja di sektor non pertanian (perdagangan dan industri rumah tangga). Populasi Domba EG di Pulau Sepudi Domba Ekor Gemuk Pulau Sepudi dimasukkan dalam klasifikasi Domba Ekor Gemuk Jawa ( The Javanese Fat Tailed Sheep) (Sabrani, et, all, 1991). Selain di Pulau Sepudi, domba EG juga ditemukan di beberapa kabupaten di Jawa Timur yaitu Situbondo, Bondowoso, Probolinggo, Pasuruan dan Pamekasan (Dwianto, et all, 2005). Di Pulau Sepudi domba EG dipelihara oleh peternak baik di Kecamatan Gayam maupun Nonggunong. Populasi ternak domba di Pulau Sepudi tertera pada Tabel 2. Tabel 2. Populasi Domba Ekor Gemuk di Pulau Sepudi Tahun 2007*) Kecamatan Desa Domba Jantan Betina Gayam Prambanan 272 1.371 Pancor 231 804 Gendang Timur 133 298 Gendang Barat 102 307 Karang Tengah 97 186 Nyamplong 103 147 Jambuir 109 212 Gayam 182 415 Kalowang 138 338 Tarebung 98 314 Jumlah 1.465 4.392 Nonggunong Sokarame Paseser 71 221 Sokarame Timur 174 269 Talaga 196 481 Rosong 59 175 Nonggunong 100 256 Tanamerah 69 151 Sumber 70 114 Sonok 214 482 Jumlah 953 2.149 Jumlah 2.418 6.541 populasi *) Peternakan dalam Angka 2008

Jumlah 1.643 1035 431 409 283 250 321 597 476 412 5.857 292 443 677 234 356 220 183 696 3.102 8.959

Kepadatan ternak domba dalam Unit Ternak (UT)/1000 orang di Desa Talaga mencapai 30,36 sedangkan di Desa Gayam, kepadatan ternak domba adalah 21,51 UT/1000 orang penduduk. Kepadatan ternak domba di kedua desa tersebut dan juga di desa lain di Pulau Sepudi jauh lebih besar dari yang dilaporkan oleh Sabrani et all (1991) di berbagai wilayah Kabupaten Jawa Timur. Menurut Ilham ( 2007), kepadatan ternak

182


ISBN 978-602-95471-0-8 sangat bergantung pada kecocokan kondisi ekologi termasuk jenis tanah, pola tanam, curah hujan dan ketinggian tempat. Ternak yang dipelihara oleh peternak adalah betina hal ini menandakan bahwa tujuan pemeliharaan domba EG di Pulau Sepudi adalah usaha pembibitan, yaitu pemeliharaan ternak yang bertujuan untuk mendapatkan hasil berupa anak domba. Ratio jenis kelamin jantan dan betina domba EG di Kecamatan Gayam adalah 1: 3 dan di Kecamatan Nonggunong adalah 1: 2,26. Menurut Dwianto, et all, (2005) untuk membangun agribisnis peternakan kambing domba yang menguntungkan diperlukan ratio jantan betina 1 : 8. Dengan demikian peternakan domba di Pulau Sepudi menjadi kurang efisien karena setiap peternak harus mengeluarkan biaya untuk pemeliharaan pejantan padahal kepemilikan ternak rata-rata hanya 3 – 5 ekor per peternak. Namun demikian ratio pejantan dan betina yang kecil menghindarkan terjadinya kawin sedarah (inbreeding) yang dapat menyebabkan penurunan kualitas ternak.

r ,825 ,805

Domba EG Jantan Regresi Linier Y = 1,493 X - 56,040 Y = 1,499 X – 59,058

Panjang badan Tinggi Pundak

R ,588 ,125

Domba EG Betina Regresi Linier Y= 1.005 X – 26,161 Y=

Lebar Dada

,721

Y= 2,936 X – 18.669

,809

Y = 3,791 X - 31,566

Dalam Dada Lingkar dada Tinggi Pinggul Dalam Pinggul Lebar Pinggul Lebar ekor

,766 ,816 ,679 ,625 ,273 ,719

Y= 2,648 X – 45.883 Y = 0.922 X – 36,30 Y = 1,538 X – 65.683 Y = 1,520 X – 14.067 Y = 0,690 X + 16.765 Y = 2,529 X – 2.079

,781 ,835 ,825 ,759 ,440 ,787

Y = 2,922 X – 53,714 Y = 1,143 X – 48,405 Y= 1,393 X – 58,096 Y = 2,959 X – 55,585 Y = 1,838 X – 2.569 Y = 2,834 X – 9,331

Karakteristik Morfologi Kuantitatif Domba EG Pulau Sepudi Hasil penelitian menunjukkan bahwa Domba Ekor Gemuk Pulau Sepudi memiliki ukuran tubuh yang menunjukkan karakteristik kuantitatif seperti tertera pada Tabel 3. Tabel 3. Karakteristik kuantitaif Domba Ekor Gemuk Pulau Sepudi JANTAN BETINA JANTAN*) UKURAN Bobot badan (kg) 32,1 ± 3,2 29,7 ± 1,1 31,1 ± 7,33 Panjang kepala (cm) 20,0 ± 0,9 19,0 ± 0,2 Lebar kepala (cm) 10,3 ± 0,3 10,1 ± 0,1 Panjang badan (cm) 58,0 ± 1,6 55,2 ± 0,7 57,8 ± 6,13 Tinggi badan (cm) 60,6 ± 1,6 57,9 ± 1,0 62,5 ± 5.60 Lebar dada (cm) 16,5 ± 0,7 16,4 ± 0,3 Dalam dada (cm) 28,3 ± 0,9 28,5 ± 0,3 Lingkar dada (cm) 69,4 ± 2,6 71,6 ± 1,0 69,9 ± 5,98 Tinggi pinggul (cm) 62,8 ± 2,3 61,6 ± 0,5 Dalam pinggul (cm) 28,3 ± 1,0 28,4 ± 0,4 Lebar pinggul (cm) 16,6 ± 0,9 18,1 ± 0,5 Panjang ekor (cm) 33,3 ± 2,0 29,4 ± 0,6


BETINA*) 25,3 ± 5,25

55,5 ± 4,61 58,8 ± 3,43

65,9 ± 4,98

183

ISBN 978-602-95471-0-8 Lebar ekor (cm) *); Sabrani, et all, 1991.

13,6 ± 0,8

12,4 ± 0,3

12,5 ± 3,90

9,6 ± 2,77

Apabila dibandingkan dengan ukuran tubuh domba EG yang telah dilaporkan oleh Sabrani, et all (1991) terhadap domba EG di Kabupaten Sumenep (Kec Nonggunong, Gayam, Saronggi, Bluto, Kalianget dan Sumenep) maka hasil penelitian ini menunjukkan ukuran tubuh yang lebih besar pada ukuran bobot badan, lingkar dada dan lebar ekor. Sedangkan pada ukuran panjang badan dan tinggi badan tampak sedikit lebih kecil . Hubungan antara bobot badan dengan ukuran tubuh dapat dilihat pada Tabel 4. Tabel 4. Hubungan antara Bobot Badan (Y; dalam kg) dan ukuran tubuh (X; dalam Cm) pada domba EG Spesifik Sepudi Hasil penelitian menunjukkan adanya korelasi antara semua ukuran tubuh dengan bobot badan baik pada domba jantan maupun betina. Lebar ekor juga berkorelasi positif terhadap bobot badan domba EG dengan koefisien korelasi r = 0,719 pada domba betina dan r = 0,759 pada domba jantan. Nilai koefisien korelasi ( r ) tertinggi baik pada domba jantan maupun betina adalah pada ukuran lingkar dada yaitu berturut-turut r = 0,835 dan r = 0,816. Sehingga ukuran lingkar dada dapat digunakan untuk menduga bobot badan Domba Ekor Gemuk secara cepat. Regresi yang dapat digunakan untuk menduga bobot badan dengan lingkar dada adalah: Domba Betina: Y = 0,922 X – 65,683 Domba Jantan: Y = 1143 X – 48,405 ; X = lingkar dada (cm) , Y= bobot badan (kg) Karakteristik kualitatif Karakter kualitatif berupa warna tubuh, tipe telinga, bentuk ekor, bentuk muka dan tanduk domba EG di Pulau Sepudi tertera pada Tabel 5. Tabel 5. Karakteristik Kualitatif domba EG Spesifik Pulau Sepudi Jumlah Observasi Persentase Karakteristik Kualitatif Warna Tubuh Satu warna: Putih 100 100 Belang 0 0 Bentuk Ekor Panjang(> 35 cm) 17 17 Lebar (> 15 cm) 19 19 Melengkung 57 57 Agak melengkung 23 23 Tidak melengkung 20 20 Tipe Telinga Pendek (< 9 cm) Medium( 9 – 12 cm) Panjang (> 11 cm) Tegak Agak menggantung Menggantung

184

0 74 26 8 82 10

0 74 26 8 82 10


ISBN 978-602-95471-0-8 Bentuk Muka Cembung Lurus Cekung Tanduk Jantan bertanduk Jantan tak bertanduk Betina bertanduk Betina tidak bertanduk

34 56 0

34 56 0

30 0 0 70

100 0 0 100

Domba EG spesifik pulau sepudi memiliki ciri satu warna yaitu putih. Bentuk ekor adalah melengkung (47%) yaitu pada perbatasan antara bagian yang lebar dengan ujung ekor yang tidak lebar, agak melengkung 23 % dan 20 % tidak melengkung. Bentuk ekor diduga dipengaruhi oleh bobot badan. Tipe telinga domba EG di pulau Sepudi mayoritas adalah panjangnya sedang (74%) dan agak menggantung (82%). Bentuk muka yang ditemukan adalah cembung (34%) dan lurus (56 %). Selain itu domba EG pulau Sepudi dicirikan dengan tanduk kecil pada domba jantan dan tidak bertanduk pada betina. Potensi Reproduksi Induk Berdasarkan catatan yang dimiliki peternak maka sangat sulit untuk mendapatkan data performa reproduksi yang akurat. Berdasarkan hasil wawancara terhadap 42 orang responden peternak dengan jumlah induk sebanyak 62 ekor dan 97 kelahiran didapatkan data bahwa jumlah anak sekelahiran 1 ekor, 2 ekor, 3 ekor dan 4 ekor adalah sebanyak berturut-turut 60, 33, 10, dan 0 kali atau 61,86, 34,02, 10,31 dan 0 %. Sehingga dapat dihitung bahwa rata-rata jumlah anak sekelahiran (litter size) adalah 1,62 ± 0.7 ekor. Ratio anak jantan dan betina adalah 54 : 56. Berdasarkan hasil penelitian skala laboratorium yang dilakukan oleh Sutama (1991) dilaporkan bahwa umur pertama birahi domba EG adalah 7,47 ± 0,4 bulan, umur pertama kawin 10,73 ± 0.9 bulan. KESIMPULAN Dari hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa (1) domba EG dapat berkembang di pulau Sepudi karena memiliki kesesuaian dengan agroekologi setempat sehingga dalam pengembangannya perlu diperhatikan tentang kesesuaian agroekosistem yang meliputi jenis tanah, pola tanam, curah hujan dan ketinggian tempat, (2) Berdasarkan karakteristik kuantitatif, domba EG pulau Sepudi memiliki ukuran tubuh yang lebih besar daripada domba EG di Kabupaten Sumenep secara umum (tahun 1991). Lingkar dada adalah ukuran tubuh yang memiliki korelasi paling tinggi terhadap bobot badan baik pada domba jantan maupun betina, (3) Domba EG pulau Sepudi dicirikan dengan warna putih, telinga sedang dan agak menggantung, bentuk muka lurus dan ekor melengkung dan (4) performa reproduksi domba EG Sepudi adalah potensi jumlah anak sekelahiran 1,62 ekor, dan (5) Untuk meningkatkan performa domba EG Pulau Sepudi maka perlu dilakukan seleksi termasuk sifat ukuran tubuh dan kinerja reproduktivitas. DAFTAR PUSTAKA Anonimus, 2007. Prospek dan Arah Pengembangan Agribisnis Kambing Domba . Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Departemen Pertanian. Badan Pusat Statistik Kabupaten Sumenep. 2005. Kecamatan Gayam dalam Angka 2004. BPS Kabupaten Sumenep.


185

ISBN 978-602-95471-0-8 Badan Pusat Statistik Kabupaten Sumenep.2005. Kecamatan Nonggunong dalam Angka 2004. BPS Kabupaten Sumenep. Dwiyanto, K, Atien Priyanti, Ashmet Inounu, 2005. Prospek dan Arah Pengembangan Komoditas Peternakan: Unggas, sapi dan Kambing-Domba . Wartazoa Vol 15 No. 1. hal. 11-25. Ilham, Nyak, 2007. Alternatif Kebijakan Peningkatan Pertumbuhan PDB Subsektor Peternakan di Indonesia. Analisis Kebijakan Pertanian. Volume 5 No. 4. Desember 2007: 335 – 357. Kantor Peternakan, Pemerintah Kabupaten Sumenep. 2009. Peternakan dalam Data 2008. Kantor Peternakan Pemerintah Kabupaten Sumenep. Legowo, N dan DP. Saraswati, 1996. Zona Agroekologi Jawa Timur. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Karangploso. Priyanto, D, A.R.Siregar, E.Handiwirawan dan Subandriyo, 2000. Karakter Domba Introduksi dan Pola Conservasi Domba Lokal Sumatera di Sumatera Utara. Jurnal Ilmu Ternak dan Veteriner Vol. 5 No. 1: 12 – 22. Sabrani, M, Andi Djajanegara, I. Ketut Sutama, 1991. Report on Genetic Improvement of The Javanese Fat tailed Sheep. Balai Penelitian Ternak. Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Sutama, I.K. 1991. Production and Reproductive Performance of Javanese Fat Tailed Sheep In Indonesia, (Eds. I.K. Sutama and L. Iniguez). Proc. Of a Workshop Held In Surabaya, East Java. August 10 – 11, 1990 pp: 69 – 77. Yusran, Mohamad Ali, L. Affandhy, Aryogi, D. Hardini, E. Yogawati, 2001. Pengkajian Paket Teknologi Pemeliharaan Domba Ekor Gemuk Induk Pasca Beranak pada Kondisi Usaha Ternak Domba Rakyat di Jawa Timur.

186


ISBN 978-602-95471-0-8 ISOLASI, KARAKTERISASI DAN PRODUKSI SEL AZOTOBACTER SPP Sih Parmiyatni, Nurosid dan Priyo Wahyudi Pusat Teknologi Bioindustri Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi Jl. MH. Thamrin No. 8 Jakarta Pusat ABSTRACT Azotobacter is an aerobic bacteria which play an important role in nitrogen fixation and supporting the soil function as plant growth media due to its activity in soil health. The research conducted to obtain Azotobacter isolate from different types of soil, Serpong (S), Pontianak (P) and Banyuwangi (B). They were characterized and selected to find out the prospective isolates for fertilizer purpose. Selective medium Jensen used for isolation the soils and biochemical tests were done to characterize the isolates. 19 isolates of Azotobacter obtained and only two isolates (B1BA8 and B2BB12) potentially selected for fertilizer due to the ability of producing growth factor and to fix the nitrogen. Key words : isolates of Azotobacter spp, growth factor, nitrogen fixation, microbial fertilizer.

PENDAHULUAN Tanah merupakan ekosistem yang mengandung berbagai jenis mikroba dengan sifat biologis dan morfologi yang berbeda-beda. Banyaknya mikroba berpengaruh terhadap sifat fisik dan kimia tanah serta pertumbuhan tanaman. Beberapa kelompok mikroba tanah yang berperan antara lain adalah bakteri penambat nitrogen (N) seperti Rhizobium dan Azotobacter, pelarut posfat (mikoriza) dan lainnya. Bakteri penambat nitrogen mempunyai kemampuan untuk menambat N dari udara, bakteri ini biasanya berasosiasi dengan tanaman, sistem perakaran dan sedimen. Azotobacter merupakan spesies rizobakteri yang telah dikenal sebagai agen biologis pemfiksasi dinitrogen, diazotrof, yang mengubah dinitrogen menjadi amonium melalui reduksi elektron dan protonasi gas dinitrogen (Hindersah dan Simarmata, 2004). Bakteri ini sangat sensitif terhadap pH rendah (Mishustin dan Shilnikova, 1971), dan optimum pada pH 7-8 (Sutedjo et al, 1991). Azotobacter mendukung fungsi tanah sebagai media pertumbuhan tanaman karena rizobakteri ini memiliki aktivitas lain yang berkenaan dengan kesehatan tanah. Azotobacter juga memproduksi ferrisiderofor (Page 1987) pada kondisi kahat besi; mengakumulasi polimer poli-β-hidroksibutirat (pHB) yang berperan sebagai cadangan makanan dan merupakan indikator kemampuan rizobakteri ini dalam bioremediasi tanah terkontaminasi minyak, melarutkan fosfat anorganik (Kumar & Narula 1999); memproduksi asam pantotenik dan tiamin pada kondisi adiazotrophic (Martinez-Toledo et al, 1996). Pada budidaya pertanian, kerap terjadi peningkatan pemakaian pupuk kimiawi yang semakin tinggi. Hal ini selain memerlukan energi yang besar, juga akan berpengaruh negatif terhadap lingkungan. Pemakaian pupuk N yang berlebihan selain akan meningkatkan kandungan nitrat dalam air tanah juga dapat meningkatkan efek rumah kaca di atmosfir. Sejalan dengan kebijakan pemerintah untuk back to nature, pemanfaatan mikroba tanah untuk meningkatkan produksi tanaman merupakan alternatif pemecahannya. Dari uraian di atas, penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan dan menyeleksi isolat Azotobacter. Diharapkan dari berbagai sample tanah yang digunakan, akan


187

ISBN 978-602-95471-0-8 diperoleh isolat-isolat Azotobacter yang efektif dan dapat dikembangkan sebagai pupuk hayati. BAHAN DAN METODE Bahan. Enam contoh tanah diperoleh dari 3 lokasi yang berbeda yaitu Serpong (S), Pontianak (P) dan Banyuwangi (B). Contoh tanah disimpan dalam wadah plastik dan ditutup untuk menghindari kontaminasi sebelum dilakukan pengujian. Isolasi. Sampel tanah sebanyak 1 gram masing-masing dilakukan seri pengenceran 101 sampai 108. Dari seri pengenceran ini diambil 0,1 ml ke medium selektif Jensen (SubbaRao, 1994) dan diinkubasi pada suhu 30oC selama 2-4 x 24 jam. Karakterisasi. Isolat yang diperoleh diidentifikasi berdasarkan sifat morfologi dan biokimia dengan acuan Bergey’s Mannual of Determinative Bacteriology. Pengamatan morfologi koloni meliputi bentuk koloni, tepi dan elevasi ; pewarnaan gram dan morfologi sel dilakukan terhadap sampel setelah masa inkubasi. Terhadap sampel-sampel ini dilakukan juga serangkaian uji biokimia seperti katalase, oksidase, motilitas, pengujian produksi IAA dan NH3. Produksi Biomassa. Kandidat isolat untuk pupuk hayati selanjutnya diinokulasikan ke dalam 10 ml medium Jensen cair yang ditambahkan 0.1 % pepton sebanyak 1 ose. Isolat tersebut diinkubasi dalam shaker 120 rpm pada suhu ruang selama 24 jam. 10 % (v/v) dari shaker ini selanjutnya dimasukkan ke dalam larutan yang berisi 100 ml medium cair Jensen dan diinkubasi dalam shaker. Hasil shaker kedua ini diambil 10 % (v/v) untuk keperluan produksi biomassa sel. Selanjutnya 10 % (v/v) dimasukkan ke dalam larutan 1000 ml medium cair Jensen dan 0.1 % pepton, pH 7,2. Larutan ini digojog selama 24 jam dalam shaker 120 rpm pada suhu ruang. Setelah 24 jam dilakukan pemanenan dan penghitungan kurva pertumbuhannya. HASIL Isolasi dan karakterisasi Azotobacter Dari hasil isolasi sampel tanah dari empat lokasi menggunakan medium selektif Jensen, diperoleh 19 isolat Azotobacter (Tabel 1). Isolat dari sampel yang berasal dari tanah Banyuwangi (B1BA8 dan B2B12) menunjukkan hasil yang lebih kuat dibandingkan dengan isolat dari sampel tanah lainnya. Hal tersebut ditandai dengan reaksi warna yang dihasilkan pada uji NH3 (coklat kemerahan) dan pada uji IAA (merah muda) (Gambar 1). Tabel 1. Karakterisasi isolat-isolat Azotobacter dari tanah Serpong, Pontianak dan Banyuwangi dengan medium Jensen Sampel tanah Serpong : SB1

188

NH3

IAA

+

-

Hasil uji Biokimia Pewarnaan Motilitas gram -

+

Katalase

+


ISBN 978-602-95471-0-8 SB2 + Pontianak: Pt1 + PP1 + PB2 + Banyuwangi : B1BA8 ++ ++ B2BA8 + + B3BA8 + + B4BA8 + + F1BA8 + + IBA8 B2BB12 ++ ++ P1BB12 + + BB1C7 + BB2C7 + + BP1C7 + + B1BD2 B2BD2 B3BD2 + Keterangan: + : positif ; ++ : lebih kuat ; -

-

+

+

-

+ + +

+ + +

+ + + + + + + + + + + + + +

+ + + + + + + + + + + + + +

: negatif

Pengujian NH3 dan IAA secara kualitatif

(a)

(b)

Gambar 1. Hasil pengujian : (a) NH3, dan (b) IAA Isolat asal Banyuwangi secara kualitatif

Produksi inokulum Azotobacter Isolat B1BA8 pada medium Jensen yang ditambahkan dengan pepton 0,1 % menunjukkan kepadatan sel 4.44 x 1011 cfu/ml (Tabel 2), sedangkan isolat B2BB12 jumlah selnya 1.71 x 1011 cfu/ml (Tabel 3).


189

ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 2. Jumlah sel (CFU/ml) isolat B1BA8 dengan media Jensen dan pepton 0.1 %

190


ISBN 978-602-95471-0-8

Tabel 3. Jumlah sel (CFU/ml) isolat B2BB12 dengan media Jensen dan pepton 0.1 %

Waktu inkubasi (jam)

P Jumlah e Koloni n g e n c e r a n

0

Jumlah Sel (CFU/ml)

Log Sel (CFU/ml)

1 0

88

8.80 x 107

7.94

136

1.36 x 109

9.13

5

6

1 0 6


191

ISBN 978-602-95471-0-8

12

1 0

18

1 0

24

1 0

30

1 0

36

1 0

229

2.29 x 109

9.36

138

1.38 x 1010

10.14

35

3.50 x 1010

10.54

171

1.71 x 1011

11.23

5

5.00 x 109

9.70

6

7

8

8

8

Kurva Pertumbuhan Azotobacter sp. B1BA8 12.00

11.00

LOG Sel (CFU/ml)

10.00

9.00

8.00

7.00

6.00

5.00 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Waktu Inkubasi (Jam)

Gambar 2. Kurva pertumbuhan isolat B1BA8

192


ISBN 978-602-95471-0-8

Kurva Pertumbuhan Azotobacter sp. IB2BB12 12.00

11.00

LOG Sel (CFU/ml)

10.00

9.00

8.00

7.00

6.00

5.00 0

5

10

15

20

25

30

35

40

Waktu Inkubasi (Jam)

Gambar 3. Kurva pertumbuhan isolat B2BB12 Dari kurva pertumbuhan kedua isolat tersebut terlihat bahwa puncak kepadatan sel dicapai setelah 24 jam masa inkubasi untuk B1BA8 (Gambar 2) dan setelah 30 jam untuk B2BB12 (Gambar 3). PEMBAHASAN Isolasi dan karakterisasi Azotobacter Ragam karakteristik dari masing-masing isolat dari sampel yang berbeda menunjukkan hasil yang beragam pula terhadap parameter yang diamati. Berdasarkan uji morfologi ke 19 isolat yang diperoleh menunjukkan bahwa hampir semua koloni berbentuk bulat, halus dan basah; dan berwarna bening, putih hingga keruh, pada pewarnaan gram bersifat negatif. Pada uji reduksi nitrat, isolat-isolat menunjukkan reaksi positif, dan sebagian kecil isolat membentuk pertumbuhan di permukaan medium (berbentuk cincin). Perbedaan jenis sampel tanah yang diuji mempengaruhi kualitas dari isolat yang diperoleh. Jumlah isolat Azotobacter yang diperoleh dari sampel tanah Serpong lebih sedikit dibandingkan dengan sampel tanah yang berasal dari Pontianak maupun Banyuwangi. Sifat tanah dari masing-masing sampel juga mempengaruhi kualitas mikroba yang diperoleh. Sifat tanah Pontianak yang masam hanya mampu diperoleh 3 isolat Azotobacter dibandingkan dengan isolat yang diperoleh dari tanah Banyuwangi. Pada uji kemampuan menghasilkan produksi faktor tumbuh, secara kualitatif isolat B1BA8 dan B2BB12 merupakan penghasil asam indol asetat yang lebih unggul dibandingkan isolat lainnya (Tabel 1). Pada uji kemampuan penambatan nitrogen, isolat yang berasal dari Banyuwangi B1BA8 dan B2BB12 memberikan hasil positif lebih kuat dengan adanya perubahan


193

ISBN 978-602-95471-0-8 warna dari kuning ke coklat (Gambar 1 (a)). Hal ini berbeda dengan isolat lainnya walau memberikan hasil yang positif. Perbedaan kemampuan penambatan nitrogen ini dipengaruhi oleh jenis dan kualitas tanah. Isolat Azotobacter yang berasal dari tanah Banyuwangi memiliki kecenderungan lebih baik dibandingkan isolat yang berasal dari tanah Serpong dan Pontianak. Populasi mikroba dalam tanah akan berpengaruh pada kualitas tanah. Semakin tinggi populasi mikroba tanah semakin tinggi aktivitas biokimia dalam tanah dan semakin tinggi indeks kualitas tanah (Saraswati dan Sumarno, 2008). Isolat B1BA8 dan B2BB12 secara kualitatif juga mengindikasikan kemampuan yang lebih dalam memproduksi IAA (Gambar 1 (b)). Hal ini ditunjukkan dengan adanya perubahan warna yang sangat merah muda pada isolat uji. Produksi IAA diketahui berkaitan erat dengan konsentrasi triptophan (Ahmad et al, 2005). Produksi inokulum Azotobacter Berdasarkan hasil uji biokimia (NH3 dan IAA) dipilih kandidat potensiil untuk dikembangkan menjadi pupuk hayati, yaitu B1BA8 dan B2BB12. Dari kurva pertumbuhan kedua isolat tersebut terlihat bahwa puncak kepadatan sel dicapai setelah 24 jam masa inkubasi untuk B1BA8 (Gambar 2) dan setelah 30 jam untuk B2BB12 (Gambar 3). Hal itu dimungkinkan karena biomassa sel berkaitan dengan adanya pertumbuhan sel yang didukung oleh kondisi yang sesuai untuk pertumbuhannya. Kondisi yang sesuai diantaranya tersedianya sumber energi berupa sukrosa selama masa inkubasi. KESIMPULAN Dari hasil seleksi 19 isolat Azotobacter yang diperoleh dari 3 lokasi yang berbeda, diketahui bahwa isolat B1BA8 dan B2BB12 memiliki keunggulan dalam menambat nitrogen dan menghasilkan IAA. Kedua isolat tersebut selanjutnya merupakan kandidat yang akan dikembangkan sebagai pupuk hayati. DAFTAR PUSTAKA a. Ahmad, F., Ahmad, I., dan Khan, M.S. 2005. Indole Acetic Acid Production by the Indigenous Isolates of Azotobacter and Fluorescent Pseudomonas in the Presence and Absence of Tryptophan, Turk. J. Biol. 29: 29 – 34. b. Hindersah, R. dan T. Simarmata. 2004. Potensi rhizobacteri Azotobacter dalam meningkatkan kesehatan tanah. Jurnal Natura Indonesia. 5:127-133. c. Kumar, V. & Narula, N. 1999. Solubilization of Inorganic Phosphate and Growth Emergence of Wheat as Affected by Azotobacter chroococcum Mutans. Biol. Fertil. Soil. 28: 301-307. d. Martinez-Toledo, M.V., Rodelas, B., Salmeron, V., Pozo, C., & Gonzalez-Lopez, J. 1996. Production of Pantothenic Acid and Thiamine by Azotobacter vinelandii in a Chemically Defined Medium and a Dialyzed Soil Medium. Biol. Fertil.Soil. 22: 131-137. e. Mishustin, E.N. dan N.K. Shilnikova. 1971. The Biological Fixation of Atmospheric Nitrogen by Free-Living Bacteria. MacMillan. London. f. Page, W.J.1987. Iron Dependent Production of Hydroxamate by SodiumDependent Azotobacter chroococcum. Appl. Environ. Microbiol. 53: 1418-1424. g. Subba-Rao, N.S.1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman. Edisi Kedua. Universitas Indonesia Press. Jakarta. h. Saraswati, R dan Sumarno. 2008. Pemanfaatan Mikroba Penyubur Tanah. Iptek Tanaman Pangan Vol. 3 No. 1: 41-58.

194


ISBN 978-602-95471-0-8 i.

Sutedjo, M.M., A. G. Kartasapoetra, S. Sastroatmodjo. 1991. Mikrobiologi Tanah. Rineka Cipta. Jakarta.


195

ISBN 978-602-95471-0-8 Analisis Apoptosis Sel Germinal, Diameter Tubulus Seminiferus dan Berat Testis serta Korelasinya pada Tikus Responsif dan Non Responsif Azoospermia yang Disuntik Testosteron Undekanoat (TU) dan Depot Merdroksiprogesteron Asetat (DMPA) Jangka Panjang Silvia W Lestari*, Nukman Moeloek*, Asmarinah*, Lysbeth Regina Pandjaitan** *Departemen Biologi Kedokteran, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia **Peserta Progam Magister Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia ABSTRACT Injection of Testoterone Undecanoat (TU) and Depot Medroksiprogesteron Acetate (DMPA) can cause azoospermia in rats which is caused by suppression LH and FSH that induces apoptosis on germinal cells. However, it has been known yet, whether germinal cells apoptosis can decrease diameter of seminiferous tubules testis weight and whether there are differences between germinal cells apoptosis in azoospermic responsive rats and non-responsive rats. The aim of this study was to analyze apoptosis with diameter of seminiferous tubules and weight of testis and its correlation with azoospermic responsive and non-responsive rats given long term injection of Testosteron Undeanoat (TU) and Depot Medroksi Progesteron Acetate (DMPA). The Sprague-Dawley rats was administered with 2,5 mg TU at 6 weeks intervals and 1,25 mg DMPA at 12 weeks intervals. They were randomly divided into groups i.e K0 (pretreatment), K1 (treatment, on 12,24,36,60 weeks), K2 (recovery, on 72 weeks), Each treatment had its control. Apoptosis was evaluated by TUNEL methode, testis was weighed, and diameter of seminiferous tubules was measured. From each treatment as well as from azoospermic responsive rats and non responsive rats there were statistical differences on germinal cells apoptosis, diameter of seminiferous tubules and testis weight on treatment (K1) groups compared with controls (P<0,05). We also found that there was correlation between testis weight vs diameter of seminiferous tubules (0,536). There were negative correlation between; testis weight or diameter of seminiferous tubules vs germ cells apoptosis (-0,359 dan -0,345). There were no statistical differences on apoptosis on germinal cells, diameter of seminiferous tubules and testis weight between azoospermic responsive rats and non responsive rats (P>0,05). Long term TU+DMPA injection could increase germ cells apoptosis and decrease diameter of seminiferous tubules and weight of rat testis. There were no correlation between apoptosis with diameter of seminiferous tubules and weight of rat testis azoospermic responsive and non responsive rats. Keywords: apoptosis, testis, testosteron medroksiprogesteronacetate, azoospermia

undekanoat

&

depot

PENDAHULUAN Berbagai usaha telah dan terus dilakukan oleh para ahli di bidang andrologi, untuk memperoleh bahan kontrasepsi pria yang aman, efektif, mudah digunakan dan bersifat reversibel (Sutyarso & Moeloek, 1995). Usaha tersebut didorong oleh kesadaran penuh akan pertambahan penduduk di dunia. Diperkirakan, jumlah penduduk Indonesia pada tahun 2020-2025 akan mencapai 285 juta jiwa (BKKBN, 2003). Oleh karena itu, program Keluarga Berencana (KB) masih sangat diperlukan Pemberian testoteron intramuskular (im) dan secara oral testoteron secara sendiri atau kombinasi dengan progestogen telah diketahui menjadi penyebab terjadinya penghambatan spermatogenesis sehingga pria normal menjadi azoospermia. Dari berbagai literatur, didapatkan bahwa testoteron dapat menyebabkan azoospermia yang bersifat reversibel, tanpa efek samping yang serius dan bermakna, efektif pada populasi

196


ISBN 978-602-95471-0-8 Asia. Hal ini menunjukkan testoteron menjadi bahan kimia yang memberikan harapan baik untuk mengendalikan fertilitas pria (Reddy, 2000). Medroxy Progesteron Asetat (MPA) yang dikombinasikan dengan testoteron mempunyai prospek yang baik untuk dikembangkan menjadi bahan kontrasepsi pria, karena waktu efektif yang diperlukan untuk menghambat sekresi gonadotropin lebih lama. Progestin dapat menghambat sekresi gonadotropin (LH dan FSH), sehingga menurunkan kadar testoteron plasma. Penurunan testoteron ini dapat diatasi dengan adanya pemberian testoteron. Penambahan testoteron menunjukkan kerja sinergistik, menghambat sekresi gonadotopin, dan testoteron tetap tinggi sehingga libido dan potensi seks tetap tidak terganggu (Moeloek & Sutyarso,1995). Pada tahun 2001, penelitian kontrasepsi hormonal Testoteron Undekanoat (TU)+Depot Medroksi Progesteron Asetat (DMPA) telah dilakukan di Jakarta pada 20 orang pria. Sepuluh orang diantaranya, disuntik dengan 500 mg TU interval 6 minggu (kelompok I) dan 10 orang lainnya disuntik 500 mg TU interval 6 minggu dan 250 mg DMPA interval 12 minggu (kelompok II). Setelah 12 minggu, konsentrasi spermatozoa pada kelompok I didapatkan 10% azoospermia, dan pada kelompok II didapatkan 80% azoospermia sedangkan sisanya yang 20% oligozoospermia berat (mendekati azoospermia) dengan konsentrasi spermatozoa <0,1 juta/ml. Pada tahun 2004, penelitian ini dilanjutkan, didapatkan hasil 100% pria menjadi azoospermia (Moeloek et al., 2001). Pemberian suntikan kombinasi hormon Norethisteron Enantat (NET-EN) dan Testoteron Enantat (TE) pada tikus, terlihat berat testis cenderung menurun. Menurunnya berat testis pada kelompok ini mungkin diakibatkan oleh pemberian NET-EN + TE yang menyebabkan sekresi FSH & LH terhambat, akibatnya proses spermatogenesis terganggu, sehingga banyak sel-sel germinal mengalami degenerasi yang menunjukkan adanya rongga-rongga pada tubulus seminiferus. Hal ini ditunjang oleh hasil penelitian Frick dkk, yang melaporkan, bahwa berkurangnya hormon gonadotropin di dalam serum dapat menyebabkan penurunan diameter tubulus seminiferus, hialinisasi/fibrosis dari membran tubulus, hipoplasia sel-sel germinal dan sel-sel Leydig menghilang (Retnowati, 1990). Pemberian TU + DMPA dapat menyebabkan penurunan produksi sperma dalam testis tikus. Namun demikian, terdapat perbedaan respon akibat pemberian kombinasi hormon ini, sehingga pada minggu ke 24, diketahui tidak semua tikus percobaan menjadi azoospermia. Keadaan azoospermia ini diakibatkan oleh supresi hormon gonadotropin yang mengakibatkan terjadinya peningkatan apoptosis sel germinal testis. Pada fase pemulihan (penghentian penyuntikan TU + DMPA), konsentrasi spermatozoa cenderung kembali ke keadaan normal. Namun, dari penelitian tersebut belum diketahui apakah apoptosis sel germinal dapat menurunkan diameter tubulus seminiferus dan selanjutnya dapat menurunkan berat testis serta apakah ada perbedaan antara apoptosis sel germinal pada tikus yang cepat (responsif) untuk menjadi azoospermia dan yang tidak mempunyai respon cepat (non-responsif). (Ilyas, 2007). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis apoptosis dengan ukuran diameter tubulus seminiferus & berat testis serta korelasinya dengan azoospermia responsif dan non responsif pada tikus yang disuntik Testosteron Undekanoat (TU) Dan Depot Merdroksiprogesteron Asetat (DMPA) jangka panjang. BAHAN DAN CARA PENELITIAN Hewan Percobaan dan perlakuan Penelitian ini menggunakan tikus (Rattus sp. strain Sprague Dawley) jantan yang sehat dan fertil, berumur 8-11 minggu dengan berat 150-250 g. Tikus tersebut diperoleh dari laboratorium Balai Pengawasan Obat dan Makanan Departemen Kesehatan RI


197

ISBN 978-602-95471-0-8 (POM-Depkes RI) Jakarta. Selama penelitian berlangsung kesehatan tikus dijaga agar tidak menjadi sakit. Tikus diberi makan dan minum secara ad libitum. Kandangnya dijaga kebersihannya dan diatur 12 jam terang dan 12 jam gelap. Sehingga tikus tersebut layak digunakan untuk penelitian. Tikus dibagi dalam 3 kelompok perlakuan yaitu K0 (praperlakuan), K1 (perlakuan, minggu ke 12,24,36,60 penyuntikan), dan K2 (pemulihan, minggu ke 72). Masing-masing perlakuan disertai dengan kontrolnya.. Tikus diinjeksi 2,5 mg TU tiap 6 minggu sekali , dan 1,25 mg DMPA. 12 minggu sekali. Setelah perlakuan selesai tikus dimatikan . Pengambilan spermatozoa kauda epididimis dan testis dilakukan setiap 6 minggu sekali. Bahan & Alat Penelitian Hormon Testosteron undekanoat (TU) 1000mg/4mL Nebido® (Schering AG) & depot Medroxyprogesteron Asetat/Depo Genton® @ 150 mg/3mL).Bahan-bahan yang digunakan untuk pembuatan preparat histologi dengan metode parafin yaitu larutan Bouin (formaldehid 37%:asam pikrat: asam asetat glasial 100% = 5:3:1). Larutan Bouin ini digunakan untuk fiksasi organ testis. Xylol, alkohol (70%, 80%, 95% dan absolut), larutan benzol, larutan benzil benzoat, dan hard parafin. TUNEL kit adalah In Situ Death Detection Kit, POD – (Cat No. 11 684 817 001 – Roche), untuk mendeteksi pemutusan rantai DNA pada sel-sel apoptosis di bawah mikroskop cahaya. BSA (Bovine Serum Albumin fraction V), untuk memblocking background (bagian non imunologik yang tidak spesifik) untuk mendapatkan hasil pewarnaan yang optimal tanpa gangguan pada latar belakang. DNAse (Cat no 10104132001 – Roche) ,untuk memutus rantai DNA pada kontrol positif apoptosis. Alat yang digunakan adalah mikroskop cahaya (Olympus CH 20), mikrometer (B&L) untuk mengukur diameter tubulus seminiferus, dan timbangan analitik Sartorius 2402 untuk mengukur berat testis. Penentuan sel germinal positif TUNEL Penentuan ini dilakukan dengan cara imunohistokimia, yang menggunakan sayatan testis dari tikus. Pembuatan sayatan testis sampel dilakukan dengan cara sebagai berikut: Testis difiksasi dengan Bouin selama 24 jam, testis dicuci dengan alkohol seri (70, 80, 95% dan absolut @ 2x1 jam), kemudian dimasukkan dalam benzil benzoat selama 24 jam, masukkan dalam benzol 2x15 menit, masukkan dalam parafin 3x1 jam, dan kemudian dicetak membentuk balok parafin. Balok parafin yang bersampel tersebut dipotong 6 µm. Potongan sampel testis ini disimpan dan dipakai untuk keperluan: penentuan sel germinal positif TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated deoxy-UTP nick end labeling). Dasar analisis ini adalah potongan DNA genomik yang mengalami apoptosis akan menghasilkan potongan DNA double stranded DNA (untai ganda), dan potongan single strand break DNA,” nick” (untai tunggal). Potongan untai DNA ini dikenal dengan menandai terminal 3’-OH nukleotida tersebut dengan fluoresein dan kemudian kedua kalinya ditandai dengan anti-fluorescein antibody fragmen Fab domba yang mengandung peroksidase (POD). Dengan penambahan substrat akan terjadi perubahan warna yang dapat dilihat dengan mikroskop cahaya. Cara ini mampu menentukan adanya apoptosis sel dalam suatu jaringan. Potongan sampel pada gelas objek diambil dan dipanaskan pada hot plate 60oC selama 60 menit, dideparafinisasi (xylol I dan II @ 5 menit), dihidrasi dengan alkohol seri (Absolut I, II @ 3 menit; 95, 80 dan 70% @ 1 menit), dibilas dengan aquades (2x1 menit), kemudian dipanaskan dengan buffer sitrat 93-98oC selama 20 menit, kemudian didinginkan selama 20 menit pada suhu ruang, dibilas dengan PBS (2x2 menit), kemudian direndam dalam PBS 4oC sambil didinginkan pada suhu 4oC selama 2 menit,

198


ISBN 978-602-95471-0-8 dibilas dengan PBS (2x2 menit), diinkubasi pada suhu ruang dengan H2O2 (0,3% hydrogen peroxidase) untuk memblok enzim peroksidase selama 10 menit, dibilas dengan PBS. Kemudian diinkubasi selama 90 menit dengan campuran reaksi TUNEL (Cat No. 11 684 817 001 – Roche) pada suhu 37oC, dibilas dengan PBS (2x2 menit). Kemudian diinkubasi dengan Converter-POD (In Situ Cell Death Detection Kit) pada suhu 37oC selama 30 menit. Dibilas dengan PBS (2x2 menit), divisualisasi dengan diaminobenzidin (DAB) pada kondisi gelap selama 10 menit, dibilas dengan PBS (2x2 menit). Kemudian di counterstain dengan Hematoxylin Mayer selama 30 detik, dan direndam dalam ammonia 0,037 M selama 1 menit, dibilas dengan aquades (2x2 menit), didehidrasi dengan alkohol seri (95%, absolut II dan I @ 1 menit), penjernihan dengan xylol II dan I @ 3 menit dan ditutup dengan kaca penutup yang menggunakan entelan. Slide kemudian diamati di bawah mikroskop cahaya dengan pembesaran 400x dan dihitung sebanyak 100 tubulus seminiferus (Omezzine, 2003) . Kemudian dilihat tahaptahap spermatogenesisnya dan dihitung jumlah spermatogenik per tahap (spermatogonia, spermatosit, spermatid) yang terwarnai positif (coklat). Pengukuran diameter tubulus seminiferus Untuk mengukur diameter tubulus seminiferus digunakan alat mikrometer (B&L). Sebelumnya dilakukan kalibrasi antara mikrometer objek & mikrometer okuler dengan pembesaran 100x. Didapatkan hasil 0,01 mm setara dengan jarak antara dua garis (II). Sebagai contoh, didapatkan hasil pengukuran tubulus seminiferus dengan mikrometer okuler 30 garis. Ini berarti, sama dengan 30 x 0,01mmx 103µ= 300 µm. Tubulus seminiferus yang diukur dari tiap sampel preparat testis adalah semua tubulus yang bentuknya bulat. Pengukuran berat testis Penimbangan terhadap berat testis menggunakan timbangan analitik Sartorius 2402 Penentuan sel germinal positif TUNEL Penilaian kuantitatif apoptosis total (pada berbagai tingkatan perkembangan sel germinal yaitu spermatogonia, spermatosit dan spermatid) dengan metoda TUNEL (terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated deoxy-UTP nick end labeling). Analisis Dan Interpretasi Data Data kuantitatif (variabel dependen) yang didapatkan, diuji kemaknaannya terhadap pengaruh kelompok perlakuan (variabel independen) dengan bantuan program statistik komputer yakni program SPSS release 15. Urutan uji diawali dengan uji normalitas, uji homogenitas. Jika data berdistribusi normal dan homogen, maka dilanjutkan dengan uji sidik ragam (ANOVA) dua arah (lebih dari 2 kelompok perlakuan) dan jika berbeda nyata dilanjutkan dengan uji post hoc multiple comparison bonferroni. Sedangkan untuk data yang membandingkan 2 kelompok diuji dengan uji t.(Lee et al,1999; Srigondo, 1981) Tetapi jika salah satu data tidak berdistribusi normal dan atau tidak homogen maka akan dilanjutkan dengan uji Friedman (uji nonparamatrik k related sample) untuk lebih dari 2 kelompok dan uji Mann Whitney untuk 2 kelompok. Untuk keputusan uji statistik diambil pada taraf nyata 5% (p=0,05) (Santoso, 200; Shekin 2004). HASIL PENELITIAN Apoptosis Sel germinal Total Hasil uji perbandingan rata-rata indeks apoptosis antara kelompok kontrol dengan perlakuan pada beberapa perlakuan menunjukkan perbedaan yang signifikan (P<0,05;Lampiran 2) setelah penyuntikan TU+DMPA. Pada perlakuan, apoptosis


199

ISBN 978-602-95471-0-8

Rata-rata Indeks Apoptosis Total sel germinal

meningkat secara signifikan dibandingkan dengan kontrolnya (P<0,05). Sedangkan pada pemulihan (setelah penyuntikan TU+DMPA dihentikan) menurun kembali dan tidak berbeda signifikan dengan kontrolnya (P>0,05).

50 .40 30 20 10 .0. Praperlakuan

Pemulihan

Perlakuan Tahap Perlakuan Kontrol

Perlakuan

Gambar 1. Rata-rata Indeks Apoptosis total sel germinal dengan pemberian TU+DMPA pada beberapa kelompok perlakuan. P<0,05 kontrol vs perlakuan Apoptosis sel germinal dapat ditampilkan berdasarkan waktu pengamatan seperti gambar 2 di bawah ini:

Rata-rata Indeks Apoptosis Total sel germinal

Praperlakuan

Perlakuan

Pemulihan

8.0 Kontrol

Perlakuan

6.0 4.0 2.0 0.0 0

12Lama Pemberian 24 TU+DMPA 36

60

72

Gambar 2. Rata-rata Indeks Apoptosis total sel germinal dengan penyuntikan TU+DMPA pada beberapa waktu perlakuan. P<0,05 kontrol vs perlakuan.

Diameter Tubulus Seminiferus pada beberapa Kelompok Perlakuan Pada Gambar 3 terlihat bahwa rata-rata diameter tubulus seminiferus tiap kelompok perlakuan berbeda secara signifikan (P<0,05) antara kelompok kontrol dengan perlakuan. Tetapi pada tahap pemulihan, diameter tubulus seminiferus terlihat meningkat tajam dan tidak berbeda nyata dengan kontrolnya (P>0,05).

200


ISBN 978-602-95471-0-8

Berat Testis (mg)

1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Praperlakuan

Perlakuan

Pemulihan

Tahap Perlakuan Kontrol

Perlakuan

Gambar 3. Rata-rata diameter tubulus seminiferus selama penyuntikan & setelah penghentian penyuntikan TU+DMPA dalam beberapa kelompok perlakuan . P<0,05 kontrol vs perlakuan.

Gambar 4 menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan (P<0,05) antara diameter tubulus seminiferus kontrol dibandingkan dengan perlakuannya pada minggu ke 12, 24, 36 dan 60 . Sedangkan pada minggu ke 72 tidak terdapat pebedaan signifikan (P>0,05) diameter tubulus seminiferus testis antara perlakuan dan kontrolnya.

Praperlakuan

Diameter Tubulus Seminiferus (µm)

300

Perlakuan

Pemulihan

12 24 36 60 Lam a Pemberian TU+DMPA (Minggu)

72

250 200 150 100 50 0 0

Kontrol

Perlakuan

Gambar 4. Rata-rata diameter tubulus seminiferus selama penyuntikan & setelah penghentian penyuntikan TU+DMPA dalam beberapa waktu perlakuan. P<0,05 kontrol vs perlakuan.

Berat Testis pada beberapa Kelompok Perlakuan Pada Gambar 5 dibawah ini, terlihat bahwa penyuntikan TU+DMPA terbukti dapat menyebabkan penurunan berat testis pada tikus dimana didapatkan perbandingan antara kontrol dan perlakuan pada tahap (kelompok) perlakuan menunjukkan perbedaan signifikan (P<0,05). Sedangkan pemulihan berat testis terjadi setelah penyuntikan TU+DMPA dihentikan selama 12 minggu.


201


ISBN 978-602-95471-0-8 300 250 200 150 100 50

0 Praperlakuan

Perlakuan TahapPerlakuan n Kontrol

Pemulihan

Perlakuan

Gambar 5. Rata-rata berat testis selama penyuntikan & setelah penghentian penyuntikan TU+DMPA dalam beberapa kelompok perlakuan. P<0,05 kontrol vs perlakuan

Gambar 6 menunjukkan adanya perbedaan yang signifikan (P<0,05) antara berat testis kontrol dibandingkan dengan perlakuannya pada minggu ke 12, 24, 36 dan 60 (tahap penyuntikan TU+DMPA). Seperti tergambar pada minggu ke 72 yang tidak terdapat pebedaan signifikan (P>0,05) berat testis antara perlakuan dan kontrolnya.

Berat Testis (mg)

Praperlakuan

Perlakuan

Pemulihan

12 24 36 60 Pemberian TU+DMPA (Minggu)

72

1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

Kontrol

Perlakuan

Gambar 6. Rata-rata berat testis selama penyuntikan & setelah penghentian penyuntikan TU+DMPA dalam beberapa waktu perlakuan. P<0,05 kontrol vs perlakuan

Hubungan (Korelasi) dan Model Regresi Linear Ganda Hubungan data Apoptosis Total Sel germinal dengan DiameterTubulus Seminiferus dan Berat testis. Analisis korelasi antara data berat testis, diameter tubulus seminiferus dengan apoptosis total sel germinal, didapatkan seperti pada Tabel 1. Hubungan antara berat testis dan diameter tubulus dengan apoptosis sel germinal sangat signifikan {P<0,05; pada baris Sig. (2-tailed)}. Hubungan signifikan juga didapatkan pada berat testis vs diameter tubulus seminiferus (P<0,05) (Lampiran 2). Tabel 1. Hasil analisis korelasi antara data Diameter Tubulus Seminiferus, Berat Testis dengan Apoptosis Total Sel germinal selama penyuntikan TU+DMPA jangka panjang & setelah penghentian penyuntikan TU+DMPA

202


ISBN 978-602-95471-0-8 Correlations

Kendall's tau_b

Tub_Seminiferus

B_testis

Apoptosis

Correlation Coefficient Sig. (2-tailed) N Correlation Coefficient Sig. (2-tailed) N Correlation Coefficient Sig. (2-tailed) N

Tub_ Seminiferus B_testis Apoptosis 1.000 .536** -.345** . .000 .007 30 30 30 .536** 1.000 -.359** .000 . .005 30 30 30 -.345** -.359** 1.000 .007 .005 . 30 30 30

**. Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed).

Pada baris koefisien korelasi (Correlation Coefficient) yang terdapat pada Tabel 1 di atas menyatakan kuat lemahnya hubungan yang terjadi pada kedua kelompok yang dibandingkan. Koefisien korelasi berkisar antara -1<0<1. Korelasi kuat bila di atas 0,5 sedangkan korelasi yang kurang kuat di bawah 0,5. Korelasi yang kuat didapatkan pada berat testis vs diameter tubulus seminiferus (0,536). Sedangkan korelasi yang kurang kuat didapat pada korelasi antara; berat testis vs apoptosis sel germinal (-0,359) dan diameter tubulus seminiferus vs apoptosis sel germinal (-0,345). Angka Correlation Coefficient yang bernilai (+), berarti hubungan antara diameter tubulus seminiferus dan berat testis menunjukkan arah yang sama (korelasi positif). Dengan kata lain; peningkatan diameter tubulus seminiferus meningkatkan berat testis. Angka Correlation Coefficient (-), menunjukkan hubungan yang bertolak belakang. Hubungan antara apoptosis sel germinal dengan diameter tubulus seminiferus dan berat testis menunjukkan arah yang berlawanan (korelasi negatif). Artinya: peningkatan apoptosis sel germinal menurunkan diameter tubulus seminiferus dan berat testis. Model Regresi Linear Ganda Untuk analisis regresi ganda digunakan apoptosis sel germinal sebagai faktor dependen dan sebagai faktor independen adalah data berat testis dan diameter tubulus seminiferus. Hasil analisis dan Model Regresi adalah: Y = 9,439 – 0,39X. Dimana; Y = apoptosis sel germinal, X = diameter tubulus seminiferus (Lampiran 3) (Gambar 22). Koefisien regresi X sebesar 0,39 menyatakan bahwa setiap 1 µm diameter tubulus seminiferus yang berkurang setara dengan pengurangan apoptosis sel germinal sebesar 0,39.


203

ISBN 978-602-95471-0-8


300

Y = 9,439 – 0,39X r < 0,05

250

200

R Sq Linear = 0,308

150

100 0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

Indeks Apoptosis Sel germinal*

Gambar 7. Korelasi apoptosis sel germinal dengan diameter tubulus seminiferus selama penyuntikan TU+DMPA jangka panjang & setelah penghentian penyuntikan TU+DMPA.

4.5. Perbedaan Azoospermia Responsif dan Non-responsif Hasil analisis perbandingan perbedaan rata-rata diameter tubulus seminiferus, apoptosis sel germinal, dan berat testis antara tikus responsif dan non-responsif azoospermia dapat dilihat pada Tabel 4 di bawah ini. Tabel 2. Perbandingan beberapa parameter uji antara Azoospermia Responsif dan NonResponsif Responsif Non-Responsif Azoospermia (n=2) Azoospermia (n=3) 1. Indeks Apoptosis 10,53±0,19 2,60±1,16ts 2. Diameter Tubulus Seminiferus (µm) 131,61±2,90 142,80±1,91ts 3. Berat Testis (g) 0,3699±0,0148 0,5549±0,0029ts ts Keterangan: ts = tidak signifikan ( P>0,05 antara azoospermia vs non-azoospermia). No.

Parameter Uji

Rata-rata indeks apoptosis, diameter tubulus seminiferus, dan berat testis berbeda tidak signifikan antara responsif dan non- responsive azoospermia (P>0,05). PEMBAHASAN Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan didapatkan apoptosis sel germinal meningkat secara signifikan pada tahap perlakuan, tepatnya dimulai dari minggu ke 12 setelah penyuntikan TU+DMPA sampai ke 60 (Gambar 1 dan 2). Kemungkinan penyuntikan TU+DMPA menyebabkan penurunan testosteron sehingga mengganggu spermatogenesis yang akhirnya menyebabkan apoptosis sel germinal. Seperti yang dinyatakan oleh Nair and Chandrima (2003), bahwa apoptosis sel germinal dapat diinduksi oleh adanya penurunan kandungan testosteron intratestikular. Vigier et al., (2004) menambahkan bahwa selain testosteron, FSH yang kurang juga dapat menyebabkan apoptosis sel germinal.

204


ISBN 978-602-95471-0-8 Apoptosis sel germinal yang terjadi setelah penyuntikan TU+DMPA dapat terjadi melalui jalur apoptosis dan mekanisme parakrin oleh sel Sertoli yang mengatur jumlah sel germinal dalam testis. Jalur apoptosis terdiri jalur ekstrinsik dan intrinsik. Jalur eksternal misalnya melalui sistem sinyal Fas-FasL yang diikuti dengan keterlibatan caspase 8 dan caspase 3. Sedangkan jalur intrinsik melibatkan mitokondria yang melepaskan sitokrom c, caspase 3 dan caspase 9 (Moreno, 2006). Dalam penelitian sebelumnya yang telah dilakukan Ilyas, didapatkan bahwa terdapat hubungan yang bermakna antara peristiwa apoptosis dengan ekspresi protein Fas sel germinal atau aktivasi caspase 3 selama penyuntikan jangka panjang & penghentian TU+DMPA pada tikus.12 Selain itu, sudah ada indikasi bahwa ada hubungan antara penurunan testoteron terhadap peningkatan aktivitas Fas-FasL yang memicu terjadinya apoptosis sel germinal (Mishra & Shaha, 2005). Kemudian juga ada laporan yang menyatakan bahwa Bax yang merupakan protein pro-apoptosis diatur oleh hormonal (Rodriguez, 1997). Setelah penyuntikan dihentikan (tahap pemulihan) atau minggu ke 72 (Gambar 1 dan 2), apoptosis sel germinal kembali menurun bahkan mencapai kondisi yang tidak berbeda nyata (P>0,05) dengan kontrolnya. Diduga hal ini disebabkan oleh normalnya kembali jumlah testosteron intratestikular sehingga memungkinkan terjadinya kondisi fisiologis secara normal. Page et al., (2006), melaporkan bahwa penyuntikan T+DMPA dapat menekan proses spermatogenesis secara cepat dan juga bersifat reversibel setelah penyuntikan dihentikan . Penyuntikan TU+DMPA dapat menurunkan diameter tubulus seminiferus secara signifikan (138,78±2,17) (P<0,05), jika dibandingkan dengan kontrolnya (235,44±3,76) tetapi kemudian kembali pulih pada tahap pemulihan (P>0,05). (Gambar 18). Pengaruh TU+DMPA juga dapat dilihat pada Gambar 19, dimana pada minggu ke 12 penyuntikan TU+DMPA telah terjadi penurunan diameter tubulus seminiferus sampai pada minggu ke 60. Setelah penyuntikan TU+DMPA dihentikan selama 12 minggu, terlihat adanya peningkatan diameter tubulus seminferus kembali. Penyuntikan TU+DMPA terus menerus menimbulkan penurunan kandungan kandungan FSH melalui feed back negatif dari poros hipotalamus – hipofisis dan testis. Secara normal, keberadaan FSH tersebut sangat penting untuk penambahan ukuran diameter tubulus dan peningkatan spermatogenesis. Seperti laporan Ramaswamy et al, (2000), bahwa penambahan FSH pada kera berhubungan dengan amplifikasi spermatogenesis dan dapat meningkatkan volume testis kira-kira 70%, peningkatan diameter tubulus seminiferus, dan peningkatan jumlah sel germinal. Penurunan FSH sebagai akibat penyuntikan TU+DMPA akan mempengaruhi sel Sertoli yang berfungsi sebagai sumber nutrisi bagi sel germinal. Menurut Lue et al., (2003) penurunan FSH menyebabkan berkurangnya sel Sertoli secara nyata dan mempunyai korelasi yang signifikan dan positif dengan berat testis, diameter tubulus, dan jumlah sel germinal. Tubulus seminiferus terdiri dari sel Sertoli dan beberapa tingkat sel germinal. Diameter tubulus seminiferus tergantung pada jumlah dan volume sel Sertoli, sel germinal, dan jumlah cairan dalam lumen. Penurunan berat testis (Gambar 6) kemungkinan disebabkan karena banyaknya sel germinal yang mengalami apoptosis sebagai akibat dari penyuntikan hormon TU+DMPA. Apoptosis sel germinal diakibatkan oleh adanya pengurangan testosteron intratestikular yang merupakan dampak feed back negative dari penyuntikan TU+DMPA jangka panjang. Keberadaan sel germinal termasuk sperma di dalam tubulus seminiferus mempunyai kontribusi penting yang dapat mempengaruhi berat dari testis. Telah dilaporkan oleh Yan et al., (2003), bahwa berkurangnya jumlah sel sperma berhubungan dengan menurunnya berat testis tikus. Kemudian Scott et al., (2007) juga melaporkan, bahwa kandungan testosteron testikular berbanding lurus dengan berat testis tikus, atau


205

ISBN 978-602-95471-0-8 dengan kata lain bahwa penurunan jumlah testosteron testikular berhubungan erat dengan pengurangan berat testis. Hasil analisis antara hubungan berat testis dan diameter tubulus serta apoptosis sel germinal dapat dilihat pada Tabel 1. Hubungan antara berat testis dengan tubulus seminiferus setelah penyuntikan TU+DMPA adalah sangat kuat (0,536) dan signifikan (P<0,01). Penurunan diameter tubulus seminiferus diikuti dengan pengurangan berat testis setelah perlakuan. Ternyata apoptosis spermatogenik menjadi penyebab utama mengecilnya diameter tubulus seminiferus. Seperti yang dilaporkan Wang et al., (2007), bahwa pengurangan diameter tubulus seminiferus akibat penyuntikan TU dan levonogestrel yang ditandai dengan berkurangnya jumlah sel germinal. Sedangkan berkurangnya sel germinal dialaporkan Morales et al., (2007) adalah sebagai akibat dari apoptosis sel germinal yang terjadi. Hal ini juga dapat dibuktikan dari hasil penelitian yang terlihat pada Gambar 8, bahwa peningkatan apoptosis sel germinal sejalan dengan pengurangan diameter tubulus seminiferus. Pada penelitian penyuntikan suntikan kombinasi hormon Norethisteron Enantat (NET-EN) dan Testoteron Enantat (TE) pada tikus, didapatkan berat testis cenderung menurun. Menurunnya berat testis pada kelompok ini mungkin diakibatkan oleh penyuntikan NET-EN + TE yang menyebabkan sekresi FSH & LH terhambat, akibatnya proses spermatogenesis terganggu, sehingga banyak sel-sel germinal mengalami degenerasi yang ditunjukkan oleh adanya rongga-rongga pada tubulus seminiferus. Hal ini ditunjang oleh hasil penelitian Frick dkk 1980, yang melaporkan, bahwa berkurangnya hormon gonadotropin di dalam serum dapat menyebabkan penurunan diameter tubulus seminiferus, hialinisasi/fibrosis dari membran tubulus, hipoplasia sel-sel germinal dan sel-sel Leydig menghilang (Retnowati, 1990). Tujuan menganalisa antara tikus azoospermia responsif dan non responsif adalah untuk melihat respon masing-masing kelompok tersebut terhadap injeksi TU+DMPA dalam indeks apoptosis sel germinal, diameter tubulus seminiferus, dan berat testis. Namun, pada Tabel 2 terlihat tidak adanya perbedaan yang nyata antara tikus responsif dan non- responsif azoospermia pada masing-masing parameter uji (indeks apoptosis sel germinal, diameter tubulus seminiferus, dan berat testis) setelah penyuntikan TU+DMPA jangka panjang. Kemungkinan hal ini disebabkan jumlah subyek yang terlalu sedikit untuk dibandingkan yaitu azoospermia responsif 2 ekor tikus dan azoospermia non- responsif 3 ekor tikus (pada minggu ke 24) (Lampiran 12). Kemungkinan juga disebabkan oleh tidak adanya perbedaan yang signifikan pada kandungan reseptor androgen sel Sertoli. Sehingga dengan keberadaan testosteron yang sama-sama rendah, kemampuan tikus yang non-azoospermia dan azoospermia tidak berbeda signifikan dalam mengikat testosteron dalam testis. Seperti yang dilaporkan Wang et al., (2006) bahwa, keberadaan reseptor androgen pada sel Sertoli dapat mempengaruhi mekanisme molekuler reseptor androgen sel Sertoli atau sinyal reseptor androgen sel Sertoli terhadap proses pembentukan sperma (spermatogenesis) serta perubahan tubulus seminiferus sehingga pada akhirnya mempengaruhi morfologi dari testis (berat testis). Pengurangan androgen reseptor sel Sertoli di dalam testis berkurang, mungkin juga disebabkan karena jumlah sel Sertolinya yang berkurang akibat menurunnya kandungan testosteron intratestikular. Seperti yang dilaporkan oleh Scott et al., (2007) bahwa, adanya korelasi yang positif antara kandungan testosteron intratestikular dengan jumlah sel Sertoli yang didapatkan (r =0,791; P = 0,019). Kesimpulan Penyuntikan TU+DMPA jangka panjang dapat meningkatkan apoptosis sel germinal sehingga menurunkan diameter tubulus seminiferus dan berat testis namun tidak

206


ISBN 978-602-95471-0-8 terdapat perbedaan pada apoptosis sel germinal,diameter tubulus seminiferus, dan berat testis pada kelompok tikus yang azoospermia responsif dan non responsif . DAFTAR REFERENSI Ilyas S. (2007). Azoospermia dan pemulihannya melalui regulasi apoptosis sel germinal tikus (Rattus sp) pada penyuntikan kombinasi testosteron undekanoat (TU) dan depot medroksiprogesteron asetat (DMPA). Disertasi Program Doktor Ilmu Biomedik FKUI Lee, J., Richburg† J.H., Shipp E.B, Meistrich M.L., and Boekelheide K. (1999). The Fas System, a Regulator of Testicular Germ Cell. Apoptosis, Is Differentially UpRegulated in Sertoli Cell. Versus Germ Cell Injury of the Testis. Endocrinology; 140( 2):852-858 Lestari SW. Analisis apoptosis sel spermatogenik testis tikus (Rattus sp.) selama dan setelah penyuntikan kombinasi Testoteron Undekanoat (TU) dan Depot Medroksi Progesteron Asetat (DMPA). Tesis Progam Magister Ilmu Bimedik FKUI. Juni 2008. Lue, Y., Sinha Hikim A.P., Wang C, Leung A, and Swerdloff RS. (2003). Functional Role of Inducible Nitric Oxide Synthase in the Induction of Male Germ Cell Apoptosis, Regulation of Sperm Number, and Determination of Testes Size: Evidence from Null Mutant Mice. Endocrinology; 144 (7): 3092-3100. Moeloek N, Sutyarso. (1995). Kombinasi progesterone dengan androgen untuk kontrasepsi hormonal pada pria. Majalah Kedokteran Indonesia. Jakarta; 737740. Moeloek, N., Pujianto D.A., Agustin R., Arsyad K.M., Waluyo P., Prihyugiarto Y., and Mbizvo M.T. (2001). Achieving azoospermia by injections of testosterone undecanoate alone or combined with depot medroxyprogesterone acetate in Indonesian men (Jakarta center study). In: Robaire B, Chemes H and Morales CR, eds. Proceedings of the VIIth International Congress of Andrology. Montreal,Canada. Medimond Publishing Company Inc,: 545-550. Morales E, Horn R, Pastor LM, Santamaria L, Pallares J, Zuasti A, Ferrer C, Canteras M. (2004). Involution of seminiferous tubules in aged hamsters: an ultrastructural, immunohistochemical and quantitative morphological study. Histology and Histopatholy; 9: 445–455. Moreno RD, Lizama C, Urzua N, Vergara SP, Reyes JG. (2006) Caspase activation throughout the first wave of spermatogenesis in the rat. Cell and Tissue Research; 12:499-512.ogy Nair R, Shaha C. (2003). Diethylstilbestrol Induces Rat Spermatogenic Cell Apoptosis in Vivo through Increased Expression of Spermatogenic Cell Fas/FasL System. Journal Biology Chemistry.; 278( 8): 6470–6481. Omezzine, A., Claire Mauduit, Eric Tabone, Naoufel Nabli, Ali Bouslama, And Mohamed Benahmed. (2003). Caspase-3 And -6 Expression And Activation Are Targeted By Hormone Action In The Rat Ventral Prostate During The Apoptotic Cell Death Process. Bor Papers In Press., As Doi:10.1095/Biolreprod.102.012435 Page ST, Amory JK, Anawalt BD, Irwig MS, Brockenbrough AT, Matsumoto AM, and Bremner WJ. (2006). Testoterone Gel Combined with Depomedroxyprogesterone Acetate is an effective Male Hormonal Contraceptive Regimen and is not Pusat Informasi Keluarga Sejahtera (PIKAS)- Badan koordinasi Keluarga Berencana nasional (BKKBN). (2003). Komitmen Program KB Jangka Panjang. Jakarta.


207

ISBN 978-602-95471-0-8 Ramaswamy S, Marshall GR, McNeilly AS, Plant TM. (2000). Dynamics of the folliclestimulating hormone (FSH)-inhibin B feedback loop and its role in regulating spermatogenesis in the adult male rhesus monkey (Macaca mulatta) as revealed by unilateral orchidectomy. Endocrinology;141:18–27. Reddy PRK. (2000). Hormonal contraception for human males: prospects. School of Life Sciences, University of Hyderabad, Hyderabad-500 046, India Asian Journal Andrology; 2: 46-50. Retnowati R.(1990). Pengaruh penyuntikan kombinasi Norethisteron Enantat dan .Testoteron Enantat dibandingkan dengan kombinasi Depo Medroksiprogesteron Asetat dan Testoteron Enantat terhadap fertilitas tikus jantan. Thesis program Magister Sains Biologi Kedokteran FKUI. Rodriguez I, Ody C, Araki K, Garcia I, Vassali P . (1997). Cell death patterns of the rat spermatogonial cell progeny induced by Sertoli cell geometric changes and Fas (CD95) agonist. Devolepmental Dynamic,; 214:361-371. Santoso, S. SPSS. (2001). Versi 10 – Mengoah Data Statistik Secara Profesional. Penerbit PT Elex Media Komputindo Kelompok Gramedia – Jakarta. Satyawaroop PG, Gurpide E. (1978) A direct effect of medroxyprogesterone acetate on 17β- hydroxysteroid-dehydrogenase in adult rat testis. Endrocinology; 17611765. Scott, H.M., Hutchison G.R., Mahood I.K., Hallmark N, Welsh M, De Gendt K, Verhoeven G, O’Shaughnessy P, and. Sharpe R.M. ( 2007). Role of Androgens in Fetal Testis Development and Dysgenesis. Endocrinology 148(5):2027–2036. Shekin, D.J. (2004). Parametric and Nonparametric Statistical Procedures. 3rd Ed. Washington: CRC Press: 404-756. Srigondo B. (1981). Jumlah ulangan dalam percobaan, dalam Rancangan Percobaan (Universitas Diponegoro, ed.), Universitas Diponegoro Press. Semarang,: 101106. Sutyarso, Moeloek N. (1995). Prospek kontrasepsi hormonal pada pria dengan menggunakan testoteron. Majalah Kesehatan Masyarakat Indonesia. Jakarta; 241-245. Vigier, M., Weiss M, Perrard M H, Godet M and Durand P. (2004). The effects of FSH and of testosterone on the completion of meiosis and the very early steps of spermiogenesis of the rat: an in vitro study. Journal of Molecular Endocrinology; 33: 729–742. Wang, R.S., Shuyuan Yeh, Lu-Min Chen, Hung-Yun Lin, Caixia Zhang, Jing Ni, ChengChia Wu, P. Anthony di Sant’Agnese, Karen L. deMesy-Bentley, Chii-Ruey Tzeng, and Chawnshang Chang. (2006).Androgen Receptor in Sertoli Cell Is Essential for Germ Cell Nursery and Junctional Complex Formation in Mouse Testes. Endocrinology; 147(12):5624–5633. Yan, W., Jun-Xing Huang, Anna-Stina Lax, Lauri Pelliniemi, Eeva Salminen, Matti Poutanen, and Jorma Toppari. (2003). Overexpression of Bcl-w in the Testis Disrupts Spermatogenesis: Revelation of a Role of BCL-W in Male Germ Cell Cycle Control. Molecular Endocrinology.17(9):1868–1879.

208


ISBN 978-602-95471-0-8 Studi Kadar Klorofil dan Zat Besi (Fe) pada Beberapa Jenis Bayam terhadap Jumlah Eritrosit Tikus Putih (Rattus norvegicus) Anemia. Siti Fatimah Jurusan Biologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. Pembimbing: Kiptiyah, M.Si. ABSTRAK Bayam mengandung klorofil dan zat besi yang berperan dalam eritropoiesis. Zat yang terkandung di dalam bayam dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan zat besi pada seseorang yang mengalami anemia. Anemia adalah penyakit kekurangan darah dengan hemoglobin ≤14 g/dl. Zat besi merupakan unsur yang berperan dalam sintesis hemoglobin. Molekul hemoglobin berupa porfirin dan atom Fe sebagai intinya. Porfirin ini juga merupakan molekul yang membentuk klorofil. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui kadar klorofil dan kadar zat besi (Fe) beberapa spesies bayam terhadap jumlah eritrosit tikus putih (Rattus norvegicus) anemia. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Biologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang. Analisis kadar klorofil dan zat besi dilaksanakan di Laboratorium Kimia Universitas Muhammadiyah Malang. Penelitian ini bersifat menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 10 ulangan, jika terdapat perbedaan nyata dilanjutkan dengan uji Beda Nyata Terkecil (BNT) 0,01. Perlakuan yang digunakan adalah ekstrak daun bayam jenis Amaranthus hybridus L., Amaranthus gangeticus L., Amaranthus spinosus L., dan Amaranthus blitum L.. Hasil Uji T-test berpasangan menunjukkan bahwa t hitung = 11,499 ≥ t 0,01(4) = 4,604, artinya jumlah eritrosit tikus kondisi anemia berbeda nyata dengan eritrosit tikus setelah diberi ekstrak beberapa jenis daun bayam. Hasil ANAVA satu jalur menunjukkan F hitung = 64,92 ≥ F tabel = 3,78, artinya pemberian ekstrak beberapa jenis daun bayam berpengaruh nyata terhadap jumlah eritrosit tikus putih anemia. Perlakuan terbaik diperoleh pada pemberian ekstrak daun bayam jenis Amaranthus hybridus L. yang mampu meningkatkan jumlah eritrosit sebesar 6,46 juta. Berdasarkan hasil analisis Korelasi Pearson, terdapat korelasi positif pada kadar klorofil dan zat besi pada beberapa jenis bayam terhadap jumlah eritrosit tikus putih anemia. Koefisien korelasi (r) tersebut berurut-urut 0,81; 0,86; dan 0,69. Kata Kunci: Klorofil, Zat Besi, Bayam, Eritrosit, Tikus Putih, Anemia


209

ISBN 978-602-95471-0-8 PATHOGENICITY OF FUSANTS Bacillus thuringiensis F31 AND F33 AGAINST Plutella xylostella L. AND Spodoptera litura F. Siti Sumarmi Faculty of Biology, UGM ABSTRACT Bacillus turingiensis var kurstaki is commonly used for control insect pests especially Lepidoptera larvae. This bacterium is safe for people and environment. The use of protoplasmic bacteria fusion technique to combined Bt var. kurstaki and Bt. israelensis were used in order to increase the pathogenicity of the Bt. The derivated those Bt were namely fusant F31 and F33. The pathogenicity test was applied to Plutella xylostella L. larvae which is a key of insect pest on cabbage and Spodopt era litura F. larva which is a main insect pest in many crops. Pathogenicity tests of the fusants Bt against P. xylostella and S. litura were conducted by using a dip method. Suspension series of concentrations of the fusants Bt were 107 to 10 8 cells/ml for P. xylostella tests and concentrations of fusants Bt suspensions were 10 3 and 10 8 cells /ml for S. litura . Bt. var. kurstaki and profenofos suspensions were used as control treatments The test for each concentrations and control were repeated for three times. The larva mortality within 48 and 72 hours observation was analyzed by Probit Analysis in order to get LC50 and LC95 value on tested larvae. The sub-lethal effects of the treatments in the 7 days were determined. The result showed that fusant Bt F31 has more pathogen than fusant F 33 against the second and third instars larvae of P. xylostella. However, fusants Bt. F31 and fusant Bt F33 have more pathogen to control the second instars larvae of S. litura then Bt var. kustaki to control those insect pests. The Fusant F31 caused P. xylostella larvae failed to become imago(6.63 %) and 70.83 % larvae succeed to become imago but the imago were not perfect. Keyword: Bt var kurstaki, fusant, Plutella xylostella L., Spodoptera litura F.

210


ISBN 978-602-95471-0-8 PERTUMBUHAN BIBIT GAHARU Aquilaria malaccensis LAMK. PADA KOMBINASI MEDIA ARANG SEKAM DAN SERBUK GERGAJI Siti Syamsiah1 dan Yupi Isnaini2 1

Alumni Departemen Biologi, FMIPA, Institut Pertanian Bogor 2 Pusat Konservasi Tumbuhan Kebun Raya Bogor, LIPI Jl. Ir. H.Juanda 13, Bogor. E-mail: [email protected] ABSTRAK

Aquilaria malaccensis Lamk. merupakan salah satu jenis penghasil gaharu yang banyak diminati karena dilaporkan mampu menghasilkan gubal gaharu berkualitas. Namun, jenis ini termasuk lambat dalam pertumbuhannya dibandingkan dengan jeni-jenis penghasil gaharu lainnya. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pertumbuhan bibit A. malaccensis pada berbagai kombinasi media tumbuh menggunakan arang sekam dan serbuk gergaji. Bibit A. malaccensis asal Riau yang berumur 3 bulan ditanam pada kombinasi media M0 (tanah:kompos = 2:1), M1 (tanah :kompos:arang sekam = 2:1:2), M2 (tanah:kompos:arang sekam = 2:1:4), M3 (tanah:kompos:serbuk gergaji = 2:1:2), M4 (tanah:kompos:serbuk gergaji = 2:1:4), dan M5 (tanah:kompos:arang sekam:serbuk gergaji = 2:1:4:4). Peubah yang diamati meliputi laju pertumbuhan, bobot basah akar dan tajuk, bobot kering akar dan tajuk, nisbah pucuk akar, kadar klorofil daun, dan morfologi akar. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa tanaman pada media M1 dan M3 memberikan respons tertinggi pada semua peubah yang diamati, sedangkan tanaman pada media M5 memberikan respons terendah terhadap semua peubah yang diamati. Kata kunci: gaharu, Aquilaria malaccensis, pertumbuhan, arang sekam, serbuk gergaji

PENDAHULUAN Aquilaria malaccensis Lamk. merupakan salah satu jenis penghasil gaharu yang tersebar di Sumatera dan Kalimantan (Sidiyasa 1986). Jenis ini banyak diburu karena dianggap sebagai penghasil gubal gaharu berkualitas. Gubal gaharu atau gaharu adalah sejenis kayu dengan berbagai bentuk dan warna yang khas serta memiliki kandungan damar wangi yang berasal dari pohon atau bagian pohon penghasil gaharu (SNI 1999). Dalam dunia perdagangan, gaharu terkenal dengan nama agarwood, aloeswood, dan eaglewood (Barden et al. 2000). Gaharu memiliki beberapa manfaat yaitu sebagai stimulan, bahan baku kosmetik, dan obat-obatan seperti obat rematik, penguat pada saat hamil dan sesudah melahirkan, cacar, sakit perut, dan pengobatan berbagai macam penyakit lainnya (Perry & Metzger 1980). Masalah utama yang dihadapi dalam usaha gaharu dewasa ini ialah kelangkaan pohon penghasil gaharu sebagai akibat dari proses penebangan liar dan eksploitasi hutan. Untuk mengatasi kelangkaan gaharu, Convention on the International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora (CITES) ke-9 tahun 1994 di Florida telah memasukkan A. malaccensis dalam kategori Appendix II (Frank & Compton 2001). Upaya lain yang perlu dilakukan untuk mengatasi kelangkaan gaharu adalah dengan cara budidaya secara optimal. Budidaya gaharu dapat dilakukan mulai dari pembibitan sampai pemanenan produk gaharu yang dihasilkan. Proses pembibitan merupakan aspek penting yang perlu diperhatikan untuk mendapatkan tanaman berkualitas. Dalam hal ini, media tumbuh berperan penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Media tumbuh yang baik harus memenuhi persyaratan fisik dan kimia. Persyaratan fisik meliputi tekstur, struktur, porositas, dan konsistensi. Sedangkan persyaratan kimia meliputi pH, unsur hara makro, dan unsur hara mikro. Salah satu upaya


211

ISBN 978-602-95471-0-8 yang dapat dilakukan untuk memperbaiki media tumbuh gaharu ialah dengan penambahan arang sekam dan serbuk gergaji. Serbuk gergaji memberikan beberapa keuntungan yaitu harganya relatif murah, bobotnya ringan, dan mampu menyimpan air. Namun, serbuk gergaji perlu dikomposkan terlebih dahulu agar tidak terjadi toksisitas unsur hara (Hendromono 1988a). Sedangkan arang sekam memiliki bobot ringan dan poros, namun harganya relatif lebih mahal dibandingkan dengan serbuk gergaji. Penelitian ini bertujuan melihat pengaruh kombinasi media arang sekam dan serbuk gergaji terhadap pertumbuhan bibit A. malaccensis. BAHAN DAN METODE Bibit gaharu yang digunakan dalam penelitian ini ialah bibit A. malaccensis asal Riau yang berumur 3 bulan. Bibit ditanam di polybag dengan media campuran tanah dan kompos dengan atau tanpa penambahan arang sekam atau serbuk gergaji dengan perbandingan tertentu (Tabel 1). Selanjutnya bibit diletakkan di bawah sungkup plastik dan paranet dengan intensitas cahaya 50 % di Rumah Kaca. Tabel 1. Komposisi dan kode media tanam yang digunakan Komposisi media Kode media dan perbandingan bahan yang digunakan M0 M1 M2 M3 M4 M5 Tanah 2 2 2 2 2 2 Kompos 1 1 1 1 1 1 Arang sekam 2 4 4 Serbuk gergaji 2 4 4 Pemeliharaan. Pemeliharaan tanaman meliputi penyiraman, pemupukan, dan proteksi (penyemprotan bakterisida dan fungisida). Penyiraman dilakukan setiap hari. Pemupukan dilakukan dua kali dalam seminggu dan proteksi dilakukan satu kali dalam dua minggu. Dosis pupuk daun, bakterisida, dan fungisida yang digunakan sebanyak 2 g/l. Pengamatan. Peubah yang diamati pada penelitian ini meliputi tinggi tanaman, bobot basah akar dan tajuk, bobot kering akar dan tajuk, nisbah pucuk akar (NPA), kadar klorofil daun, dan morfologi akar. Tinggi tanaman diukur dari permukaan media sampai pada tempat munculnya daun termuda (apex). Pengukuran tinggi tanaman dilakukan setiap bulan selama 5 bulan, selanjutnya dihitung selisih tinggi tanaman setiap bulan sehingga didapatkan laju pertumbuhan. Bobot basah akar dan tajuk diukur dengan menimbang akar dan tajuk yang masih segar menggunakan neraca analitik. Sedangkan bobot kering akar dan tajuk diukur dengan menimbang akar dan tajuk yang sudah dioven pada suhu 60oC selama 3x24 jam. Nisbah pucuk akar diukur dengan membagi bobot kering tajuk dengan bobot kering akar (Meyer & Anderson 1952). Analisis kadar klorofil daun dilakukan dengan menggunakan metode Aronoff dan Mackinney (Arnon 1959). Pengamatan morfologi akar meliputi pola perakaran dan percabangan. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa laju pertumbuhan tercepat dijumpai pada bibit A. malaccensis yang ditanam pada media campuran tanah:kompos:serbuk gergaji (2:1:2) atau media M3, dan media campuran tanah:kompos:arang sekam (2:1:2) atau media M1 (Gambar 1). Penambahan dosis serbuk gergaji maupun arang sekam pada media seperti pada media M2 dan M4 justru memperlambat laju pertumbuhan. Penggabungan serbuk gergaji dan arang sekam dengan tanah dan kompos seperti pada 212


ISBN 978-602-95471-0-8 media M5 juga semakin memperlambat laju pertumbuhan tanaman. Bahkan tanaman mengalami laju pertumbuhan paling lambat pada media M5 yang terdiri dari tanah:kompos:arang sekam:serbuk gergaji (2:1:4:4).

Gambar 1. Laju pertumbuhan bibit A. malaccensis pada berbagai media tanam Bobot Akar Tanaman pada media M3 memberikan respons tertinggi terhadap bobot basah dan bobot kering akar. Sedangkan tanaman pada media M5 memberikan respons terendah terhadap peubah tersebut (Gambar 2). Bobot basah akar pada media M3 lebih tinggi 54.8% dibandingkan dengan kontrol, sedangkan pada media M5 justru lebih rendah 74.2% dibandingkan dengan kontrol. Bobot kering akar tanaman pada media M3 juga lebih tinggi 87.5% dibandingkan dengan kontrol, sedangkan pada media M5 lebih rendah 75% dibandingkan dengan kontrol (Gambar 2).

Gambar 2. Bobot basah (atas) dan kering (bawah) akar A. malaccensis pada berbagai media.


213

ISBN 978-602-95471-0-8 Bobot Tajuk Tanaman pada media M1 memberikan respons tertinggi terhadap bobot basah dan bobot kering tajuk, tetapi tidak berbeda nyata dengan tanaman pada media M0 dan M3 (Gambar 3). Sedangkan tanaman pada media M5 memberikan respons paling rendah dan berbeda sangat nyata dengan tanaman di media yang lain. Tanaman pada media M1 menghasilkan bobot basah tajuk 13.7% lebih besar dibandingkan dengan kontrol, sedangkan pada M5 menghasilkan bobot basah tajuk lebih kecil 78% dibandingkan dengan kontrol. Pada bobot kering tajuk, tanaman pada media M1 menghasilkan bobot kering sedikit lebih besar dibandingkan dengan kontrol, sedangkan pada M5 menghasilkan bobot kering jauh lebih rendah 81.8% dibandingkan dengan kontrol (Gambar 3).

Gambar 4. Bobot basah (atas) dan kering (bawah) tajuk A. malaccensis pada berbagai media. Nisbah Pucuk Akar (NPA) Nisbah pucuk akar (NPA) tanaman pada media M0 tidak berbeda nyata dengan tanaman pada M2. Nisbah pucuk akar tanaman gaharu pada kedua media tersebut lebih tinggi dan berbeda nyata dengan NPA tanaman di keempat media lainnya (Tabel 2). Tabel 2. Nisbah pucuk akar tanaman gaharu pada berbagai media Media M0 M1 M2 M3 M4 M5

Nisbah pucuk akar 3.200a 2.352b 3.163a 1.863b 1.910b 1.587b

Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT).

214


ISBN 978-602-95471-0-8 Kadar Klorofil Daun Tanaman pada media M1, M2, M3, dan M4 menghasilkan klorofil dengan kadar yang hampir sama, tetapi berbeda nyata dengan tanaman pada media M5 (Tabel 3). Tanaman pada media M1 memiliki kadar klorofil daun 19% lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol, sedangkan tanaman pada media M5 memiliki kadar klorofil lebih rendah 40.7% dibandingkan dengan kontrol. Tabel 3. Kadar klorofil daun gaharu pada berbagai media

Media M0 M1 M2 M3 M4 M5

Klorofil daun (mg/l) 26.392b 31.408a 30.967a 31.025a 27.900ab 15.647c

Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (DMRT).

Morfologi Akar Pengamatan morfologi akar meliputi pola perakaran dan percabangan. Tanaman A. malaccensis pada berbagai kombinasi media memiliki pola perakaran terpusat (tunggang). Akar utama tanaman pada media M5 terlihat lebih pendek dibandingkan dengan akar utama tanaman pada media yang lain (Gambar 4). M1

M0

M2

U U

M3

M4

M5

Gambar 4. Morfologi akar A. malaccensis pada berbagai media PEMBAHASAN Sebagian besar tanaman pada media M1 memberikan respons tertinggi terhadap peubah yang diamati. Tanaman pada media M1 memberikan respons tertinggi terhadap laju pertumbuhan, bobot basah dan bobot kering tajuk, serta kadar klorofil daun. Hasil analisis media menunjukkan bahwa M1 memiliki nisbah C/N kurang dari 20 (18.3) dan mendekati nisbah C/N kontrol (12). Pada saat nisbah C/N kurang dari 20 dan kondisi N organik cukup rendah bagi perkembangan mikroba, maka mikroba akan memenuhi kebutuhan N dengan mengubah N pada bahan organik dari tidak tersedia menjadi tersedia sehingga N tersedia dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk proses pertumbuhan (Soepardi 1983).


215

ISBN 978-602-95471-0-8 Sebaliknya, rasio C/N pada media M5 sangat tinggi, yaitu 28,9. Padahal rasio C/N lebih dari 20 dapat menghambat pertumbuhan tanaman karena proses dekomposisi media masih berlanjut. Selama proses ini masih berlangsung, tanaman akan bersaing dengan mikroba untuk mendapatkan N, akibatnya N tersedia yang digunakan untuk pertumbuhan tanaman menjadi terbatas yang disebut dengan imobilisasi N (Rao 1994). Persaingan terjadi apabila mikroorganisme tidak mempunyai nitrogen yang cukup untuk membuat protein bagi perkembangan tubuhnya. Selain itu, mikroorganisme dan tanaman menyerap N dalam bentuk yang sama yaitu N03- dan NH4+ (Thompson & Troeh 1973). Tanaman pada media M3 memiliki bobot basah dan bobot kering akar tertinggi. Bobot akar merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk menyatakan pertumbuhan akar (Guritno 1995). Bobot basah dan bobot kering akar tanaman pada media M3 lebih besar dibandingkan dengan kontrol. Hal ini menunjukkan bahwa kombinasi media serbuk gergaji sangat baik untuk perkembangan sistem perakaran, karena pada media tersebut diduga rintangan mekanis dari media serbuk gergaji lebih kecil dan porositasnya tinggi sehingga mendukung pertumbuhan akar. Nilai NPA tertinggi dijumpai pada media M0 dan M2. Nilai NPA dapat digunakan sebagai indikator untuk mengetahui daya adaptasi tumbuhan terhadap lingkungan. Nilai NPA yang besar menyebabkan laju transpirasi bagian pucuk menjadi lebih besar dan tidak seimbang dengan laju penyerapan air dan mineral oleh akar, akibatnya daya hidup tanaman menjadi rendah (Hendromono 1988b). Nilai NPA yang seimbang menyebabkan laju transpirasi bagian pucuk seimbang dengan laju penyerapan air dan mineral oleh akar. Perkembangan bagian pucuk dipengaruhi oleh perkembangan sistem perakaran. Sedangkan perkembangan akar dipengaruhi oleh persediaan karbohidrat pada bagian pucuk (Kramer 1983). Sistem perakaran yang pendek akan membatasi perkembangan bagian pucuk sebagai akibat dari berkurangnya kemampuan akar untuk menyerap hara dan mineral. Pernyataan tersebut mendukung hasil penelitian ini yang menunjukkan bahwa sistem perakaran tanaman yang pendek pada media M5 ternyata membatasi perkembangan bagian pucuk, sehingga bobot basah dan kering tajuk, laju pertumbuhan, dan kadar klorofil daun menjadi lebih rendah dibandingkan di media lainnya. Peningkatan kadar klorofil daun tanaman gaharu pada media M1 diduga karena penambahan arang sekam dosis 1 memberikan unsur hara yang cukup terutama N dan Mg yang berperan dalam sintesis klorofil. Klorofil merupakan salah satu faktor internal tanaman yang mempengaruhi kecepatan fotosintesis (Loveless 1991). Hasil analisis media menunjukkan bahwa media M1 memiliki N total dan Mg lebih besar dibandingkan dengan kontrol yaitu sebesar 0.51% dan 2.58 me/100g. Peningkatan kadar klorofil menyebabkan produk fotosintesis meningkat sehingga bobot kering tajuk juga meningkat. Produk fotosintesis yang berupa karbohidrat sangat diperlukan pada fase pertumbuhan vegetatif, terutama pada saat pembelahan sel-sel baru. Sel-sel baru ini memerlukan karbohidrat dalam jumlah besar karena dinding-dinding sel terbuat dari selulosa dan protoplasmanya kebanyakan terbuat dari gula (Harjadi 1989). Jadi, jika persediaan karbohidrat mencukupi maka laju pertumbuhan sel juga akan meningkat. Analisis regresi menunjukkan bahwa kadar klorofil daun, bobot kering akar, dan bobot kering tajuk berpengaruh terhadap laju pertumbuhan tanaman dengan tingkat korelasi sebesar 0.999. Perakaran A. malaccensis pada berbagai kombinasi media memiliki pola terpusat (tunggang) karena jenis ini merupakan tanaman dikotil. Menurut Glass (1989), dikotil mempunyai sistem akar utama yang terdiri atas sejumlah kecil akar besar. Akar cabang pada media M1dan M2 terlihat lebih banyak dan lebih panjang dibandingkan dengan akar cabang pada media lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa penambahan arang sekam pada media kedua media tersebut ternyata mampu memicu pembentukan percabangan yang

216


ISBN 978-602-95471-0-8 lebih banyak dibandingkan dengan penambahan serbuk gergaji. Hal ini diduga karena arang sekam memiliki kemampuan mengikat air lebih rendah dibandingkan dengan serbuk gergaji sehingga jenis tanaman pada media M1 dan M2 membentuk percabangan lebih banyak yang ditujukan untuk meningkatkan proses penyerapan air. Hal ini sesuai dengan pernyataan Guritno (1995) yang menyebutkan bahwa jika tanaman berada pada kondisi kekurangan air, tanaman akan membentuk percabangan akar yang lebih banyak untuk meningkatkan serapan air. SIMPULAN Berdasarkan hasil pengamatan secara keseluruhan dapat disimpulkan bahwa tanaman pada media M5 memberikan respons terendah terhadap semua peubah yang diamati. Sedangkan Media M1 secara umum memberikan respons tertinggi terhadap peubah yang diamati seperti laju pertumbuhan, bobot basah dan bobot kering tajuk, serta kadar klorofil daun. Jadi, media tumbuh yang baik untuk pembibitan gaharu ialah media M1 yang merupakan campuran tanah:kompos:arang sekam dengan perbandingan 2:1:2. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 1999. SNI 01-5009.1-1999 Gaharu. Jakarta : Dewan Standardisasi Nasional. Arnon DI. 1959. Copper enzym in isolated chloroplast, polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiol (24) : 1-15. Barden A, Anak NA, Mulliken T, Song M. 2000. Heart of the Matter : Agarwood Use and Trade and CITES Implementation for Aquilaria malaccensis. Cambridge : Traffic Int. Frank Z, Compton J. 2001. Towards Sustainable Management of Papua New Guinea’s Agarwood Resource. South Pacific : Traffic Oceania. Glass ADM. 1989. Plant Nutrition. Boston : Jones & Bartlett. Guritno B. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman.Yogyakarta : Gajah Mada University Pr. Harjadi SS. 1989. Hortikultura. Bogor : Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Hendromono. 1988a. Pemanfaatan gambut dan serbuk gergaji untuk bahan pencampur medium pertumbuhan bibit Eucalyptus deglupta B1. Bull Pen Hutan 500: 15-26. ___________. 1988b. Meningkatkan pertumbuhan dan mutu bibit Acacia mangium Willd dengan Menggunakan Berbagai Macam Medium. Bull Pen Hutan 502 : 17-26. Loveless AR. 1991. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. Jakarta : PT Gramedia Pustaka Utama. Meyer BS, Anderson DB. 1952. Plant Physiology.Ed ke-2. New Jersey : D Van Nostran Company. Perry LM, Metzger J. 1980. Medicinal Plants of East and Southeast Asia : Attributed Properties and Uses. London : MIT Pr. Rao NSS. 1994. Mikroorganisme Tanah dan Pertumbuhan Tanaman.Ed ke-2. Susilo H, penerjemah; Jakarta : UI Pr. Terjemahan dari : Soil Microorganism and Plant Growth. Sidiyasa K. 1986. Jenis-jenis gaharu di Indonesia. J Pen dan Pengembangan Kehutanan 2 (1) : 7-16. Soepardi G. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. Bogor : Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Thompson, Troeh. 1973. Soils and Soil Fertility. Ed ke-3. New York : Mc Graw Hill.


217

ISBN 978-602-95471-0-8 KERAGAMAN GENETIK ISOLAT CENDAWAN ENTOMOPATOGENIK Beauveria spp YANG BERASAL DARI INANG BERBEDA Sjafaraenan*, A. Masniawati*, TutikKuswinanti **, Sri Defryana Purwasari* *FMIPA Biologi UNIVERSITAS HASANUDDIN, **Fak. Pertanian UNIVERSITAS HASANUDDIN ABSTRAK Cendawan Beauveria spp merupakan salah satu cendawan entomopatogenik. Cendawan entomopatogenik adalah cendawan yang bersifat patogen terhadap hama yang menyerang tanaman. Cendawan Beauveria spp ini memiliki variasi genetik yang berbeda-beda karena memiliki sebaran geografis dan kisaran inang yang sangat luas. Keragaman genetik ini dapat diketahui melalui analisis di bidang molekuler pada tingkat DNA dengan menggunakan metode Repetitive Polymerase Chain Reaction (Rep-PCR) yaitu suatu metode PCR yang digunakan untuk membuat sidik jari DNA pada urutan nukleotida yang berulang secara acak. Kemiripan genetik dapat dihitung dengan rumus DICE dan pengelompokan data matriks dan pembuatan dendogram dilakukan dengan metode UPGMA melalui SIMQUAL pada program NTSYS versi 2.1. Hasil amplifikasi dari 10 (sepuluh) isolat cendawan Beauveria spp dengan menggunakan primer BOX (5’CTACGGCAAGGCGACGCTGACG-3’) memperlihatkan adanya keragaman genetik di mana fragmen DNA yang dihasilkan berkisar dua hingga sembilan pita DNA dengan ukuran berkisar antara 118 bp hingga 2322 bp. Fragmen DNA dengan ukuran 271 bp muncul pada semua isolat. Melalui analisis dendogram dapat diketahui bahwa isolat asal Soppeng dengan inang Ostrinia furnacalis (slot 1) memiliki kekerabatan yang sangat dekat dengan isolat asal Sukamandi, Jawa Barat (slot 10) yang telah diketahui sebagai Beauveria bassiana. Kata Kunci: Keragaman genetik, cendawan Beauveria spp, Rep-PCR.

LATAR BELAKANG Cendawan entomopatogen merupakan cendawan yang bersifat patogen terhadap serangga yang menyerang tanaman. Cendawan entomopatogenik yang saat ini paling banyak digunakan sebagai bioinsektisida adalah Beauveria spp. Pemanfaatan cendawan Beauveria spp sebagai bioinsektisida sangat sesuai untuk Negara berkembang seperti Indonesia karena dapat diproduksi secara sederhana dan murah tanpa harus menggunakan bahan dan peralatan yang canggih (Soehardjan dan Sudarmadji, 1993). Keberhasilan pemanfaatan mikroorganisme dalam mengatasi masalah hama tanaman dapat memberikan sumbangan yang besar dalam memacu penerapan pengendalian hama terpadu (PHT). Insektisida mikroba yang pertama ditemukan berasal dari bahan aktif yang terkandung dalam spora cendawan Beauveria spp. Cendawan tersebut sangat penting di alam sebagai faktor biotik untuk mengatur keseimbangan populasi serangga serta tidak bersifat patogenik terhadap manusia dan mamalia. Keberhasilan dalam menggunakan cendawan patogen serangga untuk mengontrol populasi serangga hama dalam beberapa tahun lalu merupakan langkah awal. Kolonisasi dari mikroorganisme dengan mudah memasuki tubuh inang yang terjadi dalam suatu populasi serangga (Steinhaus, 1963). Kolonisasi cendawan genus Beauveria yang menginfeksi serangga dapat melalui kutikula, mulut, sistem pencernaan dan saluran pernapasan. Hifa dari cendawan tersebut masuk ke dalam tubuh serangga dan berkembang didalamnya dan merusak saluran pencernaan makanan serta sistem pernapasan sehingga menyebabkan kematian. Pada keadaan lingkungan yang mendukung perkembangan cendawan, bagian luar

218


ISBN 978-602-95471-0-8 tubuh serangga yang terserang Beauveria spp akan dipenuhi oleh hifa dan konidia yang berwarna putih. Konidia yang berukuran sangat kecil dan ringan siap untuk berpindah dan menginfeksi serangga lain. Karena sifatnya yang dapat mengendalikan hama tanaman sehingga Beauveria spp dapat dijadikan sebagai Bioinsektisida (Hendromuntarjo, 2008). Beberapa keunggulan cendawan entomopatogen Beauveria spp sebagai bioinsektisida antara lain selektif terhadap serangga sasaran, tidak menyebabkan fitotoksin pada tanaman, tidak meninggalkan residu beracun pada hasil pertanian dan mudah diproduksi dengan teknik sederhana. Telah diketahui lebih dari 175 jenis hama (serangga) yang menjadi inang dari cendawan Beauveria spp terutama dari ordo Lepidoptera, Hemiptera, Homoptera, dan Coleoptera (Varela dan Morales, 1996; Wikipedia, 2008) diantaranya adalah Ostrinia furnacalis, Heliothis armigera, Oryctes rhynoceros, Nilapervata lugens, Leptocorisa oratorius, dan Aphis sp (Wikipedia, 2008). Isolat Beauveria spp memiliki variasi genetik yang berbeda-beda tergantung dari inang dimana cendawan tersebut diisolasi seperti Beauveria bassiana, Beauveria brongniartii, Beauveria caledonica dan Beauveria densa (Hagedus dan Kachatorians, 1996). Spesies Beauveria bassiana yang diisolasi dari Ostrinia furnacalis yang paling banyak dikembangkan di Sulawesi Selatan. Keragaman genetik isolat Beauveria spp pada tingkat DNA dapat dilihat dengan menggunakan metode Repetitive Sequense Polymerase Chain Reaction (Rep-PCR) yaitu suatu metode PCR yang digunakan untuk membuat sidik jari DNA pada urutan nukleotida yang berulang secara acak. Rep-PCR pertama kali dilakukan pada sampel bakteri dan saat ini juga dilakukan pada jamur dalam analisa genetik jamur penyebab penyakit tanaman. Sidik jari DNA digunakan untuk mengukur variasi genotip yang didasarkan pada sekuen atau urutan DNA berulang yang biasanya terdapat pada kelompok eukariotik dan prokariotik. Elemen yang berulang ini berpengaruh pada pembentukan fenotip yang memiliki penyesuaian secara spesifik (Rademarker dan Brujin, 2001). Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan penelitian mengenai keragaman genetik pada berbagai isolat Beauveria spp yang berasal dari beberapa inang yang berbeda sebagai salah satu agen pengendali hayati dengan membandingkannya dengan isolat standar Beauveria bassiana yang berasal dari Sukamandi, Jawa Barat. 2. Tujuan Penelitian Tujuan Penelitian ini adalah untuk mengetahui keragaman genetik dari isolat Beauveria spp yang berasal dari beberapa inang yang berbeda dan membandingkannya dengan isolat standar Beauveria bassiana melalui metode Repetitive Polymerase Chain Reaction (Rep-PCR). 3. Manfaat Penelitian Manfaat Penelitian ini adalah untuk memberikan informasi mengenai keragaman genetik cendawan Beauveria spp yang selanjutnya dapat dikembangkan untuk mengetahui potensi dari isolat Beauveria spp dalam mengendalikan hama pada beberapa komoditi tanaman pertanian. 4. Cara Kerja : Untuk mengetahui keragaman genetik dari isolat Beauveria spp yang berasal dari beberapa inang yang berbeda ditempuh langkah : a. Ekstraksi dan Purifikasi DNA b. Amplifikasi


219

ISBN 978-602-95471-0-8 c. Pembuatan Gel Agarosa d. Elektroforesis dan visualisasi PCR HASIL DAN PEMBAHASAN Identifikasi secara morfologi pada beberapa isolat Beauveria spp memperlihatkan adanya kesamaan seperti warna koloni, perkembangan koloni, produksi konidia dan daya kecambah (Yasin, 2005). Hal ini menunjukkan bahwa untuk membedakan suatu isolat dengan isolat lain dari satu spesies kurang akurat melalui pengamatan morfologinya. Identifikasi dan determinasi hubungan antar Beauveria spp. yang lebih detail dapat dilakukan dengan menggunakan penciri DNA. Variasi Beauveria spp. kelompok strain dapat dideteksi dengan metode Rep-PCR (Repetitive PCR). Metode ini merupakan salah satu metode PCR untuk mengetahui sidik jari dari suatu DNA berdasarkan urutan nukleotida yang berulang secara acak pada genom. Metode ini telah banyak diterapkan pada studi mikroba kenaekaragaman mikroba dan lingkungan industri (Rademarker dan Brujin, 2001). Penelitian ini dilakukan dengan metode Repetitive PCR (Rep-PCR). Tahap awal dari penelitian ini adalah proses ekstraksi DNA dengan menggunakan metode Moller (1992). Hasil ekstraksi DNA total dari 10 (sepuluh) isolat cendawan Beauveria spp dapat dilihat pada gambar 1.

DNA

Gambar 1. DNA Total Cendawan Beauveria spp Keterangan : 1. Isolat asal Soppeng (O. furnacalis pada jagung), 2. Isolat asal Soppeng (O. furnacalis pada jagung), 3. Isolat asal Enrekang (O. furnacalis pada jagung), 4. Isolat asal Tator (H. armigera pada jagung), 5. Isolat asal Kendari (O. furnacalis pada jagung), 6. Isolat asal Kendari (O. furnacalis pada jagung), 7. Isolat asal Donggala (H. armigera pada padi), 8. Isolat asal Manado, (Oryctes rhinoceros pada kelapa), 9. Isolat asal Gorontalo (H. armigera pada jagung), 10. Isolat asal Sukamandi (N. lugens pada padi). Ekstraksi DNA dilakukan dengan proses pemecahan dinding sel (secara mekanik dan kimiawi) dan proses pemisahan DNA dengan materi penyusun sel lainnya. Pemecahan dinding sel dilakukan dengan dua cara yaitu secara mekanik dengan cara 220


ISBN 978-602-95471-0-8 menggerus dan secara kimiawi dengan menggunakan buffer TES (Tris-EDTA-SDS) dan CTAB. Penggerusan berfungsi untuk memecah dinding sel secara mekanik, SDS untuk merusak dinding sel, sedangkan EDTA berfungsi sebagai perusak sel dengan cara mengikat ion magnesium yang berfungsi untuk mempertahankan integritas sel (Muladno, 2002). Cendawan Beauveria spp merupakan sel eukariotik, dimana sel-selnya mengandung nukleus yang dikelilingi oleh membran nukleus, sehingga penggerusan perlu dilakukan untuk memecahkan dinding sel karena terdiri dari polisakarida yaitu kitin dan selulosa. Polisakarida ini tidak dapat larut dalam air, alkohol, asam lemak, dan alkali sehingga sulit untuk memecahkan dinding selnya hanya dengan proses kimiawi. Proses mekanik dan kimiawi ini mengakibatkan sel menjadi lisis dan debris sel yang ditimbulkan akibat pengrusakan sel dibersihkan dengan cara sentrifugasi sehingga yang tertinggal hanya molekul nukleotida (DNA dan RNA). Proses lisis sel yang tidak maksimal akan menyebabkan proses ekstraksi DNA gagal sehingga tidak akan diperoleh DNA genom dari hasil ekstraksi tersebut. Hasil ekstraksi DNA Beauveria spp yang diperoleh, memperlihatkan adanya hasil ekstraksi yang mengandung materi lain selain DNA yaitu RNA dan protein. Hal ini dapat diketahui dari adanya pita tebal yang muncul pada bagia bawah DNA (terjadi smier). Ini terjadi karena berat molekul RNA lebih kecil dari pada DNA. RNA dan protein ini dapat mengganggu proses amplifikasi dengan cara menghalangi proses penempelan primer pada DNA template. Untuk mengatasi hal tersebut, proses ekstraksi dilanjutkan dengan proses purifikasi dengan menggunakan fenol dan kloroform. Kloroform berfungsi untuk membersihkan protein dan polisakarida. Penambahan fenol berfungsi agar DNA total yang diperoleh tidak lagi mengandung RNA maupun protein, karena fenol memiliki kemampuan untuk mengikat protein dan RNA. Setelah dilakukan sentrifugasi, RNA dan protein akan memperlihatkan koagulasi oleh fenol sehingga mudah dipisahkan antara supernatan yang mengandung DNA dengan RNA dan protein. DNA Beauveria spp yang telah diperoleh dari proses ekstraksi dan purifikasi, selanjutnya diamplifikasi pada mesin PCR dengan metode Rep-PCR menggunakan primer BOX (5’-CTACGGCAAGGCGACGCTGACG-3’). Hasil elektroforesis produk PCR dengan metode Rep-PCR menggunakan primer BOX (5’-CTACGGCAAGGCGACGCTGACG-3’) pada 10 (sepuluh) sampel cendawan Beauveria spp dapat dilihat pada gambar 2


221

ISBN 978-602-95471-0-8

6557 2322 2027 1353 1078 872 603 554 310 281 271 234 194 125 118 72

Gambar 2. Hasil Amplifikasi DNA cendawan Beauveria spp dengan metode Rep-PCR Keterangan : Marker, 1. Isolat asal Soppeng (O. furnacalis pada jagung), 2. Isolat asal Soppeng (O. furnacalis pada jagung), 3. Isolat asal Enrekang (O. furnacalis pada jagung), 4. Isolat asal Tator (H. armigera pada jagung), 5. Isolat asal Kendari (O. furnacalis pada jagung), 6. Isolat asal Kendari (O. furnacalis pada jagung), 7. Isolat asal Donggala (H. armigera pada padi), 8. Isolat asal Manado, (Oryctes rhinoceros pada kelapa), 9. Isolat asal Gorontalo (H. armigera pada jagung), 10. Isolat asal Sukamandi (N. lugens pada padi). Keragaman genetik dapat dianalisis secara berkelompok berdasarkan kesamaan sidik jari yang dimiliki oleh isolat-isolat Beauveria spp. Hal ini dapat dilihat dalam bentuk dendogram (Gambar 3). Semakin tinggi koefisien kemiripan genetik (mendekati 1), maka semakin dekat hubungan kekerabatan isolat yang diuji. Diagram dendogram dari 10 (sepuluh) isolat cendawan Beauveria spp memperlihatkan bahwa terdapat 5 (lima) kelompok dari isolat yang diuji.

I II III IV V

Gambar 3. Diagram dendogram dari 10 (sepuluh) Isolat Beauveria spp

222


ISBN 978-602-95471-0-8 Berdasarkan hasil amplifikasi DNA dari sepuluh isolat cendawan Beauveria spp dengan menggunakan primer BOX (5’-CTACGGCAAGGCGACGCTGACG-3’) menghasilkan fragmen DNA dengan ukuran 118 bp hingga 2322 bp, sedangkan jumlah pita bervariasi antara 2 hingga 9 pita. Kelompok I terdiri dari isolat asal Soppeng (slot 1) yang diisolasi dari Ostrinia furnacalis pada tanaman jagung dan isolat standar asal Sukamandi (slot 10) yang diisolasi dari Nilaparvata lugens pada tanaman padi dan telah diketahui sebagai Beauveria bassiana. Isolat standar (slot 10) berasal dari Sukamandi, Jawa Barat memiliki 4 pita dengan ukuran sekitar 194 bp hingga 603 bp, sedangkan isolat asal Soppeng (slot 1) memiliki 5 pita DNA dengan ukuran 118 bp hingga 603 bp. Diagram menunjukkan bahwa kedua isolat ini memiliki hubungan kekerabatan yang paling dekat karena memiliki 4 (empat) pita DNA yang sama dengan ukuran 194 bp hingga 603 bp di mana koefisien kemiripannya adalah 0,888. Kelompok II (kedua) terdiri dari isolat asal Enrekang (slot 3), Tator (slot 4), Kendari (slot 6) dan Donggala (slot 7). Isolat asal Enrekang (slot 3) yang diisolasi dari Ostrinia furnacalis pada tanaman jagung mempunyai 7 pita dengan ukuran 118 bp hingga 2322 bp. Isolat asal Tator (slot 4) yang diisolasi dari serangga Helicoverpa armigera pada tanaman jagung mempunyai 7 pita dengan ukuran 118 bp hingga 2322 bp. Isolat asal Kendari (slot 6) yang diisolasi dari serangga Ostrinia furnacalis pada tanaman jagung mempunyai 9 pita dengan ukuran 118 bp hingga 2322 bp. Isolat asal Donggala (slot 7) yang diisolasi dari serangga Helicoverpa armigera pada tanaman padi mempunyai 8 pita dengan ukuran 118 bp hingga 2322 bp. Isolat pada slot 3 dan 4 memiliki hubungan kekerabatan yang paling dekat karena fragmen DNA yang muncul pada slot 3 juga muncul pada slot 4, dengan jumlah dan ukuran pita yang sama serta koefisien kemiripannya sama dengan 1. Isolat pada slot 6 sangat dekat kekerabatannya dengan isolat pada slot 7 dengan koefisien kemiripan 0,963. Selain itu, pada kedua isolat terdapat 8 pita DNA yang sama. Karena terdapat 7 pita DNA yang sama pada slot 3, 4, 6 dan 7, maka keempat isolat ini dimasukkan ke dalam satu kelompok dengan koefisien kemiripan 0,904. Isolat kelompok I dan II memiliki koefisien kemiripan sebesar 0,648. Ini menunjukkan bahwa kedua kelompok isolat ini masih memiliki hubungan kekerabatan yang dekat. Kelompok III (ketiga) adalah isolat asal Gorontalo (slot 9) diisolasi dari Helicoverpa armigera pada tanaman jagung memiliki 3 pita dengan ukuran 234 bp hingga 1353 bp. Isolat ini cukup jauh kekerabatannya dengan isolat pada kelompok I dan II. Hal ini dapat dilihat pada diagram dendogram, di mana koefisien kesamaan (kemiripan) genetik sebesar 0,424. Kelompok IV terdiri dari isolat asal Soppeng (slot 2) yang diisolasi dari Ostrinia furnacalis pada tanaman jagung dan isolat asal Kendari (slot 5) yang diisolasi dari serangga Ostrinia furnacalis pada tanaman jagung. Kedua isolat ini mempunyai 2 pita DNA yang sama dengan ukuran 194 bp hingga 234 bp. Isolat pada slot 2 paling dekat hubungan kekerabatannya dengan isolat pada slot 5 dengan koefisien kesamaan genetik sama dengan 1. Kelompok V adalah isolat asal Manado (slot 8) yang diisolasi dari Oryctes rhinoceros pada tanaman kelapa mempunyai 4 pita dengan ukuran 125 bp hingga 872 bp. Isolat ini dekat hubungan kekerabatannya dengan isolat pada kelompok IV dengan koefisien kemiripan sebesar 0,664. Akan tetapi sangat jauh hubungan kekerabatannya dengan isolat kelompok I, II dan III. Hal ini dapat dilihat dari koefisien kesamaan genetik yang rendah yaitu 0,38. Hasil amplifikasi DNA Beauveria spp pada gambar 9 memperlihatkan bahwa isolat-isolat yang diuji diduga termasuk cendawan genus Beauveria. Ini dapat diketahui dengan adanya 1 pita DNA dengan ukuran 271 bp yang muncul pada semua isolat.


223

ISBN 978-602-95471-0-8 Setiap isolat Beauveria spp memiliki pola pita DNA yang berbeda-beda berdasarkan asal daerah dan serangga inang yang berbeda. Meskipun demikian, terdapat juga pola pita DNA yang berbeda pada isolat yang berasal dari daerah dan inang yang sama. Misalnya isolat pada slot 1 dan 2 yang merupakan isolat asal Soppeng yang diisolasi dari Ostrinia furnacalis pada tanaman jagung. Meskipun kedua isolat ini berasal dari lokasi dan inang yang sama serta dua pita DNA yang muncul pada isolat slot 2 terdapat juga pada slot 1, namun berdasarkan diagram dendogram kedua isolat ini sangat jauh hubungan kekerabatannya. Keragaman genetik yang terjadi pada isolat-isolat cendawan Beauveria spp dapat disebabkan karena distribusi geografi yang luas dan kondisi lingkungan yang berbeda pada setiap daerah. Isolat yang berasal dari wilayah yang sama belum tentu memiliki pola pita DNA yang sama. Selain itu, cendawan Beauveria spp memiliki kisaran inang yang luas. Inang yang sama tidak menyebabkan adanya kemiripan genetik. Variasi genetik yang terjadi pada Beauveria spp memiliki sejumlah mekanisme yang menyebabkan mampu memproduksi variasi dalam satu spesies. Mekanisme tersebut termasuk mutasi, hibridisasi, heterokariosis, paraseksual dan adaptasi sitoplasma. Akibatnya terjadi perubahan sifat pada patogen yang nantinya akan timbul biotipe-biotipe baru, strain atau ras yang secara morfologi tidak dapat dibedakan (Sastrahidayat, 1992). KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan : 1. Hasil amplifikasi DNA memperlihatkan adanya keragaman genetik dari isolat cendawan Beauveria spp. Fragmen DNA yang dihasilkan berkisar dua hingga sembilan pita dengan ukuran 118 bp hingga 2322 bp. Munculnya satu pita DNA yang sama pada setiap isolat dengan ukuran 271 bp diduga isolat-isolat ini termasuk dalam genus Beauveria. 2. Analisis dendogram memperlihatkan bahwa isolat asal Soppeng (slot 1) memiliki kekerabatan yang paling dekat dengan isolat standar Beauveria bassiana yang berasal dari Sukamandi, Jawa Barat (slot 10). Ini dapat dilihat dari adanya 4 (empat) pita DNA yang sama pada kedua isolat dengan ukuran 194 bp hingga 603 bp. DAFTAR PUSTAKA Bextine, B., R. and Thorvilson, H., G., 2002. Field Applications Of Bait-Formulated Beauveria bassiana Alginate Pellets For Biological Control Of The Red Imported Ant (Hymenoptera: Formicidae). Environ. Entomol. 31(4): 746-752. Hagedus, D., D. dan Khachatourians, 1996. Identification and Defferentiation of The Entomopathogenic fungus Beauveria bassiana using Polymerase Chain Reaction and single strand confirmation Polymerphism analysis. Invertebrata Pathology, p: 289-299, 67(3), http://www.ncbi.rlm.nih.gov/emtrez/queryfcgi?and:retrieve&db=PubMel&listuid s=8812610&don’t:Abstrak diakses 13 April 2008. Hendromuntarjo, 2008. Beauveria bassiana Pengendali Hama Tanaman. http://hendromuntarjo.wordpress.com/2008/01/17/beauveria-bassiana-pengendali -hama-tanaman-2/ diakses 29 Maret 2008. Junianto, Y., D., 2000. Penggunaan Beauveria bassiana Untuk Pengendalian Hama Tanamankopi Dan Kakao. Workshop Nasional Pengendalian Hayati OPT Tanaman Perkebunan, Cipayung, 15−17 Februari 2000. Balai Penelitian Kopi dan Kakao, Jember. 15 hlm.

224


ISBN 978-602-95471-0-8 Rademaker, J., L., W. dan Brujin, F., J., 2001. Characterization and Classification of Microbes by Rep-PCR Genomic Fingerprinting and Computer-Assisted Patter Analysis. F.MSU/BOE/Plant Research ang Laboratory, Department of Microbiology, Nss Centre For Microbial Ecology, Mignican State University East Lansing, Mir 48824 USA. Sastrahidayat, I., R., 1992. Ilmu Penyakit Tumbuhan. Usaha Nasional Surabaya. Surabaya. Soehardjan, M. dan Sudarmadji, D., 1993. Pemanfaatan Organisme Mikro sebagai Bioinsektisida di Negara sedang Berkembang. Penelitian dan Pengembangan Pertanian 12(1):1-3. Steinhaus, A., E., 1963. Insect Pathology on Advanced Treatise, Vol.2. Academic Press New York Wikipedia, 2008. Beauveria bassiana. http://en.wikipedia.org/wiki/ Beauveria_bassiana.htm diakses 29 Maret 2008. Yasin, M., 2005. Karakterisitik Isolat-Isolat Beauveria spp (Moniliales:Moniliaceae) dan Virulensinya pada Hama Penggerek Batang Jagung Ostrinia furnacalis Guenee (Lepidoptera:Pyralidae). Program Pasca Sarjana. Universitas Hasanuddin Makassar.


225

ISBN 978-602-95471-0-8 STUDI EFEK BELAJAR TERHADAP DAYA INGAT MENCIT GALUR BALB C JANTAN SETELAH DIBERI PERASAN DAUN TAPAK LIMAN *) Sofia Ery Rahayu dan Susilowati **) Jurusan Biologi, FMIPA Universitas Negeri Malang ABSTRACT This study want to know about learning effect of Male Mus Muculus var Balb B after exposed with leaf extract Elephantopus scaber L. on his memory. This experiment with Randomized Completely Block Design (RCBD), six treatment (40%, 50%, 60%, 70%, 80%, and control), and five replication. The treatment leaf extract to Male Mus Muculus var Balb C for ten days. After that on 11, 12, 14, 16, 18, 20, and 22 we will test the memory with Labirynth. The Anava will be test the effect of learning to the memory. Effect of learning significant to the memory. The 70 and 80% have a shorter time to exceed from the Labirynth. Key words: leraning, memory, leaf extract Elephantopus scaber L.

PENDAHULUAN Belajar dan mengingat kembali merupakan bagian penting yang dipelajari dalam neurobiologi hewan Invertebrata maupun Vertebrata. Kemampuan belajar dan mengingat kembali tersebut dijumpai pada hewan Mammalia dan Aves. Salah satu contoh pada kelompok Aves adalah “homing” pada burung merpati yang dapat mengingat kembali “rumahnya” dengan memanfaatkan tanda-tanda geometrik yang ada di sekitarnya Sedangkan contoh pada hewan Mammalia yaitu pada tikus ketika bergerak di sekitar ruang yang dikenalinya, hewan akan mampu mengingat dan mengenal kembali kondisi fisik yang ada di sekitar ruang tersebut. Bagian penting yang mengatur kemampuan tersebut adalah hipocampus (O’keefe & Nadeel, 1978 dalam Drickamer, et.al, 2002). Hipocampus terletak pada otak depan, dan pada bagian tersebut terdapat “spesific site” yang berperan dalam memetakan sesuatu secara tepat, merekam, dan mengingat kembali. Agar fungi hipocampus dapat berperan sesuai fungsinya, maka suplai oksigen ke otak harus tercukupi. Selain suplai oksigen ke otak yang cukup, hipocampus juga tidak boleh mengalami lesi. Hal ini dipertegas dengan hasil penelitian pada merpati muda yang hipocampusnya dilukai sebelum belajar “peta”, maka burung tersebut tidak mampu belajar “peta” tersebut. Tapak liman (Elephantopus scaber L.) merupakan salah satu tumbuhan obat yang sudah banyak dimanfaatkan masyarakat di daerah pulau Jawa dan Sumatera. Tumbuhan tersebut berupa terna tegak, berbatang pendek dan kaku, tinggi 30-60 cm, dan memiliki rambut yang kasar. Berdaun tunggal yang berbentuk jorong, tepi melekuk, dan bergerigi tumpul, dan warna hijau tua. Daun tersebut terkumpul pada permukaan tanah dan membentuk roset akar.Tumbuhan tapak liman banyak mengandung Fe, Ca, dan vitamin B12 (Intisari, 2004). Berdasarkan pada penjelasan sebelumnya bahwa suplai oksigen sangat penting untuk kemampuan belajar dan mengingat kembali pada hewan Mammalia. Suplai oksigen sangat dipengaruhi oleh kadar eritrosit di dalam tubuh. Bagian penting eritrosit yang berperan untuk mengedarkan oksigen adalah hemoglobin. Untuk pembentukan hemoglobin sangat diperlukan unsur Fe. Oleh karena itu dilakukan penelitian belajar dan daya ingat pada mencit dengan menggunakan ekstrak daun tapak liman yang diduga sebagai salah satu sumber Fe.

226


ISBN 978-602-95471-0-8 Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efek belajar mencit Galur Balb C jantan setelah diberi perasan daun tapak liman terhadap daya ingatnya. METODE PENELITIAN Penelitian yang dilakukan termasuk penelitian eksperimen dan disain penelitian yang digunakan Rancangan Acak Kelompok (RAK) dengan enam perlakuan dengan lima kali ulangan. Variabel bebas perasan daun tapak liman kosentrasi 0% (kontrol), 40%, 50%, 60%, 70%, dan 80% (diadopsi dari Saputro, 2006). Variabel terikat berupa waktu yang dibutuhkan mencit untuk menyelesaikan kembali pola labirin. Penelitian dilaksanakan bulan Januari sampai Mei 2009. Tempat penelitian Laboratorium Jurusan Biologi Universitas Negeri Malang. Pembuatan larutan induk/stok perasan daun tapak liman dilakukan dengan cara memblender 100 gram daun tapak liman ditambah 100 ml aquades. Selanjutnya larutan tersebut digunakan untuk membuat perasan daun tapak liman kosentrasi 40 %, 50%, 60%, 70%, dan 80%. Obyek penelitian adalah 30 ekor mencit (Mus muculus) jantan galur Balb C umur 8-10 minggu yang terbagi menjadi 6 kelompok, satu kelompok kontrol dan lima kelompok perlakuan. Setiap kelompok mencit diberi infuse perasan daun tapak liman secara oral dengan menggunakan syring 3 ml yang dihubungkan dengan feeding tube. Setiap ekor mencit diinfus perasan daun tapak liman 0,5 ml/hari dan dilakukan selama 10 hari. Pada hari ke 11 setiap mencit dimasukkan ke dalam labirin, kemudian dihitung waktu yang dibutuhkan mencit keluar dari labirin. Selesai perlakuan labirin disemprot alkohol untuk menghilangkan jejak mencit. Pada hari ke 12 mencit dimasukkan kembali ke dalam labirin dan dicatat waktu yang dibutuhkan mencit keluar dari labirin. Perlakuan ini diulang kembali pada hari ke 14, 16, 18, 20, dan 22. Data yang diperoleh selanjutnya dianalisis dengan Analisis Variansi (ANAVA) satu jalur dengan taraf signifikansi 5%. Jika dari hasil uji statistik terdapat perbedaan yang nyata maka dilanjutkan dengan uji BNT dengan taraf signifikansi 5% untk mengetahui kosentrasi perasan daun tapak liman yang paling berpengaruh terhadap daya ingat mencit. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian terhadap waktu yang dibutuhkan mencit keluar dari kotak labirin setelah dipaparkan dengan perasan tapak liman disajikan dalam Tabel 1. Tabel 1. Rerata Waktu Dalam Detik yang Dibutuhkan Mencit Keluar dari Kotak Labirin Kosentrasi Daun tapak liman

11

12

14

0% 40% 50% 60% 70% 80%

74 67 60 60 44 47

68 60 50 45 26 27

61 53 40 35 16 18

Hari Ke16

57 49 34 26 13 14

18

20

22

53 45 31 21 10 12

52 42 28 19 9 10

50 41 27 17 8 9


227

ISBN 978-602-95471-0-8 Selanjutnya data dari tabel tersebut dibuat dalam bentuk grafik dan hasilnya seperti pada Gambar 1. 80 70 Waktu (detik)

60 50 40

0

30

40

20

50

10

60

0

70 10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

80

Hari ke-

Gambar 1. Grafik Rerata Waktu yang Dibutuhkan Mencit untuk Keluar dari Labirin Berdasarkan data yang disajikan pada Tabel 1 dan Gambar 1, terlihat bahwa pada waktu yang dibutuhkan mencit keluar dari labirin untuk setiap kosentrasi perasan tapak liman berbeda. Semakin lama mencit dicobakan pada kotak labirin maka waktu yang dibutuhkan semakin sedikit. ANALISIS DATA Untuk mengetahui efek belajar mencit Galur Balb C jantan setelah diberi perasan daun tapak liman terhadap daya ingatnya serta kosentrasi efektif perasan daun tapak liman dilakukan analisis secara statistik dengan menggunakan ANAVA Tunggal. Analisis dilakukan pada hari pengamatan ke 12 dan ke 18. Ringkasan sidik ragam untuk pengamatan hari ke 12 disajikan pada Tabel 2. Sedangkan pengamatan hari ke 18 disajikan pada Tabel 3. Tabel 2. Ringkasan Sidik Ragam Pengamatan Hari Ke 12 Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Lama pada hari ke-12 Source Corrected Model Intercept ULANG KONS Error Total Corrected Total

Type III Sum of Squares 7194,133a 63664,133 53,867 7140,267 317,733 71176,000 7511,867

df 9 1 4 5 20 30 29

Mean Square 799,348 63664,133 13,467 1428,053 15,887

F 50,316 4007,394 ,848 89,890

Sig. ,000 ,000 ,512 ,000

a. R Squared = ,958 (Adjusted R Squared = ,939)

Berdasarkan Tabel 2 tentang ringkasan Anava diperoleh F-hitung sumber variasi kosentrasi yaitu 89,890 dengan p-level=0,00000. Hal ini menunjukkan bahwa ada

228


ISBN 978-602-95471-0-8 perbedaan efektivitas yang sangat nyata dari kosentrasi perasan daun tapak liman terhadap daya ingat mencit. Untuk mengetahui perbedaan efek tiap kosentrasi terhadap daya ingat mencit dilakukan uji jarak Duncan. Hasil uji lanjut selengkapnya sebagai berikut. LSD Notation KONS 1 2 3 4 6 5

LAMA12 LSD0,05 Notation 67,6 a 60,0 b 50,4 c 45,0 d 27,0 e 26,4 e

Keterangan: K1= kosentrasi 0%, K2= kosentrasi 40%, K3= kosentrasi 50%, K4= kosentrasi 60%, K5= kosentrasi 70%, dan K6= kosentrasi 80%. Adapun ringkasan sidik ragam untuk pengamatan hari ke 18 disajikan pada Tabel 3 berikut ini. Tabel 3. Ringkasan Sidik Ragam Pengamatan Hari Ke 18 Tests of Between-Subjects Effects Dependent Variable: Lama pada hari ke-18 Source Corrected Model Intercept ULANG KONS Error Total Corrected Total

Type III Sum of Squares 7709,000a 24768,133 53,533 7655,467 456,867 32934,000 8165,867

df 9 1 4 5 20 30 29

Mean Square 856,556 24768,133 13,383 1531,093 22,843

F 37,497 1084,261 ,586 67,026

Sig. ,000 ,000 ,677 ,000

a. R Squared = ,944 (Adjusted R Squared = ,919)

Berdasarkan Tabel 3 tentang ringkasan Anava diperoleh F-hitung sumber variasi kosentrasi yaitu 67,026 dengan p-level=0,00000. Hal ini menunjukkan bahwa ada perbedaan efektivitas yang sangat nyata dari kosentrasi perasan daun tapak liman terhadap daya ingat mencit. Untuk mengetahui perbedaan efek tiap kosentrasi terhadap daya ingat mencit dilakukan uji jarak Duncan. Hasil uji lanjut selengkapnya sebagai berikut. LSD Notation KONS LAMA18 LSD0,05 Notation 1 53,2 a 2 44,8 b 3 30,8 c 4 21,0 d


229

ISBN 978-602-95471-0-8 6 5

12,4 10,2

e e

Keterangan: K1= kosentrasi 0%, K2= kosentrasi 40%, K3= kosentrasi 50%, K4= kosentrasi 60%, K5= kosentrasi 70%, dan K6= kosentrasi 80%. PEMBAHASAN Daya ingat mencit pada penelitian ini ditandai dengan waktu yang terpendek untuk keluar dari kotak labirin. Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa mencit yang diberi perasan daun tapak liman 70% dan 80% waktu yang dibutuhkan untuk keluar dari labirin terpendek dibandingkan kosentrasi lainnya. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa kosentrasi perasan daun tapak liman 70% dan 80% lebih efektif dibanding kosentrasi lain dalam mengingat kembali. Hal ini disebabkan pada perasan daun tapak liman 70% dan 80% kemungkinan kandungan Fe lebih tinggi dibanding dengan kosentrasi lainnya. Kandungan Fe yang tinggi menyebabkan meningkatnya kadar hemoglobin dalam darah. Kadar hemoglobin di dalam tubuh yang meningkat, menyebabkan pengangkutan oksigen ke seluruh tubuh juga meningkat, termasuk juga pengangkutan oksigen ke otak relatif meningkat. Dengan tercukupinya kebutuhan oksigen pada otak menyebabkan hipocampus akan berfungsi dengan baik. Menurut Ananta (2004) meningkatnya oksigen menyebabkan metabolisme dalam tubuh juga akan meningkat sehingga sel otak dapat berfungsi dengan baik dan daya ingatnya meningkat pula. Semakin baiknya fungsi hipocampus pada mencit ditunjukkan dengan semakin sedikitnya waktu yang dibutuhkan mencit untuk menyelesaikan kembali pola labirinnya pada mencit yang telah diberi perasan daun tapak liman dibandingkan dengan yang tidak diberi perasan daun tapak liman (kontrol). Faktor lain yang berpengaruh terhadap daya ingat mencit pada penelitian ini adalah faktor belajar yang dialami mencit mulai hari ke 12. Kemampuan dalam hal “learning dan memory” menurut Drickamer, et.al., (2002) sangat dipengaruhi kondisi hipocampus yang baik sehingga dapat berfungsi dengan baik. Keadaan ini sesuai dengan hasil penelitian oleh Sharp et.al., 1995 dalam Drickamer, et.al., 2002, bahwa apabila terjadi lesi pada hipocampus maka kemampuan mengingat dan belajar tentang suatu lokasi menjadi terganggu. KESIMPULAN DAN SARAN Perasan daun tapak liman berpengaruh terhadap kemampuan mengingat kembali pada mencit jantan Galur Balb C. Kosentrasi 70 % dan 80% menghasilkan waktu terpendek untuk keluar dari labirin dan berbeda nyata dengan kosentrasi lainnya. Perlu dilanjutkan penelitian sejenis dengan menggunakan bahan selain perasan daun tanaman tapak liman. DAFTAR RUJUKAN Ananta, Festy. 2004. Pengaruh Ekstrak Daun Pepaya terhadap Kecerdasan. (Online), (http://www.republika.co.id, diakses tanggal 3 Mei 2009) Drickamer, L.C.; Stephen H. Vessey; and Elizabeth M.Jakob. 2002. Animal Behavior. 5th Edition. New York: The Mc. Graw-Hill Companies, Inc. Intisari. 2004. Obat Tradisional Anemia, (Online), (http://www.intisarionline.com/majalah, diakses tanggal 2 Mei 2009) Larsen, William J. 2001. Human Embryology. 3rd Edition. Peeysilvania: Chuchill Livingstone.

230


ISBN 978-602-95471-0-8 Saputro, Agus. 2006. Pengaruh Perasan Daun Tapak Liman (Elephantopus scaber L.) terhadap Kecerdasan Mencit (Mus muculus) Galur Balb C Jantan. Skripsi tidak diterbitkan. Malang:UM.


231

ISBN 978-602-95471-0-8 AKTIFITAS FAGOSIT MAKROFAG DAN HISTOPATOLOGI GINJAL IKAN KERAPU MACAN SETELAH DIBERI IMMUNOSTIMULAN SENYAWA AKTIF UBUR-UBUR DAN DIINFEKSI Vibrio harveyi Sri andayani * *

dosen fakultas perikanan dan kelautan universitas brawijaya malang ABSTRACT

The aim of this research was to know the activity macrophage phagositosis and kidney histopatology of tiger grouper (Epinephelus fuscoguttatus). By using alkaloid of Bougainvillia sp on 1 and 7 days with bath immersion for 1 hour. Followed by challenging test with Vibrio harveyi 105 CFU/cell bathing for 7 days, and fed with doses : A= 6,4 ppm : B = 8,4 ppm : C= 10,4 ppm, D =12,4 ppm and control = 0 ppm. Observation of the treatment was in 0 and 7 days (after given bioactive) and 14 days (7 days infection). The result indicated that the amount of macrophage increase from 1,8 105 sel/ml to 12,7.105 sel/ml, and phagositosis activity increase 11,4% to 80,6%. Observation of kidney infection defected and highly significant compared to control treatment. Keywords : The activity of macrophage fagositosis, Kidney histopatology, bioactive alkaloid substance, immunostimulant.

PENDAHULUAN Penanggulangan bakteri Vibrio terutama Vibrio harveyi yang menginfeksi benih ikan kerapu macan dengan menggunakan antibiotik sudah banyak dilakukan, tetapi usaha tersebut mengakibatkan terjadinya resistensi terhadap bahan-bahan kimia tersebut. Penggunaan vaksin juga tidak efektif sebab bukan tidak mungkin ikan yang telah divaksin dengan mudah diserang oleh bakteri atau penyakit lain. Oleh karena itu perlu dicari alternatif lain yang tepat dan ramah lingkungan untuk meningkatkan kekebalan tubuh ikan. Salah satu cara adalah dengan pemberian imunostimulan, sebagai contoh yaitu penggunaan alkaloid dari ubur-ubur Bougainvillia sp. yang diekstraksi menjadi suatu bahan yang dapat berfungsi sebagai imunostimulan untuk meningkatkan kekebalan benih ikan kerapu macan terhadap serangan bakteri Vibrio harveyi. Imunostimulan merupakan sekelompok senyawa biologi dan sintetis yang dapat meningkatkan respon imun non-spesifik. Bahan imunostimulan dapat berasal dari biota misalnya tumbuh-tumbuhan, hewan dan makhluk hidup lainnya. Biota laut menghuni semua bagian laut mulai dari pantai, permukaan laut sampai dasar laut. Keberadaan biota laut ini sangat menarik perhatian manusia. Oleh karena itu pemanfaatan biota laut makin hari makin meningkat. Salah satu contoh biota laut tersebut adalah ubur-ubur yang merupakan salah satu jenis invertebrata yang banyak ditemukan di perairan Indonesia, namun pemanfaatannya belum optimal. Menurut Muliani et al. (1998) bahwa senyawa bioaktif yang diperoleh dari hydrozoa antara lain dari golongan fenolat, steroid dan terpenoid menunjukkan aktivitas kuat terhadap bakteri pada ikan dan udang. Hasil penelitian Andayani (2007) telah berhasil menunjukkan bahwa pemberian alkaloid dari ubur-ubur Bougainvillia sp. yang dicampurkan dalam pakan dapat meningkatkan tanggap kebal ikan kerapu macan (Epinephelus fuscoguttatus) terhadap bakteri Vibrio harveyi, melalui analisis karateristik sel darah ikan kerapu macan, seperti jumlah sel darah putih (leukosit) dan total penghitungan diferensial leukositnya. Analisis sistem kekebalan tubuh juga dapat dilihat dari jumlah sel makrofag beserta fungsi fagositosisnya.

232


ISBN 978-602-95471-0-8 Menurut Guyton dan Hall (1997), netrofil dan makrofag yang terutama menyerang dan menghancurkan bakteri, virus, dan bahan-bahan merugikan lain yang menyerbu masuk ke dalam tubuh. Oleh karena itu penelitian ini untuk mengetahui pengaruh penggunaan alkaloid dari ubur-ubur (Bougainvillia sp.) sebagai imunostimulan dengan dosis yang direndam dalam media melalui penghitungan jumlah sel makrofag dan fungsi fagositosisnya. Serta diamati histologi dari ginjal ikan yang dipapar senyawa aktif alkaloid dan yang diinfeksi bakteri Vibrio harveyi. METODE PENELITIAN Ikan Uji Ikan uji yang diamati adalah adalah ikan kerapu macan, hasil pemijahan dari satu induk dari Balai Budidaya Air Payau Situbondo. Dipelihara dengan kepadatan 10 ekor/100 Lt air, yang berukuran panjang total rata-rata7,5 cm. Aklimatisasi dilakukan selama 2 minggu, dan pergantian air sebanyak 10-20% total volume dilakukan setiap minggu. Ekstrak Senyawa aktif alkaloid Metode ekstraksi senyawa alkaloid yang dilakukan mengacu pada metode yang dikembangkan oleh Maldoni (1991) dan metode kromatografi lapis tipis mengacu pada metode yang dikembangkan oleh Ainge, et.al. (2002). Bahan pakan Pakan yang akan diberikan berupa ikan rucah, diantaranya ikan tongkol dan lemuru. Pemberian pakan ini diberikan 2 kali setiap harinya yaitu pada pukul 07.00 WIB dan 16.00 WIB. Sedangkan dosis pakan yang diberikan adalah ad libitum. Perlakuan Pemeliharaan Bahan immunostimulan yang digunakan adalah bahan aktif dari ubur-ubur Bougainvillia sp berupa alkaloid, ditambahkan dalam media selama 1 jam perendaman dengan konsentrasi yang berbeda pada 4 perlakuan dan kontrol, ,menggunakan design RAL dengan dua kali ulangan. Adapun perlakuan tersebut sebagai berikut : K = 0 ppm (kontrol) A = 6,4 ppm B = 8,4 ppm C = 10,4 ppm D = 12,4 ppm Ikan kerapu macan selama pemeliharaan dilakukan penimbangan berat badan dan panjang total dari tubuh ikan kerapu macan setiap minggu, dan setiap pagi dilakukan penyiponan. Pengukuran kualitas air (pH, Suhu, DO). Pemberian senyawa aktif alkaloid melalui perendaman pada hari ke-0 dan ke-7 selama 1 jam, kemudian diuji tantang dengan Vibrio harveyi sebesar 105 CFU/sel kedalam media selama 7 hari. Pengambilan setelah diberi senyawa aktif (hari ke- 7) dan setelah diinfeksi Vibrio (hari ke-9,11,13). Pengamatan patologi klinik setiap hari setelah uji tantang dan histologi setelah diuji tantang 7 hari. Isolasi makrofag Menurut Irianto, Budiyono dan Hernayanti (2004), cara mengisolasi makrofag adalah: Ikan dibedah dan ginjalnya dikeluarkan dengan spatula secara aseptis. Ginjal diletakkan dalam cawan petri steril. Larutan RPMI diambil dengan spuit kemudian disuntikkan berkali-kali ke dalam ginjal sampai terlihat mengembang.


233

ISBN 978-602-95471-0-8 Ginjal dicacah untuk mengeluarkan suspensi makrofag. Sspensi ini diambil dengan spuit lalu dimasukkan ke dalam tabung reaksi. Perhitungan makrofag Suspensi makrofag diencerkan dengan PBS. Lalu dimasukkan dalam haemocytometer Jumlah sel makrofag dihitung dengan rumus: Jumlah makrofag (sel/ml) =

N × fp V

Keterangan: N : jumlah sel makrofag Fp : faktor pengenceran V : volume cairan haemocytometer Uji fungsi fagositosis makrofag(Irianto et al., 2004) Suspensi sel diteteskan pada object glass dan diratakan,diinkubasi selama 60 menit pada suhu kamar (26o C) Object glass kemudian dicuci dengan RPMI 1640+, selanjutnya ditambah 1,0 suspensi yeast 109 sel/ml. Diinkubasi selama 60 menit pada suhu kamar (26o C). Kemudian object glass dicuci 3x dengan RPMI 1640+, difiksasi dengan methanol 96 % (v/v) dan dibiarkan selama 3-5 menit pada suhu kamar (26o C). Dikeringkan dan ditetesi dengan larutan giemsa, dibiarkan selama 20-30 menit, selanjutnya dicuci dengan air mengalir. Object glass dihitung dengan perbesaran 400x. Dihitung untuk determinasi perbandingan yang menelan yeast. Fungsi fagositosis makrofag dihitung dengan cara: PA = (Σ makrofag yang menelan yeast/100 makrofag) × 100% Pembuatan Preparat Histologi dan Histopatologi Pada pembuatan preparat histilogi terdiri dari beberapa tahap, antara lain : (1) Tahap parafinasi /embedding dilakukan dalam “Tissue Proccesor LEICA TP 1020”. ; (2) Tahap deparaffinasi ; (3) Tahap pewarnaan (4) Tahap dehidrasi (5) Tahap clearing (6) Tahap mounting. HASIL DAN PEMBAHASAN Senyawa alkaloid Bougainvillia sp

Berdasarkan hasil penelitian Farid, Andayani, Fajar dan Hasanah (2004) yaitu hasil analisis dengan spektrofotometer 1H-NMR yang didukung dengan spektra ultraviolet (UV) dan spektra inframerah (IR) maka struktur senyawa alkaloid yang terkandung dalam ekstrak kloroform Bougainvillia sp didapatkan sebagai (1 – Benzilalkohol, 4 – Oktil Piperidin) dengan struktur kimia sebagaimana Gambar 1 berikut.

234


ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 1. Struktur senyawa alkaloid dari Bougainvillia sp. (1 – Benzilalkohol, 4 – Oktil Piperidin). Makrofag dan aktifitas fagositosis Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa pengamatan makrofag sampai pada hari ke- 13 menunjukkan peningkatan dan pemberian senyawa aktif lebih tinggi daripada kontrol(Gambar 2 ). Hal ini sesuai dengan pengamatan Herraez and Zapati (1986) terjadi peningkatan ukuran maupun jumlah makrofag setelah hari ke-21 pada limfa, pronephros maupun mesonephros ginjal ikan goldfish (Casius auratus). Demikian pula hasil penelitian Bodammer (1986) ikan striped bass (Morone saxatilis) setelah terinfeksi jumlah makrofag semakin tinggi. Hal ini disebabkan adanya Jaringan yang rusak akibat aktifitas bakteri, akan mengeluarkan zat-zat kimia yang dapat mendatangkan lebih banyak makrofag. Dan bakteri itu sendiri seperti endotoksin (lipopolisakarida) juga dapat mengaktifkan makrofag. Selain itu Makrofag memiliki sifat seperti halnya sel fagosit yang lain, yaitu mempunyai sifat melindungi yang dilakukan oleh sel fagosit terhadap adanya infeksi bahan asing/mikroorganisme (Norum, Bogwald dan Dalmo, 2005).

Makrofag(x 10 5 sel/ml)

14 12 10 8

0 ppm

6

6.4 ppm

4

8.4 ppm 10.4 ppm

2

12.4 ppm

0 0

7

9

11

13

Hari pengam atan

Gambar 2. Jumlah makrofag(x105 sel/mm) ikan kerapu macan selama 5 Hari Masa Infeksi Kenaikan jumlah makrofag diikuti dengan kenaikan aktifitas fagositosis Gambar 3.). Hal ini ditunjukkan oleh kegiatan fagositosis ikan kerapu semakin meningkat dari 11,4% menjadi 80,6% dibandingkan kontrol dari 11,2% sampai 40,4 %. Demikian pula hasil penelitian pemberian immunostimulan melalui pakan menghasilkan nilai fagositosis


235

ISBN 978-602-95471-0-8 ikan kerapu semakin meningkat dari 18% menjadi 87,5% dibandingkan kontrol dari 14% sampai 41 %(Andayani, et al, 2007) 90

Fagositosis (%)

80 70 60 0 ppm

50 40

6.4 ppm

30

8.4 ppm

20

10.4 ppm

10

12.4 ppm

0 0

7

9

11

13

Hari pengam atan

Gambar 3. Aktifitas fagositosis (%) ikan kerapu macan selama 5 Hari Masa Infeksi Kenaikan aktifitas fagositosis disebabkan makrofag selain diakibatkan oleh interaksi langsung dengan agen pengivasi seperti mikroorganisme, dapat juga diaktifkan oleh produk limfosit (limfokin) yang dirangsang oleh antigen/senyawa aktif alkaloid. Sekali sel makrofag diaktifkan maka akan menunjukkan aktifitas metabolitnya dan peningkatan fungsi yaitu untuk memfagositosis dan membunuh kuman serta memproses kuman tersebut (Abbas and lichtman,2005). Menurut Galindo (2004) proses fagositosis diikuti peristiwa peningkatan metabolisme yang berbentuk “Respiratory burst” (letupan respirasi). Peristiwa fagositosis diawali dengan adanya kontak antara membran sel dengan partikel (toksin) akan mengaktifkan sistem flavoenzim pada membran NADP (Nicotinamide Adenine Dinucleutide Phosfat) oksidase, sehingga terbentuklah Reaktif Oxygen Intermediates (ROI). NADP oksidase akan bereaksi dan membentuk anion superoksida (O-2). Anion superoksida dengan bantuan katalisator Superoksida Dismutase (SOD) menjadi hidrogen peroksida (H2O2), dan radikal hidroksil (OH-), bersifat toksit bagi organisme Vibrio harveyi. Histopatologi Ginjal Ginjal melakukan dua fungsi utama : pertama mengekresikan sebagian besar produk akhir metabolisme tubuh dan kedua mengatur konsentrasi cairan tubuh (Fujaya, 2002). Glomerulus berfungsi menyaring cairan, sedangkan tubu-lus mengubah cairan yang disaring menjadi urin. Dengan demikian nefron dapatmembersihkan atau menjernihkan plasma darah dari zat-zat yang tidak dikehendaki ketika melalui ginjal. Berdasarkan hasil penelitian, Kondisi ginjal kerapu macan sebelum perlakuan memperlihatkan bentuk histologi yang normal dengan penampakan pancaran meduler, tubulus proksimalis, glomerulus, kapsul bowman dan tubulus distalis dari bagian korteks ginjal (Gambar 4).

236


ISBN 978-602-95471-0-8

3 1 2 Gambar 4. Irisan melintang ginjal normal yang terdiri (1) Kapsul Bowman (2) glomerulus (3) Tubulus proksimal, pembesaran 400x HE, (bar= 100 :m)

1 2

3

Gambar 5. Irisan melintang ginjal perlakuan ( H&E, pembesaran 400x). (1) Pembengkakan sel (cloudy swelling) epitel pembatas tubulus renalis (2) Kolonisasi jaringan haematopoitik (3) nekrosis pada kapsul bowman, (bar= 100 :m). Hasil penelitian Gambar 5. diatas menunjukkan bahwa pemberian dosis immunostimulan alkaloid dengan dosis yang berbeda berpengaruh terhadap penurunan tingkat kerusakan yang terjadi pada ginjal. Hasil penelitian menunjukkan tingkat kerusakan ginjal paling berat berturut-turut adalah perlakuan K, D, A, B, dan C. Perlakuan C dosis 10,4 ppm melalui perendaman, merupakan kerusakan ginjal yang paling ringan, dibandingkan dengan perlakuan K yaitu tanpa alkaloid menunjukkan kerusakan ginjal yang paling berat. Pada kelompok perlakuan A, B dan C hasil pengamatan secara mikroskopis jaringan ginjal memperlihatkan terjadinya beberapa kerusakan struktural. Kerusakan awal berupa pembengkakan sel (cloudy swelling) epitel pembatas tubulus renalis, sehingga menyebabkan lumen tubulus tampak sempit, tidak berbentuk bulat dan menyatu. Pembengkakan ini terjadi karena bakteri Vibrio spp. yang di injeksikan masuk ke dalam ginjal bersama aliran darah dan menginfeksi sel-sel epitel pembatas tubulus renalis. Infeksi bakteri Vibrio spp. juga mempengaruhi metabolisme dan proses-proses enzimatis di dalam sel. Hal ini akan menyebabkan terjadinya degenerasi dan nekrosis (kematian sel) epitel pembatas tubulus renalis. Lebih lanjut terjadinya kerusakan struktur dan gangguan fungsi normal ginjal akan menyebabkan terganggunya proses-proses fisiologik di dalam tubuh ikan bahkan akan menyebabkan kematian (Murdjani, 2002).


237

ISBN 978-602-95471-0-8 Hasil perlakuan D dengan dosis 12,4 ppm menunjukkan kolonisasi jaringan haemotopoietik (pembentuk sel-sel darah), sehingga menyebabkan lumen tubulus tampak sempit, tidak berbentuk bulat dan menyatu. Hasil perlakuan K yaitu tanpa alkaloid menunjukkan kerusakan ginjal yang paling berat dibandingkan dengan perlakuan yang lainnya. Histopatologi ginjal terlihat adanya kerusakan berupa pembengkakan sel (cloudy swelling) epitel pembatas tubulus renalis dan terjadi nekrosis. KESIMPULAN DAN SARAN - Menunjukkan peningkatan jumlah makrofag dari 1,8 105 sel/ml menjadi 12,7.105 sel/ml dan aktifitas fagositnya meningkat dari 11,4% menjadi 80,6%. - Kerusakan ginjal paling ringan pada dosis 10,4 ppm dan kontrol menunjukkan kerusakan yang paling parah. - Disarankan menggunakan senyawa aktif ubur-ubur sebagai immunostimulan pada dosis 10,4 ppm melalui rendaman dan dapat dicoba dengan metode yang lain (oral dan injeksi). DAFTAR PUSTAKA Abbas,A dan A. Lichman,2005. ellular and mollecular immunology. DNA illutrations Inc. Philadelphia.564 p. Andayani,S. 2007. Pengaruh bioaktif alkaloid ubur-ubur (Bougainvillia sp) sebagai immunostimulan terhadap aktifitas bakterisida, respon immun non spesifik serta kelulushidupan (RPS) ikan kerapu macan (Ephinephelus fuscoguttatus). Disertasi. Program Pasca Sarjana Universitas Brawijaya. 155 hal. Bodammer, J.E. 1986. Ultrastructure observations on peritoneal exudate cells from the striped Bass. J.Veterinary Immunology and Immunopathology,12. 127-140p. Farid, M., Fajar, M., Andayani, S., dan Hasanah, U., 2004, Isolasi dan Pemurnian Bahan Aktif Ubur-ubur Bougainvilia sp dan Aeginura sp, Laporan Penelitian Fakultas MIPA jurusan Kimia, Unibraw, Malang, 62 halaman. Guyton dan Hall, 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 7. Bag 1. Alih bahasa ; K.A. Tengadi dan kawan-kawan. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta.442 hal Irianto, A; Hernayanti dan Budiyono. 2004. Pengaruh Suplementasi Probiotik AS-51 dalam Pakan terhadap Makrofag Ginjal Ikan Mas (Cyprinus carpio) dalam Prosiding Pengendalian Penyakit pada Ikan dan Udang Berbasis Imunisasi dan Biosecurity. Seminar Nasional Penyakit Ikan dan Udang Purwokerto, 18 – 19 Mei. Hal 151 – 154. Maldoni, B., 1991, Alkaloids:Isolation and Purfication, J.Chem.Educ., 68(8),700-703. Murdjani, M. 2002. Identifikasi dan Patologi Bakteri Vibrio alginoliticus Pada Ikan Kerapu Tikus (Cromileptes altivelis). Disertasi. Program Pascasarjana. Universitas Brawijaya. Malang.

238


ISBN 978-602-95471-0-8 BAWANG PUTIH (Allium sativum L.) SEBAGAI ANTIJAMUR TERHADAP JAMUR Pityrosporum ovale DAN BAHAN BAKU OBAT TERAPI KETOMBE Sri Hartin Rahaju Pusat Penelitian Biologi-LIPI ABSTRAK Tujuan untuk mengetahui pengaruh ekstrak etanol bawang putih (Allium sativum L.) Rinjani sebagai antimikroba terhadap jamur Pityrosporum ovale dan kajian teknik agronomi nya dengan mempelajari pemupukan organik yang mendukung pertumbuhan dan hasil yang baik sebagai bahan baku obat terapi ketombe. Dilakukan uji daya antimikroba ekstrak etanol bawang putih dengan metode difusi dan dilusi di laboratorium dan penelitian lapangan di Cipanas. Penelitian dilakukan dengan dua factor : faktor pertama adalah Kontrol ( A ), Kotoran Ayam ( B ), Humus ( C ) dan Garam ( D ). Faktor kedua adalah asal bibit (varietas) dari Rinjani ( R ) dan dari Ciwidey ( S ). Rancangan penelitian yang digunakan adalah Acak Lengkap Berblok yang disusun secara factorial dengan 3 ulangan. Hasil Standarisasi bahan uji (A. sativum L.) Rinjani sesuai dengan yang tertera pada Materia Medika Indonesia. Diameter zone hambat yang dihasilkan pada konsentrasi 1000 µg/ml sebesar 8,35 mm dan konsentrasi 10000 µg/ml sebesar 9,35 mm. Nilai KHM ekstrak etanol bawang putih Rinjani terhadap jamur P. ovale sebesar 40%. Semakin tinggi konsentrasi larutan uji semakin tinggi pula zone hambat yang terbentuk, sehingga ekstrak etanol bawang putih Rinjani mempunyai aktivitas antimikroba yang cukup besar terhadap P. ovale. Hasil panen per ha dalam percobaan ini hanya diperoleh sekitar 3,60 ton umbi kering varietas Rinjani /ha dan 6,19 ton umbi kering varietas Ciwidey /ha. Kata kunci: bawang putih, antimikroba, jamur Pityrosporum ovale, pemupukan organik

PENDAHULUAN Bawang putih (Allium sativum L.) sebagai tanaman obat dapat digunakan untuk mengobati batuk, pembersih darah, pembunuh serangga, dermatitis seboroik, mengobati jerawat dan bisul serta penyakit lain (POM, 1985; Syamsiah dan Tajudin, 2004). Kandungan kimia dan sifat kimiawi bawang putih, mengandung minyak atsiri bersifat anti bakteri dan antiseptik, mengandung aliin, alisin, enzim alinase, skordinin, antioksin, germanium, Vit A,B, dan C, juga senyawa Selenium (Se). Se bersifat antikarsinogenik dan antitumorigenik (Kim et al.2001), maka orang cukup mengkonsumsi Se tidak mudah berketombe dan pertumbuhan mikroorganisme tersebut terhambat (Stadman, 1979). Tanah vulkanis memiliki kandungan sulfur dan Se tinggi, kadar Se tanah pegunungan Rinjani sekitar 1,2-2,6 ppm. Tanaman yang hidup di tanah kaya Se mempunyai mekanisme menyerap, mengakumulasi Se tanah dan merubah menjadi metabolit Se yang tidak bersifat toksik bagi dirinya. Konsentrasi Se tanaman terbesar dalam daun kemudian batang dan biji (Dilaga 1992). Jamur Pityrosporum ovale yaitu flora normal kulit manusia, populasi jamur tidak lebih dari 47% (Leeming and Notman,1987) dan diduga bertanggung jawab atas beberapa keluhan pada kulit, terutama pada ketombe. P. ovale berdiri sendiri bersifat non patogen dan tidak menimbulkan iritasi pada kulit seperti jenis jamur patogen yang lain, namun bila bergabung dengan benda lain menimbulkan gangguan pada manusia. Misalnya gabungan antara P. ovale debu dan minyak akan membentuk ketombe yang dapat menimbulkan gangguan pada kulit kepala (Cook, 1958). Tujuannya mengetahui kandungan Se bawang putih asal G.Rinjani dan menguji pengaruh ekstrak etanol terhadap jamur P. ovale. Kajian teknik agronomi tepat guna


239

ISBN 978-602-95471-0-8 pertumbuhan bawang putih dengan mempelajari sistem pemupukan organik yang mendukung pertumbuhan dan hasil yang baik sebagai bahan baku obat terapi ketombe. BAHAN DAN METODA Penelitian laboratorium dilakukan standarisasi bahan uji A. sativum L. sesuai dengan yang tertera pada Materia Medika Indonesia (MMI), meliputi : pemeriksaan organoleptik, penetapan kadar abu, penetapan kadar abu yang tidak larut dalam asam, penetapan kadar sari yang larut dalam air, penetapan kadar sari yang larut dalam etanol (POM, 1995). Pembuatan ekstrak etanol bawang putih Rinjani. Bawang putih kupas dicuci, diiris tipis dikering oven suhu ± 45oC, diblender halus. Bawang putih diekstrak dengan metode maserasi yaitu 400 g serbuk + pelarut etanol 70% (1:4), dikocok (2-3 jam), diinkubasi (24 jam), saring, filtrat ditampung. Maserat dipekatkan dengan vacuum rotary evaporator (60oC) sampai cairan penyari terdestilasi diperoleh ekstrak kental. Pemeriksaan etanol ekstrak bawang putih dilakukan (5 ml larutan ekstrak etanol + 1 ml larutan Natrium Hidroksida 1 N, didiamkan 3 menit, ditambah 2 ml Iodium 0,1N, akan timbul bau Iodoform dan endapan kuning (30 menit). Analisis Se. Total Se dianalisis dengan GC (Gas Chromatography) pada sample. Uji daya antimikroba ekstrak etanol bawang putih dengan metode difusi : meliputi pembuatan media jamur, penyiapan larutan uji, pengisian cakram, dan pembacaan hasil. Pembuatan media jamur P. ovale (Malk ekstrak, Tween 80, Gliserol monooleat, Bacto agar dan akuades), disterilkan (121oC, 15 menit). Minyak kelapa steril dioleskan pada media. Stok dan inokulum jamur, P. ovale 1 ose ditumbuh dalam media cair, dikocok memiliki kekeruhan sesuai suspensi Mc. Farland No.10 (109/ml). Larutan uji berbagai konsentrasi 50 µl dan diinkubasi (37oC, 24 jam). Isi cakram lempeng agar yang telah ditanami jamur sebanyak 50 µl. Larutan uji ekstrak etanol bawang putih berbagai konsentrasi diteteskan 50 µl, diinkubasi (37oC, 24 jam). Pembacaan hasil dengan mengukur zone bening sekitar cakram. Uji daya antimikroba ekstrak etanol bawang putih dengan metode dilusi : meliputi pembuatan stok, inokulum jamur, penyiapan larutan uji, penyiapan media, penentuan Kadar Hambat Minimum (KHM), pembacaan hasil. Langkah sama dengan metode difusi kecuali konsentrasi berbagai tingkatan dan penentuan nilai KHM. Penelitian di lapangan dilaksanakan di Cipanas, Juli – Oktober 2006. Percobaan pemupukan untuk perlakuan adalah kotoran ayam, humus, garam dan kontrol. Varietas local bawang putih asal Rinjani-Lombok dan Ciwidey-Bandung. Rancangan penelitian adalah Acak Lengkap Berblok disusun secara factorial dengan 3 ulangan. Faktor pertama Kontrol ( A ), Kotoran Ayam ( B ), Humus ( C ) dan Garam ( D ). Faktor kedua asal bibit (varietas) dari Rinjani ( R ) dan dari Ciwidey ( S ). Petakan arah Utara – Selatan, lebar 100 cm, panjang 300 cm, tinggi 40 cm, antar petak 40 cm. Perlakuan pemupukan pada petak penelitian dilakukan 1 minggu sebelum tanam. Pemupukan kotoran ayam ( B ) dan Humus ( C ) masing-masing pupuk 20 ton/ha dan perlakuan pemupukan garam ( D ) yaitu 10 ton/ha kotoran ayam ditambah larutan garam sebanyak 125 kg per Ha. Jarak tanam 10 cm x 15 cm. Pengamatan meliputi tinggi tanaman, lebar daun, jumlah daunsetiap 2 minggu dan bobot basah dan bobot kering tanaman bawang putih. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Standarisasi bahan uji A. sativum L. Rinjani sesuai dengan yang tertera pada Materia Medika Indonesia (MMI) meliputi : pemeriksaan organoleptik dan penetapan kadar abu, penetapan kadar abu yang tidak larut dalam asam, penetapan kadar

240


ISBN 978-602-95471-0-8 abu larut dalam air, penetapan kadar abu larut dalam etanol (POM, 1995) disarikan dalam tabel 1. Tabel 1. Hasil standarisasi serbuk bawang putih Rinjani No. 1. 2. 3. 4.

Penetapan Kadar

Syarat MMI (%)

Tidak lebih dari 3 Kadar abu Kadar abu yang tidak larut dalam asam Tidak lebih dari 1 Tidak kurang dari 5 Kadar abu yang tidak larut dalam air Tidak kurang dari 4 Kadar abu yang tidak larut dalam etanol

Hasil (%) 2,12 0.08 81,93 5,23

Keterangan Memenuhi syarat Memenuhi syarat Memenuhi syarat Memenuhi syarat

Hasil pemeriksaan organoleptik serbuk bawang putih diperoleh serbuk berwarna putih kekuningan, berbau khas tajam dan rasanya agak pedas. Hasil memperlihatkan serbuk yang memenuhi syarat mutu yang tercantum dalam MMI. Hasil ekstrak etanol bawang putih A. sativum 1NHR yang tumbuh di daerah Sembalun, Rinjani diperoleh ekstrak yang kental berwarna coklat tua sebanyak 32,50 g dan dilakukan periksaan etanolnya tidak terbentuk endapan kuning dan bau Iodoform sehingga ekstrak yang dihasilkan tersebut bebas dari pelarut etanol. Total Se dianalisis dengan GC diperoleh 5,09 ppm, membuktikan kandungan Se bawang putih Rinjani cukup tinggi. Karena bawang putih Rinjani tumbuh di tanah vulkanik yang memiliki unsur mineral tinggi terutama belerang (S) dan mengindikasikan tingginya kandungan Se karena Se berikatan dengan S di alam. Uji daya antimikroba ekstrak etanol bawang putih dengan metode difusi dengan melihat ada tidaknya zone bening di sekitar cakram dan diukur menggunakan jangka sorong. Diameter zone hambat yang dihasilkan bervariasi, pada konsentrasi 1000 µg/ml memberikan diameter zone hambat rata-rata 8,35 mm, sedang pada konsentrasi 10000 µg/ml memberikan diameter zone hambat rata-rata 9,35 mm (tabel 2). Apabila ditinjau dari hubungan regresi linier antara konsentrasi ekstrak etanol bawang putih dengan zone hambat terhadap P. ovale yaitu Y = 8,29 + 0,00011X dengan r = 0,99. Hal ini menunjukkan semakin tinggi konsentrasi larutan uji semakin tinggi pula zone hambat yang terbentuk, sehingga ekstrak etanol bawang putih Rinjani mempunyai aktivitas antimikroba yang cukup besar terhadap P. ovale. Sukandar et. al. (2006), meneliti aktivitas anti Pityrosporum ovale ekstrak etanol daun gandapura (Gaultheria leucocarpa Bl.) dan mangkokan [Nothopanax scutellarius (Burm.f.) Merr] dengan metode difusi agar dan pengenceran agar. Aktivitas anti P. ovale terhadap daun gandapura menunjukkan efek lebih kuat dengan diameter hambatan 18,00 + 1,00 mm pada konsentrasi 5% b/v sedangkan daun mangkokan menunjukkan hambatan 17,67 + 0,58 mm pada konsentrasi yang sama menggunakan metode difusi agar. Pada metode pengenceran agar, ekstrak daun gandapura dan mangkokan masih menghambat masing-masing sampai konsentrasi 0,006 dan 0,003 mg/mL. Kekuatan aktivitas tiap 1 mg simplisia kering daun gandapura dan mangkokan masing-masing setara dengan 0,136 dan 0,123 µg ketokonazol. Tabel 2. Hasil pengukuran Diameter Zone Hambat Ekstrak Etanol bawang putih terhadap P. ovale Konsentrasi (µg/ml) Diameter (mm) 8,35 1000 8,70 3000 8,83 5000 9,10 7000 9,35 10000


241

ISBN 978-602-95471-0-8 KHM berdasarkan pertumbuhan jamur pada media agar (tabel 3) menunjukkan nilai KHM ekstrak etanol bawang putih Rinjani terhadap jamur P. ovale sebesar 40%. Bila dibanding hasil penelitian Sukandar (2008) bahwa aktivitas anti Pityrosporum ovale ekstrak etanol herba seledri (Apium graveolens) dan daun urang aring (Eclipta prostata L.) diuji dengan metode difusi agar dan pengenceran agar, menghasilkan menunjukkan efek seledri lebih kuat dengan diameter hambatan 16,33 ± 2,08 mm pada konsentrasi 5% b/v namun daun urang aring menunjukkan hambatan 12,67 ± 1,15 mm pada konsentrasi sama menggunakan metode difusi agar. Pada metode pengenceran agar, kedua ekstrak masih menghambat sampai konsentrasi 0,11 mg/ml. Tabel 3. Hasil penentuan Kadar Hambat Minimum Ekstrak bawang putih terhadap P. ovale Konsentrasi Ekstrak Etanol Bawang putih (%)

Pertumbuhan Jamur 1

2

3

100

-

-

-

80

-

-

-

60

-

-

-

50

-

-

-

40

-

-

-

30

+

+

+

20

+

+

+

10

+

+

+

Kontrol Larutan Uji

-

-

-

Kontrol Jamur

+

+

+

Media Kontrol

-

-

-

Keterangan: (+) Ada pertumbuhan jamur; (-) Tidak ada pertumbuhan jamur

Penelitian lapangan Kandungan analisa hara N, P, K dan Se tanah penelitian, pupuk kandang ayam, K dan Se dapat dilihat pada tabel 4. Tabel 4. Analisa kandungan hara N, P, K dan Se. No.

1. 2. 3.

Uraian

Tanah penelitian Pupuk kandang ayam Humus

N Kjeldahl (%) 0,20 1,19 1,01

Bray 1 P O 2 5 (ppm) 357 1481 897

Se (ppm)

Morgan K O 2 (ppm) 184 196 204

0,19 0,16 0,20

Hasil tinggi tanaman (table 5), perlakuan pemupukan pada pengamatan minggu ke 4 berbeda nyata yang terbaik pemupukan garam (D), namun untuk pengamatan ke 6 sampai dengan minggu ke 12 tidak menunjukkan perbedaan yang nyata. Perlakuan varietas antara Rinjani dan Ciwidey juga tidak menunjukkan perbedaan yang nyata pada semua pengamatan. Sedangkan perlakuan kombinasi pupuk dengan varietas da minggu ke 4 yang terbaik perlakuan garam x Ciwidey, pada minggu ke 6 - 10 yang terbaik adalah garam x Rinjani dan pada minggu ke 12 ayam x Ciwidey.

242


ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 5. Data pengamatan tinggi tanaman bawang putih (Cm) Perlakuan pupuk

varietas pupuk x varietas

Kode A B C D R S AR AS BR BS CR CS DR DS

Minggu ke-4 21.22b 22.68ab 22.88ab 23.87a 22.10 a 23.22 a 20.72c 21.72bc 21.85abc 23.50ab 22.43abc 23.39ab 23.42ab 24.32a

Minggu ke-6 29.13a 30.78a 29.03a 30.93a 30.86 a 29.08 a 29.33ab 28.93ab 31.12ab 30.45ab 30.33ab 27.72b 32.67a 29.20ab

Minggu ke-8 36.64a 39.19a 39.09a 39.19a 38.49a 38.57a 39.13c 37.15bc 38.48abc 39.90ab 38.72abc 39.47ab 40.62a 37.77abc

Minggu ke-10 37.50a 40.05a 39.72a 39.33a 38.01a 40.29a 35.47b 39.53a 38.60ab 41.50a 38.08ab 41.35a 39.88a 38.78ab

Minggu ke12 33.53a 34.16a 34.33a 35.04a 32.79a 35.74a 30.90b 36.15a 32.93ab 35.38ab 33.08ab 35.57ab 34.24ab 35.85ab

Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji DMRT taraf 5%. A (Kontrol), B (Ayam), C(Humus), D (Garam), R (Rinjani) dan S (Ciwidey)

Tabel 6. Data pengamatan lebar daun bawang putih Minggu ke-4

Minggu keMinggu ke-6 Minggu ke-8 10

Minggu ke-12

A

0.57a

0.70a

1.05a

1.06a

1.05a

B

0.63a

0.76a

1.16a

1.19a

1.11a

C

0.60a

0.72a

1.11a

1.27a

1.09a

D

0.63a

0.76a

1.09a

1.18a

1.10a

R

0.56a

0.68a

1.02a

1.11a

1.03a

S

0.66a

0.78a

1.18a

1.24a

1.15a

pupuk x

AR

0.51c

0.64c

0.97d

0.94a

0.95b

varietas

AS

0.64ab

0.75ab

1.13abc

1.19a

1.15a

BR

0.59abc

0.71bc

1.08bcd

1.08a

1.08ab

BS

0.68a

0.81a

1.24a

1.30a

1.15a

CR

0.57bc

0.63c

1.01cd

1.28a

1.00ab

CS

0.63ab

0.80ab

1.21ab

1.27a

1.18a

DR

0.58abc

0.74ab

1.03cd

1.15a

1.07ab

DS

0.68a

0.71ab

1.16abc

1.21a

1.13ab

Perlakuan pupuk

varietas

Kode

Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji DMRT taraf 5%. A (Kontrol), B (Ayam), C(Humus), D (Garam), R (Rinjani) dan S (Ciwidey)

Perlakuan pemupukan dan perlakuan varietas pada jumlah daun (table 7) tidak berbeda nyata, namun perlakuan kombinasi berbeda pada perkakuan pupuk ayam x Ciwidey minggu ke 8 dan10; juga kontrol Ciwidey minggu ke 12. Tabel 7. Data pengamatan jumlah daun bawang putih


243

ISBN 978-602-95471-0-8 Minggu ke- Minggu keMinggu ke4 6 Minggu ke-8 10

Perlakuan

Kode

pupuk

A

2.99a

3.12a

4.39b

4.88a

4.73a

B

3.00a

3.22a

4.86a

5.28a

4.86a

C

2.95a

3.14a

4.56ab

5.25a

4.78a

D

3.00a

3.14a

4.71ab

5.23a

4.75a

R

2.98a

3.12a

4.59a

4.81a

4.37a

S

2.99a

3.19a

4.67a

5.52a

5.19a

pupuk x

AR

2.98a

3.07a

4.27c

4.37d

4.10d

varietas

AS

3.00a

3.17a

4.52bc

5.40ab

5.37a

BR

3.00a

3.20a

4.77ab

4.93bc

4.50cd

BS

3.00a

3.23a

4.95a

5.63a

5.22ab

CR

2.93a

3.03a

4.43abc

4.85c

4.33cd

CS

2.97a

3.25a

4.58abc

5.65a

5.22ab

DR

3.00a

3.18a

4.78ab

5.08bc

4.55bcd

DS

3.00a

3.10a

4.63abc

5.38ab

4.95abc

varietas

Minggu ke-12

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji DMRT taraf 5%. A (Kontrol), B (Ayam), C(Humus), D (Garam), R (Rinjani) dan S (Ciwidey)

Hasil bobot basah dan bobot kering umbi per tanaman maupun per plot (table 8) tidak berbeda nyata, sedangkan perlakuan varietas Ciwidey berbeda nyata dari Rinjani dan kombinasi pupuk-varietas berbeda nyata pada pupuk kandang ayam x Ciwidey pada bobot basah dan kering umbi per tanaman maupun per plot percobaan. Tabel 8. Data pengamatan bobot basah dan bobot kering bawang putih per tanaman dan per plot Per tanaman Perlakuan Pupuk

Varietas Pupuk x Varietas

Kode A B C D R S AR AS BR BS CR CS DR DS

Bobot basah Bobot kering 0.99a 0.86a 1.10a 0.72a 1.33a 0.73a 0.93a 0.64a 0.75b 0.54b 1.42a 0.93a 0.68b 0.51b 1.31ab 0.88b 0.81b 0.55b 1.93a 1.20a 0.72b 0.53b 1.39a 0.93ab 0.80b 0.56b 1.05b 0.72ab

Per plot Bobot basah 242.14a 282.90a 264.32a 232.44a 203.29b 307.61a 192.42d 291.86abc 201.52d 364.27a 202.24d 326.40ab 216.96cd 247.92bcd

Bobot kering 185.00a 198.33a 200.00a 170.00a 163.33b 213.33a 156.67d 213.33abc 173.33cd 236.67a 163.33d 223.33ab 160.00d 180.00bcd

Keterangan: Angka yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata menurut uji DMRT taraf 5%. A (Kontrol), B (Ayam), C(Humus), D (Garam), R (Rinjani) dan S (Ciwidey)

Panen per ha hanya 3,60 ton umbi kering Rinjani dan 6,19 ton umbi kering Ciwidey. Di Cipanas pernah tanam bawang putih dari RRC (Kateng) hasilnya rendah

244


ISBN 978-602-95471-0-8 hanya 1,5 ton umbi kering/ha dan waktu panen 6 bulan. Varietas lokal Rinjani dan Ciwidey termasuk varietas genjah dengan umur yang pendek yaitu 105-116 hari. Percobaan ini belum berhasil karena belum berbeda nyata secara statistik dengan kontrol tanpa pupuk namun cenderung yang dipupuk lebih tinggi hasilnya. Perlakukan pemupukan organik 20 ton/ha tersebut harus dinaikkan agar diperoleh hasil maksimal. Dari hasil survey petani di Sembalun Rinjani bahwa pemberian pupuk kandang 0,5 kg/lubang tanam (bila dikonversikan setara 400 kg/ha) dengan pemberian sekali pemupukan dasar/awal ditambah TSP dan KCl (1 : 1) per 6 are = 50 kg disusul dengan pemupukan NPK, Urea : ZA = 2 : 1. Dalam budidaya bawang putih yang dianjurkan pupuk kandang 10-20 ton sebelum tanam ditambah pupuk kimia Urea, TSP, dan ZK dengan dosis anjuran Urea 200 kg, TSP 130 kg, dan ZK 200 kg per hektar. (http://www.iptek.net.id/ind/teknologi_pangan/index.php?mnu=2&id=245). Garam dapur sebagai pengganti KCl akhir-akhir ini banyak di aplikasikan pada tanaman sayuran dan umbi-umbian bertujuan untuk dapat memperbesar umbi dan krop sampai beberapa kali dari standard normal. Pada tanaman bawang merah dan bawang putih, aplikasi 2.000 ppm dengan interval seminggu melalui penyemprotan lewat daun memberikan hasil yang berbeda nyata terhadap besar umbi ( berat dan diameter ). Bila dikaji dari aspek fiologis tanaman, ternyata bahwa unsur Natrium yang berada dalam tabel periodik bersama-sama dengan K, Rb dan Ca yaitu golongan IA yang mempunyai beberapa sifat yang menguntungkan baik secara biokemis maupun ekonomis yaitu mempunyai sifat higroskopis (mudah menyerap air dan menahan air cukup kuat, sehingga tanaman tahan akan kekeringan), proses fotosinthesis dapat terus berlangsung, membantu proses transportasi dalam tubuh tanaman sehingga hasil-hasil fotosintesis dapat dibawa dan diakumulasi pada tempat-tempat penyimpanan, dialam relatif melimpah ( garam NaCl ), harga NaCl ( garam dapur) relatif lebih murah jika dibandingkan dengan KCl, pupuk NaCl dapat mengganti peranan KCl (http://www.tanindo.com/abdi3/hal2501.htm). KESIMPULAN Hasil Standarisasi bahan uji A. sativum L. Rinjani sesuai dengan yang tertera pada Materia Medika Indonesia. Diameter zone hambat yang dihasilkan pada konsentrasi 1000 µg/ml sebesar 8,35 mm dan konsentrasi 10000 µg/ml sebesar 9,35 mm. Nilai KHM ekstrak etanol bawang putih Rinjani terhadap jamur P. ovale sebesar 40%. Semakin tinggi konsentrasi larutan uji semakin tinggi pula zone hambat yang terbentuk, sehingga ekstrak etanol bawang putih Rinjani mempunyai aktivitas antimikroba yang cukup besar terhadap P. ovale. Hasil panen dalam percobaan ini rendah hanya 3,60 ton umbi kering varietas Rinjani/ha dan 6,19 ton umbi kering varietas Ciwidey/ha. UCAPAN TERIMA KASIH Kami ucapkan banyak terima kasih kepada Dr. Novik Nurhidayat sebagai Pimpok Biosistematika dan Genetika Mikroba dan PI Proyek Kompetitif “Tumbuhan dan Mikrob Daerah Vulkanis Sebagai Sumber Bahan Bioaktif Selenoprotein untuk Antioksidan, Pencegahan dan Terapi Kanker” dan Ratih Melina Dewi SSi., dan Bpk. Indarto yang telah membantu terselenggaranya penelitian ini hingga selesai. DAFTAR PUSTAKA Baon, J.B.. 2004. Garam Dapur Sebagai Pengganti Pupuk KCL Dalam Budidaya Kakao. Diolah dari Makalah Poster pada Simposium Kakao, di Yogyakarta tanggal 4 5 Oktober 2004. http://www.litbang.deptan.go.id/berita/one/320/ (diakses 3 April 2009). Barry, A.L. and Thornsberry, C. 1980. Manual of Clinical Microbiolgy, 3rd ed., American


245

ISBN 978-602-95471-0-8 Society For Microbiology, Washington DC. p. 463.Santoso, H.B. 1998. Tanaman Obat Indonesia (TOGA 2 ). Penerbit Kanisius, Yogyakarta. p. 40-45. Cook, A.H. 1958. The Chemistry and Biology of Yeast, Academic Publisher, New York. p. 75-87. Dilaga SH. 1992. Nutrisi Mineral pada Ternak. Kajian Khusus Unsur Selenium. Jakarta: Akademika Presindo. Ganiswarna, S.G. 1995. Farmakologi dan Terapi, Edisi IV, Bagian Farmakologi, Fakultas Kedokteran UI, Jakarta. p. 571-583. Hadioetomo, R.S. 1993. Mikrobiologi Dasar Dalam Praktek, PT. Gramedia, Jakarta. p. 55-58, 157-158. Hasibuan, B.E., 1993. Pengaruh Garam NaCl Terhadap Beberapa Sifat Kimia Tanah dan Pertumbuhan Tanaman Jagung Pada Tanah Gambut Dan Aluvial. Pros. Seminar Nasional Gambut II. Jakarta. Jawetz, E., Melnick, J.L and Adelberg, E.A. 1972. Review of Medical Microbiology, 10th ed., Lange Medical Publications, Los Altos, California. p. 110, 256-359. Kim YS, Milner J. 2001. Molecular targets for selenium in cancer prevention. Nutr Cancer. 40(1): 50-4. Leeming, J.P. and Notman. F.A. 1987. “Improved Methode for Isolation and Enumeration Malassezia furfur from Human Skin”, Journal of Clinical Microbiology. Vol. 25, No. 10, p. 2017-2019. Lorian, V. 1980. Antibiotics in Laboratory Medicine, 2nd ed, The Williams and Wilkins Company, Baltimore, London. p. 1-128. POM. 1985. Farmakope Indonesia, Edisi IV, Ditjen POM, DepKes RI, Jakarta. p. 7, 63, 357-358. POM. 1995 . Materia Medika Indonesia, Jilid VI, DitJen POM. Departemen Kesehatan RI, Jakarta. p. 321-325. Stadman, T.C. 1979. Advances in Enzymology, 48th ed., John Wiley and Sons, New York. p. 95-112. Sukandar, E.Y. 2008. Aktivitas ekstrak etanol herba seledri (Apium graveolens) dan daun urang aring (Eclipta prostata L) terhadap Pityrosporum ovale. Majalah Farmasi Indonesia. Rubrik: Volume 17. Sukandar, E.Y., Suwendar, Rahayu, E.E. 2006. Aktivitas Ekstrak Etanol Daun Gandapura (Gaultheria Leucocarpa Bl.) dan Mangkokan (Nothopanax scutellarius Burm.F. Merr) terhadap Pityrosporum ovale. Acta Pharmaceutica Indonesia. Vol. 31 (1 ): 13 - 1 Syamsiah, I.S. dan Tajudin. 2004. Khasiat dan Manfaat Bawang Putih Raja Antibiotik Alami, Penerbit Agromedia Pustaka, Jakarta.. p. 28-52.

246


ISBN 978-602-95471-0-8 PRODUK RAMAH LINGKUNGAN DAUN CIPLUKAN (Physalis angulata L.) ASAL RINJANI DAN KERINCI SEBAGAI BAHAN BAKU OBAT TERAPI KANKER Sri Hartin Rahaju Pusat Penelitian Biologi-LIPI ABSTRAK Tumbuhan Ciplukan (Physalis angulata 33NHR) yang telah diketahui memiliki selenium metionin tinggi ditanam untuk memperoleh bahan baku obat pencegah dan terapi kanker yang berasal dari daerah vulkanis G. Rinjani-Lombok dan Kerinci-Seblat. Pelaksanaan isolasi, identifikasi bakteri pada tanah penelitian, pupuk kandang ayam, dan humus dengan 5 macam media telah dilakukan. Penelitian lapangan dilaksanakan pada lahan vulkanis Pacet, Cianjur, Penelitian dilakukan dengan dua factor perlakuan. Faktor perlakuan pertama adalah Kontrol ( A ), Kotoran Ayam ( B ), Humus ( C ) dan Garam ( D ). Faktor perlakuan kedua asal bibit dari Rinjani ( R ) dan dari Kerinci ( K ). Rancangan penelitian yang digunakan adalah Acak Lengkap Berblok yang disusun secara factorial diulangan 3 kali. Hasil analisa Se Ciplukan (Physalis angulata 33NHR) dari Rinjani memiliki kandungan Selenoprotein yang tertinggi sebagai kandidat terapi kanker. Diperoleh 13 jenis bakteri dari isolasi tersebut yang berperan terhadap kesuburan tanah. Peningkatkan produksi daun Ciplukan asal Rinjani dan Kerinci sebagai herba terpilih dengan pupuk alami di lahan vulkanis Pacet cenderung memberikan hasil lebih baik, diperoleh bobot basah daun pada perlakuan pupuk kandang ditambah garam dan kombinasi perlakuan DK (pupuk kandang ditambah garam) dengan Ciplukan varietas Kerinci dibanding kontrol dan berturut-turut 73,27% dan 136,32%, sedangkan bobot kering daun Ciplukan 42,57% dan 82,86%. Kata kunci: P. angulata, Selenoprotein, pupuk dan bakteri.

PENDAHULUAN Selenium (Se) banyak terdapat dalam tanah dengan kandungan sulfur yang tinggi (Whanger, 2002, Wu et al, 2005), seperti di daerah vulkanis. Tumbuhan di daerah ini dapat menjerap dan menyertakan Se ke dalam senyawa-senyawa organiknya yang mengandung sulfur terutama seleno-asam amino dan seleno-protein. Jenis seleno-asam amino utama yang dikenal adalah selenocystein dan selenometionin. Hewan dan manusia sangat memerlukan selenometionin, karena mereka tidak dapat mensintesisnya sehingga sangat tergantung kepada sumber dari luar (Whanger, 2002). Selenometionin merupakan faktor penentu selenoprotein fungsional seperti gluthathione peroxidases (GPx), thioredoxin reductase (TRx), iodothyronine deiodinases, Selenoprotein P, selenoprotein W dan selenophosphate synthetase (Bulger and Maier, 2001, Jacques, 2002). Proteinprotein ini berperan sebagai antioksidan. Selenometionin dalam GPx dan TRx, berinteraksi dengan elemen nutrisi misalnya vitamin E dan C dalam memelihara keseimbangan prooksidan-antioksidan dengan mereduksi oksidasi oleh radikal lipida penyebab kanker (Scott et al, 2005). Pengaturan daya oksidasi ini berperan dalam meningkatkan daya immunitas dan melindungi tubuh dari infeksi virus dan serangan mutagen penyebab kanker (Levander, 2000, Rayman, 2000, Maehira et al, 2002, Whanger 2004, Scott et al, 2005). Ciplukan (Physalis angulata L.) termasuk famili Solanaceae, tumbuh liar, semak, tumbuh subur di dataran 0-1550 m d.p.l., ditegalan, sawah kering, hutan jati. Daun mengandung polifenol dan asam klorogenat sehingga memiliki efek farmakologis sebagai analgesik, peluruh seni, penetral racun, meredakan batuk dan mengaktifkan fungsi kelenjar tubuh, obat diabetes melitus, ayan, sakit paru-paru, influenza, sakit tenggorokan,


247

ISBN 978-602-95471-0-8 gondongan, pembengkakan prostate, batuk rejan, bisul dan borok (Setiawan 2008; Suara Merdeka 2004). Mangan (2003), saponin yang terkandung pada ciplukan rasanya pahit dan berkhasiat sebagai antitumor serta menghambat pertumbuhan kanker, terutama kanker usus besar, sedangkan flavonioidal dan polifenol berkhasiat sebagai antioksidan. Kesuburan tanah dengan pemberian pupuk kotoran hewan dan humus adalah cara yang tepat mengembalikan tanah pada kondisi yang lebih baik serta ramah lingkungan (Paisley, 1960). Diketahui nitrogen, phosphat dan potassium penting dalam pertumbuhan tanaman dan sangat tergantung pada sifat tanah dan jenis tanaman. Namun ketersediaan ke tiga unsur tersebut dalam tanah biasanya sangat sedikit (JFSC, 1959). Bahan-bahan pupuk kotoran hewan dan humus akan mampu menghasilkan “makanan” yang cukup untuk tanaman tanpa penambahan bahan-bahan an-organik lainnya (Paisley, 1960; Ignatieff dan Harold, 1968). Penambahan mikroba penyubur tanah dalam pupuk kotoran hewan dan humus, akan mampu mempercepat kesuburan tanah. Diketahui bahwa 95% aliran hara pada sistem hutan terestrial merupakan interaksi dalam suatu sistem antara tumbuhan, mikroba dan tanah (Svensson dan Soderland, 1975). Penelitian bertujuan untuk memperoleh Selenoprotein dari daun Ciplukan asal Rinjani dan Kerinci sebagai herba terpilih dengan pupuk alami yang ramah lingkungan di lahan vulkanis Pacet, Cianjur sebagai bahan baku obat terapi kanker. BAHAN DAN METODA Eksplorasi tumbuhan Ciplukan mengandung selenoprotein dilakukan di daerah vulkanis Gunung Rinjani-Lombok dan Kerinci-Seblat. Pembuatan Ekstrak Daun Ciplukan: Daun ciplukan Rinjani diekstrak dengan metode maserasi dalam pelarut air. Daun kering diblender, 1,0 g bubuk sampel diekstrak dengan 5,0 ml dH2O bebas ion dalam tabung sentrifuse di kocok selama 24 jam. Campuran disentrifuse kemudian filtrat disaring dengan filter berukuran 0,45 µm.Ekstraksi Se dilakukan menurut Ip et al (2000b), yaitu 0.2 g sample dihomogenasi diekstraksi dengan 5 ml ddH2O dalam tabung sentrifuse yang ditempatkan dalam air mendidih selama 1 jam. Sampel kemudian disentrifugasi 10.000 rpm dan difilter-steril 0.45 µm. Identifikasi jenis selenoprotein dilakukan dengan Kromatografi Gas (GC) menurut Guntinas et al (1997). Derivatisasi sample seleno-asam amino menjadi senyawa volatil dengan esterifikasi dan amidasi masing-masing dengan menggunakan propanol dan trifluroasetat (TFA). Analisa kandungan NPK dan Se terhadap tanah awal, pupuk kotoran ayam, dan Humus diukur. Isolasi bakteri dilakukan pada ketiga bahan dengan media Luria Bertoni (LB), media Yeast Manitol Agar (YMA), media Eusine Metalin Blue (EMB), media Pivoskaya dan media Yeast Extract Manithol Agar (YEMA) Congored. Penelitian lapangan dilaksanakan di lahan vulkanis Pacet, Cianjur. Penelitian dilakukan dengan dua factor perlakuan. Faktor perlakuan pertama adalah Kontrol ( A ), Kotoran Ayam ( B ), Humus ( C ) dan Garam ( D ). Faktor perlakuan kedua adalah asal bibit (varietas) dari Rinjani ( R ) dan dari Kerinci ( K ). Rancangan penelitian yang digunakan adalah Acak Lengkap Berblok yang disusun secara factorial dengan 3 ulangan. Pemupukan dilakukan 1 minggu sebelum tanam. Pemupukan kotoran ayam ( B ) dan Humus ( C ) masing-masing pupuk 20 ton/ha dan perlakuan pemupukan garam ( D ) 20 ton/ha kotoran ayam ditambah larutan garam sebanyak 125 kg per Ha. Bibit Ciplukan asal Rinjani dan Kerinci, dikecambahkan di media pasir, setelah tumbuh pindah ke pot kecil bermedia tanah dan pupuk kotoran ayam (1:1), baru dipindahkan ke lapangan. Jarak tanam 40 cm x 50 cm pada bedengan lebar 1 m dan panjang 3 m. Panen umur 90 hari setelah tanam dan diamati adalah bobot basah daun, bobot basah buah (g/tanaman), jumlah buah/plot, bobot kering daun, bobot kering buah (g/tanaman).

248


ISBN 978-602-95471-0-8

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil analisa kandungan Selenomethionin dalam ekstrak Se Ciplukan (P. angulata 33NHR) sebesar 0,6271 ± 0,04 ppm. Karakterisasi selenomethionin dalam ekstrak P. angulata 33NHR tersebut menunjukkan Se kedalam asam amino dalam suatu selenoprotein. Herba yang hidup di lingkungan kaya Se akan menjerap dan mengakumulasi Se. Fenomena menarik terjadi dimana kadar Se dan Selenomethionin dengan daya modulasi apoptosis yang relatif tinggi ditunjukkan oleh herba P. angulata 33NHR. Berdasarkan daya modulasi apoptosis ini, herba P. angulata 33NHR terseleksi sebagai kandidat untuk studi mekanisma modulasi apoptosis di level ekspresi gen baik di sel khamir model maupun di kultur sel leukemia (inpress). Ketersediaan Se dalam tanaman dipengaruhi oleh umur tanaman, tingkat produksi dan iklim sehingga setiap jaringan tanaman memiliki kandungan Se yang berbeda, umumnya setara dengan kandungan proteinnya. Se di dalam tanaman sebagian besar diubah menjadi Se-metionin (Se-Met), merupakan faktor penentu selenoprotein fungsional seperti gluthathione peroxidases (GPx), thioredoxin reductase (TRx), iodothyronine deiodinases, Selenoprotein P, selenoprotein W dan selenophosphate synthetase (Bulger and Maier, 2001, Jacques, 2002), Protein-protein ini berperan sebagai antioksidan. Selenometionin dalam GPx dan TRx, berinteraksi dengan elemen nutrisi misalnya vitamin E dan C dalam memelihara keseimbangan prooksidan-antioksidan dengan mereduksi oksidasi oleh radikal lipida penyebab kanker (Scott et al, 2005). Pengaturan daya oksidasi ini berperan dalam meningkatkan daya immunitas dan melindungi tubuh dari infeksi virus dan serangan mutagen penyebab kanker (Levander, 2000, Rayman, 2000, Maehira et al, 2002, Whanger 2004, Scott et al, 2005 Analisis kandungan hara, isolasi dan identifikasi bakteri tanah dan pupuk sehubungan dengan kesuburan tanaman. Menurut Svensson dan Soderland (1975), Paisley (1960) sempurnanya proses penguraian dari pupuk alam dimungkinkan karena adanya peran dari mikroba pengurai. Semakin banyak mikroba pengurai yang berperan maka pupuk kotoran hewan dan humus akan lebih cepat matang serta memiliki kualitas yang baik. Diketahui ada 3 unsur penting yang berperan dalam pertumbuhan tanaman yaitu nitrogen, phosphat dan potassium. Besarnya peran ke tiga unsur ini sangat bergantung kepada sifat tanah dan jenis tanaman. Namun ketersediaan ke tiga unsur tersebut dalam tanah biasanya sangat sedikit (JFSC, 1959). Analisa kandungan hara N, P, K pada tanah penelitian termasuk kelompok rendah bila ditinjau dari Kriteria penilaian aras kandungan hara tanah oleh LP Tanah Bogor (1971), sedangkan analisis kandungan hara N, P, K pada Kotoran Ayam, dan Humus termasuk kelompok tinggi sehingga dapat diberikan pada tanah penelitian. Kandungan Se pada sampel tanah dan pupuk tidak berbeda, dapat dilihat pada tabel 1. Dalam upaya meningkatkan kesuburan tanah yang alami dapat dilakukan dengan metoda pemberian pupuk kotoran hewan dan humus sangatlah tepat, mampu mengembalikan alam kepada keadaan ekosistem yang lebih baik. Bahan-bahan pupuk kotoran hewan dan humus akan mampu menghasilkan “makanan” yang cukup untuk tanaman tanpa penambahan bahan-bahan an-organik lainnya (Paisley, 1960; Ignatieff dan Harold, 1968). Jadi selain berperan sebagai sumber nutrisi tanaman, pupuk kotoran hewan dan humus juga berperan dalam perbaikan unsur hara dan struktur tanah (Paisley, 1960). Tabel

1.

Analisa

kandungan

hara

N,


P,

K

dan

Se

249

ISBN 978-602-95471-0-8 No

Uraian

N Kjeldahl Bray 1 P2O5 Morgan (%) (ppm) K2O(ppm)

Se (ppm)

1.

Tanah penelitian

0,35

468

218

0,10

2.

Pupuk kandang ayam

1,88

1548

201

0,13

3.

Humus

1,34

978

223

0,16

Keberadaan mikroba setelah diuji dengan menumbuhkan pada ke 5 media terlihat pada tabel 2, jenis bakteri yang berhasil diisolasi umumnya berupa bakteri tanah. Disamping itu ditemukan pula bakteri yang bersimbiosis dengan perakaran tanaman tertentu. Bakteri tersebut diantaranya adalah dari golongan Bacillus sp, Azospirillum sp, Azotobacter sp, Pseudomonas sp,Rhizobium sp, khamir Sacharomyces sp., Streptomyces sp., Nocardia sp., Coccus sp., Cocobasillus sp., Micrococcus sp., Clostridium sp., dan Enterobacter sp. Dengan demikian diharapkan penambahan bakteri penyubur tanah dalam pupuk kotoran hewan dan humus, akan mampu mempercepat keseburan tanaman. Diketahui bahwa 95% aliran hara pada sistem hutan terestrial merupakan interaksi dalam suatu sistem antara tumbuhan,mikroba dan tanah (Svensson dan Soderland, 1975).

Tabel 2. Bebera mikrobia yang diisolasi pada tanah, pupuk kandang ayam, dan humus. No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 9. 10.

1. Tanah Penelitian Bacillus pantothenticus Basillus sp. Clostridium sp. Coccus sp. Enterobacter sp. Micrococcus sp. Pseudomonas sp. Rhizobium sp. -

2. Pupuk kandang ayam Basillus megaterium B.pantothenticus Basillus sp. Basillus substilis. Coccus sp. Cocobasillus sp. Micrococcus sp. Rhizobium phaseoli Sacharomyces sp.

3. Humus Azotobacter sp. Azospirillum sp. Basillus sp. Streptomyces sp. Nocardia sp. R. phaseoli Sacharomyces sp. -

Pada perlakuan pemupukan dan perlakuan varietas serta perlakuan kombinasi terhadap hasil bobot basah daun menunjukkan perbedaan yang nyata secara uji statistik pada table 3. Bobot basah daun perlakuan pupuk yang terbaik adalah D (pupuk kotoran ayam ditambah garam), varietas Rinjani dan Kerinci tidak berbeda nyata, namun perlakuan kombinasi pupuk dan varietas yang terbaik adalah varietas Kerinci kombinasi pupuk kotoran ayam ditambah garam (table 3). Bobot basah buah dan jumlah buah per plot (table 3) menunjukkan perbedaan yang nyata. Penelitian penambahan garam ini berdasarkan hasil survey petani-petani terdahulu sebelum munculnya pupuk kimia, dimana petani memanfaatkan abu dapur ditambah garam untuk memupuk tanaman budidayanya. Bila ditinjau persentase bobot basah (tabel 3) dan bobot kering daun Ciplukan (table 4) perlakuan D dibanding kontrol dan kombinasi perlakuan DK berturutturut 73,27% dan 136,32%, sedangkan bobot kering daun Ciplukan 42,57% dan 82,86%. Sebagaimana telah dikemukakan Baon, dkk. (2004) dari Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Jember dalam pengamatannya selama 6 tahun, menunjukkan bahwa penggantian KCL dengan garam dapur (NaCl) sebagian atau seluruhnya dapat meningkatkan produksi kakao mencapai 47%. Hasil penelitian menunjukkan bahwa disamping dapat meningkatkan produksi kakao, juga tidak mempengaruhi kandungan hara lain dan

250


ISBN 978-602-95471-0-8 fisiologis tanaman seperti transpirasi, resistensi stomata dan suhu daun, serta tidak menghambat perakaran. Salah satu cara yang dapat dilakukan dalam meningkatkan kesuburan tanah adalah dengan pemberian pupuk kotoran hewan dan humus. Cara ini dipandang paling tepat karena selain murah juga berhasil guna dalam mengembalikan tanah pada kondisi yang lebih baik dan ramah lingkungan (Paisley, 1960). Tabel 3. Data pengamatan bobot basah daun dan buah (g/tanaman) serta jumlah buah/plot Kode A

Daun 231.33a

Buah 175.83c

Jumlah bu ah/plot 77.50b

B

205.00a

140.00d

69.83bc

C

171.67b

269.83ab

116.83ab

D

400.83a

254.07ab

103.33ab

R

213.25a

197.37b

73.08b

K

273.17a

222.50b

110.67ab

Pupuk x

AR

253.33ab

151.67d

51.67c

Varietas

AK

209.33ab

200.00b

103.33ab

BR

246.67ab

173.33c

72.33b

BK

163.33b

106.67d

67.33bc

CR

170.00b

181.33c

55.00c

CK

173.33b

358.33a

178.67a

DR DK

255.00ab 546.67a

283.13ab 225.00b

113.33ab 93.33ab

Perlakuan Pupuk

Varietas

Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama berbeda nyata pada taraf 5% uji DMRT *Pupuk: A; Kontrol, B: Ayam; C: Humus; D: Garam; * Varietas: R: Rinjani; K: Kerinci

Perlakuan pemupukan dan perlakuan varietas serta perlakuan kombinasi terhadap hasil pada bobot kering daun dan buah/tanaman (table 4) menunjukkan perbedaan yang nyata, hasil bobot kering daun yang tertinggi diperoleh pada perlakuan pemberian garam dan perlakuan kombinasi Pupuk Garam x Varietas Kerinci (DK). Proses dekomposisi berlangsung lambat karena populasi dan aktifitas jasad renik yang berperan dalam proses dekomposisi sangat terbatas hal ini dipengaruhi antara lain pH tanah, sehingga akan mempengaruhi ketersediaan unsur hara bagi tanaman (Soepardi., 1983). Pendekatan yang ditempuh dalam upaya perbaikan sifat biologis tanah dapat dilakukan melalui penambahan pupuk organik seperti pupuk kandang. Pupuk kandang selain dapat memperbaiki sifat biologis tanah juga dapat memperbaiki sifat kimia dan fisik tanah (Oades and Uegara, 1989), Sumeru dan Rukmana (1995) mengatakan pupuk kandang perlu diberikan pada tanaman sayuran yang banyak mengkonsumsi nitrogen sehingga nitrogen sangat menentukan kuantitas serta kualitas produksi petsai. Selanjutnya dari hasil penelitian Hasibuan (1993) menunjukkan bahwa garam-garam yang terkandung dalam tanah cendrung dapat meningkatkan serapan K dan P tersedia walaupun tidak berpengaruh terhadap serapan N. Nuryani et al. (1993), meningkatnya P tersedia dapat Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

251

ISBN 978-602-95471-0-8 meningkatkan berat segar tanaman jagung dan dapat menurunkan kadar serta serapan Fe dari akar tanaman pada media gambut yang diinkubasi selama 4 minggu. Pupuk kandang disamping sebagai stater bagi jasad mikro juga berperanan untuk mensuplai hara makro seperti N, P, K, Ca dan Mg serta hara mikro (Cu, Zn, Mn dan Mo) bagi tanaman. dan meningkatkan ketersediaan hara mikro bagi tanaman sehingga dengan demikian jumlah hara yang tersedia bagi tanaman akan meningkat. Tabel 4. Data pengamatan bobot kering (g/tanaman) Uraian Perlakuan Pupuk

Varietas Pupuk x Varietas

Bobot kering Kode A B C D R K AR AK BR BK CR CK DR DK

(g/tanaman Daun 57.93bc 56.24bc 67.11b 82.59a 62.55a 69.38b 62.18bc 53.67bc 71.68b 40.80c 57.10bc 77.11b 59.25a 105.93a

Buah 30.20b 25.33bc 42.75a 41.16a 35.65b 34.07b 25.08bc 35.31b 35.98b 14.68c 41.66a 43.83a 39.87ab 42.46a

Keterangan: angka yang diikuti huruf yang sama berbeda nyata pada taraf 5% uji DMRT

Bila ditinjau dari aspek fiologis tanaman, unsur Natrium yang berada dalam tabel periodik bersama-sama dengan K, Rb dan Ca yaitu golongan IA yang bersifat menguntungkan baik secara biochemis maupun ekonomis yaitu Na bersifat higroskopis (mudah menyerap air dan menahan air cukup kuat, sehingga tanaman tahan akan kekeringan), mirip dengan Kalium dapat menggantikan fungsi proses fotosinthesis tetap berlangsung, membantu proses transportasi dalam tanaman sehingga hasil fotosintesis dapat dibawa dan diakumulasi ditempat penyimpanan, ketersediaan dialam relatif melimpah (garam NaCl ), harga relatif lebih murah jika dibandingkan KCl dan sebagai pupuk NaCl dapat menggantikan peranan KCl. Keadaan krisis ekonomi saat ini akan terasa sangat mahal bila kita mengimpor pupuk KCl, sehingga pupuk NaCl dapat menggantikan peran pupuk KCl, namun perlu dilakukan penelitian-penelitian lebih jauh dan terarah. Dalam penelitian tersebut kendala yang harus diatasi serangan hama yang cukup parah disebabkan oleh ulat tanah Agrotis interjectiononis menyebabkan kerugian karena ulat ini menyerang bagian batang tanaman dengan memotong bagian leher batang sehingga patah dan akhirnya tanaman mati. Ada beberapa ulat daun yang memakan daun sehingga daun-daun berlubang. Jenis-jenis penyakit yang sering menyerang dilapangan yaitu penyakit bercak daun disebabkan oleh jamur Cercospora melongenae Welles, penyakit layu yang disebabkan oleh bakteri Pseudomonas solanacearum menyebabkan kerugian yang besar karena dapat menyebabkan tanaman layu dan mati, dan juga diserang oleh mosaik yang disebabkan oleh virus mengakibatkan daun muda berkerut dengan bagian tepi menggulung. Oleh karenanya untuk menghindari kerugian kegagalan panen maka perawatan tanaman harus diperhatikan seperti sanitasi terhadap gulma. 252


ISBN 978-602-95471-0-8 Penelitian terhadap tanaman ciplukan ini masih perlu dikaji lagi dengan penelitian terhadap kenaikan produksi daun dengan cara setiap minggunya dipanen/dipetik daun daunnya atau pemotongan cabang yang bagaimana untuk memperoleh hasil semaksimal mungkin tetapi tanaman tetap sehat. KESIMPULAN Ciplukan (P. angulata 33NHR) dari Rinjani memiliki Selenomethionin 0,6271 ± 0,04 ppm yang berpotensi sebagai antioksidan untuk pencegahan dan terapi kanker. Peningkatkan produksi daun Ciplukan asal Rinjani dan Kerinci dengan pupuk alami di lahan vulkanis Pacet memberikan hasil yang baik, diperoleh bobot basah daun pada perlakuan D dan kombinasi perlakuan DK dibanding kontrol berturut-turut 73,27% dan 136,32%, sedangkan bobot kering daun 42,57% dan 82,86%. UCAPAN TERIMA KASIH Kami ucapkan banyak terima kasih kepada Dr. Novik Nurhidayat sebagai Pimpok Biosistematika dan Genetika Mikroba dan PI Proyek Kompetitif “Tumbuhan dan Mikrob Daerah Vulkanis Sebagai Sumber Bahan Bioaktif Selenoprotein untuk Antioksidan, Pencegahan dan Terapi Kanker” dan Ratih Melina Dewi SSi., dan Bpk. Indarto yang telah membantu terselenggaranya penelitian ini hingga selesai. DAFTAR PUSTAKA Baon, J.B.. 2004. Garam Dapur Sebagai Pengganti Pupuk KCL Dalam Budidaya Kakao. Diolah dari Makalah Poster pada Simposium Kakao, di Yogyakarta tanggal 4 5 Oktober 2004. http://www.litbang.deptan.go.id/berita/one/320/ (diakses 3 April 2009). Hasibuan, B.E., 1993. Pengaruh Garam NaCl Terhadap Beberapa Sifat Kimia Tanah dan Pertumbuhan Tanaman Jagung Pada Tanah Gambut Dan Aluvial. Pros. Seminar Nasional Gambut II. Jakarta. Ignatieff V and Harold J.P.. 1958. Efficient Use of Fertilizers. Food and Agriculture Organization of The United Nation, Italy Japan Fertilizer Service Center (JFSC). 1959. Pupuk Buatan Djepang. Hokkai Bldg, 1-6, Nihombashi-Tori, Chuoku, Tokyo, Jepang. LPT. 1981. “Term’s of Reference Tipe A – Survai Kapabilitas Tanah”. Publikasi no. 24, LPT – Bogor. Mangan Y. 2003. Cara bijak Menaklukkan kanker. Penerbit Agromedia Pustaka. Nuryani, S. Suryanto dan Susilo., 1993. Serapan Hara Fe, Mn, Zn dan Cu oleh Tanaman Jagung pada Tanah Gambut dari Pontianak yang di Kapur dan di Beri Berbagai Pupuk P. Pros. Seminar Nasional Gambut II. Jakarta. Oades and Uegara. 1989. Soil Fertility and Fertilizers. Memillan Co. New York. Paisley K 1960. Fertilizers and Manures. W.H & L Collingridge Limited, London. H. 137 Poerwowidodo. 1992. Metode Selidik Tanah. Penerbit Usaha Nasional, Surabaya. Setiawan T. 2008. http://www.solusikesehatan.com/herbal-indonesia/ciplukan.html diakses 10 April 2008 Sumeru dan Rukmana. 1995. Serapan N, P dan K Tanaman Petsai dengan Pemberian Lumpur Laut dan Pupuk Kandang Pada Tanah Gambut. Dalam Suryantini. http://upb.ac.id/jurnal/vol_1_No_1.pdf. diakses 1 April 2009. Svensson BH and Soderland R. 1975. Nitrogen, Phosphorus and Sulphur – Global Cycles, Ecological Bulletins No. 22. Sweden, h. 157 Whanger, P.D. 2002. Selenocompounds in plant and animals and their biological significance. Journal of Ammerican College of Nutrition 21:223-232. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

253

ISBN 978-602-95471-0-8 Whanger, P.D. 2004. Selenium and itsrelationship to cancer; an update dagger. Br. J. Nutr. 91:11-28. --------------------. 2009. Garam Dapur Sebagai pengganti KCl. http://www.tanindo.com/abdi3/hal2501.htm. (diakses 1 April 2009).

254


ISBN 978-602-95471-0-8 PERAN ADHESIN PADA OUTER MEMBRANE PROTEIN Chlamydia pneumoniae DALAM DEGRADASI KOLAGEN TIPE-IV MELALUI AKTIVASI MAKROFAG DAN PENINGKATAN MMP-9 Sri Murwani*, Djanggan Sargowo**, Handono Kalim**, Mulyohadi Ali***, Ketut Muliartha****, Sumarno* *Departmen Mikrobiolog,Fak Kedokteran Universitas Brawijaya **Unit Penyakit Dalam, Fak. Kedokteran Universitas Brawijaya ***Laboratorium Farmakologi, Fak. Kedokteran Universitas Brawijaya ****Laboratorium Patologi Anatomi, Fak. Kedokteran Universitas Brawijaya ABSTRAK Chlamydia pneumoniae merupakan patogen saluran pernafasan manusia. Baru-baru ini dihubungkan dengan aterosklerosis dan infark miokardial akut (IMA). Tujuan penelitian ini adalah membuktikan adanya peran adhesin C. pneumoniae dalam menginduksi degradasi kolagen tipe-IV, melalui aktivasi makrofag dan peningkatan MMP-9. Penelitian ini merupakan penelitian eksploratif dan dibagi menjadi tiga tahap. Tahap pertama mendeteksi adanya adhesin pada OMP C. pneumoniae. Tahap kedua menguji kemampuan adhesin tersebut dalam mengaktivasi makrofag. Aktivasi makrofag diukur berdasar kemampuan adhesin dalam menghambat apoptosis, menginduksi peningkatan ROI, TNF-α, IL-1ß, MMPs, MMP-9, dan aktivitas fagositosis makrofag. Tahap ketiga menguji kemampuan MMP-9 dalam mendegradasi kolagen tipe-IV. Hasil menunjukkan, bahwa pada OMP ditemukan protein mayor 61 kDa yang bersifat imunogenik, imunodominan, merupakan hemaglutinin dan adhesin yang mampu menghambat perlekatan C. pneumoniae pada sel endotelial manusia. Adhesin 61 kDa OMP C. pneumoniae tersebut secara signifikan mampu menghambat apoptosis, meningkatkan produksi ROI,IL-1ß, MMPs, MMP-9 dan aktivitas fagositosis makrofag. Tetapi tidak secara signifikan produksi TNF-α. Baik MMPs maupun MMP-9 mampu mendegradasi kolagen tipe-IV. MMPs lebih kuat disbanding MMP-9. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan, bahwa protein 61 kDa OMP C. pneumoniae merupakan adhesin yang dapat mengaktivasi makrofag dan meningkatkan produksi MMP-9. MMP-9 yang diproduksi mampu mendegradasi kolagen tipe-IV. Key words: adhesin, OMP C. pneumoniae, macrophage, MMP-9, kolagen tipe-IV

PENGANTAR Chlamydia pneumoniae (C. pneumoniae) merupakan patogen saluran pernafasan manusia. ejak 1988 C. pneumoniae dihubungkan dengan aterogenesis dan manifestasi klinisnya. Hal tersebut dibuktikan secara seroepidemiologi (Campbell et al., 1998; Kaukoranta-Tolvanen et al., 1996). Hasil studi seroepidemiologik Murwani dkk. (2006), dari 27 pasien infark miokardial akut (IMA) sebanyak 92,6% terdeteksi IgG tinggi terhadap C. pneumonaie. Lipopolisakarida C. pneumoniae dapat menginduksi diferensiasi monosit (Yamaguchi et al., 2002), menyebabkan terbentuknya foam cell apabila dipapar dengan low density lipoprotein (LDL). Heat shock protein 60 C. pneumoniae (cHSP60) homolog dengan protein vaskuler manusia dan menyebabkan autoimmunity (Mayr et al., 2003). Vehmaan-Kreula et al. (2001), membuktikan C. pneumoniae melalui outer membrane prtotein 2, major outer membrane protein, cHSP60, mampu menginduksi ekspresi MMP-9 makrofag. Sebagian besar ACS disebabkan ruptur plak aterosklerotik (Falk et al., 1995). Plak yang labil banyak dihubungkan dengan MMP yang dapat menghancurkan extracellular matrix (ECM) (Bajzer, 2004). Makrofag merupakan sumber utama MMP (Schoenbeck et al., 1997). Diantara MMP, MMP-9 yang mempunyai hubungan kuat Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

255

ISBN 978-602-95471-0-8 dengan ruptur plak dan mampu mendegradasi komponen matriks yang tidak dapat didegradasi oleh MMP lainnya (Dollery et al., 1995; Galis and Khatri 2002). Protein ECM merupakan protein terbanyak dalam tubuh, penyusun utamanya adalah kolagen. Kolagen tipe-I, II, III strukturnya fibriler. Kolagen tipe-IV merupakan komponen utama membrana basalis semua organ, terletak di bawah epitel (Ortega and Werb, 2002; Sundaramoorthy et al., 2002; King, 2005). Kolagen umumnya berbentuk triple-helix, strukturnya kaku dan resisten terhadap proteolisis. Pada kolagen tipe-IV, pada bentuk triple-helix diselingi daerah globular, yang menyebabkan rentan terhadap proteolisis. Kolagen tipe-IV terdiri 6 polipeptida yang berbeda (α-1 s/d α-6). Setiap α terdiri dari domain 7S, sentral heliks dan NC1. Proteolisis dapat memecah domain NC1. Domain NC1 dan fragmen lainnya dapat dideteksi dalam serum (King, 2005). Tujuan utama penelitian ini adalah mendeteksi adhesin pada OMP C. pneumoniae dan menguji kemampuannya dalam menginduksi degradasi kolagen tipe-IV melalui aktivasi makrofag dan peningkatan MMP-9. Diharapkan penelitian ini mendukung teori peran C. pneumoniae dalam menginduksi ruptur plak aterosklerotik. Harapan lebih lanjut, dapat digunakan sebagai prediktor dini seseorang terinfeksi C. pneumoniae dapat mengalami aterosklerosis dan IMA. TUJUAN Tujuan Umum Menguji peran adhesin OMP C. pneumoniae dalam menginduksi degradasi kolagen tipeIV melalui aktivasi makrofag dan peningkatan MMP-9 in vitro. Tujuan Khusus Tahap I, bertujuan mendeteksi adhesin pada OMP C. pneumoniae Tahap II, bertujuan menguji kemampuan adhesin OMP C. pneumoniae (hasil penelitian tahap 1) dalam mengaktivasi makrofag. Aktivasi diukur berdasar kemampuan protein dalam menghambat apoptosis, meningkatkan produksi ROI, TNF-α, IL-1ß, MMPs, MMP-9 dan kemampuan memfagositosis makrofag. Tahap III, bertujuan mendeteksi kemampuan MMP-9 (hasil penelitian tahap 2) dalam mendegradasi kolagen tipe-IV CARA KERJA Rancangan penelitian Desain penelitian adalah eksploratif. Data dianalasis secara statistik dan diskriptif.

Sampel C. pneumoniae diperoleh dari American Type Culture Selection (ATCC-VR 1310), yang dipropagasi pada kultur HEp2 cell line (ATCC-CCL 23). Adhesin diisolasi dari OMP C. pneumoniae dan dipaparkan pada kultur makrofag. Makrofag diperoleh dari individu sehat sesuai kriteria penelitian. Jumlah sampel dihitung berdasar rumus : p (n-1) ≥ 15 (Lukito; 1998). p : jumlah perlakuan, n : jumlah sampel Jumlah sampel minimal 4 dan dilakukan replikasi 2 kali. Kelompok perlakuan ada 5: 1. Perlakuan setelah 0,5 jam paparan adhesin 2. Perlakuan setelah 1,5 jam paparan adhesin 3. Perlakuan setelah 24 jam paparan adhesin 256


ISBN 978-602-95471-0-8 4. Perlakuan setelah 48 jam paparan adhesin 5. Perlakuan setelah 72 jam paparan adhesin Pada kontrol negatif makrofag tidak dipapar adhesin Kriteria inklusi individu sehat adalah individu yang didiagnosa sehat: hsCRP normal: <1 mg/L (Ridker, 2003); tidak merokok ; tidak hipertensi; tidak hiperkolesterolemia (total kolesterol < 200 mg/dL, LDL < 100 mg/dL, trigliserida < 150 mg/Dl, HDL > 40 mg/dL); tidak diabetes mellitus; bukan wanita menapousa; BMI normal ( > 25); bukan pria berumur > 55 tahun Variabel penelitian 1. Variabel bebas: adhesin OMP C. pneumoniae 2. Variabel tergantung: peningkatan fungsi makrofag Kerangka operasional Penelitian Tahap I Kultur HEp-2 cell line

Kultur C. pneumoniae Hari ke-3 kultur C. pneumoniae Panen elementary bodies C. pneumoniae Isolasi OMP C. pneumoniae Protein mayor Uji adhesi C. pneumoniae pada sel endotelial

Uji imunogenisitas Isolasi protein imunogenik Uji hemaglutinasi

Kultur sel endotelial

Indeks & tipe adhesi C.pneumonia e

Uji adhesi hemaglutinin

Protein adhesin


257

ISBN 978-602-95471-0-8 Penelitian Tahap II

Isolasi Peripheral blood mononuclear cells (PMBCs)

Kultur leukosit 2 jam Kultur monosit 7

Penentuan dosis paparan protein 61 kDa

PMA 10 M 7 hari Makrofag

Dipapar Protein

Tidak dipapar Protein

Inkubasi selama 0,5 jam; 1,5 jam; 24 jam; 48 jam dan 72 jam

Sel makrofag Pemeriksaan: Apoptosis, ROI, kemampuan fagositosis

Supernatan pertumbuhan makrofag Pemeriksaan : IL-1β, TNFα , MMPs, MMP-9

Penelitian Tahap III MMPs

MMP-9

KOLAGEN TIPE-IV

FRAGMEN-FRAGMEN KOLAGEN TIPE-IV

258


ISBN 978-602-95471-0-8 HASIL PENELITIAN Tahap I Dari hasil isolasi OMP ditemukan protein mayor dengan berat molekul 61 kDa. Protein 61 kDa tersebut bersifat imunoreaktif dan imunodominan. Protein tersebut juga merupakan hemaglutinin dan merupakan adhesin yang mampu menghambat perlekatan C. pneumoniae pada sel endotelial. Tahap II Tahap ini menguji kemampuan adhesin 61 kDa OMP C. pneumoniae dalam mengaktivasi makrofag. Sebelum uji, dilakukan eksplorasi untuk menentukan dosis protein yang dipaparkan kultur makrofag. Dosis dipilih berdasar produksi MMP-9. Dosis 0,025 µg/ml menginduksi produksi MMP-9 paling tinggi dan dipilih sebagai dosis paparan. Penelitian ini menggunakan makrofag yang berasal dari individu sehat. Dari 23 orang yang diperiksa, hanya 5 orang yang memenuhi kriteria penelitian. Diambil 4 orang sebagai subyek penelitian. Dari hasil penelitian diperoleh hasil bahwa protein adhesi 61 kDa OMP C. pneumoniae mampu mengaktivasi makrofag secara signifikan (one way ANOVA, α=0,05), ditunjukkan kemampuannya: menghambat apoptosis, meningkatkan produksi IL-1β, MMP, MMP-9 dan meningkatkan aktivitas fagositosis makrofag. Tetapi tidak signifikan untuk produksi TNF-α Hasil Penelitian Tahap III Telah dibuktikan bahwa adhesin 61 kDa OMP C. pneumoniae mampu mengaktivasi makrofag untuk memproduksi MMP. MMP tersebut mempunyai berat molekul 190,41 kDa, 170,68 kDa, 166,65 kDa, 161,63 kDa, 94,14 kDa, 92,17 kDa, 91,09kDa, 81,65 kDa, dan 57,27 kDa. Melalui imunobloting terhadap antibodi monoklonal MMP-9, ditemukan bahwa salah satu dari MMPs tersebut adalah MMP-9. MMP-9 dieraksikan dengan kolagen tipe-IV yang dilabel biotin . Hasil menunjukkan terjadi degradasi kolagen menjadi 15 fragmen, yaitu dengan berat molekul : 157,80 kDa; 145,02 kDa; 133,27 kDa; 122,48 kDa; 107,88 kDa; 99,15 kDa; 91,12 kDa; 80,29 kDa; 64,97 kDa; 58,71 kDa; 57,23 kDa; 50,43 kDa; 46,33 kDa; 42,47 kDa; 19,07 kDa. Dari hasil penelitian dapat disimpulkan, bahwa adhesin 61 kDa C. pneumoniae mampu meningkatkan produksi MMP-9 makrofag yang mampu mendegradasi kolagen tipe-IV.

PEMBAHASAN i. Penelitian ini membuktikan bahwa protein 61 kDa dari OMP C. pneumoniae merupakan adhesin. Hal ini merupakan temuan baru, yang mendukung teori peran C. pneumoniae dalam aterogenesis. Melalui molekul adhesin, C. pneumoniae menginfeksi sel hospes, menyebabkan luka sel endotelial. Salah satu teori aterogenesis adalah responses to injury (Hassan, 1997; Ross and Fuster 1996; Orford and Selwyn 2005). Pada aterogenesis, spesifik dengan disfungsi dan aktivasi sel endotelial. Endotelium mengekspresikan VCAM-1, ICAM-1, E-selectin, dan memicu terbentuknya lesi aterosklerotik. Sitokin, Ox-LDL dan agen infeksius menyebabkan oksidasi vaskuler, inflamasi, dan aktivasi endotelium (Liao, 1998). Endotelium menjadi lebih permeabel dan mudah terjadi deposit makromolekul, seperti LDL. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

259

ISBN 978-602-95471-0-8 ii. Adhesin 61 kDa OMP C. pneumoniae mampu mengaktivasi makrofag dalam jangka waktu yang relatif pendek (2 hari). Pada hari ketiga aktivasi tersebut menurun. C. pneumoniae mampu menginduksi produksi IL-10 makrofag yang bertujuan menghambat apoptosis sel yang diinfeksinya (Geng et al, 2000). Produksi IL-10 lebih lambat dari TNF-α dan IL-1ß (Malefyt et al., 1991). Ada kemungkinan adhesin 61 kDa OMP C. pneumoniae menginduksi produksi IL-10 untuk menghambat apoptosis makrofag. Hasil ini merupakan hal baru, ditemukan adhesin pada OMP yang mampu menghambat apoptosis sel. iii. Antigen C. pneumoniae yang telah diteliti terlibat dalam ruptur plak melalui produksi MMP-9 adalah LPS, omp2, MOMP dan cHSP60. Pada penelitian ini adhesin 61 kDa OMP C. pneumonaie mampu meningkatkan produksi MMP-9 makrofag. Dapat ditarik kesimpulan bahwa beberapa antigen C. pneumoniae seperti LPS, omp2, MOMP, cHSP60 dan adhesin OMP 61 kDa bekerja sinergis menginduksi rupturnya plak aterosklerotik. iv. Bagian mikrobia yang mampu menstimulasi signal TLR (Tool-Like Receptor) antara lain LPS, peptidoglikan, lipoprotein, lipoteichoic acid, lipoarabinomannan, flagelin, fusion protein respiratory syncytial virus, unmethylated CpG motifs, ds-RNA, dan ssRNA (Abbas et al, 2007). Adhesin 61 kDa merupakan hemaglutinin yang diisolasi dari OMP. Kemungkinan aktivasi makrofag oleh adhesin tidak melalui engulfment oleh makrofag, tetapi melalui TLR5. Diidukung bahwa adhesin 61 kDa OMP C. pneumoniae menginduksi produksi MMP dan MMP-9 makrofag masing-masing melalui NF-κB dan ikatan NF-κB dengan AP-1. Ekspresi TNF-α, IL-1ß melalui NF-κB. Proses signal dimulai ikatan adhesin dengan TLR pada permukaan atau dalam retikulum endoplasmik atau endosom, dan menyebabkan dimerisasi protein TLR. Diikuti rekrutmen TIR domain-containing adapter protein, dan memfasilitasi rekrutmen dan aktivasi protein kinase, selanjutnya terjadi aktivasi faktor transkripsi. Faktor traskripsi utama yang diaktivasi melalui TLR signaling pathways adalah NF-κB, AP1, IRF-3, dan IRF-7. NF-κB dan/atau AP-1, menstimulasi ekspresi gen respons imum alami, TNF-α, IL-1ß, kemokin, molekul adhesi endotelial, IRF-3, IRF-7 (Goldsby et al., 2000; Abbas et al., 2007). v. Pada rupturnya plak, sel imunokompeten yang paling berperan adalah makrofag. Adhesin 61 kDa OMP C. pneumoniae mampu meningkatkan produksi MMP-9 yang mampu mendegradasi kolagen tipe-IV. Hancurnya kolagen tipe-IV membrana basalis menyebabkan integritas kolagen lain yang menyokong stabilitas plak menjadi lemah dan mudah ruptur. MMP-9 juga mampu mendegradasi kolagen tipe-V pada kapsula fibrosa (Dollery et al., 1995). MMP-9 terutama bekerja secara internal mendegradasi kolagen tipe-IV membrana basalis. Sel lain yang mungkin berperan adalah neutrofil. Neutrofil merupakan produsen utama MMP-8 (Dollery et al., 1995). MMP-8 secara eksternal mendegradasi kolagen tipe-I dan III kapsula fibrosa plak. viii. Dibandingkan hasil fragmentasi kolagen tipe-IV oleh MMP-9 makrofag yang dipapar adhesin 61 kDa OMP C. pneumoniae dengan fragmentasi oleh MMP-9 makrofag yang diinfeksi S. mutans (Purwanto, 2008) dan fragmentasi oleh MMP-9 netrofil yang diinfeksi P. gingivalis (Susilawati, 2008), terdapat perbedaan jumlah fragmen dan berat molekul. Dapat dikatakan, MMP-9 mempunyai aktivitas berbeda apabila diinduksi oleh stimulan yang berbeda. Sesuai teori Romanelli et al (1999), yang menyatakan bahwa enzim proteolitik bakterial dapat mengaktivasi MMP. Enzim yang berbeda mengaktivasi domain proenzim MMP yang berbeda, dan menghasilkan sisi aktif enzim yang berbeda ukuran dan aktivitasnya. 260


ISBN 978-602-95471-0-8 ix. Makrofag yang digunakan berasal dari individu sehat, sehingga confounding factors dapat dikendalikan. Dapat disimpulkan adanya kemungkinan C. pneumoniae menjadi faktor tunggal penyebab rupturnya plak. KESIMPULAN Dari hasil penelitian tahap I, II dan III diperoleh hasil, bahwa pada OMP C. pneumoniae ditemukan adhesin dengan berat molekul 61 kDa yang mampu mengaktivasi makrofag dan penigkatan MMP-9. MMP-9 yang diproduksi makrofag mampu mendegradasi kolagen tipe-IV.


261

ISBN 978-602-95471-0-8 MOTILITAS DAN MORFOLOGI SPERMATOZOA SETELAH IMUNISASI DENGAN PROTEN MEMBRAN SPERMATOZOA PADA KELINCI Sri Puji Astuti Wahyuningsih1,*, Fedik A. Rantam2, Aucky Hinting3, Win Darmanto1 1

2

Departemen Biologi, FST, Universitas Airlangga Lab. Virologi dan Imunologi, FKH, Universitas Airlangga 3 Lab. Biologi Kedokteran, FK, Universitas Airlangga *E-mail: [email protected]

ABSTRACT Sperm membrane proteins contain antigen. Immunization with the sperm membrane protein cause the immune responses and form the anti sperm antibodies. This study aimed to test the ability of antibody against the rabbit sperm membrane protein in the speed of motility and sperm morphology. This research used adult male rabbit local strain. Sperm was collected from cauda epididimys by flushing. Furthermore, the membrane protein was isolated on hypo-osmotic solution (10 mm potassium phosphate buffer) by sonication and centrifuge. Male rabbits were immunized for 3 times with sperm membrane protein, dose of 200 µg/µl. One week after the last immunization, the sperm was collected. Sperm was counted the motility speed (µm/dt) and morphology viewed with light microscope. Calculations carried out 10 times. Motility data was analyzed with the t test (α = 5%). Morphology data was analyzed with Mann-Whitney test (α = 5%). Results of research indicate that the sperm motility speed of treatment (10.284 µm/dt) was more lower than control (56.489 µm/dt). Sperm with abnormal morphology was found more higher in treatment (67.34%) than control (14.74%). Conclusions of research were that immunization with rabbit sperm membrane protein decreased the motility sperm and increased the abnormality sperm morphology. Keywords: rabbit sperm membrane protein, sperm morphology, sperm motility

PENGANTAR Di Indonesia, jumlah penduduk tahun 2005 tercatat 220 juta. Tahun 2009, pertumbuhan penduduk diperkirakan meningkat 1,29% sehingga jumlah penduduk diperkirakan mencapai 231 juta jiwa. Pengendalian penduduk selama ini dilakukan dengan alat kontrasepsi untuk menunda kehamilan, menjarangkan anak, mengatur jumlah anak, dan menghentikan kehamilan. Di Indonesia, pengendalian penduduk di laksanakan dalam suatu Program Keluarga Berencana (KB) (BKKBN, 2006a). Program KB yang ditujukan untuk kaum pria masih jarang. Menurut BKKBN (2006a), jumlah peserta KB pria baru mencapai 1,3% dari total peserta KB 58,3%. Menurut BKKBN (2006b), alasan utama rendahnya kesertaan pria dikarenakan keterbatasan pilihan alat kontrasepsi. Berbagai penelitian telah dilakukan guna membantu kaum pria ber-KB secara nyaman dan aman. Untuk mengatasi permasalahan tersebut diperlukan strategi kontraseptif baru yang dilakukan secara imunologis dinamakan imunokontrasepsi (Suri, 2005). Vaksin imunokontrasepsi mengganggu aktivitas reproduksi pria maupun wanita dengan cara memblok penetrasi sperma pada ovum atau mencegah implantasi dan perkembangan telur terfertilisasi (Alexander dan Bialy, 1994). Wahyuningsih (2005) menyatakan bahwa imunisasi ekstrak testis pada mencit betina dapat menurunkan angka kebuntingan, menurunkan jumlah anak dan jumlah implantasi, terutama pada dosis 2000 µg dan tidak menimbulkan gangguan pada siklus birahi.

262


ISBN 978-602-95471-0-8 Membran spermatozoa mengandung protein yang bersifat antigenik. Spermatozoa adalah sel dengan tingkat diferensiasi tinggi dan memiliki kompleksitas struktur yang mengekspresikan antigen pada membran plasma. Antigen tersebut bersifat unik dan spesifik (Suri, 2004). Imunisasi dengan protein membran spermatozoa akan menimbulkan respon imun spesifik dan terbentuk antibodi. Reaksi antara antibodi dengan antigen menimbulkan efek konsepsi, antara lain aglutinasi spermatozoa, reduksi motilitas, gangguan penetrasi mukus servik, tidak efisiennya fusi spermatozoa dan ovum, peningkatan fagositosis spermatozoa dan matinya embrio sebelum atau setelah implantasi. Semua hambatan menyebabkan antifertilitas (Bohring dan Krause, 2003; Domagala dan Kurpisz, 2004). Antibodi terhadap spermatozoa (anti sperm antibody/ASA) menyebabkan infertil baik secara spontan maupun buatan (Bohring et al., 2001). Bohring dan Krause (2005) menyatakan bahwa ASA pada pria terutama terjadi sebagai konsekuensi trauma dari blood-testis barrier, epididimis atau vas deferens. Antibodi dapat di temukan dalam seminal plasma saluran reproduksi jantan, mukus serviks, cairan oviduk dan serum darah pria maupun wanita (Clarke et al., 1985 dalam Bohring et al., 2001). Aglutinasi menghambat motilitas spermatozoa (Hafez dan Hafez, 2005). Menurut Sarda et al. (2007), seminal plasma yang mengandung ASA menyebabkan abnormalitas spermatozoa. Penelitian ini di lakukan untuk mengetahui pengaruh imunisasi protein membran spermatozoa terhadap motilitas dan morfologi spermatozoa kelinci. TUJUAN Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh imunisasi protein membran spermatozoa terhadap motilitas dan morfologi spermatozoa pada kelinci CARA KERJA Koleksi dan isolasi spermatozoa Kelinci jantan yang telah dewasa dibedah untuk diambil testisnya. Koleksi spermatozoa dilakukan menurut Goyal et al. (2001). Spermatozoa kelinci dikoleksi dengan metode flushing (Haila dan Daulat, 2001). Isolasi membran spermatozoa kelinci mengacu pada metode Bohring et al. (2001), Rajeev dan Reddy (2004), dan Vernet et al. (2001). Imunisasi kelinci Hewan coba dibagi 2 kelompok. Kelompok 1, lima ekor kelinci jantan diimunisasi dengan protein membran spermatozoa. Kelompok 2 (kontrol), lima ekor kelinci jantan diimunisasi tanpa antigen. Imunisasi dilakukan subkutan 3 kali dengan selang waktu 21 hari dan dosis antigen 200 µg/ml. Imunisasi pertama, antigen diemulsikan dengan garam fisiologis sampai volume 0,1 ml dan freund’s complete adjuvant (FCA) 0,1 ml (perbandingan 1:1), kemudian di vortex selama 1 jam. Ada dua lokasi penyuntikan masing-masing 0,1 ml di subkutan leher. Imunisasi kedua dilakukan 21 hari berikutnya dengan campuran antigen dalam garam fisiologis dan freund’s incomplete adjuvant (FICA) 0,1 mL dengan perbandingan 1:1. Imunisasi ketiga dilakukan 21 hari berikutnya dengan cara dan bahan yang sama seperti imunisasi kedua. Satu minggu setelah imunisasi terakhir, kelinci dibedah bagian abdomen untuk diambil testisnya. Kauda epididimis diambil dari testis. Koleksi spermatozoa dari kauda epidimis berdasarkan Haila dan Daulat, (2001).


263

ISBN 978-602-95471-0-8 Pengamatan motilitas dan morfologi spermatozoa Pengukuran motilitas spermatozoa dilakukan dengan cara meletakkan satu tetes suspensi spermatozoa dalam gelas obyek cekung dan ditutup kaca penutup. Skala mikrometer diletakkan pada lensa obyektif. Kecepatan motilitas spermatozoa diketahui dengan mengukur jarak yang ditempuh oleh spermatozoa tiap detik (µm/detik) dengan mikroskop cahaya, untuk mengukur kecepatan motilitas spermatozoa, secara acak dipilih spermatozoa yang bergerak lurus ke depan (progresif) dengan pembesaran mikroskop 400x (Goyal et al., 2001). Pengamatan dilakukan pada 100 spermatozoa dan diulang sebanyak 10 kali. Pengamatan morfologi spermatozoa dilakukan dengan mengambil satu tetes suspensi spermatozoa, diletakkan di atas gelas obyek dan dibuat smear (apusan), dikeringkan pada suhu kamar (kering angin) kemudian difiksasi dengan etanol 70 % selama 2 menit, kemudian ditambahkan 1 % eosin dan nigrosin 10% selama 10 menit, kemudian dicuci dengan air mengalir secara pelan. Setelah itu dikering-anginkan pada suhu kamar (Goyal et al., 2001). Pengamatan morfologi dilakukan pada 100 spermatozoa per preparat dengan ulangan 10 kali dengan mikroskop cahaya dengan perbesaran 400x. Data dinyatakan dalam persentase (%). Kriteria morfologi spermatozoa berdasarkan Hafez and Hafez (2005).

Analisis Data Data motilitas dianalisis dengan uji-T. Data morfologi dianalisi dengan uji Mann-Whitney. Analsis data menggunakan program Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) 16.00 for Windows. HASIL DAN PEMBAHASAN Motilitas Spermatozoa Hasil analisis statistik menunjukkan bahwa rerata kecepatan motilitas dari spermatozoa kontrol (56,489 µm/dt) berbeda secara signifikan dengan kecepatan motilitas dari perlakuan (10,284 µm/dt) dengan P < 0,05 (Tabel 1). Tabel1. Kecepatan motilitas spermatozoa (µm/detik) kelinci kontrol dan perlakuan Ulan Motilitas spermatozoa (µm/dt) kontrol pada ulangan pengamatan ke. gan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 62,87 60,55 62,22 61,67 64,02 61,70 55,15 56,60 55,27 48,90 5 0 5 5 5 0 0 0 5 0 2 59,65 60,30 60,05 60,72 60,77 58,77 50,62 53,17 45,22 42,87 0 0 0 5 5 5 5 5 5 5 61,37 64,20 69,05 70,07 65,32 62,50 55,25 52,62 48,32 40,40 5 0 0 5 5 0 0 5 5 0 4 65,67 64,15 65,57 62,65 59,97 50,65 45,00 44,32 42,72 41,27 5 0 5 0 5 0 0 5 5 5 5 61,00 63,02 62,60 63,80 62,10 60,52 50,35 45,62 41,45 41,70 0 5 0 0 0 5 0 5 0 0 Ulan Motilitas spermatozoa (µm/dt) perlakuan pada ulangan pengamatan ke. gan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 17,35 13,67 10,85 11,35 9,900 7,675 9,675 4,750 5,675 5,750 0 5 0 0 2 15,10 13,85 11,30 12,45 12,07 10,50 8,150 6,750 8,575 10,25 0 0 0 0 5 0 0 3 14,47 12,72 8,700 7,600 9,225 9,225 5,200 3,850 4,350 5,425 264

Rata ± SD 56,489 a ± 8,321

Rata ± SD 10,284 b ±


ISBN 978-602-95471-0-8 5 5 4 15,00 14,75 14,77 13,37 0 0 5 5 5 13,35 13,10 12,87 13,42 0 0 5 5 Keterangan: angka yang diikuti oleh pada α=5% dari uji t

3,518 12,45 15,42 11,42 12,72 7,275 6,850 0 5 5 5 12,30 12,92 8,750 5,325 7,725 7,425 0 5 huruf yang berbeda menunjukkan ada signifikansi

Hal ini berarti bahwa adanya antibodi terhadap protein membran spermatozoa dapat menurunkan kecepatan motilitas spermatozoa. Penurunan kecepatan motilitas terjadi karena ikatan antibodi dan antigen yang berakibat terjadi aglutinasi sperma. Agluitinasi sperma akan menghambat pergerakan spermatozoa. Hasil penelitian didukung oleh pernyataan Hafez dan Hafez (2005), bahwa ikatan antibodi dan antigen membran spermatozoa dalam saluran reproduksi dapat menyebabkan aglutinasi dan menghambat pergerakan spermatozoa. Penelitian Arunima et al. (2004) menunjukkan bahwa antibodi terhadap major physiological protein substrate (MPS) menyebabkan aglutinasi spermatozoa. Fragmen Fab menghambat motilitas spermatozoa secara signifikan. MPS adalah ekto-protein yang berlokasi pada kepala sperma dan berperan penting untuk regulasi interaksi sperma-telur. Morfologi Spermatozoa Analisis statistik menunjukkan bahwa persentase morfologi normal dari spermatozoa kontrol (85,30%) berbeda secara signifikan dengan persentase morfologi spermatozoa normal dari perlakuan (32,66%) pada P < 0,05. Adanya antibodi terhadap protein membran spermatozoa menyebabkan morfologi spermatozoa menjadi tidak normal (Tabel 2). Tabel 2.

Persentase morfologi spermatozoa normal (%) pada kelinci kontrol dan perlakuan, serta analisis statistik Spermatozoa normal (%) pada kontrol, ulangan pengamatan ke.. Ulang Rata ± an 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SD 1 84 89 87 90 87 86 85 85 79 87 2 85 85 79 87 86 84 82 89 81 90 85,30 a 3 89 90 86 80 90 84 90 89 88 86 ± 4 85 80 86 84 83 86 85 84 79 82 3,284 5 85 89 85 80 80 86 83 90 85 87 Ulang Spermatozoa normal (%) pada perlakuan, ulangan pengamatan ke.. Rata ± an 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SD 1 29 28 34 24 30 31 26 27 30 34 2 42 36 8 35 36 37 25 41 49 38 32,66 b 3 29 26 31 27 34 25 28 28 23 34 ± 4 45 43 39 35 46 34 40 39 32 25 6,186 5 31 29 31 25 35 34 28 27 30 30 Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan ada signifikansi pada α=5% dari uji Mann-Whitney

Hal ini berarti bahwa adanya antibodi terhadap protein membran spermatozoa dapat menurunkan kecepatan motilitas spermatozoa. Penurunan kecepatan motilitas terjadi karena ikatan antibodi dan antigen yang berakibat terjadi aglutinasi sperma. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

265

ISBN 978-602-95471-0-8 Agluitinasi sperma akan menghambat pergerakan spermatozoa. Hasil penelitian didukung oleh pernyataan Hafez dan Hafez (2005), bahwa ikatan antibodi dan antigen membran spermatozoa dalam saluran reproduksi dapat menyebabkan aglutinasi dan menghambat pergerakan spermatozoa. Penelitian Arunima et al. (2004) menunjukkan bahwa antibodi terhadap major physiological protein substrate (MPS) menyebabkan aglutinasi spermatozoa. Fragmen Fab menghambat motilitas spermatozoa secara signifikan. MPS adalah ekto-protein yang berlokasi pada kepala sperma dan berperan penting untuk regulasi interaksi sperma-telur. Berdasarkan hasil penelitian menunjukkan bahwa imunisasi dengan antigen protein membran spermatozoa menyebabkan rerata persentase kecacatan spermatozoa sebesar 67,34% (Tabel 3). Tabel 3. Persentase morfologi spermatozoa abnormal (%) pada kelinci kontrol dan perlakuan, serta analisis statistik Ulan Morfologi spermatozoa (%) abnormal kontrol pada ulangan pengamatan ke.. Rata ± gan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SD 1 16 11 13 10 13 14 15 15 21 13 2 15 15 21 13 14 16 18 11 19 10 14,74 a 3 11 10 14 20 10 16 10 11 12 14 ± 4 15 20 14 16 17 14 15 16 21 18 3,250 5 15 11 15 20 20 14 17 10 15 13 Ulan Morfologi spermatozoa (%) abnormal perlakuan pada ulangan pengamatan Rata ± gan ke.. SD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 71 72 66 76 70 69 74 73 70 66 2 58 64 62 65 64 63 75 59 51 62 67,3 b 3 71 74 69 73 66 75 72 72 77 66 ± 4 55 57 61 65 54 66 60 61 68 75 6,186 5 69 71 69 75 65 66 72 73 70 70 Keterangan: angka yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan ada signifikansi pada α=5% dari uji Mann-Whitney Hal ini diduga bahwa adanya antibodi meningkatkan ROS (reactive oxygen species) dalam seminal plasma. ROS mengganggu proses perkembangan dan pendewasaan spermatozoa sehingga morfologi spermatozoa menjadi abnormal. Mohanty et al. (2001) menyatakan bahwa seminal plasma yang mengandung ASA tingkat ROSnya mencapai 40-80%. Menurut Barone et al. (2005), ROS dapat menurunkan aktifitas androgen receptor di sel Sertoli sehingga kadar androgen binding protein menurun. ABP diperlukan dalam perkembangan sel spermatogenik menjadi spermatozoa dewasa. ABP rendah menyebabkan terhambatnya perkembangan dan pendewasaan spermatozoa yang mengakibatkan morfologi abnormal abnormal pada ekor, kepala, leher, dan masih adanya sitoplasma droplet yang melekat pada spermatozoa dewasa. Anil et al. (2007) menyatakan bahwa jantan yang divasektomi dapat mempengaruhi morfologi sperma seperti kepala yang membesar (28-33%), sedangkan yang non-vasektomi kurang dari 2%. Beberapa perubahan morfologi dapat dilihat pada Gambar 1.

266


ISBN 978-602-95471-0-8

1

2 1

2 1 2

2

Gambar 1.

1 A

B

Morfologi spermatozoa kelinci kelompok kontrol dan perlakuan, A= kelompok kontrol; B= pada kelompok perlakuan, 1= spermatozoa normal; 2= spermatozoa abnormal.

KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan sebagai berikut: antibodi terhadap spermatozoa mampu menurunkan kecepatan motilitas spermatozoa dan meningkatkan morfologi spermatozoa abnormal.

DAFTAR PUSTAKA Alexander, N.J. dan Bialy, G. (1994) Contraceptive Vaccine Development. Reproduction, Fertility, and Development, 6(3): 273 – 280. Anil, K.S., Bhalla, S.A., Sarda, N., Pal, P.C., Salhan, S. (2007) Effect Of Primary Obstructive Infertility On Sperm Morphology. The Internet Journal of Urology. 2007. Volume 4 Number 2. Barone, F., Aguanno, S. dan D’Agostino, A. (2005) Modulation of MAA-induced Apoptosis in Male Germ Cells: Role of Sertoli Cells P/Q-type Calcium Channels, Reproduction Biology and Endocrinology, 10, 3-13 BKKBN. (2006a) Isu Gender, Klien dan Pemberi Pelayanan dalam KB-KR. Gema Pria. http://pikas.bkkbn.go.id/gemapria/article-detail.php. BKKBN. (2006b) Tanpa Keseriusan, Program KB Pria Terancam Gagal. http://www. bkkbn. go.id/Webs /DetailRubrik.aspx?MyID=2282. Arunima, M., Mishra, K.P., dan Majumder, G.C. (2004) Identification of goat sperm ecto-cyclic AMP independent protein kinase substrate localized on sperm outer surface. Journal of Cellular Biochemistry, 92(1): 164-177. Bohring, C., Krause, E., Habermann, B. dan Krause, W. (2001) Testis and Spermatogenesis. Isolation and Identification of Sperm Membrane Antigens Recognized by Antisperm Antibodies, and Their Possible Role in Immunological Infertility Disease. Molecular Human Reproduction, 7(2): 113 - 118. Bohring, C. dan Krause, W. (2003) Immune Infertility: Towards a Better Understanding of Sperm (Auto)-Immunity. The Value of Proteomic Analysis. Human Reproduction, 18(5): 915 – 924. Bohring, C. and W. Krause (2005) The Role of Antisperm Antibodies during Fertilization and for Immunological Infertility. Markert UR (ed): Immunology of Gametes and Embryo Implantation. Chem Immunol Allergy. Basel, Karger, 88: 15-26 Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

267

ISBN 978-602-95471-0-8 Domagala, A. dan Kurpisz, M. (2004) Identification of Sperm Immunoreactive Antigens for Immunocontraceptive Purposes: A Review. Reproductive Biology and Endocrinology, 2: 11-18. Goyal, H.O., Braden, T.D., Mansour, M., William, C.S., Kamaleldin, A., dan Srivastava, K.K.. (2001) Diethylstilbestrol-Treated Adult Rats with Altered Epididymal Sperm Numbers and Sperm Motility Parameter but Without Alteration in Sperm Production and Sperm Morphology. Biology of Reproduction, 64: 927-934. Hafez, E. S. E., dan Hafez, S. D. (2005) Atlas of Clinical Andrology. Taylor and Francis Group. United States. Haila, A.A. dan Daulat, R.P.T. (2001) Acid Glycohydrolases in Rat Spermatocyte, Spermatids, and Spermatozoa: Enzyme Activities, Biosynthesis and Immunolocalization. Biological Procedures Online, 3: 35-42. Mohanty, N.K, Kumar, S., Jha, A.K., dan Arora, R.P. (2001) Management of Idiopathic Oligoasthenospermia with Lycopene. American Research Product, 18 (1): 57-61. Rajeev S.K. dan Reddy, K.V.R. (2004) Sperm Membrane Protein Profiles of Fertile and Infertile Men: Identification and Characterization of Fertility-Associated Sperm Antigen. Human Reproduction, 19(2): 234-242. Samuel, S.K., Wang, L., dan Kamada, M. (2000) Antisperm Antibodies Associated with Infertility: Properties and Encoding Genes of Target Antigens. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine 224:123-132. Sarda, A. K., Bhalla, S. A., Sarda, N., Pal, P. C. dan Salhan, S. (2007) Effect Of Primary Obstructive Infertility On Sperm Morfology. The Journal of Urology, 4, (2): 2840 Suri, A. (2004) Sperm Specific Protein-Potential Candidat Molecules for Fertility Control. Reproduction Biology and Endocrinology, 2(10): 1-6. Suri, A. (2005) Sperm-Based Contraceptive Vaccines: Current Status, Merits and Development. Expert Reviews in Molecular Medicine, 7: 1-16. Wahyuningsih, SPA. (2005) Efek Ekstrak Testis terhadap Angka Kebuntingan. Seminar Nasional Biologi II, 23 Juli 2005. Universitas Airlangga, Surabaya. Vernet, P., Fulton, N., Wallace, C. dan Aitken, J. (2001) Analysis of Reactive Oxygen Spesies Generating System in Rat Epididymal Spermatozoa. Biology of Reproduction, 65: 1102-1113.

268


ISBN 978-602-95471-0-8 PEMANFAATAN LIMBAH VIRGIN COCONUT OIL(VCO) SEBAGAI ANTI BAKTERI MENGGUNAKAN STARTER LACTOBACILLUS PLANTARUM AP1 Sri Purwaningsih, Achmad Dinoto dan Rita Dwi Rahayu Bidang Mikrobiologi, Puslit Biologi-LIPI Jl. Raya Jakarta-Bogor Km 46 Cibinong Science Center Cibinong, Jawa Barat ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang Pemanfaatan limbah Virgin Coconut Oil (VCO) sebagai anti bakteri menggunakan starter Lactobacillus plantarum AP1, yang bertujuan untuk mengkaji efektivitas limbah cair dalam menghambat pertumbuhan bakteri. Bahan yang digunakan adalah limbah cair VCO dan air kelapa dengan berbagai komposisi yaitu: Limbah cair: air kelapa= 1:0 (A1), 1:1 (A2), 2:1 (A3), 1:2 (A4), kemudian masingmasing kompisisi A diambil 5 ml dan ditambah air kelapa (1:1), serta ditambah starter 1%. Kompisisi baru dari A1 diberi nama B1,, A2 diberi nama B2 , A3 diberi nama B3, A4 diberi nama B4 serta kontrol, masing-masing komposisi yang diuji dibagi 2 yang pertama merupakan pH asli (3,5) dan yang kedua dijadikan pH netral (7,0). Sebagai starter digunakan Lactobacillus plantarum AP1. Bakteri yang digunakan sebagai uji anti bakteri adalah Bacillus subtilis dan Pseudomonas sp. Hasil percobaan menunjukkan bahwa terjadi penghambatan terhadap bakteri Bacillus subtilis dan Pseudomonas sp. Zona hambat yang terbentuk pada pH asli (3,5) lebih besar dibandingkan pada pH netral (7,5) Kata kunci: Limbah cair VCO, air kelapa, Lactobacillus plantarum AP1, Bacillus subtilis dan Pseudomonas sp

PENDAHULUAN Virgin Coconut Oil (VCO) merupakan produksi minyak kelapa murni yang dihasilkan secara fermentasi atau enzimatik yang melibatkan penggunaan ragi, mikroba atau enzim-enzim pemecah emulsi santan. Mikroba dengan berbagai aktivitas enzim yang dimiliki, seperti protease, amilase atau enzim lainnya mempunyai peran dalam menghidrolisis substrat yang berupa protein, karbohidrat atau lemak yang terkait dalam emulsi santan. Pada prinsipnya mikroba dengan aktivitas yang dimilikinya akan dapat menyebabkan emulsi santan menjadi tidak stabil sehingga terjadi pemisahan antara fase minyak, belondo dan air (Rindengan dan Novarianto, 2004). Aktivitas enzim dipengaruhi oleh konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, pH, suhu dan lamanya reaksi enzimatik (Palezar & Chan 1986). Pembuatan minyak kelapa secara fermentasi mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan cara tradisional, antara lain dapat menghemat tenaga kerja dan bahan bakar sampai 70%, serta produk yang dihasilkan mempunyai kualitas yang jauh lebih baik dibandingkan dengan produk yang dibuat secara tradisional (Anonim, 2007). Hasilnya berupa minyak kelapa murni yang rasanya lembut dan bau khas kelapa yang unik. Apabila beku warnanya putih murni dan dalam keadaan cair tidak berwarna atau bening (Kabara, 1978). Mikroba yang digunakan dipilih yang memiliki aktivitas proteolitik, amilolitik dan lipolitik yaitu isolat dari bakteri Lactobacillus plantarum sebagai starter. Ketiga enzim tersebut diperlukan untuk menghidrolisis protein, karbohidrat dan lemak dalam santan. Prinsip dasar dari fermentasi minyak kelapa adalah membuat emulsi santan menjadi tidak stabil sehingga karbohidrat dan protein dapat dipecah untuk menghasilkan minyak (Ishwanto 2001). Hasil akhir pembuatan minyak kelapa akan diperoleh Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

269

ISBN 978-602-95471-0-8 minyak,belondo dan air. Air ini merupakan limbah dari pembuatan minyak kelapa, yang mengandung asam-asam organik dan bakteriosin yang merupakan senyawa penghambat pertumbuhan, senyawa tersebut dihasilkan oleh asam laurat, asam laurat ini berfungsi sebagai anti bakteri yang dapat digunakan sebagai pengawet produk-produk makanan, penyimpanan buah-buahan agar tahan lama sebagai pengganti bahan-bahan pengawet kimia (Issacs, 1992). Bakteri Pseudomonas sp dan Bacillus subtilis termasuk mikroba berbahaya bagi kesehatan manusia apabila jumlahnya melebihi toleransi. Untuk menghilangkan keberadaan mikroba berbahaya tersebut perlu adanya pengawetan makanan. Pengawetan makanan pada umumnya dilakukan dengan pengaturan suhu, pH dan waktu sterilisasi yang sesuai untuk mematikan mikroba yang ada. Selain itu pemberian bahan-bahan tertentu seperti limbah cair VCO dapat digunakan sebagai anti bakteri (Fuller, 1989). Aktivitas suatu anti bakteri dapat dilihat dari efektivitas zat tersebut dalam menghambat pertumbuhan atau membunuh bakteri (Setibudy dan Vincent, 2002). Penelitian mengenai kegunaan limbah cair dari pembuatan minyak kelapa belum banyak dilaporkan, sehingga perlu dilakukan penelitian lebih lanjut tentang manfaat limbah VCO sebagai anti bakteri. Tujuan dilakukan penelitian ini adalah untuk mengkaji efektivitas limbah cair VCO dalam menghambat pertumbuhan bakteri. BAHAN DAN CARA KERJA Pembuatan VCO Kelapa diparut diambil santannya (400 mL) diberi air panas 10 % volume (suhu +400C). Kemudian larutan ditambah dengan stater cair Lactobacillus plantarum 10%, diinkubasi pada suhu 430 C dan setelah 24 jam dipanen. Hasil akhir akan terbentuk 3 lapisan, berupa limbah cair, minyak VCO dan limbah padat. Pembuatan Larutan Antimikroba/Antibakteri Limbah cair yang sudah disaring diambil 630 mL, dan diambil 180 mL tanpa perlakuan sebagai kontrol. Selanjutnya sisa limbah cair yang tersisa ditambah dengan starter Lactobacillus plantarum 1%, dan dibagi dalam 4 perlakuan dengan perbandingan penambahan air kelapa yang berbeda yang kemudian disebut dengan perlakuan A. Perbandingan tersebut antara lain: Limbah cair : air kelapa = 1:0 ( A1 ) Limbah cair : air kelapa = 1:1 ( A2 ) Limbah cair : air kelapa = 2:1 ( A3 ) Limbah cair : air kelapa = 1:2 ( A4). Masing - masing komposisi A (A1, A2, A3, dan A4) diambil 5 mL kemudian ditambah air kelapa (1:1), serta ditambah starter 1%. Komposisi baru yang berasal dari komposisi A1 diberi nama B1, komposisi dari A2 diberi nama B2, A3 diberi nama B3, dan A4 diberi nama B4. sehingga total keseluruhan ada 9 komposisi, yaitu: A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4 dan kontrol. Kemudian masing – masing komposisi dibagi menjadi 2 (45 mL), satu diuji dengan pH asli limbah cair dan yang satunya diuji dengan pH netral (pH 7). Perbanyakan isolat bakteri Bakteri yang digunakan adalah Bacillus subtillis dan Pseudomonas sp. bakteri tersebut ditumbuhan dalam medium NA miring dalam tabung reaksi (Cappuccino. J.G dan Skerman, 1998). Setelah berumur 3 hari , isolat tersebut ditambah aquadest steril sebanyak 5 mL, biakan dikorek-korek dengan menggunakan ose hingga bersih, kemudian dituangkan ke dalam tabung aquadest dan di homogenisasi dengan auto fortex.

270


ISBN 978-602-95471-0-8 Kemudian diambil 0,2 mL dengan menggunakan micropipet, dan di inokulasikan ke dalam petridisah yang berisi media NA. Selanjutnya spread dengan spatulla. Tiap petri dibagi 4 dan diberi label jenis bakteri, komposisi limbah cair dan lama rendaman limbah cair. uji aktivitas antibakteri Uji aktivitas anti bakteri dilakukan setelah melakukan inokulasi sebanyak 0,2 mL suspensi bakteri Bacillus subtilis dan Pseudomonas sp dari media NA, kemudian diratakan dengan spatula dan dibiarkan selama 10 menit. Tiap – tiap petri dibagi jadi 4 bagian, diberi label jenis bakteri, jenis komposisi, hari tanam dan ulangan. Selanjutnya pada masing - masing media NA secara aseptik dimasukkan disk blank yang telah dicelupkan terlebih dahulu ke dalam larutan limbah cair VCO dengan komposisi A1, A2, A3, A4, B1, B2, B3, B4 dan kontrol dengan dua macam pH yaitu pH asli (3,5) limbah cair dan pH netral (7,0), dengan dua kali ulangan. Diujikan berdasarkan waktu rendaman limbah cair, 2 sampai 7 hari. Selanjutnya diinkubasikan di dalam inkubator pada suhu ruangan (25oC). Setiap hari dilakukan pengamatan zona bening (clear zone) dengan mengukur menggunakan penggaris zona yang muncul disekitar disk blank yang tidak ditumbuhi bakteri selama 8 hari (Simmons dan Craver, 1980). Pengukuran dilakukan pada seluruh diameter diskblank dan zona hambatan yaitu berupa zona bening di sekitar dishblank dengan menggunakan penggaris dengan satuan mm. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa efek anti bakteri terhadap bakteri Pseudomonas sp. dan Bacillus subtilis pada berbagai perlakuan konsentrasi dan umur limbah cair tersebut memperlihatkan efek yang positif. Perlakuan limbah cair VCO pada pH 3,5 terhadap bakteri Pseudonomas sp. memperlihatkan bahwa zona hambat tertinggi pada limbah cair yang berumur 2 hari pada perlakuan A1, limbah cair pada umur 7 hari pada perlakuan A2 dan limbah cair umur 2 hari pada perlakuan A3 dan limbah cair pada umur 2 hari pada perlakuan A4, sedangkan pada pH 7 menunjukkan bahwa zona hambat tertinggi pada limbah cair yang berumur 5 hari pada perlakuan A1, limbah cair pada umur 2 hari pada perlakuan A2 dan A4, serta limbah cair umur 7 hari pada perlakuan A3 (Tabel 1) Tabel 1: Pengamatan zona hambat pada limbah cair VCO pada berbagai umur dengan berbagai perlakuan (A1 A2 A3 A4) yang diberi bakteri Pseudomonas sp sebagai anti bakteri pada pH asli (3,5) dan pH netral (7,0)

Umur limbah cair 2 hari 3 hari 4 hari 5 hari 6 hari 7 hari

A1 28,00 14,12 21,12 20,18 23,43 25,00

Diameter (diameter discblack + zona hambat)(mm) pH 3,5 pH 7,00 A2 A3 A4 A1 A2 A3 27,43 28,87 24,31 7,50 9,43 8,25 17,87 13,93 14,00 27,75 24,06 23,31 7,08 7,33 7,00 21,62 22,19 22,87 9,30 8,40 8,50 29,10 22,75 15,25 7,25 7,25 8,00 29,43 22,75 19,68 7,83 7,83 9,33


A4 9,68 7,33 9,10 7,87 9,66

271

ISBN 978-602-95471-0-8 Setelah perlakuan A1 sampai A4 ditambah air kelapa dan starter 1% perlakuannya diberi kode B1 sampai B4 menunjukkan bahwa pengaruh limbah cair VCO pada pH 3,5 terhadap bakteri Pseudonomas sp. memperlihatkan bahwa zona hambat tertinggi pada limbah cair yang berumur 5 hari pada perlakuan B1, limbah cair pada umur 7 hari pada perlakuan B2 dan limbah cair umur 6 hari pada perlakuan B3 dan B4, sedangkan pada pH 7 menunjukkan bahwa zona hambat tertinggi pada limbah cair yang berumur 7 hari pada perlakuan B1, limbah cair pada umur 5 hari pada perlakuan B2, dan limbah cair umur 6 hari pada perlakuan B3 B4 (Tabel 2) Tabel 2: Pengamatan zona hambat pada limbah cair VCO pada berbagai umur dengan berbagai perlakuan (B1 B1 B1 B1 ) yang diberi bakteri Pseudomonas sp sebagai anti bakteri pada pH asli (3,5) dan pH netral (7,0)

Umur limbah cair 3 hari 4 hari 5 hari 6 hari 7 hari

B1 16,81 22,81 25,87 24,18 18,62

Diameter (diameter discblack + zona hambat)(mm) pH 3,5 pH 7,00 B2 B3 B4 B1 B2 B3 19,93 19,31 18,18 9,21 8,50 8,42 20,81 22,68 21,87 24,00 21,12 21,75 9,10 10,00 8,90 20,68 23,00 30,43 9,25 8,50 9,75 25,00 21,18 15,68 9,66 7,83 8,16

B4 8,28 8,70 9,50 8,50

Pengaruh limbah cair VCO pada pH 3,5 terhadap bakteri Bacillus subtilis. memperlihatkan bahwa zona hambat tertinggi pada limbah cair yang berumur 3 hari perlakuan A1 dan A2 dan limbah cair umur 2 hari pada perlakuan A3 dan A4, sedangkan pada pH 7 menunjukkan bahwa zona hambat tertinggi pada limbah cair yang berumur 6 hari pada perlakuan A1, limbah cair pada umur 2 hari pada perlakuan A2 dan A3, serta limbah cair umur 3 hari pada perlakuan A4 (Tabel 3) Tabel 3: Pengamatan zona hambat pada limbah cair VCO pada berbagai umur dengan berbagai perlakuan (A1 A2 A3 A4) yang diberi bakteri Bacillus subtilis sebagai anti bakteri pada pH asli (3,5) dan pH netral (7,0)

Umur limbah cair 2 hari 3 hari 4 hari 5 hari 6 hari 7 hari

Diameter (diameter discblack + zona hambat)(mm) pH 3,5 pH 7,00 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 19,12 23,18 20,68 20,87 7,68 9,81 10,06 8,37 21,25 23,93 15,75 11,81 7,42 13,07 20,87 19,18 14,37 17,68 7,66 7,16 7,75 8,41 18,81 17,25 14,31 13,12 8,60 8,75 8,30 16,43 17,25 14,31 14,56 9,75 9,00 7,12 9,75 19,75 18,00 17,37 12,18 7,00 8,16 9,66 9,16

Setelah perlakuan A1 sampai A4 ditambah air kelapa dan starter 1% perlakuannya diberi kode B1 sampai B4 menunjukkan bahwa pengaruh limbah cair VCO pada pH 3,5 terhadap bakteri Bacillus subtilis. memperlihatkan bahwa zona hambat tertinggi pada limbah cair yang berumur 3 hari pada perlakuan B1, B2, B3 dan B4, sedangkan pada pH 7 menunjukkan bahwa zona hambat tertinggi pada limbah cair yang berumur 6 hari pada perlakuan B1, B2 dan B3, serta limbah cair pada umur 3 hari pada perlakuan B4 (Tabel 4).

272


ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 4: Pengamatan zona hambat pada limbah cair VCO pada berbagai umur dengan berbagai perlakuan (B1 B1 B1 B1 ) yang diberi bakteri Bacillus subtilis sebagai anti bakteri pada pH asli (3,5) dan pH netral (7,0)

Umur limbah cair 3 hari 4 hari 5 hari 6 hari 7 hari

Diameter (diameter discblack + zona hambat)(mm) pH 3,5 pH 7,00 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4 21,31 24,81 23,42 21,00 8,28 9,85 14,21 19,56 19,06 19,68 17,50 5,70 8,10 20,37 19,81 19,18 15,68 8,10 8,10 8,10 8,50 17,75 18,06 15,50 16,00 9,50 9,50 10,25 8,50 18,62 19,43 19,62 14,81 9,00 9,00 10,16 10,00

Dilihat dari hasil pengujian pada ke 2 pH tersebut diatas menunjukkan bahwa limbah cair VCO dapat menghambat pertumbuhan bakteri gram negatif (Pseudomonas sp.) dan bakteri gram positif (Bacillus subtilis), penghambatan bakteri bakteri sangat dipengaruhi oleh kondisi pH, dalam kondisi pH asam (3,5) zona hambat yang terbentuk lebih besar dibandingkan dengan pada kondisi pH netral (7,0). Selain itu kemampuan suatu bahan antibakteri dalam meniadakan kemampuan hidup organisme tergantung pada konsentrasi bahan anti bakteri tersebut artinya jumlah bahan antibakteri dalam suatu lingkungan bakteri sangat menentukan kehidupan bakteri yang terpapar (Setiabudy dan Vincent, 2002). Tabel 5: Pengamatan zona hambat pada limbah cair VCO pada berbagai umur tanpa perlakuan (kontrol) pada pH asli (3,5) dan pH netral (7,00)

Umur limbah cair 1 hari 2 hari 3 hari 4 hari 5 hari 6 hari 7 hari

Diameter (diameter discblack + zona hambat)(mm) Pseudomonas sp Bacillus subtilis pH 3,50 pH 7,00 pH 3,50 pH 7,00 15,25 8,16 8,56 8,56 19,21 17,66 7,58 7,58 9,90 7,43 9,00 8,25 6,20 7,75 15,00 8,33 8,00 8,00

Dari hasil keseluruhan pengamatan yang dilakukan menunjukkan bahwa zona penghambatan yang terbentuk terhadap bakteri Pseudomonas sp dan Bacillus subtilis sangat bervariasi. Pada perlukan A1 sampai A4 dan B1 dan B4 pada pH asli (3,5) bakteri Bacillus lebih resisten dibandingkan dengan bakteri Pseudomonas sp., sedangkan pada pH netral (7,0) bakteri Pseudomonas sp. lebih resiaten dibandingkan dengan bakteri Bacillus subtilis. Perbedaan yang nyata tersebut disebabkan karena bakteri Pseudomonas sp. merupakan bakteri Gram negatif, sedangakn bakteri Bacillus subtilis merupakan bakteri Gram positif. Bakteri Gram positif memiliki dinding yang lebih sederhana dibandingkan dengan bakteri Gram negatif. Dinding bakteri Gram positif tersusun dari peptidoglikan yang tebal dan asam theikoat, serta mengandung lipid yang rendah, sedangkan bakteri Gram negatif yang memiliki 3 lapisan yang terdiri dari di luar lapisan peptidoglikan yaitu lipoprotein, selaput luar lipopolisakarida, yang menyebabkan zat-zat Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

273

ISBN 978-602-95471-0-8 dengan molekul besar sulit masuk kedalam sel. Hal ini menerangkan bahwa bakteri Gram negatif lebih resisten dibandingkan bakteri Gram positif ( Jawetz dkk, 1986 dalam Widowati. R, dkk, 2000). Pada perlakuan kontrol zana hambat yang terbentuk sangat bervariasi. Pada pH asli (3,5) zona hambat yang terbentuk terhadap bakteri Pseudomonas sp paling tinggi pada limbah cair umur 3 hari, dan pada pH netral (7,0) tertinggi pada umur 7 hari, sedangkan zona hambat yang terbentuk pada bakteri Bacillus subtilis pada pH asli (3,5) terbesar pada limbah cair umur 2 hari dan pada pH netral (7,0) pada umur 5 hari. KESIMPULAN Limbah cair VCO dapat menghambat pertumbuhan bakteri Pseudomonas sp maupun Bacillus subtilis, dengan daya hambat pertumbuhan yang bervariasi. Pada kondisi pH asli (3,5) zona hambat yang terbentuk lebih besar dibandingkan pada pH netral (7,0) DAFTAR PUSTAKA Anonim, 2007. Lampung post. Edisi 16 Januari 2007. http//[email protected] Cappuccino JG dan Sherman N 1982. .Microbiology a Laboratory Manual. The Benjamin/Cummung Publishing Company Inc. California Fuller, R. 1989. Probiotics in man and animals. J. Appl. Bacteriol. 66:365-378 Isaacs, CE, Litov RE, Marie P, Thormar H. 1992. Addition of lipases to infant formulas produces antiviral and antibacterial activity. J. Nutr. Biochem. 3: 304308 Ishwanto T. 2001. Bioproses enzimatik dan purifikasi minyak kelapa fermentasi (fermikel)(Skripsi). Bogor. Fakultas Teknologi Pertanian Bogor, Universitas Juanda. Kabara, J.J. 1978. Fatty acids and derivatives as antimicrobial agents -- A review, in The Pharmacological Effect of Lipids (JJ Kabara, ed) American Oil Chemists' Society, Champaign IL. Pelezar MJ, and Chan ECS. 1986. Dasar- Dasar Mikrobiologi. Jakarta: UI Press. Rindengan. B dan Novarianto. H. 2004. Minyak Kelapa Murni dalam Pembuatan dan Pemanfaatan. Ed. Ke-1. Jakarta. Penebar Swadaya. Setiabudy, R. dan Vincent, H. S. G. 2002. Farmakologi dan Terapi : Pengantar Antimikroba. Bagian Farmakologi Fakultas Kedokteran. Universitas Indonesia. Jakarta. Hal. 571 -583 Simmons C.G and Craver. J. 1980. Antibiotic Sensitivity Test Using the Disk Method. Australia Beaureau Animal Health. Brisbane. Widowati. R; Poepoengan. M dan R. Agustina. 2000. Potensi Anti Bakteri Ekstrak Daun Tapak Liman (Elephantopus scaber L) Terhadap Bakteri Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Prosiding Seminar Nasional Biologi XVI, Kampus ITB, Bandung. hal: 112-116.

274


ISBN 978-602-95471-0-8 POLA HASIL AMPLIFIKASI DNA SAPI BALI INJIN MENGGUNAKAN PRIMER YANG DIRANCANG DARI GEN SRY Sri Rahayu 1, S.B. Sumitro 1, T. Susilawati 2, Soemarno 3 1)Jurusan Biologi, FMIPA, UB 2)Fakultas Peternakan, UB 3)Fakultas Kedokteran, UB ABSTRAK Sapi Bali merupakan salah satu sapi lokal Indonesia yang cukup penting. Dari hasil penelitian pada tahun 2003 dan 2006 pada beberapa populasi sapi Bali yang ada di pulau Bali terdapat sekitar 17 % telah mengalami penyimpangan warna. Salah satu pola warna menyimpang pada sapi Bali terdapat pada sapi Injin. Pada sapi Injin, sejak lahir hingga dewasa, baik pada sapi jantan maupun betina memiliki warna bulu kehitam-hitaman. Kelainan sapi Injin sering dikaitkan dengan konsentrasi hormon testosteron. Sel leydig yang tedapat pada testis merupakan sel yang paling banyak mensekresi hormon testosteron. Keberadaan sel leydig pada individu jantan sangat ditentukan oleh gen-gen yang ada pada kromosom Y, antara lain gen SRY. Sampel darah sapi Bali Injin sebanyak 7 ekor diambil dari Pulau Bali. Darah diambil melalui vena jugularis. Untuk mendapatkan fragmen DNA dari gen SRY dilakukan amplifikasi dengan menggunakan forward primer : 5’GAGCCTGGACTTTC TTGTGC -3’ dan reverse primer : 5’AGGGAGCTTTCCATCCAAGT -3’. Dari hasil amplifikasi didapatkan ukuran fragmen DNA sapi Bali jantan adalah 500 bp. Sedangkan amplifikasi pada sapi Bali betina dengan kelainan (Injin) menghasilkan fragmen DNA yang berbeda pada setiap sampel. Tiga sampel menghasilkan fragmen dengan ukuran 600 bp dan 800 bp, sementara sampel yang lainnya menghasilkan fragmen DNA dengan ukuran 250 bp, 350 bp, 450 bp dan 500 bp. Dari hasil penelitian ini dapat ditarik kesimpulan, meskipun sapi Bali betina Injin memiliki sifat warna seperti sapi Bali jantan normal, namun DNA sapi Bali betina Injin tidak teramplifikasi secara spesifik dengan primer DNA yang dirancang dari gen SRY.

Kata kunci : gen SRY, sapi Bali Injin


275

ISBN 978-602-95471-0-8 PENGARUH MEDIA FERMENTASI DAN KONSENTRASI ANTIMIKROORGANISME OLEH Fusarium nivale (Fr.) Ces. TERHADAP PERTUMBUHAN Absidia corymbifera (Cohn) Sacc. & Trotter Suciatmih Bidang Mikrobiologi, Puslit Biologi – LIPI, Cibinong ABSTRACT Fusarium nivale (Fr.) Ces., an endophytic fungi from Dendrobium crumenatum Sw. (pigeon orchid) showed an antimicroorganism activity against Absidia corymbifera (Cohn) Sacc. & Trotter. The aim of this study is to find out the effective fermentation medium and concentration of the antimicroorganism agent by F. nivale to control A. corymbifera; and to make curve of its antimicrobial production. The results indicated that antimicroorganism agent concentration of 150 µl applied and potato dextrose yeast medium were the most effective to inhibit A. corymbifera. The antimicroorganism activity expressed as percentage inhibition of mycelial growth of A. corymbifera was produced during growth of fungi. The production of antimicroorganism coinced with the decrease in pH from 6.0 to 4.81; and the increase in pH from 4,81 to 7.24-8.01. An optimum activity of antimicroorganism agent (31,23) during growth of fungi was occurred on the 2th day of incubation. Key words: A. corymbifera; aktivitas antimikroorganisme; fase pertumbuhan; konsentrasi antimikroorganisme; F. nivale; persentase hambatan pertumbuhan miselium; waktu inkubasi

PENGANTAR Agen antimikroorganisme dapat diperoleh dari tanaman, hewan, dan mikroorganisme. Radji (2005) mengatakan bahwa di antara ketiganya, agen antimikroorganisme yang dihasilkan oleh mikroorganisme banyak menarik perhatian, khususnya bagi industri farmasi dan pertanian. Agen antimikroorganisme yang dihasilkan oleh mikroorganisme lebih stabil dan murah dibandingkan dengan agen antimikroorganisme dari tanaman dan hewan. Jamur adalah salah satu dari mikroorganisme yang dapat menghasilkan agen antimikroorganisme atau mikotoksin. Judoamidjojo dkk. (1992) menginformasikan bahwa mikotoksin adalah salah satu metabolit sekunder berupa senyawa organik kompleks, dihasilkan oleh jenis jamur tertentu yang dikeluarkan ke dalam lingkungan mikro yang dihuni oleh jamur dan mikroorganisme lainnya. Norred and Riley (2001) menginformasikan bahwa mikotoksin tidak diperlukan untuk pertumbuhan jamur, namun dapat membantu jamur untuk meningkatkan kemampuannya untuk berkompetisi dengan organisme lain, menginvasi jaringan inang, dan sintasan (survival). Mikotoksin tidak dihasilkan oleh semua jamur. Beberapa spesies jamur hanya menghasilkan satu macam mikotoksin, sedangkan yang lainnya menghasilkan lebih dari satu mikotoksin. Beberapa mikotoksin yang sudah dikenal adalah aflatoksin, ochratoxin, trichothecenes, fumonisin, zearalenone dan patulin.Mikotoksin tersebut dihasilkan oleh jamur dari genera Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Claviceps, dan Alternaria (Boutrif and Bessy 2001). Sumber karbon (C) dan sumber nitrogen (N) dapat mempengaruhi mikroorganisme dalam menghasilkan metabolit sekunder (Judoamidjojo dkk. 1992). Judoamidjojo dkk. (1992) mengatakan bahwa sumber karbon yang dapat digunakan untuk produksi metabolit sekunder, terutama antibiotik, di antaranya glukosa, laktosa, maltosa, pati, sukrosa, dan sebagainya. Miller and Greenhalgh

276


ISBN 978-602-95471-0-8 (1985) menginformasikan bahwa sumber nitrogen yang diberikan ke dalam medium untuk jamur dapat berupa sumber nitrogen organik (asam amino, peptone, ekstrak khamir, dan urea) atau sumber nitrogen anorganik (NaNO2, NaNO3, NH4Cl, dan NH4NO3). Pada penelitian pendahuluan, filtrat jamur endofit Fusarium nivale (Fr.) Ces. (syn: Monographella nivalis (Schaffnit) E. Muller; Gerlachia nivalis (Ces. ex Sacc.) W. Gams & E. Muller) yang diisolasi dari Dendrobium crumenatum Sw. dapat menghambat pertumbuhan Absidia corymbifera (Cohn) Sacc. & Trotter, salah satu penyebab penyakit zigomikosis pada manusia. St Germain and Summerbell (1996) mengatakan bahwa jamur tersebut dapat menyebabkan penyakit pada orang yang kondisi tubuhnya lemah. Penyakit tersebut tidak menular dan seringkali dimulai pada saluran pernapasan bagian atas atau paru-paru kemudian menyebar ke organ tubuh lainnya. Fusarium nivale sebagai jamur antagonis A. corymbifera berpeluang untuk mengendalikan penyakit zigomikosis. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh informasi pengaruh media pada produksi antimikroorganisme oleh F. nivale dan pengaruh konsentrasi antimikroorganismenya terhadap pertumbuhan A. corymbifera. CARA KERJA Pembuatan inokulum F. nivale Sebanyak 2 ml akuades steril dimasukkan ke dalam tabung reaksi yang masing-masing berisi F. nivale yang telah berumur 7 hari. Biakan kemudian dikerik perlahan dengan menggunakan jarum tanam untuk memperoleh suspensi spora. Medium fermentasi Medium fermentasi yang digunakan adalah: (1) Potato Dextrose Yeast (PDY) dengan komposisi: 0,48 g Potato Dextrose Broth (PDB), 0,04 g ekstrak khamir, 0,1 g CaCO3, dan akuades 20 ml; (2) Tauge Extract Broth (TEB) dengan komposisi: 1,2 g gula pasir, 0,1 CaCO3, dan 20 ml ekstrak tauge (100 g tauge dalam 1000 ml akuades); (3) Kedelai Extract Broth (KEB) dengan komposisi: 1,2 g gula pasir, 0,1 CaCO3, dan 20 ml ekstrak kedelai (100 g tauge kedelai dalam 1000 ml akuades); (4) Jagung Extract Broth (JEB) dengan komposisi: 0,04 g ekstrak khamir, 0,1 g CaCO3, dan 20 ml ekstrak jagung (100 g jagung dalam 1000 ml akuades). Inokulasi F. nivale Sebanyak 2 ml suspensi konidia F. nivale ditambahkan ke dalam Erlemeyer 100 ml yang masing-masing berisi 20 ml medium fermentasi yang diuji. Medium diinkubasi dalam shaker incubator pada suhu ruangan (27o C) dan kecepatan agitasi 90 rpm selama 5 hari (Agusta et al. 2005). Pemanenan antimikroorganisme Antimikroorganisme dipanen dengan cara memisahkan biomassa sel dengan sentrifugasi 6000 rpm selama 10 menit (Prihatiningtias dkk. 2005). Filtrat digunakan sebagai crude antimicrobial agent untuk pengujian bioassay. Pengujian konsentrasi Pengujian aktivitas antimikroorganisme dilakukan dengan cara mengisi 5 ml medium PDA yang telah dicampur dengan berbagai konsentrasi antimikroorganisme (0, 75, 150, 225, dan 300 µl) dalam cawan petri (d = 5 cm). Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

277

ISBN 978-602-95471-0-8 Selanjutnya, biakan A. corymbifera yang telah diremajakan diambil menggunakan sedotan pop ice dan ditumbuhkan di tengah medium tersebut. Pengujian medium fermentasi Konsentrasi antimikroorganisme yang menghambat pertumbuhan A. corymbifera terbesar digunakan untuk pengujian medium fermentasi. Filtrat yang dihasilkan dari masing-masing medium (PDY, TEB, KEB, dan JEB) dengan konsentrasi terbaik menghambat A. corymbifera dicampur ke dalam 5 ml medium PDA di dalam cawan petri (d = 5 cm). Selanjutnya, biakan A. corymbifera yang telah diremajakan diambil menggunakan sedotan pop ice dan ditumbuhkan di tengah medium tersebut. Pembuatan kurva produksi antimikroorganisme dan kurva pertumbuhan F. nivale Medium fermentasi yang menghasilkan antimikroorganisme terbaik dalam menghambat pertumbuhan A. corymbifera digunakan untuk membuat kurva produksi antimikroorganisme dan kurva pertumbuhan F. nivale. Medium yang telah diinokulasi F. nivale diinkubasi dalam shaker incubator dengan kecepatan 90 rpm selama 7 hari pada suhu ruangan (27o C). Pemanenan antimikroorganisme dan biomassa F. nivale dilakukan setiap hari. Parameter Parameter yang diamati meliputi: (1) perubahan pH medium; (2) biomassa F. nivale; dan (3) persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera yang dihitung sebagai berikut: Persen hambatan = (diameter kontrol – diameter perlakuan) x 100 % diameter kontrol Rancangan penelitian dan analisis data Penelitian pengaruh konsentrasi antimikroorganisme, pengaruh macam medium, dan pengaruh waktu inkubasi (pada pembuatan kurva produksi antimikroorganisme dan kurva pertumbuhan F. nivale) terhadap masing-masing persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera, menggunakan RAL (Rancangan Acak Lengkap) dengan masing-masing 5, 6, dan 4 ulangan. Data yang diperoleh dari hasil pengamatan dianalisis variansinya menggunakan ANAVA satu arah, dan apabila berbeda nyata dilanjutkan dengan uji BNT (Beda Nyata Terkecil) dengan α 5 % atau 1 %. Hubungan antara perubahan pH medium dan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera; antara perubahan pH medium dan biomassa F. nivale; dan antara biomassa F. nivale dan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera dianalisis dengan regresi korelasi linier (Gomes & Gomes 1984). HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan koloni A. corymbifera pada medium PDA setelah perlakuan konsentrasi antimikroorganisme diilustrasikan pada Gambar 1. Pada Gambar tersebut terlihat bahwa diameter koloni A. corymbifera dengan perlakuan 0 µl (kontrol) baik pada hari ke-1 maupun hari ke-2 lebih besar daripada diameter koloni dengan perlakuan antimikroorganisme. Antimikroorganisme yang dihasilkan oleh F. nivale dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Filtrat F. nivale memperlihatkan aktivitas antibiosis terhadap jamur patogen pada manusia, A.

278


ISBN 978-602-95471-0-8 corymbifera, yang digunakan untuk uji bioassay. Efek hambatan pada jamur tersebut disebabkan F. nivale selama berasosiasi dengan tumbuhan inangnya atau selama pertumbuhan saprofitnya, menghasilkan mikotoksin nivalenol (Tatsumo 1968), fusarenon-x (Ueno et al. 1973), dan deoxynivalenol (DON, vomitoxin) (Logrieco et al. 1991). 4

Diameter koloni A . corymbifera (cm)

3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 A

B

C

D 1

E

A

B

C

D

E

2

Um u r k ol on i A . corymbifera (h ari )

Gambar 1. Pertumbuhan koloni A. corymbifera yang diberi berbagai konsentrasi antimikroorganisme. A = 0 µl; B = 75 µl; C = 150 µl; D = 225 µl; E = 300 µl Hasil analisis ANAVA menunjukkan bahwa konsentrasi antimikroorganisme (0, 75, 150, 225, dan 300 µl) berpengaruh nyata (α 0,05) terhadap persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera. Berdasarkan uji BNT, konsentrasi antimikroorganisme 300 µl menghasilkan persen hambatan A. corymbifera terbesar (31,62) dan berbeda nyata dengan konsentrasi antimikroorganisme 75 µl tetapi tidak berbeda nyata dengan konsentrasi antimikroorganisme 150 dan 225 µl (Tabel 1). Hasil tersebut mengindikasikan bahwa konsentrasi antimikroorganisme mempengaruhi pertumbuhan A. corymbifera. Perbedaan konsentrasi antimikroorganisme yang terkandung dalam medium menyebabkan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera berbeda. Konsentrasi antimikroorganisme 150 µl merupakan konsentrasi efektif dari kisaran konsentrasi yang digunakan dalam menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Tabel 1. Rata-rata persen hambatan A. corymbifera berumur 2 hari pada berbagai konsentrasi antimikroorganisme Konsentrasi antimikroba Persen hambatan (µl) 75 15,82 b 150 27,11 a 225 28,48 a 300 31,62 a Keterangan: Data ditransformasi ke arc sin √ x + 1. Huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji BNT pada α 0,05


279

ISBN 978-602-95471-0-8 Hasil analisis ANAVA menunjukkan bahwa media (PDY, KEB, TEB, dan JEB) berpengaruh sangat nyata (α 0,01) terhadap persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera. Berdasarkan uji BNT, medium PDY menghasilkan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera terbesar (27,80) dan berbeda sangat nyata dengan media lainnya (Tabel 2). Hasil tersebut mengindikasikan bahwa media mempengaruhi produksi antimikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Perbedaan sumber N dan C yang terkandung dalam medium menyebabkan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera berbeda. Medium PDY merupakan medium terbaik untuk memproduksi antimikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Kemungkinannya sumber N berupa ekstrak khamir dan sumber C berupa kentang-dekstrosa yang terkandung dalam medium PDY merupakan sumber N dan sumber C yang baik untuk pertumbuhan dan produksi antimikroorganisme oleh F. nivale. Medium PDY dapat digunakan sebagai medium fermentasi yang selama ini digunakan untuk pengujian metabolit sekunder oleh jamur endofit (Syarmalina dkk. 2003; Kumala 2005). Tabel 2. Rata-rata persen hambatan A. corymbifera berumur 2 hari yang diberi 150 µl antimikroorganisme pada berbagai media Medium fermentasi

Persen hambatan

KEB PDY TEB JEB

10,48 b 27,80 a 10,00 b 10,44 b

Keterangan: Data ditransformasi ke arc sin √ x + 1. Huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji BNT pada α 0,01 Hasil analisis ANAVA menunjukkan bahwa waktu inkubasi F. nivale (pada kurva produksi antimikroorganisme dan kurva pertumbuhan F. nivale) berpengaruh nyata (α 0,05) terhadap persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera. Berdasarkan uji BNT, waktu inkubasi hari ke-7 menghasilkan antimikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera tertinggi (39,63) dan berbeda nyata dengan waktu inkubasi hari ke-1 tetapi tidak berbeda nyata dengan waktu inkubasi hari ke-3 sampai hari ke-6 (Tabel 3). Adanya pengaruh yang nyata dari perlakuan waktu inkubasi terhadap persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera mengindikasikan bahwa waktu inkubasi F. nivale berpengaruh nyata terhadap produksi antimikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Waktu inkubasi hari ke-2 merupakan waktu terbaik untuk memanen antimikroorganisme dari kisaran waktu inkubasi yang digunakan untuk menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Tabel 3. Rata-rata persen hambatan A. corymbifera berumur 2 hari yang diberi 150 µl antimikroorganisme pada berbagai waktu inkubasi Waktu inkubasi Persen hambatan (hari) 1 2 3 4 280

6,03 b 31,23 a 32,33 a 35,47 a Prosiding Bioteknologi

ISBN 978-602-95471-0-8 5 6 7

35,96 a 34,33 a 39,63 a

Keterangan: Data ditransformasi ke arc sin √ x + 1. Huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata menurut uji BNT pada α 0,05 Korelasi yang sangat nyata antara perubahan pH medium dan produksi antimikroorganisme yang diekspresikan dalam persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera menunjukkan adanya peranan perubahan pH medium terhadap produksi antimikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Setiap taraf perubahan pH 1 unit, maka produksi antimikroorganisme akan meningkat 10,123 (Tabel 4). Perubahan pH dimulai pada hari ke-0 sampai ke1, yaitu terjadi penurunan pH medium menjadi 4,66-4,96 dari pH awal 6,0. Penurunan pH medium bersamaan antimikroorganisme sudah dihasilkan dan dapat menghambat A. corymbifera sebesar 6,03 (Tabel 3). Hari ke-2 sampai ke-7 mulai terjadi kenaikan pH medium kembali menjadi 7,24-8,01 (Gambar 2). Kenaikan pH medium bersamaan dengan antimikroorganisme yang diproduksi semakin tinggi dan dapat menghambat A. corymbifera antara 31,23 dan 39,63 (Tabel 3). Adanya korelasi yang sangat nyata antara perubahan pH medium dan biomassa F. nivale menunjukkan peranan perubahan pH medium terhadap biomassa F. nivale. Setiap taraf perubahan pH medium meningkat 1 unit maka biomassa sel akan meningkat 0,060 (Tabel 4). Penurunan pH 4,81 dari pH awal 6,0 terjadi pada fase lag sel, yaitu hari ke-0 sampai hari ke-1. Hari ke-1 sampai ke-2 mulai terjadi kenaikan pH medium kembali dari 4,81 menjadi pH 7,85, yaitu pada fase eksponential. Hari ke-3 dan seterusnya kenaikan pH medium berkisar 7,51-8,01, yaitu pada fase stationer (Gambar 2). Madigan et al. (2003) mengatakan bahwa kurva pertumbuhan dibagi menjadi fase lag, fase eksponensial, fase stationer, dan fase kematian. Korelasi yang sangat nyata antara biomassa F. nivale dan produksi antimikroorganisme yang diekspresikan dalam persen hambatan A. corymbifera menunjukkan adanya peranan berat biomassa F. nivale terhadap produksi antimikroorganisme yang dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Setiap taraf perubahan berat biomassa sel meningkat 1 unit, maka antimikroorganisme meningkat 157,15 (Tabel 3). Pada fase lag (hari ke-0 sampai ke-1), antimikroorganisme sudah dihasilkan dan dapat menghambat A. corymbifera sebesar 6,03. Pada hari ke-1 sampai ke-2, yaitu fase eksponensial, antimikroorganisme yang dihasilkan dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera antara 6,03 dan 31,23. Hari ke-3 dan seterusnya adalah fase stationer dengan antimikroorganisme yang dapat menghambat A. corymbifera antara 32,33 dan 39,63 (Tabel 3 & Gambar 2). Hasil tersebut menunjukkan bahwa antimikroorganisme disintesis dalam masa pertumbuhan. Kemungkinannya F. nivale menghasilkan metabolit berupa asam-asam organik sehingga dapat menghambat pertumbuhan A. corymbifera (Hidayat 2006). Fusarium verticilloides (Sacc.) Nirenberg (syn. Fusarium moniliforme Sheldon) menghasilkan fusaric acid yang bersifat antagonis terhadap Bacillus mojavensis (Bacon et al. 2004). Tabel 4. Korelasi antara perubahan pH medium dan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera; antara perubahan pH medium dan biomassa F. nivale; serta antara


281

ISBN 978-602-95471-0-8 biomassa F. nivale dan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera pada pengamatan hari ke-2 Parameter pH x persen hambatan A. corymbifera pH x biomassa F. nivale Biomassa F. nivale x persen hambatan A. corymbifera

Persamaan garis

r hitung

Y = 10,123 x 43,304 (r2= 0,6315) Y = 0,060 x – 0,252 (r2= 0,718) Y = 157,15 x + 1,499 (r2= 0,7553)

0,79**

r tabel (1 %) 0,515

0,85**

0,515

0,87**

0,515

Keterangan: ** berbeda sangat nyata pada taraf 1 % 45

0.3

0.25 35

30

0.2

25 0.15 20

15

0.1

Biomassa F . nivale

pH dan persen hambatan

A . corymbifera

40

10 0.05 5

0

0 0

1

2

3

4

5

6

7

Waktu inkubasi (hari) Persen hambatan

pH

Biomassa

Gambar 2. Kurva perubahan pH medium, biomassa F. nivale, dan produksi antimikroorganisme yang diekspresikan dalam persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera selama 7 hari KESIMPULAN Konsentrasi antimikroorganisme F. nivale 150 µl dan medium PDY merupakan konsentrasi dan medium yang efektif untuk menghambat pertumbuhan A. corymbifera. Antimikroorganisme F. nivale dihasilkan dalam masa pertumbuhan dan dapat dipanen pada hari ke-2. Ada korelasi yang sangat nyata antara perubahan pH medium dan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera; antara perubahan pH medium dan biomassa F. nivale; serta antara biomassa F. nivale dan persen hambatan pertumbuhan A. corymbifera.

282


ISBN 978-602-95471-0-8 DAFTAR PUSTAKA Agusta, A, S Maehara, K Ohashi, P Simanjuntak, and H Shibuya.2005 Stereoselective oxidation at C-4 of flavans by the endophytic fungus Diaporthe sp. isolated from a tea plant. Chemical and Pharmaceutical Bulletin 53(12): 1565 - 1569. Bacon, CW, DM. Hinton, JK Porter, AE Glenn, and G Kuldau. 2004. Fusaric acid, a Fusarium verticilloides metabolite, antagonistic to the endphytic biocontrol bacterium Bacillus mojavensis. Canadian Journal of Botany 82(7): 878 885. Boutrif, E & C Bessy. 2001. Global significance of mycotoxins and phycotoxin, In: WJ de Koe, RA Samson, HP. van Egmond, J Gilbert, & M Sabino, Mycotoxins and phycotoxin in perspective at the turn of the millennium, Posen & Looyen, Wageningen: 3 - 16. Gomes, KA and AA Gomes. 1984. Statistical procedures for agricultural research. John Wiley & Sons, New York: 680 hlm. Hidayat, N, MC Padaga, dan S Suhartini. 2006. Mikrobiologi industri. Penerbit Andi, Yogyakarta: 198 hlm. Judoamidjojo, M, AA Darwis, dan EG Said. 1992. Teknologi fermentasi. CVRajawali, Jakarta: 333 hlm. Kumala, S. 2005. Isolasi dan penapisan mikroba endofit tanaman Brucea javanica (L.) Merr. serta uji sitotoksik metabolit sekunder terhadap beberapa sel kanker secara invitro, Ringkasan Desertasi, Program Studi Ilmu Biomedik, Program Pascasarjana Fakultas Kedokteran, UI, Jakarta: 41 hlm. Logrieco, A, RF Vesonder, SW Peterson, and Bottalico.1991. Reexamination of the taxonomic disposition of and deoxynovalenol production by Fusarium nivale NRRL 3289. Mycologia 83(3): 367 - 370. Madigan, MT, JM Martinko, and J Parker. 2003. Broock biology of microorganism 9th ed. Prentice Hall International Inc., New jersey: 1019 hlm. Miller, JD and R Greenhalgh. 1985. Nutrient effects on the bisynthesis of trichothecenes and other metabolites by Fusarium graminearum. Mycologia 77(1): 130-136. Norred, WP and RT Riley. 2001. Toxicology and mechanism of action of selected mycotoxins. In: WJ de Koe, RA Samson, HP van Egmond, J Gilbert, & M Sabino, Mycotoxins and phycotoxins in perspective at the turn of the Millennium, Posen & Looyen, Wageningen: 211 - 222. Prihatiningtias, W, SM Widyastuti, dan S Wahyuono. 2005. Senyawa antibakteri dari Thievalia polygonoperda, fungi endofit tumbuhan akar kuning (Fibraurea chloroleuca Miers.). Pharmacon 6(1): 19 - 22. Radji, M. 2005. Peranan bioteknologi dan mikroba endofit dalam pengembangan obat Herbal. Majalah Ilmu Kefarmasian 2(3): 113 – 126. St Germain, G and R Summerbell. 1996. Identifying filamentous fungi, Star Publishing Company, California: 314 hlm. Syarmalina, Setyorini, dan N Yantih. 2003. Isolasi dan skrining kapang endofit dari dringo (Acorus calamus L.) yang berpotensi sebagai penghasil antimikroba, Prosiding Seminar dan Pameran Nasional Tumbuhan Obat Indonesia XXIII, Jakarta: 169 - 174. Tatsumo, T. 1968. Toxicologic research on substances from Fusarium nivale. Cancer Research 28: 2393 - 2396.


283

ISBN 978-602-95471-0-8 Ueno, Y, N Sato, K Ishii, K Sakai, H Tsunoda, and M Enomoto. 1973. Biological and chemical detection of trichothecene mycotoxins of Fusarium species. Applied Microbiology 25(4): 699 - 704.

284


ISBN 978-602-95471-0-8 POTENSI KONSORSIUM BAKTERI PEMBENTUK BIOFILM DALAM MENDEGRADASI Linier Alkylbenzene Sulfonat Suharjono1., Sutrisno2., Ayu Ashari1

1) Jurusan Biologi, 2) Jurusan Kimia, Fakultas MIPA Universitas Brawijaya Malang Alamat email: [email protected] ABSTRACT Linier Alkylbenzene Sulfonat (LAS) was a dominance anionic surfactant in detergent formulation, and the waste was polluted river water ecosystem. Bacterial community of biofilm-forming in river water ecosystem sediment was capable to degradation of the waste substance. The research carried out to studied biodiversity and the LAS biodegradation potency of biofilm-forming bacterial consortium in detergent polluted river water ecosystem. Bacterial isolation from river ecosystem sediment was carried out in Minimal Mineral Media (MMM) which contain 10 mg/L LAS. Starter of bacterial consortium as much as 100 ml and 2 x 108 cell/ml density was inoculated into the 900 ml MMM which contain 18,41 mg/L LAS. The culture was incubated aerobically in 72 hours and then diluted with MMM in 40 and 60 ml/h debit then the LAS residue concentration were examination. Phenotiype of biofilm-forming bacterial isolates were characterized and the similarity was analyzed based on Simple Matching Method. Biofilm-forming bacterial consortia could LAS degradation 51.06% and 67.23% in 40 and 60 ml/h debit respectively and 24 hour incubation. Biofilm in the river water sediment consist of varies bacterial species with more than 57 % similarity value. Key words: bacteria, biodegradation, biofilm, consortia, LAS

PENDAHULUAN Deterjen sintetik saat ini dominan digunakan sebagai agen pembersih. Bahan utama senyawa penyusun deterjen sintetik adalah surfaktan anionik Liniar Alkilbenzen Sulfonat (LAS) (Campos-Garcia et al., 1999; Jerabkova et al., 1999; Huang et al., 2000; Schleheck et al., 2000). Senyawa tersebut merupakan surfaktan utama yang selalu ada dalam limbah pemukiman serta mencemari ekosistem sungai (Jerabkova et al., 1999; Kenzaka et al., 2001). Strain-strain bakteri di ekosistem sungai tercemar deterjen pada umumnya tumbuh membentuk biofilm (Deziel et al., 2001; O’Toole, 2003). Komunitas bakteri penyusun biofilm memainkan peran penting dalam mendegradasi dan mendetoksifikasi pencemar beracun serta daur berbagai unsur kimia (McLean, et al., 1999; Davey & O’Toole, 2000). Komunitas tersebut merupakan bentuk kerja sama (konsorsium) organisme teradaptasi yang memungkinkan pemanfaatan sumber daya lingkungan secara efisien dan menghasilkan lingkungan mikro yang sesuai di dalam lingkungan makro yang tidak sesuai (Karthikeyan et al., 2001). Komunitas bakteri pembentuk biofilm mampu melakukan bioremediasi ekosistem sungai yang tercemar deterjen (Halden et al., 1999; Kenzaka et al., 2001; Vidali, 2001; Wackett, 2003). Strain-strain bakteri penyusun komunitas dalam biofilm berperan sangat penting dalam biodegradasi dan mereduksi toksisitas LAS (CamposGarcia et al., 1999; Jerabkova et al., 1999; Schleheck et al., 2000, 2003 & 2004). Strainstrain bakteri tersebut memiliki plasmid OCT penyandi sistem enzim pendegradasi rantai alkil (van Beilen et al. 2001; Smits et al., 2002; Dinamarca et al., 2003), plasmid TOL penyandi enzim-enzim pengatalisis pemecahan cincin benzene (McCoy, 2000; Wackett, Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

285

ISBN 978-602-95471-0-8 2003), dan operon ssu EADCBF yang menyandikan sistem enzim monooksigenase untuk desulfonasi LAS (Kahnert et al., 2000; Schleheck et al., 2003). Strain bakteri indigenous pembentuk biofilm di ekosistem sungai yang sudah terdaptasi dengan pencemaran deterjen memiliki potensi yang tinggi dalam mendegradasi LAS. Dalam penelitian sebelumnya banyak dilakukan dengan sistem tertutup dan tanpa substrat pembentuk biofilm. Oleh karena itu penelitian ini dilakukan dalam sistem kontinyu dengan melibatkan peran komuntas bakteri pembentuk biofilm. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari keanekaragaman isolat dan potensi komunitas bakteri indigenous pembentuk biofilm di sedimen ekosistem sungai Sawojajar I Kota Malang dalam mendegradasi LAS dengan sistem biakan kontinyu. CARA KERJA 2.1. Isolasi dan Karakterisasi Fenotip Bakteri Pembentuk Biofilm Batu di sedimen ekosistem sungai Perumahan Sawojajar I Kota Malang yang tercemar deterjen dan ditumbuhi oleh biofilm bakteri diambil untuk diisolasi bakterinya. Bakteri diisolasi menurut metode Marchesi et al. (1994) dengan cara batu disikat dalam larutan garam fisiologis kemudian dihomogenkan dengan menggunakan vorteks pada kecepatan 600 rpm selama 10 menit. Suspensi bakteri dibuat seri pengenceran dan setiap suspensi diambil 0,1 ml untuk diinokulasikan ke dalam cawan petri yang berisi Medium Mineral Sederhana (MMS) agar dan mengandung 10 mg/L LAS sebagai satu-satunya sumber karbon. Medium tersebut dalam satu liter akuades menurut He et al. (1998) terdiri atas: (NH4)2SO4 0,50 g, MgSO4. 7 H2O 0,40 g; Na2HPO4. 12 H2O 9,65 g; KH2PO4 2,65; trace element FeCl2. 6 H2O 20.0 g; CaCl2. H2O 10,0 g; CuSO4. 5 H2O 0,03 g; MnCl2. 4H2O 0,05 g; ZnSO4. 7 H2O 0,10 g; dan bacto agar 14 g. Kultur bakteri diinkubasikan pada suhu 30oC selama 48 jam. Setiap isolat kemudian dimurnikan dan dilakukan uji asosiasi pertumbuhan. Isolat-isolat yang dapat tumbuh bersama dikarakterisasi fenotipnya menurut Gerhardt et al. (1981) dan Collins et al. (1989). Data tersebut diolah menggunakan program CLAD97 (Rahardi, 2002) untuk mengkonstruksi dendrogram yang mencerminkan klasifikasi OTU (Operational Taxonomical Unit) berdasarkan nilai indeks similaritas (SSM) dengan algoritma UPGMA (Unweight Pair Group Method with Averages). Nilai similaritas ditentukan dengan metode Simple matching Method (SSM) menurut Sneath (1957 cit. Sembiring, 2002). 2.2. Uji Potensi Biodegradasi LAS dalam Sistem Kultur Kontinyu Setiap isolat bakteri diremajakan kemudian diambil satu oose dan diinokulasikan ke dalam 100 ml medium mineral sederhana yang mengandung 10 mg/L LAS. Biakan diinkubasikan dalam inkubator gojog pada kecepatan 120 rpm dan suhu 30oC selama 24 jam. Setiap suspensi biakan diukur kerapatan optik (optical density:OD) kemudian disetarakan nilai kerapatan optiknya. Suspensi setiap isolat sebanyak tiga mililiter diinokulasikan ke dalam 200 ml medium mineral sederhana kemudian diiinkubasikan pada kecepatan 120 rpm dan suhu 30oC selama 24 jam. Starter konsorsium bakteri diambil 100 ml dan diinokulasikan ke dalam bioreaktor yang berisi 900 ml medium mineral sederhana cair yang mengandung 18,41 mg/L LAS dan batu untuk pelekatan biofilm kemudian diinkubasikan selama 72 jam secara aerobik. Konsentrasi residu LAS diukur menurut metode Methylene Blue Active Substance (MBAS) (Clesceri et al., 1989). Kultur bakteri berumur 72 jam dalam bioreaktor kemudian dialiri medium mineral sederhana yang mengandung 18,41 mg/L LAS dengan debit kecepatan 40 ml/jam

286


ISBN 978-602-95471-0-8 dan 60 ml/jam. Konsentrasi residu LAS dari suspensi hasil degradasi dengan waktu retensi 25 dan 17 jam kemudian diukur menurut metode Methylene Blue Active Substance (MBAS). Percobaan tersebut dilakukan tiga kali menurut rancangan acak kelompok. Data densitas sel dan konsentrasi residu LAS dianalisis ragam dan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan alfa 5% menggunakan program SPSS for MS Windows Release 13. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1. Keanekaragaman Isolat Bakteri Pembentuk Biofilm Pendegradasi LAS Berdasarkan Karakter Fenotip Komunitas bakteri pembentuk biofilm pendegradasi LAS yang diperoleh dari ekosistem Sungai Sawojajar I tercemar deterjen sebanyak sepuluh strain. Berdasarkan dendogram (Gambar 1) menunjukkan bahwa kesepuluh strain tersebut berbeda spesies. Nilai similaritas antarstrain berdasarkan sifat fenotipnya antara 57 % sampai 90 %. Berdasarkan nilai similaritas lebih dari 60%, strain-strain tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu kelompok pertama dengan nilai similaritas 67% terdiri dari isolat bakteri BF, B2, BDF 1 dan B1, serta kelompok kedua dengan nilai similaritas 64% terdiri dari isolat bakteri BDF 2, BDF 3, BDF 4, BD1, BD2 dan BD3. Ekosistem sungai sawojajar I tercemar deterjen dengan arus air yang cepat, selsel bakteri saling berinteraksi, beragregasi dan melekat secara kuat pada permukaan substrat membentuk biofilm di dasar sungai. Sel-sel strain bakteri penyusun biofilm berinteraksi, berkoordinasi, dan berkomunikasi untuk memudahkan beradaptasi terhadap berbagai parameter lingkungan. Salah satu faktor kunci dalam adaptasi yaitu pada kemampuan untuk menempatkan dirinya dalam suatu niche tempat mereka dapat memperbanyak diri. Komunitas bakteri penyusun biofilm memainkan peran kunci dalam menghasilkan dan mendegradasi bahan organik, mendegradasi dan mendetoksifikasi pencemar beracun, serta daur berbagai unsur kimia (McLean, et al., 1999; Davey & O’Toole, 2000). Dalam komunitas bakteri pendegradasi, kemampuan mendegradasi suatu senyawa muncul dari adanya interaksi fisiologis dan genetik di antara anggota komunitas (Karthikeyan et al., 2001). Komunitas tersebut merupakan bentuk kerja sama organisme teradaptasi yang memungkinkan pemanfaatan sumber daya lingkungan secara efisien dan menghasilkan lingkungan mikro yang sesuai di dalam lingkungan makro yang tidak sesuai.


287

ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 1. Dendogram yang menunjukkan hubungan similaritas sepuluh isolat bakteri pembentuk biofilm pendegradasi LAS didasarkan atas analisis SSM dan algoritma UPGMA karakter fenotip Dalam lingkungan alami, biofilm biasanya mengandung populasi campuran bakteri dan terjadi interaksi metabolik antarstrain melalui hubungan mutualistik atau komensalistik (McLean et al., 1999; Dunne, 2002; O’Toole, 2003). Hal tersebut disebabkan dalam lingkungan alami banyak terjadi pencemaran oleh berbagai senyawa kompleks, sehingga metabolismenya memerlukan konsorsium bakteri banyak strain atau spesies. Adanya perubahan kompleksitas dan fluktuasi konsentrasi senyawa pencemar toksik dapat mengubah distribusi dan keanekaragaman spesies penyusun biofilm, khususnya mempengaruhi aktivitasnya (Cowan et al., 2000). Keuntungan strain bakteri penyusun komunitas dalam biofilm tersebut antara lain mendapat perlindungan dari berbagai parameter lingkungan yang tidak sesuai serta terjaminnya ketersediaan nutrien dan kerjasama metabolik (Borriello et al., 2004). 3.2. Potensi Biodegradasi LAS. Konsorsium bakteri dalam sistem kultur tertutup dengan konsentrasi LAS sebesar 18,41 mg/L dan densitas sel 4,04 x 107 sel/mL mampu mendegradasi LAS sebesar 15,59%, 33,01%, dan 36,07% secara berturut-turut dalam waktu inkubasi 24, 48 dan 72 jam (Gambar 2).

288


ISBN 978-602-95471-0-8

40,00 33,01 (c)

D e g a ra d a s i L A S (% )

35,00

36,07 (c)

30,00 25,00 20,00 15,59 (b) 15,00 10,00 5,00 0,00 (a) 0,00 0

24

48

72

Jam ke-

Gambar 2. Persentase biodegradasi LAS oleh konsorsium bakteri pembentuk biofilm pada sistem kultur tertutup Dalam sistem kultur kontinyu dengan debit medium 40 mL/jam (waktu retensi 25 jam) dan 60 mL/jam (waktu retensi 17 jam), konsorsium bakteri pembentuk biofilm secara berturut-turut mampu mendegradasi LAS sebesar 51,06% dan 67,23% (Gambar 3). Hal ini menunjukkan bahwa konsorsium bakteri pembentuk biofilm mampu menggunakan LAS sebagai sumber karbon dan energi untuk pertumbuhannya. 80,00 67,23

degradasi LA S (% )

70,00 60,00 51,06 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 24

[LAS] 40 mL/jam

jam ke-

[LAS] 60 mL/jam

Gambar 3. Persentase biodegradasi LAS oleh konsorsium bakteri pembentuk biofilm pada sistem kultur kontinyu


289

ISBN 978-602-95471-0-8 Potensi konsorsium bakteri dalam mendegradasi LAS pada kultur kontinyu lebih tinggi dibandingkan dengan kultur tertutup dan pada debit medium 60 ml/jam lebih tinggi dibandingkan dengan debit medium 40 mL/jam. Hal ini dapat disebabkan pada sistem kultur tertutup terdapat hasil metabolisme dan perubahan kondisi medium yang menghambat pertumbuhan konsorsium bakteri. Demikian juga pada debit medium 40 mL/jam juga masih terdapat senyawa hasil biodegradasi LAS yang menghambat pertumbuhan bakteri. Perlakuan dengan debit medium 60 mL/jam menghasilkan kondisi bioreaktor yang baik karena suplai nutrisi yang ditambahkan lebih cepat sehingga sel-sel bakteri juga dapat tumbuh lebih baik dan potensi biodegradasi terhadap LAS juga tinggi. Strain bakteri yang ditumbuhkan dalam sistem biakan kontinyu dengan perlakuan aerasi dan pembuangan residu hasil metabolismenya, mampu mendegradasi LAS secara efektif dan efisien. Potensi konsorsium bakteri pembentuk biofilm ini masih rendah dibandingkan Pseudomonas sp. strain J dan R yang dalam sistem kultur kontinyu dengan waktu retensi 10 jam dan debit suplai medium 60 ml/jam secara berurutan mampu mendegradasi LAS sebesar 88,29 % - 96,16 % dan 79,71 % - 97,75 % (Suharjono, 2008). Hal ini dapat disebabkan konsorsium bakteri tidak diadaptasikan dalam waktu yang lama atau kemungkinan terjadi kompetisi dalam pemanfaatan LAS sebagai satu-satunya sumber karbon oleh setiap isolat penyusun komunitas konsorsium tersebut. Bakteri yang tidak teradaptasi pada umumnya belum mengembangkan sistem resistensi, sehingga bila terdedah LAS maka banyak sel yang mati. Spesies bakteri yang teradaptasi dapat bertahan hidup dengan mengembangkan sistem adaptasi dan resistensi serta secara genetik mampu memanfaatkan LAS sebagai sumber energi dan nutrisi untuk pertumbuhannya (Jerabkova et al., 1999). Menurut Marchesi et al. (1994) strain bakteri teradaptasi dengan ekosistem tercemar deterjen mempunyai kemampuan tumbuh lebih baik dibandingkan strain bakteri dari ekosistem tidak tercemar. KESIMPULAN Berdasarkan nilai similaritas fenotip, komunitas bakteri pembentuk biofilm di ekosistem sungai tercemar deterjen terdiri atas berbagai spesies. Konsorsium bakteri pembentuk biofilm dalam sistem kultur kontinyu dengan debit medium 40 mL/jam (waktu retensi 25 jam) dan 60 mL/jam (waktu retensi 17 jam) secara berturut-turut mampu mendegradasi LAS sebesar 51,06% dan 67,23%. DAFTAR PUSTAKA Borriello, G., E. Werner, F. Roe, A. M. Kim, G. D. Ehrlich & S. Stewart. 2004. Oxygen Limitation Contributes to Antibiotic Tolerance of Pseudomonas aeruginosa in Biofilm. Antimicrob. Agents Chemother. 48(7): 2659-2664. Campos-Garcia, J., A. Esteve, R. Vasquez, J. L. Ramos & G. Soberon-Chaves. 1999. The Branched-Chain Dodecylbenzene Sulfonate Degradation Pathway of Pseudomonas aeruginosa W51D Involves a Novel Route for Degradation of the Surfactant Lateral Alkyl Chain. Appl. Environ. Microbiol. 65(8): 3730-3734. Clesceri, L. S., E. G. Arnold, R. R. Trussel & A. H. F. Mory. 1989. Standard Methods for the Examination of Water and Waste Water. 17th ed. APHA, AWWA and WPLF, Washington. Collins, C. H., P. M. Lyne and J. M. Grange. 1989. Microbiological Methods. 6th ed. Butterworths, London. Cowan, S. E., E. Gilbert, D. Liepmann & J. D. Keasling. 2000. Commensal Interactions in a Dual-Species Biofilm Exposed to Mixed Organic Compounds. Appl. Environ. Microbiol. 66 (10): 4481-4485. 290


ISBN 978-602-95471-0-8 Davey, M. E. & G. A. O’Toole. 2000. Microbial Biofilm: from Ecology to Molecular Genetics. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 64 (4): 847-867. Deziel, E., Y. Comeau & R. Villemur. 2001. Initiation of Biofilm Formation by Pseudomonas aeruginosa 57RP Correlates with Emergences of Hyperpiliated and Highly Adherent Phenotypic Variants Deficient in Swimming, Swarming, and Twitching Motilities. J. Bacteriol. 183 (4): 1195-1204. Dinamarca, M. A., I. Aranda-Olmedo, A. Puyet & F. Rojo. 2003. Expression of the Pseudomonas putida OCT Plasmid Alkane Degradation Pathway is Modulated by two Different Global Control Signals: Evidence from Continuous Cultures. J. Bacteriol. 185(6): 4772-4778 Dunne, W. M. 2002. Focus. Bacterial Adhesion : Seen Any Good Biofilm Lately? Clin. Microbiol. Rev. 15 (2): 155-166. Gerhardt, P., R. G. E. Murray, R. N. Costilow, E. W. Nester, W. A. Wood, N. R. Krirg & G. B. Phillips. 1981. Manual of Methods for General Bacteriology. American Society for Microbiology, Washington, DC 20006. Halden, R. U., S. M. Tepp, B. G. Halden & D. F. Dwyer. 1999. Degradation of 3Phenoxybenzoic Acid in Soil by Pseudomonas pseudoalcaligenes POB310 (pPOB) and Two Modified Pseudomonas Strains. Appl. Environ. Microbiol. 65(8): 3354-3359. He, W., T. Weidong, Z. Guang, C. Gup-Qiang & Z. Zengming. 1998. Production of Novel Polyhydroxyalkanoates by Pseudomonas stutzeri 1317 from Glucose and Soybean Oil. FEMS Microbiol. Lett. 169: 45-49. Huang, H., T. G. Ellis & S. K. Kaiser. 2000. Extant Biodegradation Testing with Linear Alkybenzene Sulfonate in Laboratory and Field Activated Sludge Systems. WEFTEC, Water Environmental Federation. Jerabkova, H., B. Kralova & J. Nahlik.1999. Biofilm of Pseudomonas C12B on Glass Support as Catalytic Agent for Continuous SDS Removal. Int. Biodet. Biodeg. 44: 233-241. Kahnert, A., P. Vermeij., C. Wietek, P. James, T. Leisinger, & M. A. Kartesz. 2000. The ssu locus Plays a Key role in Organosulfur Metabolism in Pseudomonas putida S-313. J. Bacteriol. 182 (10) : 2869 – 2878. Karthikeyan, S., D. R. Korber, G. M. Wolfaardt & D. E. Caldwell.2001. Adaptation of Bacterial Communities to Environmental Transitions from Labile to Refractory Substrates. Int. Microbiol. 4: 73-80. Kenzaka, T., N. Yamaguci, B. Prapagde, E. Mikami & M. Nasu. 2001. Bacterial Community Composition and Activity in Urban Rivers in Thailand and Malaysia. J. Health Sci. 47(4): 353-361. Marchesi, S. R., S. A. Owen, G. F. White, W. A. House & N. J. Russel. 1994. SDSDegrading Bacteria Attach to Riverine Sediment in Response to the Surfactant or its Primary Biodegradation Product Dodecan-1-ol. Microbiology 140 : 2999 – 3006. McCoy, M. M. 2000. Determination of the Presence of the Catabolic Alkane Monooxygenase Gene From Soil Microorganisms Isolated from Coastal Sand Dunes. Biological Sciences Department, College of Science and Mathematics, California Polytechnic State University, San Luis Oispo. McLean, R. J. C., C. Fuqua, D. A. Siegele, B. L. Kirkland, J. L. Adams and M. Whiteley. 1999. Biofilm Growth and Illustration of its Role in Mineral Formation. Microbial Biosystems: New Frontiers. Proceeding of the International Symposium on Microbial Ecology. Atlantic Canada Society for Microbial Ecoloy, Halifax, Canada. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

291

ISBN 978-602-95471-0-8 O’Toole, G. A. 2003. To Build a Biofilm. J. Bacteriol. 185 (9): 2687-2689. Rahardi, B. 2002. Pemrograman Aplikasi Konstruksi Kekerabatan Taksonomi dengan Visual C++6.0. Skripsi. Jurusan Biologi FMIPA, Universitas Brawijaya, Malang. Schleheck, D., W. Wong, K. Denger, E. Heinzle & A. M. Cook. 2000. An αProteobacterium Convetrs Linear Alkylbenzene Sulfonate Surfactants into Sulfophenyl Carboxylates and Linear Alkyldiphenylether disulfonate Surfactants into Sulfodiphenyl Ether Carboxylates. Appl. Environ. Microbiol. 66(5): 19111916. Schleheck, D., M. Lechner, R. Schonemberger, M. J. F. Suter & A. M. Cook. 2003. Desulfonation and Degradation of the Disulfodiphenylethercarboxylates from Linear Alkyldipheniletherdisulfonate Surfactant. Appl. Environ. Microbiol. 69 (2): 938 – 944. Schleheck, D., T. P. Knepper, K. Fischer & A. M. Cook. 2004. Mineralization of Individual Congeners of Linear Alkylbenzene Sulfonate by Defined Pairs of Heterotrophic Bacteria. Appl. Environ. Microbiol. 70(7): 4053-4063. Sembiring, L. 2002. Petunjuk Praktikum Sistematika Mikrobia S-2. Laboratorium Mikrobiologi, fakultas Biologi, UGM, Yogyakarta. Smits, T. H. M., S. B. Balada, B. Witholt & J. B. Van Beilen. 2002. Functional Analysis Alkana Hydroxylases from Gram Negative and Gram Positive Bacteria. J. Bacteriol. 184(6): 1733-1742. Suharjono. 2008. Keanekaragaman dan Potensi Pseudomonas Strain Indigenous Pendegradasi Surfaktan Anionik di Ekosistem Sungai Tercemar Deterjen. Fakultas Biologi. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Disertasi. Van Beilen, J. B., S. Panke, S. Lucchini, A. G. Ranchini, M. Rothlisberger & B. Witholt. 2001. Analysis of Pseudomonas putida Alkane-Degradation Gene Clusters and Flanking Insertion Sequences: Evolution and Regulation of the alk Genes. Microbiology 147: 1621-1630. Vidali, M. 2001. Bioremediation. An Overview. Pure Appl. Chem. 73(7): 1163-1172. Wackett, L. 2003. Pseudomonas putida a Versatile Biocatalyst. Nat. Biotechnol. 21 (2): 136 – 138.

292


ISBN 978-602-95471-0-8 Pengamatan Pemijahan Induk Kerapu Macan (Epinephelus fussoguttatus) yang Dipemelihara pada Tangki Secara Terkontrol Suko Ismi Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut–Gondol,Bali E-mail : [email protected] ABSTRACT Monitoring of spawning tiger grouper ( Epinephelus fussoguttatus) was to know pattern produce the egg each month. Broodstock of tiger grouper reared in two tank of volume 100 m3, water circulation system with water change 400% /days. Each tank filled 25 pcs by 15 pcs female and 10 pcs male, total length 55.6 – 88.7 cm and 4.2 – 12.3 kg in body weight consisted. The fish fed by trash fish and squid at 3-4% of biomass weight a day add vitamin C, E and mix. The monitoring conducted during 12 month. The result showed tiger grouper have spawning in each new moon during 3-6 day, with total average eggs 43.9 million per month. Key words : Tiger grouper, spawning, reared control

PENDAHULUAN Kerapu macan (Epinephelus fussoguttatus) adalah salah satu jenis ikan yang mempunyai nilai ekonomis tinggi saat ini budidaya kerapu macan telah berkembang pesat diseluruh Indonesia dan merupakan ikan kerapu budidaya yang telah berhasil dikembangkan untuk mensuplai permintaan pasar baik dalam maupun luar negeri. Saat ini benih kerapu macan untuk kebutuhan budidaya sudah dapat dipasok dari hasil hatchery sehingga sudah tidak lagi mengandalkan benih dari tangkapan alam (Ismi, 2008). Benih kerapu macan banyak diproduksi oleh Hatchery sekala rumah tangga (HRST) yaitu suatu usaha hatchery yang memelihara larva ikan hanya sampai ukuran juvenil, hatchery tersebut tidak memiliki induk untuk kebutuhan telur membeli dari hatchery lengkap yang mempunyai induk. Hasil penelitian (Mayunar et al., 1991; Mucharie et al., 1991; Setiadharma el al., 2002; 2008) kerapu macan (Epinephelus fuscoguttatus) dengan beberapa aspek diantaranya manipulasi lingkungan, pakan dan hormonal telah dapat dimatangkan gonadnya dan memijah pada bak-bak terkontrol. Mengacu dari beberapa penelitian tersebut maka dengan pemeliharaan secara terkontrol, management pakan dan lingkungan yang optimal induk kerapu macan dapat memijah secara alami, maka hasil teknologi tersebut saat ini telah diaplikasikan oleh beberapa pengusaha untuk memelihara induk kerapu macan secara terkontrol untuk menghasilkan telur guna memasok kebutuhan telur pada hatchery sekala rumah tangga yang banyak terdapat didaerah Buleleng dan Situbondo. Untuk mengetahui ketersediaan telur kerapu macan maka perlu diamati pemijahan kerapu macan yang dipelihara secara terkontrol. BAHAN DAN METODA Pengamatan pemijahan kerapu macan dilakukan di salah satu hatchery swasta yang mempunyai sarana tangki induk yang terletak di dusun Sanggalangit, Kecamatan Gerokgak, Kabupaten Buleleng, Propinsi Bali. Pengamatan penelitian ini dilakukan selama 12 bulan yaitu dari bulan Januari 2008 hingga bulan Desember 2008. Data yang diamati adalah : induk kerapu macan (jumlah, panjang dan berat), cara pemeliharaan dan jumlah produksi telur data penunjang kualitas air : DO, salinitas pH dan suhu. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

293

ISBN 978-602-95471-0-8

Jumlah telur ( x 1 jt)

HASIL DAN PEMBAHASAN Induk kerapu macan dibeli dari hasil tangkapan yang diperoleh dari exporter ikan hidup kemudian induk dipelihara pada 2 buah tangki induk beton yang digunakan berbentuk persegi dengan sudut dalam tanggi dibulatkan volume air 100 m3 (7 x 7 x 2,2 m) dengan sistim air mengalir dengan pergantian air sekitar 400% per hari dan bak kolektor disamping yang berfungsi untuk mengumpulkan telur sehingga mempermudah pemanenan. Masing-masing tangki diisi 25 ekor induk terdiri atas 15 ekor betina dan 10 ekor jantan, ukuran induk dengan panjang total 55,6 – 88,7cm dan berat 4,2-12,3 kg. Induk diberi pakan ikan segar dan cumi sebanyak 3-4% dari biomassa induk per hari dengan ditambah vitamin C,E dan mix yang dibungkus dalam kapsul kemudian dimasukkan dalam pakan. Setiap pagi air pada tangki induk diturunkan hingga tersisa air sepertiga bagian, agar dasar tangki tidak terlalu kotor setiap dua minggu dibersihkan dengan cara menyipon dan untuk memastikan induk sehat dan mencegah serangan penyakit yang menempel pada tubuh induk dimandikan dengan air tawar satu bulan sekali, pada saat ini pemeriksaan induk dilakukan satu-persatu, jika ada induk yang terluka atau sakit diambil untuk diobati dan dipelihara pada tangki karantina hingga sembuh. Telur yang dikeluarkan dari induk saat memijah mengapung dipermukaan air, dengan sistim air mengalir terkumpul pada bak kolektor, kemudian dipanen sedikit-demi sedikit untuk mencegah kerusakan akibat menumpukan telur, hingga telur habis pada kolektor. Selanjutnya telur diinkubasi pada tangki dengan sistim air mengalir, telor yang mengapung/ bagus dipisahkan dengan telur yang jelek/ mengendap. Jumlah telur dihitung dengan cara sampling, untuk mengetahui perkiraan jumlahnya. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan selama 12 bulan yaitu dari bulan Januari 2008 sampai dengan bulan Desember 2008, induk kerapu macan memijah setiap bulan jumlah produksi telur dapat dilihat pada Gambar 1. Rata-rata produksi telur per bulan selama pengamatan selama 12 bulan pada tahun 2008 yaitu 43,9 jt butir dengan telur yang rusak mencapai 5,02 jt atau 11,4 % dari total produksi telur. Produksi telur yang paling banyak pada bulan April yaitu 61 jt butir dan bulan November yaitu 61,5 jt butir sedangkan produksi telur menurun pada bulan Maret yaitu 18 jt butir dan bulan Agustus yaitu 15, 9 jt butir. Ukuran diameter rata-rata telur 818 – 830 mikron dimana ukuran tersebut adalah ukuran telur yang normal untuk telur kerapu macan.

70 60 50 40 30 20 10 0

Jumlah telur Telur rusak

1

2

3

4

5

6 7 Bulan

8

9

10

11

12

Gambar 1. Produksi telur kerapu macan (Epinephelus fuscoguttatus) pada bak secara terkontrol selama 12 bulan. Induk kerapu macan memijah setiap bulan pada saat bulan gelap yaitu selama 3 hingga 6 hari Gambar 2. Jumlah telur yang dikeluarkan biasanya hari pertama sedikit dan

Jt )

294

Prosiding Bioteknologi 40

ISBN 978-602-95471-0-8 jumlah telur akan meningkat pada hari ke dua dan ke tiga dan jumlah telur menurun pada hari berikutnya. Meskipun waktu peneluran induk kerapu macan hanya sebentar namun jumlah telur yang dikeluarkan lebih banyak dibanding dengan ikan yang lain seperti kerapu bebek, kerapu sunu, kerapu lumpur, napoleon dan bandeng

Gambar 2. Jumlah telur kerapu macan (Epinephelus fuscoguttatus) setiap bulan. Induk kerapu macan yang dipelihara dalam tangki secara terkontrol dapat memijah setiap bulan karena adanya managemen yang terkontrol diantaranya perawatan yang dan pakan yang baik. Perawatan meliputi kebersihan tangki, air yang bersih, sirkulasi air cukup, kesehatan ikan dan pakan rucah dengan nutrisi yang cukup dan kondisi yang segar. Selain itu faktor lingkungan sangat berpengaruh terhadap fluktuasi jumlah telur yang dikeluarkan oleh induk kerapu macan, seperti saat bulan Maret jumlah telur menurun hal ini disebabkan pada bulan tersebut perairan laut di lokasi tersebut keruh yang disebabkan gelombang besar yang dimulai bulam Pebruari hingga Maret sehingga air yang masuk di tangki pemeliharaan menjadi keruh dan berpengaruh terhadap jumlah telur yang diproduksi. Sedangkan penurunan produksi telur pada bulan Agustus disebabkan pada bulan tersebut musim kemarau dimana suhu udara dan perairan berfluktuasi sangat tinggi bila dibandingkan dengan bulan yang lain yaitu fluktuasinya mencapai sekitar 4oC, dari pengamatan kisaran suhu 26,3 oC – 30,2oC. Jumlah telur yang rusak setiap bulan berfluktuasi Gambar 1. kerusakan telur disebabkan diantaranya telur tidak terbuahi dan penanganan yang kurang tepat, telur yang rusak akan mengendap didasar dan biasanya berwarna putih. Kualitas air selama pengamatan : salinitas 33 -35 ppt; suhu 26,3 – 30,2oC; pH 8,2 – 8,6 ppm; DO 5,1 – 5,7 ppm dimana kualitas air tersebut masih layak untuk pemeliharaan induk kerapu macan. KESIMPULAN Induk kerapu macan yang dipelihara dalam tangki secara terkontrol dengan managemen pakan dan lingkungan yang optimal dapat memijah dan menghasilkan telur setiap bulan. DAFTAR PUSTAKA Ismi, S. 2008. Pendederan benih kerapu macan (Epinephelus fuscoguttatu) di tambak merupakan salah satu alternatif usaha perikanan. Prosiding Seminar Nasional Perikanan 2008. Sekolah Tinggi Perikanan Jakarta. 378-381. Mayunar, P.T.Imanto, S. Diani dan T. Yokohama.1991. Pemijahan ikan kerapu macan Epinephelus fuscoguttatus. Bull. Pen.Perikanan (terbitan khusus). 2:15-22.


295

ISBN 978-602-95471-0-8 Mucharie, A. Supriatna, R. Purba, T. Ahmad dan Cono. 1991. Pemeliharaan larva kerapu macan, Epinephelus fuscoguttatus. Bull. Pen.Perikanan (terbitan khusus).2:43-52. Setiadharma, T., A. Prijono, N.A. giri dan Wardoyo. 2002. Aplikasi penambahan vitamin E dan C untuk pematangan gonad dan Meningkatkan pemijahan serta kualitas telur induk kerapu macan (Epinephelus fuscoguttatus). 8 pp. Inpress. Setiadharma, T., A. Prijono, N.A. giri dan Tridjoko. 2008. managemen pakan induk kerapu macan, Epinephelus fuscoguttatus untuk peningkatan pemijahan dan kualitas telur. Jur. Riset. Aquakultur. 3 (1) : 13-18.

296


ISBN 978-602-95471-0-8 KANDUNGAN KOTORAN WALET DIDUGA SEBAGAI PENCETUS PEMBENTUKAN WARNA MERAH PADA SARANG BURUNG WALET (Aerodramus fuciphagus) Sunu kuntjoro1, Tati S. Subahar2, A. Sjarmidi2 1

Universitas Negeri Surabaya Institut Teknologi Bandung

2

ABSTRAK Kotoran burung walet diduga mempunyai peran dalam pembentukan warna merah pada sarang. masuknya unsur-unsur lingkungan ke dalam sarang selama proses pembentukan sarang mempengaruhi perubahan warna sarang (Massimo,2005). Kotoran sarang burung walet saat ini belum diketahui unsur kimianya. Penelitian ini bertujuan menentukan unsurunsur kimia yang terdapat di dalam kotoran burung walet. Dengan menggunakan NAA (Neutron Activation Analysis) yang selanjutnya membandingkan konsentrasi unsur antara kotoran dari sarang berwarna merah dengan kotoran dari sarang berwarna putih.Penelitian dilakukan di laboratorium reactor nuclear fakultas teknik mekanik universitas wisconsin. Hasil penelitian menunjukan bahwa kedua-duanya terdapat 5 unsur tertinggi Fe, K, Na, Mg, Al. Terdapat perbedaan konsentrasi unsur untuk kotoran dari sarang merah ke sarang putih) Fe (2.370e+004 6.036e+003ppm), K (1.720e+004 -1.589e+003 ppm ), Na (1.000e+004 - 7.319e+002 ppm), Mg (5.500e+003 - 2.115e+003 ppm), Al (5.460e+004 6.239e+003 ppm) Kata kunci : burung walet, Aerodramus fuciphagus, unsur kimia, sarang merah.

PENGANTAR Sarang merah tidak selalu ditemukan pada masing-masing rumah burung walet, sehingga data tentang sarang merah masih belum banyak diketahui. Penelitian tentang sarang walet warna merah belum banyak dilakukan terutama penelitian tentang habitat tempat bersarang dan perilaku bersarang. Hal ini terjadi karena sarang burung walet merah sangat jarang ditemukan di rumah-rumah burung walet. Pembentukan sarang merah masih menjadi perdebatan apa penyebab pembentukan warna merah pada sarang walet. Patricia (1996) menyebutkan bahwa bahan penyusun dan warna sarang ditentukan oleh perilaku bersarang pada burung walet dan didukung dengan penelitian Ingolf (2004) menunjukkan bahwa suhu panas dari induk swallow (Hirundo rustica) selama proses pengeraman akan menyebar sampai ke sarang dengan derajat suhu yang berbeda dan secara tidak langsung akan mempengaruhi warna, struktur, materi dan konstruksi dari sarang. Sehingga diduga panas tubuh induk selama pengeraman dan pengasuhan anakan dapat menyebabkan pembentukan warna merah pada sarang walet. Sedangkan Massimo (2005) mengatakan bahwa dengan menggunakan Xray microanalysis pada permukaan sarang merah terdapat kandungan zat besi yang tinggi (60 ppm) dari pada sarang putih (30 ppm) sehingga mengindikasikan adanya distribusi beberapa unsur ke dalam sarang. Selain diduga masuknya unsur-unsur lingkungan ke dalam sarang, Massimo (2005) menunjukkan bahwa adanya perbedaan tipe protein antara sarang merah dan putih, fingerprint antara kedua sarang terdapat perbedaaan yang nyata, diduga sarang merah dan sarang putih dihasilkan oleh jenis protein yang berbeda. Sarang merah lebih banyak mengandung natrium (Na) 700 ppm, kalium (K) 165 ppm, fospor (P) 45 ppm, magnesium (Mg) 500 ppm dan besi (Fe) 60 ppm dibandingkan dengan sarang putih natrium (Na) 650 ppm, kalium (K) 110 ppm, fospor (P) 40 ppm, magnesium (Mg) 330 ppm dan besi (Fe) 30 ppm (Gambar1.1). Sehingga memunculkan Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

297

ISBN 978-602-95471-0-8 dugaan bahwa pembentukan warna merah disebabkan oleh faktor lingkungan di ruangan tersebut. Saat ini belum diketahuinya faktor penyebab pembentukan warna merah pada sarang burung walet, dan bagaimana teknik pembentukan warna merah pada sarang warna burung walet. Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka dilakukan penelitian tentang sarang merah dengan judul “Kandungan kotoran walet sarang burung walet (Aerodramus fuciphagus) dan merumuskan suatu masalah bagaimana komposisi unsur kimia yang terdapat di dalam kotoran walet ? sedangkan tujuan penelitian ini adalah menentukan unsur-unsur kimia yang terdapat di dalam kotoran burung walet

sumber : Jurnal Food Reasearch Internasional 38 (2005) 1125-1134 Gambar 1. Perbandingan Unsur-Unsur Sarang Merah Dan Sarang Putih Keterangan : A. X-ray microanalysis sarang merah; B. Xray microanalysis sarang putih CARA KERJA Penelitian ini dilakukan mulai bulan Desember 2008 Eksplorasi dilakukan di rumah burung Mojowarno (Mojokerto) dan analisis menggunakan NAA (Neutron Activation Analysis) di Fakultas Teknik Nuklir Universitas Wisconsin, USA. Dengan menggunakan NAA (Neutron Activated Analysis) didapatkan data perbandingan antara kotoran yang berasal dari sarang merah dan sarang putih. NAA diaktifkan dengan menggunakan 1 Megawatt sehingga memunculkan sumber neutron dari sampel yang diradiasi. Selama radiasi neutron, isotop yang selalu stabil dari unsur-unsur yang di lacak. Sampel di trasformasikan ke dalam bentuk isotop radioaktif. Pengukuran dengan menggunakan gamma spectro yaitu dengan mengaktifkan radioisotop seperti As76, Hg-197, Se-75. Yang selanjutnya sampel di analisis dan dihitung dengan menggunakan gamma spectrometry systems. Selanjutnya hasil distandarkan dengan

298


ISBN 978-602-95471-0-8 traceable standard reference material (SRM) untuk mengontrol dan menjamin selama proses analisis dan perhitungan. HASIL DAN PEMBAHASAN. Warna merah pada sarang burung walet disebabkan masukknya unsur-unsur kimia selama proses penyusunan sarang, Massimo (2005) mengatakan bahwa dengan menggunakan X-ray microanalysis pada permukaan sarang merah terdapat kandungan zat besi yang tinggi (60 ppm) dari pada sarang putih (30 ppm) sehingga mengindikasikan adanya distribusi beberapa unsur ke dalam sarang. Penelitian Massimo 2005 menunjukkan bahwa sarang merah lebih banyak mengandung natrium (Na) 700 ppm, kalium (K) 165 ppm, fospor (P) 45 ppm, magnesium (Mg) 500 ppm dan besi (Fe) 60 ppm dibandingkan dengan sarang putih natrium (Na) 650 ppm, kalium (K) 110 ppm, fospor (P) 40 ppm, magnesium (Mg) 330 ppm dan besi (Fe) 30 ppm. Sehingga memunculkan dugaan bahwa pembentukan warna merah disebabkan oleh faktor lingkungan di ruangan tersebut. Berdasarkan penelitiam Massimo maka dilakukan pengukuran unsur yang ada di dalam kotoran walet baik yang berasal dari sarang merah maupun kotoran yang berasal dari sarang putih di daerah mojokerto. Terdapat kesamaan unsur-unsur yang terdapat pada kotoran yang berasal dari sarang merah maupun yang berasal dari sarang putih. Perbedaan hanya terlihat pada konsentrasi di masing-masing unsur. Dengan menggunakan radiasi panjang dan pendek didapatkan unsur Fe, K, N Mg dan Al yang memiliki konsentrasi yang tinggi dibandingkan dengan unsur-unsur lain yang di ketemukan (Tabel 3.1-3.4) Tabel 3.1. Unsur kimia kotoran sarang merah (long radiated) "Element E MDC ppm +/", (keV)" 1173.2 2.142e+000 9.900e+000 311e+000 ,1 Co Eu 1408.0 6.086e-001 9.900e-001 2.268e-001 Fe 1099.2 1.165e+003, 2.370e+004 9.850e+002 Hg 279.2 2.308e+000 2.900e+001 4.747e+000 K 1524.6 2.573e+003 1.720e+004 1.032e+003 La 1596.2 2.811e-001 2.860e+001 1.605e+000 1368.6 2.587e+001 1.000e+004 3.103e+002 Na , Rb 1077.0 2.442e+001 7.200e+001 1.233e+001 Sr 514.0 4.015e+002 1.720e+002 1.711e+001

%E "Standardized rror " 13.2 Yes 22.9 4.2 16.4 6.0 5.6, 3.1

Yes Yes Yes Yes Yes Yes

17.1 Yes 9.9 Yes

Tabel 3.2. Unsur kimia kotoran sarang putih (long radiated) "Element" E MDC ppm +/%Erro , (keV) r " 1173. 9.921e-001 4.863e+00 6.349e-001 13.1 Co 2 0 1408. 1.848e-001 1.431e-001 5.191e-002 36.3 Eu 0 1099. 6.007e+00 6.036e+00 2.793e+00 4.6 Fe 2 2 3 2 Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

"Standardized " Yes Yes Yes 299

ISBN 978-602-95471-0-8 279.2 Hg K La Na Sr

1524. 6 1596. 2 1368. 6 514.0

1.460e+00 0 8.211e+00 2 1.071e-001 1.137e+00 1 1.859e+00 2

4.433e+00 1 1.589e+00 3 3.462e+00 0 1.178e+00 3 5.334e+00 1

Tabel 3.3. Unsur kimia kotoran sarang merah "Element" E MDC ppm , (keV) " 1778. 1.210e+00 5.460e+00 Al 8 3 4 165.9 7.975e+00 7.300e+00 2 2 Ba 94.7 2.695e+00 3.800e+00 Dy 0 0 1014. 6.982e+00 5.500e+00 Mg 4 3 3 1810. 3.088e+00 5.950e+00 Mn 7 1 2 1368. 7.779e+00 1.000e+00 Na 6 2 4 320.1 1.452e+00 3.310e+00 3 3 Ti 1434. 1.752e+00 8.400e+00 V 1 1 1

6.808e+00 0 2.147e+00 2 1.971e-001

15.4

Yes

13.5

Yes

5.7

Yes

3.682e+00 1 5.510e+00 0

3.1

Yes

10.3

Yes

(short radiated) +/%Erro r 1.850e+00 3 1.612e+00 2 7.546e-001

3.4

Yes

22.1

Yes

19.9

Yes

1.073e+00 3 3.839e+00 1 4.216e+00 2 5.140e+00 2 7.132e+00 0

19.5

Yes

6.5,

Yes

4.2

Yes

15.5

Yes

8.5

Yes

Tabel 3.4. Unsur kimia kotoran sarang putih (short radiated) "Element" E MDC ppm +/%Erro , (keV) r " 1778. 9.366e+00 6.239e+003 3.363e+00 5.4 Al 8 2 2 1014. 4.554e+00 2.115e+003 5.530e+00 26.1 Mg 4 3 2 1810. 3.361e+00 8.541e+002 5.439e+00 6.4 Mn 7 1 1 1368. 3.151e+00 7.319e+002 8.531e+00 11.7 Na 6 2 , 1 1434. 1.353e+00 1.898e+001 3.544e+00 18.7 V 1 1 0

300

"Standardized "

"Standardized " Yes Yes Yes Yes Yes


ISBN 978-602-95471-0-8 Terdapat kesamaan unsur-unsur yang terdapat pada kotoran yang berasal dari sarang merah maupun yang berasal dari sarang putih. Perbedaan hanya terlihat pada konsentrasi di masing-masing unsur. Dengan menggunakan radiasi panjang dan pendek didapatkan unsur Fe, K, N Mg dan Al yang memiliki konsentrasi yang tinggi dibandingkan dengan unsur-unsur lain yang di ketemukan(Tabel 3.5 dan 3.6). Apabila unsur-unsur yang tertinggi konsentrasinya dibandingkan antara kotoran dari sarang merah dan sarang putih makan sarang merah memiliki kandungan unsur Fe, K, Na, Mg dan Al lebih tinggi yaitu dari tinggi ke rendah untuk Fe (2.370e+004 - 6.036e+003ppm), K (1.720e+004 - 1.589e+003 ppm ), Na (1.000e+004 - 7.319e+002 ppm),Mg (5.500e+003 2.115e+003 ppm), Al (5.460e+004 - 6.239e+003 ppm). Hal ini sesuai dengan penelitian Massimo 2006 yang menunjukkan adanya beberapa unsur yang terdapat di dalam sarang walet warna merah seperti : (Na) 700 ppm, kalium (K) 165 ppm, fospor (P) 45 ppm, magnesium (Mg) 500 ppm dan besi (Fe) 60 ppm. Sedangkan sarang putihmengandung unsur kimia natrium (Na) 650 ppm, kalium (K) 110 ppm, fospor (P) 40 ppm, magnesium (Mg) 330 ppm dan besi (Fe) 30 ppm. Berdasarkan hasil analisis kadar unsur yang ada di dalam kotoran sarang merah dan putih menunjukkan bahwa warna merah pada sarang lebih banyak dipengaruhi oleh komposisi unsur yang ada di dalam kotoran walet. Tabel 3.5 Perbandingan komposisi unsur antara sarang merah dan putih dengan short radiated Unsur Short radiated Sarang Sarang merah putih Al 5.460e+004 6.239e+003 Ba 7.300e+002 Dy 3.800e+000 Mg 5.500e+003 2.115e+003 Mn 5.950e+002 8.541e+002 Na 1.000e+004 7.319e+002, 3.310e+003 Ti V 8.400e+001 1.898e+001 Tabel 3.6 Perbandingan komposisi unsur antara sarang merah dan putih dengan long radiated Unsur Long radiated Sarang merah Sarang putih Co 9.900e+000,1 4.863e+000 Eu 9.900e-001 1.431e-001 Fe 2.370e+004 6.036e+003 Hg 2.900e+001 4.433e+001 K 1.720e+004 1.589e+003 La 2.860e+001 3.462e+000 Na 1.000e+004, 1.178e+003 Rb 7.200e+001 Sr 1.720e+002 5.334e+001 Komposisi unsur kimia yang terdapat di dalam kotoran walet sarang merah menunjukkan konsentrasi yang lebih tinggi di bandingkan dengan komposisi unsur yang Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

301

ISBN 978-602-95471-0-8 terdapat di dalam kotoran walet sarang putih dan menurut penelitian massimo 2005 menunjukkan hal yang sama bahwa komposisi unsur kimia di sarang merah lebih tinggi dibandingkan dengan komposisi unsur kimia di sarang putih. Hal ini diduga bahwa unsurunsur yang ada di dalam sarang merah didapatkan dari kotoran walet yang ada di dalam ruangan tempat bersarang, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui pengaruh kotoran terhadap pembentukan warna. Kesimpulan penelitian ini adalah adanya beberapa unsur kimia di dalam kotoran walet, di dapatkan 5 unsur tertinggi Fe, K, Na, Mg, Al yang ada di dalam kotoran walet. Terdapat perbedaan konsentrasi unsur untuk kotoran dari sarang merah ke sarang putih) Fe (2.370e+004 6.036e+003ppm), K (1.720e+004 -1.589e+003 ppm ), Na (1.000e+004 - 7.319e+002 ppm), Mg (5.500e+003 2.115e+003 ppm), Al (5.460e+004 - 6.239e+003 ppm)

Gambar 2. Perbandingan komposisi unsur antara sarang merah dan putih dengan short radiated

Gambar 3. Perbandingan komposisi unsur antara sarang merah dan putih dengan long radiated

302


ISBN 978-602-95471-0-8 DAFTAR PUSTAKA _________. 1995. Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia Dan Luas Lahan Menurut Penggunaannya Di Jawa, Biro Pusat Statistik, Jakarta Chantler, P & G. Driessens. 1995. Swifts ; Aguide To The Swifts And Treeswift Of The World. Picapress, The Banks. East Sussex. Ingolf, L., Erik S. (2004) Thermal Investigations of Some Bird Nests, Thermochimica Acta 415 (2004) 141-148 Koon, L.C & Cranbrook. 2002. Swiftlet of Borneo-builders of edible nests (pp. 1-171) Sabah, Malaysia : Natural History Publication (Borneo) SDN, B.H.D. Kuntjoro, S. 1999. Meningkatkan Produksi Sarang Walet Berazas Kelestarian, Penebar Swadaya, Jakarta. Kuntjoro, S. 2002. Pemanfaatan Burung Walet (Collocalia fuciphaga) di Rumah Walet Sidayu dan Gua Walet Melirang, Kabupaten Gresisk, Jawa Timur, Tesis S2, Itb, Bandung. Mardiastuti, A. 1998. Teknik Pengusahaan Walet Rumah, Pemanenan Sarang Dan Penanganan Pasca Panen, Kantor Menteri Negara Riset Dan Teknologi, Dewan Riset Nasional, Jakarta. Mardiastuti, A., Mulyani, Y.A. Gultom, T.C., & Risman, A. 1996. Bioecology Of Edible Nest Swiftlet (Collocalia fuciphaga) P. 1-15. Massimo F. M. 2005. Characterization Of The Edible Bird’s Nest The “Caviar Of The East” Department Of Food Science, Ontario Agricultural College, University Of Guelph, Guelph, Ont., Canada N1G 2W1. Nguyen, Q. P. 1992. The Breeding Of The Edible-Nest Swiftlet Collocalia Fuciphaga Germani Oustalet 1978 In Vietnam, L’Oiseu Et R.F.O 62 : 149-161. Nguyen, Q. P. 1994. Breeding And Moult In The Edible-Nest Swiftlet Collocalia fuciphaga Germani In Vietnam. Alauda 62 (2) ; 107 – 115. Patricia L. M. Lee, D. H. Clayton, Richard G.†, & Roderic D. M. P. 1996. Does Behavior Reflect Phylogeny In Swiftlets (Aves: Apodidae)? A Test Using Cytochrome B Mitochondrial DNA Sequences (Molecular Systematicsynest Structureyecholocationybirds), Department Of Zoology, University Of Oxford, South Parks Road, Oxford OX1 3PS, United Kingdom.


303

ISBN 978-602-95471-0-8 PENGARUH KELEMBABAN RUANGAN TERHADAP PEMBENTUKAN WARNA MERAH SARANG BURUNG WALET (Aerodramus fuciphagus) Sunu kuntjoro1, Tati S. Subahar2, A. Sjarmidi2 1

Universitas Negeri Surabaya Institut Teknologi Bandung

2

ABSTRAK Perdagangan internasional sarang burung walet warna merah mempunyai nilai yang lebih tinggi (C$ 10.000/kg) daripada sarang putih (C$2.000/kg). mereka akan tetap membutuhkan sarang merah dalam jumlah yang tinggi (Koon dan Cranbrook, 2002). Pembentukan sarang merah masih menjadi perdebatan apa penyebab pembentukan warna merah pada sarang walet. Patricia (1996) menyebutkan bahwa bahan penyusun dan warna sarang ditentukan oleh perilaku bersarang pada burung walet dan didukung dengan penelitian Ingolf (2004) menunjukkan bahwa suhu panas dari induk swallow. Penelitian ini bertujuan untuk menetukan pengaruh kelembaban ruang terhadap perubahan warna merah pada sarang burung walet. Penelitian dilakukan dengan metode pengamatan langsung pada lokasi tempat bersarang. Penelitian ini dilakukan mulai bulan Agustus 2008 sampai Desember 2009 . Eksplorasi dilakukan di rumah burung Mojowarno (Mojokerto) dan Sambeng (Lamongan). Hasil penelitian menunjukan bahwa terjadi perbedaan kecepatan pembentukan warna merah pada kelembaban ruangan yang berbeda. Pada musim penghujan pembentuk warna merah terjadi pada minggu ke-14 dengan ratarata kelembaban ruang 87,95 % sedangkan pada musim kemarau pada terjadi pembentukan warna merah pada minggu ke-25 sedangkan pada minggu ke-14 masih berwarna kuning dengan rata-rata kelembaban 78,6 % Kesimpulan bahwa kelembaban ruang dapat mempengaruhi pembentukan warna merah warang burung walet. Kata kunci : Burung walet, Aerodramus fuciphagus, kelembaban ruang, sarang warna merah

PENGANTAR Burung walet (Aerodramus fuciphagus) merupakan sumber daya hayati yang banyak dijumpai di Asia Tenggara (Chantler & Drienssens, 1995; Ripley, 1997). Burung walet menghasilkan sarang yang banyak dicari masyarakat berstatus sosial ekonomi tinggi, karena sarang walet dimanfaatkan sebagai makanan berkhasiat yang telah dikenal sejak dinasti Tang (618-907) sampai dinasti Sung (960-1279) serta dapat meningkatkan status sosial (Koon dan Cranbrook, 2002). Penduduk Hong-Kong mengkonsumsi sarang walet 100 ton per tahun yang mendekati 60% suplai dunia. Komunitas Tionghoa di Amerika Utara mengkonsumsi 30 ton pertahun sedangkan di Cina daratan hanya 10 ton pertahun. (Goh et al, 2001 dan Quentien, 2004 ). Dari 24 spesies burung pemakan serangga ini hanya 4 spesies menghasilkan sarang yang dapat dimakan. (Koon, 2000). Perdagangan internasional sarang burung walet terbesar berasal dari sarang putih (Aerodramus fuciphagus) dan sarang hitam (Aerodramus maximus), hanya sedikit yang berasal dari sarang merah (Koon, 2000 dan Koon, Cranbrook, 2002). Dari hasil survey lapangan di daerah Sidayu, Gresik tahun 2007 menunjukkan bahwa jumlah sarang walet yang dihasilkan para pemilik rumah walet 98% berwarna putih keperakan dan 2 % berwarna merah. Kuantitas produksi sarang merah yang kecil menyebabkan harga jual sarang walet berwarna merah melambung tinggi. Perdagangan internasional sarang merah mempunyai nilai yang lebih tinggi (C$ 10.000/kg) daripada sarang putih (C$2.000/kg). Dan perkirakan apabila terjadi penambahan produksi sarang merah, tidak akan mempengaruhi harga karena pengkonsumsi sarang walet masih terikat oleh budaya yang

304


ISBN 978-602-95471-0-8 mengagungkan warna merah. Sehingga mereka akan tetap membutuhkan sarang merah dalam jumlah yang tinggi (Koon dan Cranbrook, 2002). Kepercayaan di masyarakat tentang sarang merah yang dikenal sebagai sarang darah (red-blood nest) merupakan sarang yang dihasilkan burung walet yang baru pertama kali belajar membuat sarang, sehingga diperkirakan bahwa sarang berwarna merah akibat dari sapuan darah dari tenggorokan burung walet. Ada asumsi lain yang mengatakan bahwa sarang merah disebabkan oleh sejenis jamur. Tetapi hal ini dapat diragukan kebenarannya karena sudah diuji oleh peneliti (2007) dan tidak terbukti kebenarannya. Berdasarkan pengamatan pribadi (2007) burung walet sarang merah diduga mempunyai perilaku menyusun sarang secara berkelompok terpisah dengan kelompok sarang putih sehingga antara sarang walet merah dan sarang walet putih tidak terdapat dalam satu ruangan persarangan. Sarang merah tidak selalu ditemukan pada masingmasing rumah burung walet, sehingga data tentang sarang merah masih belum banyak diketahui. Penelitian tentang sarang walet warna merah belum banyak dilakukan terutama penelitian tentang habitat tempat bersarang dan perilaku bersarang. Hal ini terjadi karena sarang burung walet merah sangat jarang ditemukan di rumah-rumah burung walet. Pembentukan sarang merah masih menjadi perdebatan apa penyebab pembentukan warna merah pada sarang walet. Patricia (1996) menyebutkan bahwa bahan penyusun dan warna sarang ditentukan oleh perilaku bersarang pada burung walet dan didukung dengan penelitian Ingolf (2004) menunjukkan bahwa suhu panas dari induk swallow (Hirundo rustica) selama proses pengeraman akan menyebar sampai ke sarang dengan derajat suhu yang berbeda dan secara tidak langsung akan mempengaruhi warna, struktur, materi dan konstruksi dari sarang. Sehingga diduga panas tubuh induk selama pengeraman dan pengasuhan anakan dapat menyebabkan pembentukan warna merah pada sarang walet. Saat ini belum diketahuinya faktor penyebab pembentukan warna merah pada sarang burung walet, dan bagaimana teknik pembentukan warna merah pada sarang warna burung walet. Berdasarkan latar belakang masalah di atas maka dilakukan penelitian tentang sarang merah dengan judul “Pengaruh kelembaban ruangan terhadap kecepatan perubahan warna merah sarang burung walet” (Aerodramus fuciphagus)” yang menjadi permasalahan dalam penelitian ini apakah kelembaban ruangan dapat menyebabkan warna merah pada sarang burung walet ?. sehingga penelitian ini bertujuan menetukan pengaruh kelembaban ruang terhadap perubahan warna merah pada sarang burung walet CARA KERJA Penelitian ini dilakukan mulai bulan Oktober 2007 sampai Juni 2009. Eksplorasi dilakukan di rumah burung Mojowarno (Mojokerto) Jawa Timur. Penentuan faktor-faktor penyebab pembentukan warna merah sarang walet dilakukan dengan pengamatan langsung pada objek penelitian yang dirancang 2 tahap, yaitu kajian sarang, kajian habitat mikro Kajian sarang dilakukan di rumah burung yang terdapat sarang merah. Sarang merah hanya terdapat pada 1 ruangan, sedangkan ruangan lainnya berwarna putih. Sebanyak 3 sarang merah untuk masing-masing lokasi. Untuk mengetahui karakteristik masing-masing sarang dilakukan dengan melakukan pengamatan secara langsung terhadap sarang merah. Pengamatan sarang dilakukan setiap minggu sekali pada siang hari (11.00-14.00) supaya tidak terlalu mengganggu populasi yang ada di dalam rumah sarang burung walet. Parameter sarang yang diamati meliputi warna sarang Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

305

ISBN 978-602-95471-0-8 Warna sarang ditentukan dengan menggunakan peta warna (colorimetri) untuk diketahui perbedaan warna sarang (putih, kuning muda , kuning tua, oranye, merah, merah tua). Pengamatan dilakukan dari minggu pertama saat sarang mulai terbentuk sampai anak burung walet meninggalkan sarang ±155 hari (Nguyen, 1992). Kajian habitat mikro dilakukan berdasarkan penelitian dari Massimo (2005) yang mengatakan bahwa terbentuknya warna merah pada sarang burung diduga disebabkan oleh masuknya unsur-unsur dari lingkungan ke dalam sarang selama proses pembentukan sarang. Sehingga perlu dilakukan penelitian apakah habitat mikro mempengaruhi pembentukan warna merah pada sarang walet. Kajian habitat mikro dilakukan di rumah burung yang terdapat sarang merah . Pengukuran fisik-kimia lingkungan di dalam ruangan untuk mengetahui kondisi optimum ruangan sarang merah yang meliputi : suhu dan kelembaban ruang Penentuan suhu dan kelembaban ruangan sarang merah dilakukan 1 kali dalam setiap pengamatan yaitu pada siang (12.00) dengan pengulangan masing-masing perlakuan 5 kali. Interval pengukuran dilakukan setiap satu minggu dari mulai terbentuk sarang sampai anak walet meninggalkan sarang. Pengukuran suhu dan kelembaban ruangan menggunakan termometer dan higrometer ruangan digital HASIL DAN PEMBAHASAN PENELITIAN Dari hasil pengamatan di musim penghujan (Nopember 2007 – Pebruari 2008) dan musim kemarau (Agustus – Nopember 2008) didapatkan data perbedaan rata-rata kelembaban ruangan dan suhu di rumah burung walet di daerah Mojokerto (Tabel 3.1). Tabel 3.1 Kelembaban dan Suhu rata-rata musim kemarau dan penghujan No Pembeda MOJOKERTO

1 2

RATA-RATA KELEMBABAN RATA-RATA SUHU

NOPEMBER 2007 – PEBRUARI 2008 87,95 % 0

26,72 C

AGUSTUS – NOPEMBER 2008 78,6 % 0

27,46 C

Data ini menunjukkan bahwa adanya perbedaan kondisi lingkungan yang berbeda selama musim yang berbeda berlangsung terutama perbedaan kelembaban dari tinggi ke 0 0 rendah (87,95 – 78,6%) dan suhu dari tinggi ke rendah (26,72 -27,46 C). Dari hasil pengukuran kelembaban dan suhu di dua musim yang berbeda terdapat perbedaan waktu pembentukan warna merah pada sarang burung walet. Pada musim penghujan dengan kelembaban ruangan 87,95% warna merah (650 nm) sudah terbentuk pada minggu ke-14, sedangkan pada musim kemarau pada minggu ke-14 warna sarang masih berwarna kuning muda (560 nm). Pada musim penghujan warna sarang mulai terbentuk pada minggu ke-5 dimulai dengan warna kuning muda (560 nm) sedangkan pada musim kemarau warna kuning muda mulai terbentuk pada minggu ke-11. (Tabel 3.2 dan 3.3). Grafik perbedaan pembentukan warna yang menunjukkan bahwa pada musim penghujan pembentukan sarang warna merah lebih cepat dari pada di musim kemarau (Gambar 3.1).

306


ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 3.2 Pembentukan warna sarang pada musim penghujan di Mojokerto(Oktober 2007 – Pebruari 2008) Musim penghujan Tanggal pengamatan

20/10/2007 27/10/2007 03/11/2007 10/11/2007

Minggu ke

1 2 3 4 5

17/11/2007

Panjang gelombang (nm)

Warna Sarang

-

PUTIH PUTIH PUTIH PUTIH KUNING MUDA KUNING MUDA KUNING TUA KUNING TUA ORANGE ORANGE ORANGE ORANGE / TELUR ORANGE / TELUR MERAH / PIYEK MERAH / PIYEK MERAH / PIYEK MERAH / PIYEK MERAH / PIYEK

560 6

24/11/2007 01/12/2007 08/12/2007 15/12/2007 22/12/2007 29/12/2007

7 8 9 10 11 12

05/01/2008 12/01/2008

13

19/01/2008

14

26/01/2008

15

02/02/2008

16

09/02/2008

17

560 600 600 640 640 640 640 640 650 650 650 700

18 16/02/2008

700

kelembaban (%) 80,6 82 82,6 83,6

suhu (0 C) 27,08 27,02 27,02 27,02

83,4

27,02

84,6 86 86 86 87 88

26,94 26,92 26,88 26,76 26,68 26,58

90,8

26,54

90,6

26,46

92,6

26,44

94

26,44

94,4

26,38

95,2

26,38

95,8

26,4

Perbedaan waktu terbentuknya warna kuning muda (560 nm) pada musim penghujan pada minggu ke-5 sedangkan pada musim kemarau terbentuk warna kuning muda pada minggu ke-11 sehingga ada perbedaan 6 (enam) minggu pada 2 musim yang berbeda (penghujan dan kemarau). Pada musim penghujan (Oktober 2007 – Pebruari 2008) kelembaban ruangan di rumah burung walet menunjukkan kelembaban yang cukup tinggi (87,95 %) sehingga mempengaruhi kondisi sarang burung walet. Tabel 3.3 Pembentukan warna sarang pada musim kemarau di Mojokerto (Agustus – Nopember 2008) Musim Kemarau Tanggal

Minggu

Panjang gelombang

kelembaban (%)


suhu (0 C) 307

ISBN 978-602-95471-0-8 pengamatan

ke

(nm)

Warna Sarang

03/08/2008 10/08/2008 17/08/2008 24/08/2008 31/08/2008 07/09/2008 14/09/2008 21/09/2008 28/09/2008 05/10/2008

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

-

PUTIH PUTIH PUTIH PUTIH PUTIH PUTIH PUTIH PUTIH PUTIH PUTIH KUNING MUDA KUNING MUDA KUNING MUDA KUNING MUDA KUNING TUA KUNING TUA KUNING TUA KUNING TUA

12/10/2008

560 12

19/10/2008

560 13

26/10/2008 02/11/2008

14

560

09/11/2008 16/11/2008 23/11/2008 30/11/2008

15 16 17 18

560 650 650 700 700

74,4 74,8 75,4 75,6 76,4 76,8 77,4 77,6 78,4 78,6

28 27,96 27,86 27,76 27,7 27,62 27,58 27,52 27,46 27,4

79

27,38

79,8

27,32

80,6

27,28

80,4 81,4 82 82,8 83,4

27,22 27,16 27,16 27 26,94

Sarang burung walet bersifat higroskopis menyebabkan sarang mudah menyerap kelembaban ruangan (Massimo 2005). Apabila kelembaban tinggi (80-90%) sifat sarang menjadi lentur dan lebih besar ukurannya karena sarang banyak mengandung air dan berbanding terbalik apabila ruangan dengan kelembaban rendah ( < 40%) maka sarang akan menjadi keras dan mudah patah. Karena sifat sarang yang higroskopis maka air mudah terserap di dalam sarang. Air adalah substansi kimia dengan rumus kimia H2O: satu molekul air tersusun atas dua atom hidrogen yang terikat secara kovalen pada satu atom oksigen. Zat kimia ini merupakan suatu pelarut yang penting, yang memiliki kemampuan untuk melarutkan banyak zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik.

308


ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 1 Perbedaan kecepatan pembentukan sarang warna merah pada musim kemarau (Agustus – Nopember 2008) dan penghujan (Oktober 2007 – Pebruari 2008) di Mojokerto Air sering disebut sebagai pelarut universal karena air melarutkan banyak zat kimia. Air berada dalam kesetimbangan dinamis antara fase cair dan padat di bawah tekanan dan temperatur standar. Dalam bentuk ion, air dapat dideskripsikan sebagai sebuah ion hidrogen (H+) yang berasosiasi (berikatan) dengan sebuah ion hidroksida (OH). Air menempel pada sesamanya (kohesi) karena air bersifat polar. Air memiliki sejumlah muatan parsial negatif (σ-) dekat atom oksigen akibat pasangan elektron yang (hampir) tidak digunakan bersama, dan sejumlah muatan parsial positif (σ+) dekat atom oksigen. Dalam air hal ini terjadi karena atom oksigen bersifat lebih elektronegatif dibandingkan atom hidrogen—yang berarti, ia (atom oksigen) memiliki lebih "kekuatan tarik" pada elektron-elektron yang dimiliki bersama dalam molekul, menarik elektronelektron lebih dekat ke arahnya (juga berarti menarik muatan negatif elektron-elektron tersebut) dan membuat daerah di sekitar atom oksigen bermuatan lebih negatif ketimbang daerah-daerah di sekitar kedua atom hidrogen. Air memiliki pula sifat adesi yang tinggi disebabkan oleh sifat alami ke-polar-annya. Karena sifat sarang walet banyak mengandung air pada musim penghujan maka sarang walet lebih mudah dipengaruhi oleh kondisi ruangan tempat bersarang. Pada musim penghujan warna merah terbentuk pada minggu ke-14 sedangkan pada musim kemarau pada minggu ke-14 masih berwarna kuning muda. Hal ini menunjukkan bahwa kelembaban mempengaruhi kecepatan pembentukan warna pada sarang. Di habitat alami musim penghujan menyebabkan kelembaban udara di luar dan di dalam rumah walet akan meningkat. Sehingga reaksi pembentukan warna sarang dipengaruhi juga oleh besarkecilnya kelembaban yang ada di dalam rumah walet. dari hasil penelitian ini perlu dilakukan pengujian dalam skala laboratorium untuk menentukan kadar kelembaban udara optimum dalam pembentukan warna merah pada sarang burung walet. Kesimpulan dari penelitian ini kelembaban ruang dapat mempengaruhi pembentukan warna merah warang burung walet.


309

ISBN 978-602-95471-0-8 DAFTAR PUSTAKA _________. 1995. Statistik Perdagangan Luar Negeri Indonesia Dan Luas Lahan Menurut Penggunaannya Di Jawa, Biro Pusat Statistik, Jakarta Chantler, P & G. Driessens. 1995. Swifts ; Aguide To The Swifts And Treeswift Of The World. Picapress, The Banks. East Sussex. Ingolf, L., Erik S. (2004) Thermal Investigations of Some Bird Nests, Thermochimica Acta 415 (2004) 141-148 Koon, L.C & Cranbrook. 2002. Swiftlet of Borneo-builders of edible nests (pp. 1-171) Sabah, Malaysia : Natural History Publication (Borneo) SDN, B.H.D. Kuntjoro, S. 1999. Meningkatkan Produksi Sarang Walet Berazas Kelestarian, Penebar Swadaya, Jakarta. Kuntjoro, S. 2002. Pemanfaatan Burung Walet (Collocalia fuciphaga) di Rumah Walet Sidayu dan Gua Walet Melirang, Kabupaten Gresisk, Jawa Timur, Tesis S2, Itb, Bandung. Mardiastuti, A. 1998. Teknik Pengusahaan Walet Rumah, Pemanenan Sarang Dan Penanganan Pasca Panen, Kantor Menteri Negara Riset Dan Teknologi, Dewan Riset Nasional, Jakarta. Mardiastuti, A., Mulyani, Y.A. Gultom, T.C., & Risman, A. 1996. Bioecology Of Edible Nest Swiftlet (Collocalia fuciphaga) P. 1-15. Massimo F. M. 2005. Characterization Of The Edible Bird’s Nest The “Caviar Of The East” Department Of Food Science, Ontario Agricultural College, University Of Guelph, Guelph, Ont., Canada N1G 2W1. Nguyen, Q. P. 1992. The Breeding Of The Edible-Nest Swiftlet Collocalia Fuciphaga Germani Oustalet 1978 In Vietnam, L’Oiseu Et R.F.O 62 : 149-161. Nguyen, Q. P. 1994. Breeding And Moult In The Edible-Nest Swiftlet Collocalia fuciphaga Germani In Vietnam. Alauda 62 (2) ; 107 – 115. Patricia L. M. Lee, D. H. Clayton, Richard G.†, & Roderic D. M. P. 1996. Does Behavior Reflect Phylogeny In Swiftlets (Aves: Apodidae)? A Test Using Cytochrome B Mitochondrial DNA Sequences (Molecular Systematicsynest Structureyecholocationybirds), Department Of Zoology, University Of Oxford, South Parks Road, Oxford OX1 3PS, United Kingdom.

310


ISBN 978-602-95471-0-8 ANALISIS URUTAN NUKLEOTIDA SALMONELLA TYPHI YANG RESISTEN TERHADAP KLORAMFENIKOL PADA PENDERITA TIFUS ABDOMINALIS DI KABUPATEN TUBAN Supiana Dian Nurtjahyani1) dan Retno Handajani2) 1) Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan/ Progam Studi Pendidikan Biologi Universitas PGRI Ronggolawe Tuban, dan 2) Fakultas Kedokteran dan Institute of Tropical Disease, Universitas Airlangga ABSTRAC Salmonella typhi as the cause agent of typhoid fever caused death of people more than 600.000 yearly. The datas showed typhoid fever is an epidemic disease spread widely in tropical and subtropical areas (Mirza et al.,2000, Thong et al., 2002, Wain et al., 2003, Mandal et al.,2004). In Indonesia chloramphenicol has been used to treat typhoid fever was used more than fifty years. The resistency of the antibiotics has become a serious problem in handling infectious diseases. The analysys moleculer resistance Salmonella typhy because enchanged impermeable drug or prodsuct Chloramphenicol Acetyltransferase (CAT) inactivation chloramphenicol. The objective of the study getting nucleotide sequences of Chloramphenicol Acetyltransferase (CAT) gen resitance to Chloramphenicol of Salmonella typhi . The research is a cross-sectional study with laboratory experimental method in laboratory UNIROW Tuban dan TDC Surabaya. Thirty samples from Typhus Abdominalis patients were obtained from some hospitals in Tuban. The datas were analysed using qualitative analysis. PCR results shown 96,66% Salmonella typhi DNA positives in Typhus Abdominalis patients. It was found that 3,3 % (1/30) Salmonella typhi was resistance to Chloramphenicol and 222 nucleotides of CAT gene was 100% homolog to Salmonella typhi Acc.No. JO 1841 published before. In conclusion, sequen nucleotide Salmonella typhi resistance in Tuban city 100% to Salmonella typhi Acc.No. JO 1841 published before. Further study were needed for detection using PCR method for diagnosis and CAT gene of Salmonella typhi with dfficulties. Key Word: Sequen nucleotide , Salmonella typhi resistance Chloramphenicol, patient typhus abdominalis


311

ISBN 978-602-95471-0-8 TINGKAT SERANGAN BAKTERI Pseudomonas solanacearum PADA GALUR HARAPAN TEMBAKAU PADA BEBERAPA KETINGGIAN TEMPAT DI KABUPATEN TEMANGGUNG Supriyono dan Cece Suhara Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat Jl. Raya Karangploso Kotak Pos 199 Malang ABSTRAK Penelitian untuk mengetahui serangan Pseudomonas solanacearum pada galur harapan tembakau temanggung pada beberapa ketinggian tempat di Kabupaten Temanggung. Penelitian dilakukan pada empat lokasi lahan petani di lereng gunung Sumbing KabupatenTemanggung. Keempat lokasi penelitian merupakan lahan lincat dengan jumlah kematian tanaman yang tinggi dengan didasarkan atas ketinggian tempat yaitu masing-masing 1) desa Jambon kec. Gandurejo dengan ketinggian 750 m dpl, 2) desa plembengan kec. Gondosuli dengan ketinggian tempat 800 m dpl, 3) desa limbangan kec. Gandurejo dengan ketinggian tempat 900 m dpl, dan 4) desa Petiran kec. Pagergunung dengan ketinggian tempat 1000 m dpl. Galur yang diuji yaitu galur harapan tembakau temanggung terdiri atas galur A (BC3.C-51), B (BC3.C-56), C (BC3.C-254), D (BC3.SPG-28), E (BC2.F2.C-51), F (BC2.F2.C-86), M (Genjah kemloko), dan kemloko A.20. Pengamatan meliputi gejala layu yaitu indeks penyakit layu bakteri pada saat tanaman berumur 30 dan 45 hst. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin tinggi tempat semakin kecil tingkat serangan penyakit layu bakteri. Kata kunci: galur harapan, tembakau, tinggi tempat, P. solanacearum

312


ISBN 978-602-95471-0-8 KAJIAN PENGARUH STRES TERHADAP DISTRIBUSI INTERLEUKIN-1β (IL1β) PADA LAMBUNG TIKUS (Rattus norvegicus) STRAIN WISTAR Susiati, S.Si Universitas Brawijaya PENDAHULUAN Kondisi lingkungan yang berubah-ubah menimbulkan berbagai macam respon fisiologi tubuh yang dapat berdampak pada kondisi kesehatan jika tidak terkendali. Respon fisiologi yang muncul dapat berupa respon fisik atau respon psikologis. Respon ini terjadi karena paparan stres dari lingkungan. Stres dibedakan menjadi stres psikologis dan stres fisik yang dapat terjadi secara kronis dan akut. Stres tersebut dapat menyebabkan terjadinya inflamasi, tetapi belum ada kejelasan tentang stres mana yang lebih kuat menginduksi terjadinya inflamasi (Tan-hoen dan Raharja, 2002). Meskipun stres tidak mematikan tetapi bila tidak ditangani akan menyebabkan penurunan kualitas hidup (Morino, 2004). Penurunan kualitas hidup seseorang secara nyata, akan menimbulkan dampak patologis jika tubuh tidak dapat mengatasinya. Salah satu kondisi patologis yang diakibatkan oleh stres yaitu gangguan pada saluran pencernaan. Gangguan pencernaan seperti ulkus peptikum, gastroenteritis, IBD (Inflammatory Bowel Disease) dan IBS (Irritable Bowel Syndrome) menempati peringkat keempat setelah penyakit jantung, gangguan vaskuler dan gangguan pernafasan (Sunarto, 2005). Gangguan pencernaan yang penting pada saluran pencernaan yaitu inflamasi pada lambung. Inflamasi merupakan serangkaian komplek interaksi homeostasis yang melibatkan reaksi seluler, hormonal dan molekuler yang bertujuan untuk melindungi tubuh (Eales, 2003). Data eksperimen yang dilakukan pada hewan coba menunjukkan bahwa stres dapat mempengaruhi kejadian inflamasi pada saluran pencernaan (Padget dan Glaser, 2003). Stres dapat berpengaruh pada sistem imun tubuh dengan jalan meningkatkan sekresi sitokin proinflamasi. Salah satu sitokin proinflamasi yang terlibat dalam inflamasi yaitu Interleukin-1β (Kiecolt-Glaser, 2003). Selain mempengaruhi sistem imun, stres juga mempengaruhi kerja sistem hormon melalui hipotalamus dengan mengaktivasi CRH (Corticotrophic Releasing Hormone), selanjutnya CRH akan meningkatkan pelepasan ACTH (Adreno Corticotrophic Hormone) sehingga merangsang korteks adrenal untuk melepaskan hormon stres diantaranya kortisol (Stoppler, 2005). Peningkatan kortisol akan menginduksi sekresi asam lambung dan menekan kerja sistem imun, sehingga menghambat penyembuhan inflamasi lambung. Sampai saat ini, korelasi antara paparan stres dan induksi inflamasi melalui IL-1β belum sepenuhnya diketahui. Oleh karena itu studi tentang paparan stres yang dapat menginduksi inflamasi sangat diperlukan untuk mengambil tindakan pencegahan maupun pengobatan inflamasi yang ditimbulkan oleh stres. TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sekresi dan distribusi IL-1β pada lambung yang disebabkan oleh paparan stres fisik renjatan listrik dan stres psikologis paparan predator.


313

ISBN 978-602-95471-0-8

METODE PENELITIAN Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Maret-Desember 2006 di laboratorium Biologi Sel dan Molekuler, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dan Laboratorium Biomedik, Fakultas Kedokteran, Universitas Brawijaya, Malang. Sampel yang digunakan pada penelitian adalah organ lambung bagian fundus dari tikus (Rattus norvegicus) strain Wistar berjenis kelamin jantan, umur 3 bulan dan berat badan 150-175 gram yang terdiri dari tiga kelompok perlakuan stres dan tiga ulangan selama 28 hari oleh Suparno (2006) yaitu : perlakuan tanpa paparan, perlakuan renjatan listrik (electric foot shock) dan perlakuan paparan predator (Predator exposure). Kemudian organ dianalisis dengan menggunakan imunohistokimia dengan antibodi primer Rabbit polyclonal IgG IL-1β dan antibodi sekunder Goat Antirabbit IgG Biotin-Labelled. Pengamatan imunohistokimia difokuskan pada distribusi IL-1β pada lambung dan dilakukan penghitungan spot (titik) IL-1β pada mukosa, muskularis mukosa, submukosa, muskularis eksterna dan serosa. HASIL DAN PEMBAHASAN Distribusi IL-1 β pada Lambung Tikus Berdasarkan analisis imunohistokimia menunjukkan bahwa lokasi keberadaan IL1β yang berupa titik didapatkan pada mukosa, muskularis mukosa, submukosa dan muskularis ekterna (Gambar 1-4). A

B

C

314


ISBN 978-602-95471-0-8 Gambar 1. Hasil imunohistokimia pada mukosa lambung (100x). A. tanpa paparan, B. paparan predator, C. renjatan listrik. Tanda panah menunjukkan keberadaan IL1β. 1 skala = 10 µm A

B

C

Gambar 2. Hasil imunohistokimia pada muskularis mukosa lambung (100x). A. tanpa paparan, B. paparan predator, C. renjatan listrik. Tanda panah menunjukkan keberadaan IL-1β. 1 skala = 10 µm A

B

Gambar 3. Hasil imunohistokimia pada submukosa lambung (100x). A. tanpa paparan, B. paparan predator. Tanda panah menunjukkan keberadaan IL-1β. 1 skala = 10 µm


315

ISBN 978-602-95471-0-8 A

B

Gambar 4. Hasil imunohistokimia pada muskularis eksterna lambung (100x). A. paparan predator, B. renjatan listrik. Keterangan : Tanda panah menunjukkan keberadaan IL-1β. 1 skala = 10 µm Distribusi IL-1β pada lambung ditentukan dengan menghitung lokasi keberadaan IL-1β yang berupa titik pada mukosa, muskularis mukosa, submukosa dan muskularis ekterna. Hasil penghitungan jumlah lokasi (titik) IL-1β pada lambung (Tabel 1) menunjukkan bahwa distribusi IL-1β setelah perlakuan renjatan listrik lebih banyak dibandingkan paparan predator dan tanpa paparan yaitu sebesar 18 titik (10 titik pada mukosa, 2 titik pada muskularis mukosa, 6 titik pada muskularis eksterna) diikuti paparan predator sebesar 12 titik (3 titik pada mukosa, 3 titik pada muskularis mukosa, 4 titik pada submukosa, 2 titik pada muskularis eksterna) dan tanpa paparan sebesar 5 titik (1 titik pada mukosa, 2 titik pada muskularis mukosa, 2 titik pada submukosa). Pada perlakuan tanpa paparan masih ada titik lokasi sekresi IL-1β pada lambung yang menunjukkan terjadinya inflamasi. Inflamasi tersebut dimungkinkan karena keterlibatan IL-1β untuk melakukan fagositosis sel-sel yang sudah tua. Dengan adanya paparan predator dan renjatan listrik maka akan terjadi peningkatan sekresi IL-1β pada lambung tikus. Tabel 1. Distribusi IL-1β pada lambung. Lapisan lambung Jumlah titik lokasi sekresi IL-1β pada perlakuan Tanpa paparan

Paparan predator

Renjatan listrik

Mukosa

1

3

10

Muskularis mukosa

2

3

2

Submukosa

2

4

0

Muskularis eksterna

0

2

6

316


ISBN 978-602-95471-0-8 Jumlah total IL-1β

5

12

18

Stres fisik yang berupa renjatan listrik akan mengaktifkan aksis HPA (Hypothalamic Pituitary Adrenal Axis) sehingga terjadi pelepasan CRH (CorticotropicReleasing Hormone) yang beraksi pada bagian anterior kelenjar pituitari sehingga menyebabkan pelepasan hormon ACTH (Adrenocorticotropic Hormone). Pelepasan hormon ACTH akan menstimulasi sekresi hormon glukokortikoid dari korteks adrenal. Selain mengaktifkan aksis HPA stres juga mengaktifkan sistem saraf simpatik sehingga menyebabkan pelepasan hormon katekolamin dari medula adrenal (Padget dan Glaser, 2003 dan Stoppler, 2005). Glukokortikoid dan katekolamin yang dihasilkan tersebut menjadi perantara efek stres pada tubuh (Barreto-Medeiros, 2005). Glukokortikoid yang disekresikan saat stres dapat berupa hormon kortisol. Hormon tersebut meningkat dalam waktu singkat jika tubuh mengalami stres. Peningkatan kortisol ini terjadi sebagai respon adaptasi tubuh terhadap stres. Apabila stres yang terjadi cukup lama (kronis) maka akan mengganggu regulasi kortisol sehingga menurunkan sensitifitas sel imun yang menyebabkan inflamasi terus terjadi (Hawkley, dkk., 2003). Aktivasi aksis HPA oleh stres juga berpengaruh terhadap sistem imun tubuh melalui efek glukokortikoid seperti kortisol sehingga menyebabkan kerentanan tubuh terhadap infeksi maupun inflamasi (Chida, dkk., 2006). Terjadinya inflamasi tersebut akan menyebabkan tersekresinya sitokin proinflamasi salah satunya IL-1β. Peningkatan sekresi IL-1β terjadi pada perlakuan renjatan listrik dan menurun pada perlakuan paparan predator (Gambar 5). Menurut Martin dan Wallace (2006) IL-1β merupakan merupakan mediator yang disekresikan pada awal terjadinya inflamasi. Penurunan sekresi IL-1β pada paparan predator menunjukkan bahwa IL-1β jika disekresikan dalam jumlah besar maka akan masuk ke pembuluh darah sehingga menyebabkan penurunan IL-1β pada daerah lokal inflamasi, hal ini sebaliknya terjadi pada perlakuan renjatan listrik dimana sekresi IL-1β mengalami peningkatan karena IL-1β tidak disekresikan ke pembuluh darah (Abbas dan Lichtman, 2005). 12 Tanpa paparan Paparan predator Renjatan listrik

10

jumlah total IL-1β

10 8

6 6 4 4

3

3 2

2

2

2

2

1 0

0

0 Mukosa

Muskularis mukosa

Submukosa

Muskularis eksterna

Gambar 5. Hubungan stres dengan sekresi IL-1β pada lambung tikus Sekresi IL-1β pada mukosa lambung merupakan inhibitor asam lambung sehingga dapat mencegah kerusakan mukosa lambung yang diakibatkan oleh stres. Pada bagian lambung IL-1 mempunyai reseptor yang berada pada sel parietal yaitu reseptor IL1 tipe I yang memperantarai penghambatan produksi H+ pada lambung. Penghambatan produksi H+ tersebut menyebabkan sekresi asam lambung menurun. Selain disekresikan pada mukosa lambung IL-1β juga disekresi pada bagian muskularis eksterna. Pada Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

317

ISBN 978-602-95471-0-8 muskularis eksterna IL-1β berperan dalam respon pengosongan lambung. Respon tersebut dapat terjadi karena pada sel otot polos mempunyai reseptor IL-1 sehingga menyebabkan kontraksi otot polos sebagai respon terhadap pengosongan lambung (El-Omar, 2001). Inflamasi pada mukosa lambung dapat diakibatkan oleh peningkatan sekresi asam lambung yang berlebihan. Sekresi asam lambung dapat stimulus oleh kortisol pada saat tubuh mengalami stres. Sekresi kortisol tersebut dapat menstimulasi sel Gastrin untuk mensekresi hormon gastrin sehingga hormon tersebut akan menstimulasi sel parietal untuk mensekresikan asam lambung. Sekresi asam lambung tersebut dapat menimbulkan erosi pada mukosa lambung sehingga menimbulkan inflamasi (Watanabe, dkk., 2001). Pada penelitian ini tidak didapatkan erosi pada mukosa lambung, tetapi terjadi kronisitas pada lambung yang ditandai dengan adanya IL-1β yang berperan sebagai mediator inflamasi. Menurut Junquiera dkk (1998) selama 2-5 hari sel mukosa yang baru akan terbentuk untuk memperbaiki sel mukosa yang mengalami erosi oleh asam lambung. Sekresi IL-1β tersebut juga berperan dalam proses penyembuhan luka (wound healing). Proses penyembuhan luka tersebut terjadi melalui pembongkaran kartilago dan pelepasan kalsium dari tulang dapat meningkatkan pelepasan arachidonic acid, prostanoids dan eicosanoid sehingga mampu meningkatkan proliferasi fibroblas, otot polos dan sel mesangial. Proses tersebut dapat mendukung proses penyembuhan luka akibat proses inflamasi (El-Omar, 2001). Dengan menurunnya sekresi IL-1β proses penyembuhan luka akibat akan lebih lama. Berdasarkan hal tersebut maka stres psikologis paparan predator akan menimbulkan resiko terjadinya inflamasi yang lebih besar dibandingkan stres fisik yang berupa renjatan listrik. PENUTUP Kesimpulan Distribusi IL-1β baik pada perlakuan tanpa paparan, paparan predator dan renjatan listrik terletak pada bagian mukosa, muskularis mukosa, submukosa dan muskularis eksterna. Berdasarkan analisis imunohistokimia menunjukkan bahwa distribusi IL-1β pada lambung dengan paparan stres fisik renjatan listrik lebih tinggi bila dibandingkan paparan stres psikologis paparan predator. DAFTAR PUSTAKA Abbas, A.K. dan A.H. Licthman. 2005. Cellular and Molecular Immunology . W.B Saunders Company. Philadelphia. Barreto-Medeiros, J.M, E.G.Feitoza, K. Magalhaes, R.R. da Silva, F.M. Manhaes-deCastro., R. Manhaes-de-Castro dan C.M.M.B De-Castro,. 2005. The Expression Of an Intraspecific Aggressive Reaction in The Face of aStressor Agent Alters The Immune Response In Rats. Braz.J.Biol. Vol. 65:2 Chi, D.S, S.M. Fitzgerald, S. Pitts dan G. Krishnaswamy. 2004. MAPK-Dependent of IL1 and Β-Adrenoreceptor Induced Inflammatory Cytokine Production from Mast Cell: Implication for The Stress Response. BMC. Immunology. Vol 5:22 Eales, L.J. 2003. Immunology for Life Scientists. 2nd Edition. Jhon Wiley and Sons. New York. El-Omar, E.M. 2001. The Importance of Interleukin-Iβ in Helicobacter pylori Assosiated Diseases. Gut Vol. 48. Hal 743-747. Hawkley, L. C, G. G. Berntson, C. G. England, P. T. Marucha, C. M. Mast dan J. T. Cacciopo. 2005. Stress Aging and Resilience, can Accured Wear and Tear be Slowed. Canadian Physiology. Vol 46. No. 3. Hal 115-125.

318


ISBN 978-602-95471-0-8 Hosoi, T., Y. Okuma dan Y. Nomura. 2000. Electrical Stimulation Of Afferent Vagus Nerve Induces IL-1β Expression in The Brain And Activates HPA Axis. Am J Regulatory Integrative Comp physiol . Vol 279. Hal 141-147. Kiecolt-Glaser, J.K., K.J. Preacher, R.C. MacCallum, C. Atkinson, W.B. Malarkey dan R. Glaser. 2003. Chronic Stress And Age-Related Increases In Proinflammatory Cytokine IL-6. PNAS . Vol.100. No.15. Hal 9090-9095. Martin, G.R dan J.L. Wallace. 2006. Gastrointestinal Inflammation : A Central Component of Mucosal Defense and Repair. Experimental Biology and Medicine. Vol. 231. Hal 130-137. Morino, J.B. 2004. Can Stress Cause Autoimmune Disease. http://www.prohealthnetwork.com/library/showarticle.cfm/ID/5752/e/1/T?CFIDs _FM. Diakses tanggal 3 0ktober 2005. Padget, D.A. dan R. Glaser. 2003. How Stress Influenced The Immune Response. TREND Immunology. Vol.24. No. 8. Hal 444-448. Stoppler, M.C. 2005. Cortisol : The Stress Hormone. http:// stress.about.com/cs/Cortisol/f/cortags.html. Diakses tanggal 4 juli 2006. Sunarto. 2005. Sehat dan Gaya Hidup. http:// www. Dinkesjatim. go .id /berita-detail. html? news_id=19523. Diakses tanggal 5 juni 2006. Suparno. 2006. Peran Transporter Serotonin, IL-6 dan Kortisol pada Struktur dan fungsi Hipokampus pada Tikus Distres. Ringkasan Disertasi. Program Pasca Sarjana. Universitas Brawijaya. Malang. Tan-Hoen, T. dan K. Raharja. 2002. Obat-Obat Penting. Penerbit PT. Gramedia. Jakarta. Watanabe, T., K. Higuchi, K. Tominaga, Y. Fujiwara dan T. Arakawa. 2001. Acid regulates inflammatory response in a rat model of induction of gastric ulcer recurrence by IL-1β. Gut. Vol 28. Hal 774-781.


319

ISBN 978-602-95471-0-8 PRODUKSI FLAVAN-3-OL MELALUI KALUS CAMELLIA sinensis L : UNTUK MENGHAMBAT ADIPOSIT DAN INDUKSI APOPTOSIS Sutini1, Indra, R.2, Tatik W3, Wahyu W4 , S.B. Sumitro5. 1 Jurusan Agronomi FP UPN ‘Veteran’ Jatim Surabaya. E-mail :[email protected] 2 Laboratorium Faal, FK Universitas Brawijaya Malang 3 Jurusan Agronomi FP Universitas Brawijaya Malang 4Jurusan Biologi FMIPA Universitas Brawijaya Malang 5 Jurusan Biologi FMIPA Universitas Brawijaya Malang

ABSTRACT Flavan-3-ol is secondary metabolites on tea plant as agent inhibiting adipocyte cell differentiation. The plant growth depends on season and need large field cause productivity of flavan-3-ol is relatively low. Thus, a method have to be improved by in vitro culture technique for biosynthesis of flavan-3-ol. The objection of this study is modifify explant and growth hormone factor in tea callus medium, with the enhancement of flavan 3-ol produced can reduce adipocyte cell count. The methods includes (1). Induce callus by in vitro technique, that cultivate tea shoot or cotyledone of seed on medium with many growth factor, (2). Isolate and identify flavan-3-ol qualitatively and quantitatively, (3). Flavan-3-ol in adipocyte cell measured by effication assay. The review result is flavan-3-ol inhibits adipogenesis and induces apoptosis. Key words: Flavan 3 ol, Callus culture, Camellia sinensis L, Adipocytes cell.

320


ISBN 978-602-95471-0-8 INDUKSI DAN MULTIPLIKASI TUNAS TUMBUHAN ANDALAS (Morus macroura Miq., var. Macroura) SECARA IN VITRO DALAM KONSERVASI PLASMA NUTFAH MASKOT FLORA SUMATERA BARAT Suwirmen dan M. Idris Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas, Padang – Sumatera Barat ABSTRACT Research about in vitro induction and shoot multiplication of Andalas (Morus macroura Miq., var. Macroura) for germplasm conservation of floral mascot of West Sumatera had been done by using shoot formed after adult plants leaves absicion. Andalas shoot collected from field was treated with some sterilization technique. Shoot was culture on shoot growth induction medium, MS and WPM (half and full strenght) with BAP and Kinetin at concentration 0,5-1,5 mg/L. Shoot then was subculture on shoot multiplication medium, MS with BAP and BA at concentration 2-3 mg/L. Sterilization technique using chlorox 10% (2-5 min) followed by HgCL2 0,1-0,2% (3-6 min) was suitable technique for the Andalas shoot explant. Explant on shoot induction medium showed optimum growth on medium MS full strenght with BAP 0,5-1,5 mg/L compare with MS half strenght and WPM. Shoot multiplication started with callus formation at basal shoot. MS medium with 3 mg/L BA was the most significant medium for shoot multiplication with result 5,00 shoot apex and 8,33 shoot per explant respectively. Key Word : multiplication

Morus macroura Miq. var. Macroura, shoot, sterilization, induction,

PENGANTAR Tumbuhan Andalas (Morus macroura Miq. var. Macroura) merupakan tumbuhan identitas (maskot flora) daerah Sumatera Barat. Pemilihan jenis ini sebagai maskot flora erat kaitannya dengan peranannya dalam kehidupan dan budaya masyarakat Minang. Dahulunya tiang rumah gadang (rumah adat) dibuat dari bahan kayu Andalas, karena kayu ini dikenal berkualitas baik, kuat dan tahan terhadap rayap dan tingginya dapat mencapai 30 meter lebih (Dahlan, 1994). Tumbuhan Andalas mengandung senyawa anti mikroba dan anti tumor serta potensinya sebagai sumber senyawa anti leukemia (Achmad et al, 2001). Baru-baru ini pada tumbuhan ini juga ditemukan senyawa kimia berpotensi dalam industri farmasi yang terdiri dari: lunularin, oksiresveratol dan andalasin; senyawa turunan 2-aril benzofuran yaitu morasin M dan senyawa turunan kumarin yaitu umbeliferon dan β-resolsidaldehid (Soekamto et al, 2003). Sebelumnya, Hakim (2002 cit Soekamto et al, 2003) mendapatkan beberapa senyawa aktif pada Andalas yaang terdiri dari hidroksitridekanildodekanoat, triterpenoid tetrasiklik asetat, sitosterol, asam betulinat, trisoprenil flavanon dan morasin B. Status tumbuhan Andalas pada saat sekarang menurut IUCN merupakan vulnerable status yaitu kategori bagi taksa yang sedang menuju status endangered bila faktor penyebab penurunan populasinya dilingkungan terus berlangsung seperti eksploitasi yang berlebihan, kerusakan habitat atau lingkungan. Tumbuhan Andalas juga merupakan tumbuhan langka Indonesia yang hanya tersebar di wilayah Sumatera Barat (Dahlan, 1994; Soekamto et al, 2003) Kultur jaringan merupakan alternatif utama perbanyakan tumbuhan yang tergolong langka seperti Andalas dalam waktu yang relatif pendek. Tumbuhan Andalas Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

321

ISBN 978-602-95471-0-8 sulit diperbanyak secara konvensional terutama karena adanya permasalahan dalam perbanyakan tumbuhan ini secara generatif yaitu adanya sifat inkompatibilitas antara androecium dan ginaecium (Dahlan, 1994). Perbanyakan secara in vitro (mikropropagasi) merupakan sarana efektif dan potensial untuk mendapatkan bibit yang baik dan cepat dalam rangka konservasi tumbuhan andalas. Jenis Morus yang paling banyak diinvestigasi secara in vitro adalah Morus alba. Chaicharoen dan Akrapanthu (1995) melakukan regenerasi tumbuhan Morus alba dari potongan daun secara in vitro. Bhau dan Wakhlu (2001) melakukan organogenesis Morus alba berdasarakan tipe eksplan, genotip dan zat pengatur pertumbuhan yang dilibatkan. Habib et al (2003) melakukan propagasi klonal terhadap Morus alba secara in vitro dengan melibatkan pemakaian zat pengatur tumbuh berupa kinetin dan benzil adenin. TUJUAN Penelitian ini dilaksanakan dalam rangka mencari metode alternatif dalam memperbanyak tumbuhan Andalas secara in vitro. Tumbuhan Andalas yang kondisinya semakin terancam dialam harus segera dilakukan upaya konservasi secara in vitro. Selain itu, propagasi tumbuhan Andalas secara in vitro juga ditujukan sebagai upaya awal konservasi tumbuhan ini melalui teknik kultur jaringan (mikropropagasi) yang memiliki peluang besar dalam mempertahankan keberadaan keanekaragaman plasma nutfah Sumatera Barat. CARA KERJA Penelitian dilakukan secara eksperimen dan menggunakan rancangan acak lengkap. Analisis data dilakukan secara deskriptif kecuali untuk tingkat multiplikasi tunas dilakukan secara statistik. Sumber eksplan Tumbuhan Andalas yang dijadikan sebagai sumber eksplan berasal dari daerah Andaleh Kec. X Koto Kab. Tanah Datar Sumatera Barat dan Arboretum Universitas Andalas. Eksplan yang dimanfaatkan berupa tunas yang baru keluar setelah tumbuhan Andalas menggugurkan daun. Sumber medium Medium yang digunakan adalah medium dasar Murashige dan Skoog (MS) (Murasige dan Skoog, 1962) dan medium dasar WPM (Woody Plant Media) (Llyod dan McCown, 1980). Media kultur dipadatkan dengan penambahan 0,7% agar dan 3% sukrosa. Pada medium ditambahkan zat pengatur tumbuh golongan sitokinin berupa BA, BAP dan Kinetin sesuai dengan perlakuan. Keasaman media kultur diatur pada kisaran 5,5-6,0 menggunakan 0,1N NaOH dan 0,1N HCl. Media kultur dituang dalam botol-botol perlakuan dan kemudian disterilisasi menggunakan vertical autoclave pada suhu 121oC dengan tekanan 15 lbs selama 15 menit. Penelitian dilaksanakan dalam tiga tahap yaitu : A. Tahapan pertama adalah teknik sterilisasi sampel tunas yang dikoleksi dari lapangan dengan melibatkan berbagai teknik sterilisasi menggunakan detergen, alkohol 70%, HgCl2 dan aquadest steril. B. Tahapan kedua adalah kultur in vitro dari tunas dengan menggunakan dua macam medium yaitu Murashige-Skoog (MS) dan Woody Plant Medium (WPM) baik

322


ISBN 978-602-95471-0-8 penuh maupun setengah komposisi dengan penambahan zat pengatur tumbuh BAP dan Kinetin pada kisaran 0,5-1,5 mg/L. C. Tahapan ketiga adalah multiplikasi tunas pada medium MS dengan penambahan 2-3 mg/L 6-Benziladenin/BA dan 6-Benzilmino- purin/BAP Sterilisasi Eksplan Sterilisasi yang dilakukan terhadap eksplan tunas Andalas meliputi pemakaian detergen, alkohol 70%, HgCl2, chlorox dan aquadest steril. Chlorox digunakan pada kisaran konsentrasi 10% dan HgCl2 pada kisaran 0,1-0,2%. Lamanya perendaman jaringan pada masing-masing senyawa sterilan merupakan salah satu perlakuan yang menjadi penentu keberhasilan sterilisasi jaringan tunas Andalas. Penanaman dan pemeliharaan eksplan Andalas Penanaman eksplan dilakukan pada LAFC dimana eksplan yang telah disterilisasi sesuai dengan perlakuan kemudian ditempatkan pada medium dan ditutup dengan selotip transparan. Eksplan kemudian dipelihara dalam ruang inkubasi dengan suhu 24-26oC, intensitas cahaya 500-1500 lux dengan fotoperiodisme 12 jam terang dan 12 jam gelap. HASIL DAN PEMBAHASAN a. Keberhasilan ekplan Andalas bebas kontaminan dengan berbagai teknik sterilisasi Eksplan Andalas dari tumbuhan dewasa yang diambil langsung di lapangan memiliki tingkat kontaminasi yang bervariasi sesuai dengan perlakuan sterilisasi (Gambar 1). Pada teknik sterilisasi A dan B diperoleh tingkat kontaminasi yang sangat tinggi yaitu 90% dan 70 % dengan tingkat kematian jaringan terbesar diperoleh pada teknik B yaitu 70%. Pada teknik sterilisasi C dan D diperoleh hasil dengan tingkat kontaminasi yang lebih rendah yaitu 5% dan 10% dengan 5% jaringan mengalami kematian akibat sterilisasi yang dilakukan. Teknik sterilisasi C dan D merupakan teknik yang cocok untuk membebaskan tunas Andalas dari kontaminasi. Penyebab utama tingginya kontaminasi eksplan yang dipakai karena eksplan tersebut berhubungan langsung dengan lingkungannya dimana tunas sebagai eksplan diambil pada kondisi lingkungan alami yang selalu terpapar dengan berbagai macam jenis organisme yang bersifat mengkontaminasi dalam teknik kultur in vitro. Selain itu, dengan adanya kematian jaringan yang tergolong cukup tinggi memperlihatkan bahwa eksplan yang digunakan sangat sensitif terhadap senyawa sterilan walaupun berasal dari tunas tumbuhan dewasa. 100 90

90

90

85

80 70 70

Persentase

60

Jaringan hidup dan bebas kontaminan 50

Jaringan kontaminan (hidup dan mati) 40

Jaringan mati

30

25

20 10 10

5

5

5

5

5

5

0 A

B

C

D

Gambar 1. Grafik tingkat keberhasilan sterilisasi eksplan Andalas pada berbagai teknik sterili-sasi yang dipakai yaitu : A. detergen 15-20’ – air mengalir 15-30’ – Teknik Sterilisasi


323

ISBN 978-602-95471-0-8 alkohol 70% 2-5’ – aquadest steril 3x – chlorox (calcium hypoclorit) 10% 10’ – aquadest steril 3-5x, B. detergen 15-20’ – air mengalir 15-30’ – HgCl2 0,10,2% 5-10’ – aquadest steril 3-5x, C. detergen + chlorox 15-20’ – air mengalir 15-30’ – aquadest steril – chlorox 10% 2-5’ – aquadest steril 3x – HgCl2 0,1-0,2% 3-6’ - aquadest steril 3-5x, D.detergen + chlorox 15-20’ – air mengalir 15-30’ – aquadest steril – alkohol 70% 30”-1’ – aquadest steril 3x – HgCl2 0,1-0,2% 3-6’ – aquadest steril 3-5x Pada penelitian Habib et al (2003) terhadap Morus alba yang dikoleksi langsung dilapangan dengan berbagai konsentrasi dan durasi sterilisasi menggunakan HgCl2 diperoleh hasil terbaik pada konsentrasi 0,1% selama 5 menit untuk shoot tip dan 6 menit untuk segmen nodus merupakan perlakuan terbaik bagi sterilisasi eksplan mulberry. Pada penelitian yang dilaksanakan oleh Bhatt dan Dhar (2004) terhadap tumbuhan Myrica esculenta yang dikoleksi dilapangan dengan berbagai macam durasi sterilisasi (5-12 menit) menggunakan HgCl2 kisaran konsentrasi 0,05-0,1% diperoleh hasil bahwa dengan durasi sterilisasi 8-10 menit pada konsentrasi 0,1% diperoleh tingkat sterilisasi terbaik (sekitar 70%). b. Repon eksplan Andalas terhadap berbagai media kultur dan hormon sitokinin pada tahap inisiasi tunas dan pucuk Eksplan pucuk Andalas memberikan beragam bentuk respon terhadap medium yang diberikan dan terhadap konsentrasi sitokinin dalam inisiasi awal pertumbuhan tunas (Tabel 1). Respons eksplan Andalas pada medium MS lebih baik dibandingkan pada Medium WPM. Pucuk yang sedang tumbuh membutuhkan pasokan hara makro yang lebih tinggi untuk membangun tubuh dan untuk pertumbuhan sel-sel yang sangat aktif membelah terutama di daerah primordia. Medium MS merupakan medium yang tergolong kedalam medium dengan kandungan hara sangat lengkap dan kandungan hara makro yang tergolong tinggi sedangkan medium WPM merupakan medium dengan kandungan hara yang lebih rendah dari MS sehingga pasokan nutrisi bagi eksplan lebih rendah dibandingkan medium MS.

Gambar 2. Respon eksplan Andalas pada Medium MS (Full Strenght) dengan penambahan BAP pada kisaran 0,5-1,5 mg/L. Penambahan sitokinin kedalam medium memberikan efek yang hampir sama bagi pertumbuhan eksplan. Respon eksplan berupa pemuluran batang, terbentuknya kalus pada jaringan yang menempel pada medium dan daun yang tumbuh menggulung ataupun menguncup. Dari 24 perlakuan yang diberikan pada eksplan didapatkan hasil yang paling baik pada perlakuan medium MS komposisi penuh dengan penambahan BAP pada kisaran konsentrasi 0,5-1,5 mg/L (Gambar 2).

324


ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 1. Repon eksplan Andalas pada beberapa media kultur dan konsentrasi sitokinin pada tahap inisiasi tunas dan pucuk No Perlakuan Respons 1 MS(FS) + 0,5 BAP 2 MS(FS) + 0,5 KIN 3 MS(HS) + 0,5 BAP 4 MS(HS) + 0,5 KIN 5 6 7 8 9 10 11 12 13

WPM(FS) + 0,5 BAP WPM(FS) + 0,5 KIN WPM(HS) + 0,5 BAP WPM(HS) + 0,5 KIN MS(FS) + 1,0 BAP MS(FS) + 1,0 KIN MS(HS) + 1,0 BAP MS(HS) + 1,0 KIN WPM(FS) + 1,0 BAP

14 15 16 17

WPM(FS) + 1,0 KIN WPM(HS) + 1,0 BAP WPM(HS) + 1,0 KIN MS(FS) + 1,5 BAP

18 MS(FS) + 1,5 KIN 19 MS(HS) + 1,5 BAP 20 MS(HS) + 1,5 KIN 21 WPM(FS) + 1,5 BAP 22 WPM(FS) + 1,5 KIN 23 WPM(HS) + 1,5 BAP 24 WPM(HS) + 1,5 KIN

Pemuluran, kalus putih daun hijau kekuningan Pemuluran, kalus putih-bening+hijau+kuning, daun hijau kekuningan Pemuluran, kalus kuning, daun mengkalus hijau kekuningan Batang mengkalus kuning keputihan, daun hijau tua Pemuluran Pemuluran, daun hijau tua Pemuluran, daun hijau kekuningan Pemuluran, daun hijau kekuningan Pemuluran Pemuluran, kalus pada batang kecoklatan Daun menggulung – hijau kecoklatan, pemuluran Pemuluran, batang mengkalus kecoklatan, daun hijau kekuningan Daun hijau, pemuluran Daun tidak berkembang, statis Daun tidak berkembang, statis Daun menggulung hijau kekuningan, kalus pada batang kecoklatan, pemuluran Statis, pencoklatan Batang mengkalus coklat, pemuluran, daun menggulung mengkalus hijau kekuningan Daun hijau kecoklatan, pemuluran Batang mengkalus putih-kecoklatan, daun mengembang sempurna hijau tua, pemuluran Batang mengkalus kuning-coklat, daun hijau muda, pemuluran Batang mengkalus putih-coklat, pemuluran Daun kuncup, kalus pada batang kecoklatan

Habib et al (2003) mendapatkan pertumbuhan tunas dan proliferasi tunas Morus alba terbaik pada medium MS kekuatan penuh dengan penambahan 1,0 mg/L BA. Sebelumnya, pada penelitian yang dilakukan oleh Pattnaik dan Chand (1997) pada jenis Morus (Morus cathayana, Morus ihou, dan Morus serrata) dipergunakan medium MS dengan penambahan BAP pada konsentrasi 0,5-1,0 mg/L pada proliferasi tunas pucuk. Vijaya-Chitra dan Patmaja (1999) menggunakan BAP pada konsentrasi 0,5-1,0 mg/L untuk proliferasi Morus indica Kultivar M-5 dari nodus dan Mei-Chun (2002) juga menggunakan BA pada taraf konsentrasi maksimal 2 mg/L untuk proliferasi dan multiplikasi tunas Morus latifolia.


325

ISBN 978-602-95471-0-8 c. Respons eksplan Andalas terhadap beberapa konsentrasi sitokinin pada tahap multiplikasi tunas dan pucuk Perlakuan medium MS komposisi penuh dengan penambahan BA maupun BAP pada konsnetrasi 2-3 mg/L memberikan respon yang baik bagi pertumbuhan dan multiplikasi tunas eksplan Andalas (Tabel 2). Pada awal penanaman, respons eksplan terhadap media multiplikasi berupa pembentukan kalus dari pangkal batang eksplan yang menempel pada medium. Kalus yang terbentuk dari perlakuan yang diberikan terutama pada pemberian zat pengatur tumbuh BA mampu beregenerasi membentuk tunas dan pucuk baru. Pada perlakuan dengan pemberian BAP kalus yang terbentuk juga mampu membentuk pucuk dan tunas baru tetapi lebih rendah kemampuannya dibandingkan dengan pembentukan kalus dan pucuk dari kalus pada perlakuan BA (Gambar 3). Tabel 2. Respon eksplan Andalas pada tahap multiplikasi dengan berbagai pemberian konsentrasi zat pengatur tumbuh sitokinin (BAP dan BA). No

Perlakuan

Jumlah Pucuk

Jumlah Tunas

1

A. MS(FS) + 2 mg/L BAP

3.17b

6.00b

2

B. MS(FS) + 3 mg/L BAP

1.33c

4.00bc

2.83b

5.17b

5.00a

8.33a

3

C. MS(FS) + 2 mg/L BA D. MS(FS) + 3 mg/L BA

4

Respons pertumbuhan eksplan Daun kecil-kecil, tunas banyak dan kecil, pucuk kecil dan banyak, ketiak daun mengeluarkan tunas baru, kalus beningkuning pucat dan kompak Daun besar, tunas sedikit dan besar, pucuk besar dan sedikit, ketiak daun mengeluarkan tunas baru, kalus bening-putih sampai kuning pucat dan kompak-renyah Daun besar, tunas banyak dan pucuk banyak, tiap ketiak daun mengeluarkan tunas baru, kalus putih bersih dan renyah Daun kecil, tunas banyak dan pucuk banyak, tiap ketiak daun mengeluarkan tunas baru, kalus putih bersih sampai kuning, dan renyah

Chaicharoen dan Akrapanthu (1995) mendapatkan pembentukan kalus Morus alba dengan pemberian BA yang dikombinasikan dengan NAA. Pembentukan tunas dilakukan pada medium dengan penambahan 1 mg/L BA secara tunggal. Setelah dilakukan pengamatan terhadap multiplikasi tunas pada medium MS + 3 mg/L BA diperoleh respon eksplan yang memperlihatkan pembentukan akar pada pangkal batang yang menempel pada médium (Gambar 3F). Aktivitas pertumbuhan pucuk yang cukup tinggi mendorong diproduksinya hormon auksin pada area meristematik pucuk. Selain itu, faktor waktu subkultur pada médium baru yang lama juga ikut mendorong terpacunya pembentukan akar.

A

326

B

C


ISBN 978-602-95471-0-8

D

E

F

Gambar 3. Respon pertumbuhan eksplan morus pada empat perlakuan media multiplikasi tunas dan pucuk; A. MS + 2 mg/L BA, B. MS + 2 mg/L BAP, C. MS + 3 mg/L BA, D. MS + 3 mg/L BAP, E. multiplikasi tunas pada MS + 3 mg/L BA dan F. Pembentukan akar pada médium MS + 3 mg/L BA. KESIMPULAN Berdasarkan penelitian diatas dapat disimpulkan bahwa pemakaian teknik sterilisasi dengan menggunakan chlorox 10% (2-5 menit) diikuti HgCL2 0,1-0,2% (3-6 menit) merupakan teknik sterilisasi terbaik, induksi tunas terbaik pada medium MS full strenght dengan 0,5-1,5 mg/L BAP dan multiplikasi tunas terbaik dengan penambahan 3 mg/L BA. DAFTAR KEPUSTAKAAN Achmad, S. A., N. Aimi, E. L. Ghisalberty, E. H. Hakim, Jasmansyah, L. D. Juliawaty, L. Makmur, Y. Manjang, U. Supratman, Suyanto, R. Tamin, dan A. Yelminda. 2001. Some New Compunds from Indonesian Moraceae. Proceedings, International Seminar on Tropical Rainforest Plants. Padang. 25 hal. Bhatt, I. D., and U. Dhar. 2004. Factors Controlling Micropropagation of Myrica esculenta Buch.-Ham.ex D. Don : a High Value Wild Edible of Kumaun Himalaya. African Journal of Biotechnology 3 (10) : 534-540. Bhau, B. S., and A. K. Wakhlu. 2001. Effect of Genotype, Explant Type and Growth Regulators on Organogenesis in Morus alba. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 66 (1) : 25-29. Chaicharoen, S., and S. Akrapanthu. 1995. In Vitro Plant Regeneration Through Young Leaf Culture In Mulberry (Morus alba var. S54 X Morus alba var. N01). J. Sci. Soc. Thailand 21 : 137-146. Dahlan, S. 1994. Mengenal Morus macroura Miq. Maskot Flora Sumatera Barat. Jurnal Penelitian Andalas 15: 17-20 Habib, A., M. R. Ali, M. N. Amin, and M. M. Rahman. 2003. Clonal Propagation of White Mulberry (Morus alba L.) Using In Vitro Technique. Journal of Biological Sciences 3(12) : 1181-1187. Llyod, G., and B. McCown. 1980. Commercially Feasible Micropropagation of Mountain Laurel, Kalmia latifolia, By Use of Shoot Tip Culture. Intl. Plant Prop. Soc. Proc. 30: 421-427. Mei-Chun, L. 2002. Micropropagation of Morus latifolia Poilet Using Axillary Buds from Mature Trees. Sci. Hortic. 96 (1-4) : 329-341. Murashige, T., and F. Skoog. 1962. A Revised Medium for Rapid Growth and Bio-Assay with Tobacco Tissue Cultures. Physiol. Plant 15: 473-497. Pattnaik, S. K., and P. K. Chand. 1997. Rapid Clonal Propagation of Three Mulberries, Morus cathayana Hemsl., M. lhou Koiz. and M. serrata Roxb., Through In Vitro Culture of Apical Shoot Buds and Nodal Explants from Mature Trees. Plant Cell Reports 16(7) : 503-508. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

327

ISBN 978-602-95471-0-8 Soekamto, N. H., S. A. Achmad, E. L. Ghisalberti, N. Aimi, E. H. Hakim dan Y. M. Syah. 2003. Beberapa Senyawa Fenol dari Tumbuhan Morus macroura Miq. Jurnal Matematika dan Sains 8 (1) : 35-40. Syah, Y.M; Jasmansyah; L.D Juliawaty; Y. Manjang; S.A Achmad; J Blunt; E.L Ghisalberti; E. H. Hakim; L. Makmur; G.B Russel. 1992. Chemistry and Biological Activity of Morus macroura Miq. (Moraceae) A Preliminary Investigation. Seminar on Chemistry of Rain Forest and Their Utilization for Development. Bukittinggi, Indonesia, Oct. 27-29. Vijaya Chitra, D. S., and G. Patmaja. 1999. Clonal Propagation of Mulberry (Morus indica L. cultivar M-5) Through In Vitro Culture of Nodal Explants. Sci. Hortic. 80 (3-4) : 289-298.

328


ISBN 978-602-95471-0-8 VARIASI GENETIKA IKAN NILA DI SUMATERA BARAT Syaifullah, Lusiana Tjandra Jurusan Biologi FMIPA Universitas Andalas ABSTRACT The reseach about The Genetics Variation of Oreochromis niloticus L. in West Sumatera has been done at June to December 2008. The descriptive method was used on electrophoresis of agarose gel to know the variation protein bloods (haemoglobin and blood plasm) bands of O. niloticus GIFT and JICA strain in West Sumatera. The result showed the variation protein bloods bands, in haemoglobin structure bands of protein consists of eleven alleles for strain GIFT from Agam, Padang Pariaman and Solok and four alleles for JICA strain from Sawahlunto Sijunjung, while in blood plasm structure bands of protein consists of eigth alleles for GIFT strain and three alleles for JICA strain. Key Words: isozymes, Orechromis niloticus, haemoglobin, blood plasm

1. PENGANTAR Ikan nila (Oreochromis niloticus) merupakan salah satu jenis ikan yang banyak dibudidayakan diseluruh negara Asia. Ikan tersebut adalah ikan introduksi yang berasal dari Mesir dengan sungai Nil sebagai habitat aslinya. Di Indonesia ikan nila telah menyebar hampir diseluruh perairan tawar dan sungai. Ikan nila didatangkan oleh Pemerintah Indonesia sejak tahun 1969 dari Taiwan (Fatuchri, 2004). Salah satu kegiatan budidaya perikanan di Sumatera Barat adalah budidaya ikan nila strain GIFT dan JICA, di beberapa sentra perikanan darat seperti daerah Kabupaten Agam, Kabupaten Pariaman, Kabupaten Solok dan Kabupaten Sawah Lunto Sijunjung. Dalam waktu tiga tahun terakhir ini, kegiatan budidaya ikan nila tersebut telah diamati dalam suatu bentuk kegiatan Jaringan Genetika Ikan Nila (JGN) Sumatera Barat. Selain ikan nila hasil perbaikan genetik tersebut juga ditemukan ikan nila yang berwarna hitam, biru dan merah. Namun, saat ini keberadaan ikan nila tersebut sudah mengalami persilangan yang “bebas" dimasyarakat, sehingga berdampak terhadap menurunnya mutu ikan nila dengan masa pertumbuhannnya lambat dan bentuk yang tidak seragam. Karakter genetika merupakan karakter yang diturunkan dari generasi ke generasi berikutnya. Apabila terjadi perubahan (mutasi) pada kromosom dapat mengakibatkan perubahan pada tampilan morfologi ikan. Selain itu dengan menggunakan kajian allozyme atau isozyme dapat diketahui perbedaan secara genetik antar/inter spesies dalam/antar populasi. Penurunan mutu ikan nila dapat dipengaruhi oleh pola persilangan. Inbreeding berperan dalam penurunan karakter genetik dari ikan nila yang ada pada masyarakat, sehingga keturunan ikan nila berikutnya mengalami pertumbuhan yang kurang memuaskan. Inbreeding merupakan suatu pola perkawinan yang terjadi pada satu keluarga seperti self fertilisasi, sub-mating, perkawinan antar saudara dan backcross (Hartl and Clark, 1997). 2. TUJUAN Penelitian ini adalah untuk mengetahui variasi genetik (pola pita protein darah) ikan nila strain GIFT dan JICA yang berada di Sumatera Barat. 3. CARA KERJA Penyediaan sampel ikan nila strain GIFT dan JICA sebanyak 10 ekor dari masing-masing lokasi pembudidaya ikan nila di Sumatera Barat yaitu Kabupaten Agam, Kabupaten Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

329

ISBN 978-602-95471-0-8 Padang Pariaman, Kabupaten Solok untuk strain GIFT dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung untuk strain JICA. Pengambilan sampel darah dari bagian jantung dengan menggunakan jarum suntik yang telah diberi EDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic Acid) 10%. Darah sebanyak 1 ml dari masing-masing individu dimasukkan secara terpisah ke tabung eppendorf dan disentrifus dengan kecepatan 6000 rpm selama 15 menit, endapan sel darah merah dibagian bawah dan plasma darah dibagian atasnya. ”Supernatant” yang berupa plasma darah dipisahkan dari endapannya dan disimpan dalam freezer -860C hingga digunakan. Endapan (sel darah merah) dicuci dengan 1 volume larutan 0,85% NaCl. Hemolisat didapatkan dengan menambahkan aquades sebanyak volume darah pada endapan. Biarkan sel darah merah terhemolisa selama 5-10 menit dan kemudian disimpan dalam freezer hingga digunakan. Pada saat akan digunakan sampel disentrifus lagi dengan kecepatan 6000 rpm selama 10 menit. Gel agarose dengan konsentrasi 1,4% untuk haemoglobin dan 2% untuk plasma darah. Larutan penyangga TEB dengan pH 8 untuk plasma darah dan pH 8.6 untuk haemoglobin. Untuk larutan buffer gel pH 8.6. Gel hasil elektroforesis difiksasi selama satu sampai dua jam sambil digoyang, kemudian direndam dengan larutan pewarna coomassie brilliant blue 0,05% selama satu malam. Kelebihan warna pada gel dihilangkan dengan merendam gel dalam larutan asam asetat 7%. Warna akan tetap melekat pada protein sehingga akan terlihat sebagai noda atau pita biru. Analisa data dilakukan dengan mengamati pola pita hemoglobin dan pola protein plasma darah yang terbentuk berdasarkan jumlah dan jarak relatif pita yang terbentuk. Jarak migrasi relatif yang dihitung berdasarkan rumus Rybicki dan Purves (2007) seperti dibawah ini : MR =

JmP 1 x 100 JmP 2

Keterangan: MR = Jarak migrasi relatif; JmP1= Jarak migrasi pada gel; JmP2 =Jarak migrasi penanda dari sumur sampai ke ujung gel 4. Hasil dan Pembahasan Hasil elektroforesis protein haemoglobin darah ikan nila strain GIFT yang berasal dari Kabupaten Agam, Padang Pariaman dan Solok serta ikan nila strain JICA dari Sawahlunto Sijunjung di Sumatera Barat yang diperlihatkan pada Gambar 1, 2 dan 3.

Pita 1

_ Pita 2

+ Strain JICA

Strain GIFT

Gambar 1. Pita protein haemoglobin darah ikan nila pada Kabupaten Agam dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung

330


ISBN 978-602-95471-0-8

_ Pita 1

+

Strain JICA

Strain GIFT

Pita 2

Gambar 2. Pita protein haemoglobin darah ikan nila pada Kabupaten Padang Pariaman dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung

_

+ Strain JICA

Strain GIFT

Gambar 3. Pita protein haemoglobin darah ikan nila pada Kabupaten Solok dan Sawahlunto Sijunjung

Kabupaten

Pada Gambar 1, 2 dan 3 memperlihatkan bahwa migrasi seluruh pita protein haemoglobin ikan nila strain GIFT dan JICA ke arah anoda (elektroda positif). Hasil elektroforesis terhadap sampel ikan nila strain GIFT dan JICA menunjukkan adanya perbedaan jarak migrasi pita protein pada sampel darah ikan nila strain GIFT dari Agam, Padang Pariaman, Solok dan ikan nila strain JICA Sawahlunto Sijunjung yang diduga oleh adanya ketidakstabilan arus listrik selama proses elektroforesis. Kecepatan pergerakan protein untuk bergerak tergantung pada ukuran molekulnya. Kecepatan molekul yang bergerak pada medan listrik tergantung pada muatan, bentuk dan ukuran. Oleh karena itu, standarisasi migrasi pita protein untuk ikan nila strain GIFT dan JICA dari keempat lokasi tersebut tidak dapat digabungkan. Adanya variasi posisi alel setelah proses elektroforesis pada kedua strain ikan nila yang diuji menunjukkan bahwa pola pita protein ikan nila strain GIFT dan JICA bervariasi. Analisis hasil elektroforesis menunjukkan pola pita protein haemoglobin darah pada ikan nila strain GIFT dan JICA masing-masingnya bervariasi, pada Gambar 4, zimogram dari pola pita protein haemoglobin ikan nila strain GIFT dan JICA.


331

ISBN 978-602-95471-0-8

Jarak Migrasi Relatif

120 100

92,31 95,38

Pita 2

80

81,54

61,53 61,53 61,53 64,61 66,15 61,53 61,53 61,53 61,53 64,61

Pita 1

60

92,31

84,61 87,69

96,92 84,61 81,54 86,15

40 20 0

+

0

2

Strain GIFT

4

6

8

10

Strain JICA

12

Sam pel

_

Gambar 4. Zimogram pola pita protein haemoglobin darah ikan nila yang berasal dari Kabupaten Agam dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung.

Haemoglobin yang terseparasi selama proses elektroforesis pada larutan penyangga gel pH 8.6 membentuk dua pola migrasi tipe A dan B, kedua tipe tersebut bermigrasi lambat dengan berat molekul yang besar, sedangkan tipe AB bermigrasi cepat dengan berat molekul yang kecil. Dua pola migrasi tipe lain pada haemoglobin adalah Hb1 dan Hb2 (Kimura, 1975; Mohammed, 2006).


100

88,57 92,85 87,14 91,43 91,43 90

80

87,14 88,57 85,87 88,57

67,14 68,57 68,57 67,14 67,14 67,14 67,14 67,14 64,29 67,14

60

Pita 2

40

Pita 1

20 0 0

2

4

6

8

10

12

Sampel

Strain GIFT

Strain JICA

Gambar 5. Zimogram pola pita protein haemoglobin darah ikan nila yang berasal dari Kabupaten Padang Pariaman dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung

+

332


ISBN 978-602-95471-0-8

+


80 70

72,22

Pita 2

48,61 48,61 45,83 48,61 48,61 51,39 51,39 51,39 51,39 51,39

Pita 1

69,44 69,44 66,67 69,44 69,44 69,44 68,1

69,44

60 50

65,3

40 30 20 10

Strain GIFT

0

_

0

2

4

Strain JICA 6

8

10

12

Sampel

Gambar 6. Zimogram pola pita protein haemoglobin darah ikan nila yang berasal dari Kabupaten Solok dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung

Pada keempat kabupaten pembudidaya ikan nila di Sumatera Barat yaitu Agam, Padang Pariaman, Solok dan Sawahlunto Sijunjung diperoleh hasil dengan variasi pola pita protein pada populasi ikan nila strain GIFT dan JICA dengan pola dimerik pada protein haemoglobin. Pada ikan nila strain GIFT yang berasal dari Agam, Padang Pariaman dan Solok, pola pita protein haemoglobin terlihat sebelas pola pita protein dengan posisi yang berbeda-beda pada kedua pita protein. Sedangkan pada ikan nila strain JICA yang berasal dari Sawahlunto Sijunjung terlihat empat pola pita protein dengan posisi yang sangat bervariasi pada kedua pita protein yang diuji. Analisis Pola Pita Protein Plasma Darah Ikan Nila Strain GIFT dan JICA Hasil elektroforesis protein plasma darah ikan nila strain GIFT yang berasal dari Kabupaten Agam, Kabupaten Padang Pariaman dan Kabupaten Solok serta ikan nila strain JICA dari Kabupaten Sawahlunto Sijunjung di Sumatera Barat ditunjukkan pada gambar 7, 8 dan 9.

Pita 1

_ Strain GIFT

Strain JICA

Gambar 7. Pita protein plasma darah ikan nila pada Kabupaten Agam dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung


333

ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 8. Pita protein plasma darah ikan nila pada Kabupaten Padang Pariaman dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung

Strain GIFT

Strain JICA

Strain GIFT

Strain JICA

Gambar 9. Pita protein plasma darah ikan nila pada Kabupaten Solok dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung


Pada gambar 7, 8 dan 9 terdapat satu pita protein plasma darah yang muncul pada masing-masing origin yang hampir sama migrasinya. Pita protein tersebut merupakan protein monomerik yakni terdapat satu pita protein setiap lokus alelnya. Dari hasil elektroforesis ikan nila strain GIFT dan JICA pada pola pita protein plasma darah bermigrasi kearah katoda (elektroda negatif) dan tidak terlihat variasi pada migrasi. 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

18,75 15,63 15,63

15,63 15,63

12,5

0

18,75 18,75 15,63

12,5

2

4

Strain GIFT

6 Sampel

8

10

12

Strain JICA

+ Gambar 10. Zimogram pola pita protein plasma darah ikan nila yang berasal dari Kabupaten Agam dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung

334


ISBN 978-602-95471-0-8 Analisis migrasi relatif terhadap hasil elektroforesis dari protein plasma darah ikan nila strain GIFT dan JICA menunjukkan satu pita yang muncul dengan jarak migrasi yang berbeda. Pada gambar 10 terdapat tiga pita protein plasma darah yang muncul pada sepuluh individu ikan nila yang diuji secara elektroforesis. Hal ini terlihat pada susunan pita protein plasma darah dari sampel darah yang digunakan, seperti pola pertama pada sampel 1 dan 4 , pola dua pada sampel 2, 3, 5, 6, dan 8 serta pola tiga sampel 7, 9 dan 10. Pola protein yang muncul antara sampel strain GIFT dan strain JICA hampir sama, masing-masing dua pola yaitu pita dengan migrasi 12.50, 15.63 dan 18.75.

30 Jarak Migrasi Relatif

_

25,71 25,71

25 22,86

25,71

22,86

22,86

22,86

22,86

20 15

14,29

14,29

10 5

Strain GIFT

0

+

0

2

Strain JICA

4

6

8

10

12

Sampel

Gambar 11. Zimogram pola pita protein plasma darah ikan nila yang berasal dari Kabupaten Padang Pariaman dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung

30 28,13 25


25

25

21,88 21,88 20

25

25

21,88

18,75 18,75

15 10 5 0 0

2

4

6

8

10

12

Sampel Gambar 12. Zimogram pola pita protein plasma darah ikan nila yang berasal dari Kabupaten Solok dan Kabupaten Sawahlunto Sijunjung

_ Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

335

ISBN 978-602-95471-0-8 Dari hasil elektroforesis yang telah dilakukan ternyata tidak terdapat kesamaan pola pita protein antara individu dari ikan nila strain GIFT yang berasal dari Kabupaten Agam, Kabupaten Padang Pariaman dan Kabupaten Solok dan ikan nila strain JICA yang berasal dari Kabupaten Sawahlunto Sijunjung yang dianalisis terhadap migrasi protein haemoglobin dan protein plasma darah. Ini menunjukkan banyaknya variasi yang muncul sebagai gambaran terhadap masingmasing strain GIFT dan JICA yang tidak lagi murni. Hasil yang diperoleh dari proses elektroforesis tersebut merupakan hasil migrasi pola pita protein yang mewakili individu dari strain GIFT dan JICA dan populasi dari ikan nila sendiri. Dengan demikian, untuk mendapatkan ikan nila yang bermutu baik dan pertumbuhan yang cepat dari strain GIFT dan JICA tidak dapat ditetapkan lagi karena terdapat variasi dari protein haemoglobin dan protein plasma darah pada kedua strain ikan nila tersebut.

5. KESIMPULAN Ikan nila strain GIFT dan JICA terdapat variasi pola migrasi relatif yang terdiri dari sebelas alel untuk ikan nila strain GIFT dan empat alel untuk ikan nila strain JICA pada pola pita protein haemoglobin, sedangkan pada pola pita protein plasma darah adalah delapan alel untuk ikan nila strain GIFT dan tiga alel untuk ikan nila strain JICA.

DAFTAR PUSTAKA Fatuchri, S. 2004. Devisa dari Ikan Nila. Departemen Kelautan dan Perikanan. Jakarta. Kocher, T.D., Lee, W.J.,Sobolewska, H., Penman, D.,dan McAndrew B. , 1998. A Genetic Linkage Map of a Cichlid Fish, the Tilapia (Oreochromis niloticus). Genetics, Vol. 148, 1225-1232, 1998. Macaranas, J.M. 1991. A Practical Laboratory Guide to The Techniques n Methodology of Electrophoresis and It’s Application to Fisheries Management. Fisheries Technology Manual 11: 21 – 24. Macaranas, J. M., N. Taniguchi, M. J. R. Pante, J. B. Capili, and R. S. V. Pullin, 1986 Electrophoretic evidence for extensive hybrid gene introgression into commercial Oreochromis niloticus L. stocks in the Philippines. Aquaculture and Fisheries Management 17:249-258. Hulata, G., G. Wohlfarth, and S. Rothbard, 1983 Progeny-testing selection of tilapia broodstocks producing all-male hybrid progenies (preliminary results). Aquaculture 33:263-268. Tave, D. and R. O. Smitherman, 1980 Predicted response to selection for early growth in Tilapia nilotica.. Trans. Amer. Fish. Soc. 109:439-445.

336


ISBN 978-602-95471-0-8 ESTIMASI LAJU DAN FREKUENSI PEMBERIAN PAKAN PADA IKAN KERAPU BEBEK (Cromileptes altivelis ) DENGAN METODA LAJU PENGOSONGAN LAMBUNG . Tatam Sutarmat Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut Ds.Gondol, Kec. Gerokgak, Kab. Buleleng-Bali Tel. (0362) 92278; Fax. (0362) 92272

ABSTRACT Rate of gastri evacuation methode used to estimation of feeding rate and feeding fequency are based on feeding management for culture of fish. In present study aimed to estimation of feeding rate and feeding frequency of culture hampback grouper. The hampback grouper were cultured in 2x2x2 m3.cage at stocking densities of 200 fishs per m3 with the average body weight 5.2 g. The fish were fed of commercial pellet with feeding frequency 2-3 times per day until satiation. After the average fish were 10,5; 53 g dan 153 g tested the of gastri evacuation rate. The result shows that daily rate of food consumption the hampback grouper average fish 10,5; 53 g dan 153 g were 4,66; 3,54 dan 1,36 % body weight, respectively, The feeding frequencies for hampback grouper are 2 time per day for the fish of 10 to 50g body weight and 1 time per day for the larger fish (> 150 g). Keywords: feeding rate, feeding frequency, gastri evacuation, hampback grouper

PENGANTAR Pada kegiatan budidaya, ketersediaan pakan yang tepat, baik secara kualitas maupun kuantitas, merupakan syarat mutlak untuk mendukung pertumbuhan ikan budidaya, yang pada akhirnya dapat meningkatkan produksi dan mempersingkat masa pemeliharaan. Beberapa pendekatan untuk mengoptimalkan pemamanfaatan pakan, salah satunya adalah evaluasi terhadap proses-proses yang tejadi didalam saluran penceranaan. Saluran pencernaan merupakan organ dalam ikan yang berperan langsung terhadap pemanfaatan pakan. Menurut Hyslop (1980) bahwa kajian mengenai pakan, tingkah laku makan pada ikan melalui pendekatan pengamatan isi lambung menjadi standard yang praktis. Penggunaan metoda laju pengosongan lambung untuk mengestimasi laju pemberian pakan, jumlah pemberian pakan dan dapat digunakan untuk estimasi frekuensi pemberian pakan (Bochansky, A. B., and D. Deibel, 2001). Kecepatan dari proses pengosongan lambung terhadap pakan tergantung pada laju masuknya pakan awal, nilai nutrisi, temperature dan ukuran ikan (Andrews, J.W. and Page, J.W., 1975). Hasil kajian mengenai factor-faktor yang mempengaruhi pengosongan lambung telah dilakukan pada berbagai spesies ikan, dimana laju pengosongan lambung dipengaruhi oleh ukuran ikan (Robinson, E. H., et.al, 1995); (Ishiwata, N., 1968), jumlah pakan (Danakusumah, et al. 1987) dan kualitas pakan (Chua T.E. dan S.K. Teng 1980). Penelitian laju pemberian pakan dan frekuensi pemberian pakan dengan metoda laju pengosongan lambung perlu dilakukan terhadap kerapu bebek, sebab pola dan cara makan setiap jenis ikan berbeda-beda dan memiliki kebutuhan pakan bervariasi. Penelitian ini bertujuan untuk estimasi laju pemberian pakan dan frekuensi pemberian pakan pada budidaya ikan kerapu bebek


337

ISBN 978-602-95471-0-8 BAHAN DAN CARA KERJA Penelitian ini dilakukan dalam keramba jaring apung di Teluk Pegametan, Buleleng Bali. Wadah yang digunakan jaring dengan ukuran 2x2x2 m. Masing-masing jaring ditebar 200 ekor benih ikan kerapu bebek dengan berat rata-rata 5,2 g dan panjang total 7,0 ± 0,74 cm. Pakan yang diberikan selama penelitian adalah pelet komersial dengan kadar protein 50,0%, lemak 10,5%, abu 12,30% dan serat kasar 2,0% dengan frekuensi pemberian pakan 2-3 kali sehari sampai kenyang. Uji laju pengosongan lambung berdasarkan ukuran ikan yang berbeda yaitu pada ukuran setelah bobot tubuh rata-rata 10,5 ± 0,9 g (n= 35), 53 ± 7 g (n=35) dan 153 ± 17 g (n=20). Laju pengosongan lambung dilakukan menggunakan indeks visual terhadap tahapan pencernaan. Uji laju pengosongan pakan dalam lambung pada setiap ukuran dilakukan setelah dipuasakan selama 24 jam diberi pakan pelet sampai kenyang dan dicatat jumlah pakan yang diberikan, dan selanjutnya sesudah 1, 4, 8, 12, 16, 20 dan 24 jam pada ukuran 10 dan 53 g, sedangkan untuk ukuran ikan 153 g adalah 1, 6, 12, 18 dan 24 jam. Sebanyak 5 ekor ikan dimatikan dengan cara dibius dan dibedah ditentukan jumlah pakan dalam lambung. Sisa pakan dalam lambung disimpan dalam freser (-15oC). Dan selajutnya ditentukan kadar airnya dengan pemanasan suhu 105oC selama 2 jam. Jumlah pakan dalam lambung ditimbang dan dihitung dalam % berat kering. Pengumpulan data dan perhitungan Untuk menghitung hubungan antara bobot pakan dan waktu pengosongan labung, dicatat waktu yang dibutuhkan pakan yang sisa dilambung dan ditimbang bobot pakan yang dapat diindetifikasikan. Data bobot pakan dalam penentuan laju pengosongan lambung dihitung dalam bobot rata-rata pakan dalam lambung terhadap bobot tubuh ikan, dimana bobot isi lambung awal ditentukan dalam kekenyangan (in satiasi). Untuk mengetahui estimasi laju pengosongan lambung ditentukan dengan reaksi order pertama dengan persamaa seperti dibawah ini : d [C] /dt = k [C] persamaan ini dintergralkan hasilnya sebagai berikut : Ln [C] = Ln [C]o- kt atau [C] = [C]o e-kt atau k = 1/t Ln ([C]o/[C]) Dimana [C]o = adalah jumlah pakan dalam lambung pada t = 0. Untuk order 1 plot Ln [C] terhadap t merupakan garis lurus. Intersep memberikan jumlah pakan dalam lambung t =0 atau sama dengan laju pemberian pakan harian dan k dapat dihitung dari kemiring grafik sama laju pengosongan lambung (% bw/jam). Waktu paruh ialah sebagian waktu yang dibutuhkan bila separuh pakan dalam lambung dari suatu metabtabolisme adalah (t ½) = 0,69/k. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengamatan jumlah pakan dalam lambung pada ikan kerapu bebek dengan berat tubuh berbeda dapat disajikan pada Gambar. 1. Pada Gambar 1 nampak bahwa jumlah pakan dalam lambung menurun dengan meningkatnya bobot tubuh ikan. Jumlah pakan dalam lambung pada jam pertama nampak ikan kerapu yang bobot rata-rata 10 g, lebih besar berturut turut 53 g dan paling kecil dengan bobot tubuh 153 g Menurut Hyslop (1980), bahwa ikan umumnya setelah dilakukan pemuasaan, pakan yang dicerna pada jam pertama lebih cepat dibandingkan periode pencernaan berikutnya. Proses pengosongan lambung pada jam pertama pada ikan berat lebih besar (153 g) pada jam pertama waktu 338


ISBN 978-602-95471-0-8 pengosongan lambung yang dibutuhkan relatif lebih lama dibandingkan ikan yang berbobot kecil (10 g).

Jumlah pakan dalam lambung (% Bobot tubuh)

4,50

Bobot tubuh 10 g Bobot tubuh 53 g Bobot tubuh 153 g

4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0

4

8

12

16

20

24

Waktu (jam)

Gambar 1. Jumlah pakan dalam lambung pada ikan kerapu bebek dengan ukuran yang berbeda Untuk mengestimasi laju dan frekkensi pemberian pakan harian dengan memplot Ln [C] terhadap t merupakan persamaan garis lurus yang sederhana Ln[C] = Ln[C]o – kt Analisis regresi laju pengosongan pakan dari lambung pada ikan kerapu bebek dengan ukuran berbeda, disajikan pada Tabel 1. Laju percepatan pengosongan lambung (k) untuk ikan yang bobotnya lebih kecil relative lebih cepat dibandingkan ikan yang bobotnya lebih besar. Ukuran tubuh adalah salah satu faktor yang mempengaruhi metabolisme. Hal ini nampak pada kajian dengan menggunakan ikan yang berukuran kecil, dimana akan berespirasi dengan laju yang lebih tinggi per unit bobot tubuh dibandingkan ikan yang lebih besar. Laju pemberian pakan [C]o menurun dengan meningkatnya bobot tubuh ikan. Menurut Danakusumah dan K. Imanishi (1987) pada ikan kerapu lumpur, Epinephelus tauvina (Forskal) bahwa pada ikan berukuran berat rata 103,4 g dan 822,7 g masing-masing tingkat satiasi adalah 14,3% dan 4,6% berat tubuh. Ukuran ikan yang lebih kecil mempunyai laju metabolisme lebih besar dibandingkan pada ukuran ikan yang lebih besar (Lagler, et al., 1977). Tabel1.Analisis regresi laju pengosongan pakan dari lambung pada ikan kerapu bebek. Persamaan garis lurus Ln[C] = Ln[C]o – kt Bobot tubuh (g)

[C]o

k

(% bw)

(%/jam)

10

4,66

- 0,182

0,9747

3,8

53

3,52

- 0,148

0,9693

4,7

153

1,36

- 0,058

0,9905

12,0

R2


t½ (jam)

339

ISBN 978-602-95471-0-8 Laju pemberian pakan nilainya didasarkan atas persentase bobot total atau biomassa ikan yang dikonsumsi pakan tersebut dalam linkungan budidaya. Laju tersebut bervariasi tergantung pada faktor, meliputi jenis ikan, ukuran, tahapan siklus hidup, kandungan gizi dan sistim managemen. Padatabel diatas jenis ikan yang berukuran lebih kecil akan lebih banyak dan sering memakan pakan dari pada ikan yang berukuran yang lebih besar. Laju pemberian pakan yang optimum pada budidaya ikan intensif biasanya diartikan sebagai jumlah pemberian yang mendekati pengenyangan 100 %. Yaitu jumlah total pakan yang dapat dimakan habis dalam sekali pemberian sebelum ikan itu berhenti makan. Jumlah pakan yang dimakan dipengaruhi jumlah pakan yang tesisa didalam lambung, jumlah pakan maksimum akan tercapai jika pakan dalam lambung habis. Pada Tabel 1 ukuran 10; 53 dan 153 g jumlah pakan yang dicerna dalam labung ikan sebanyak 50% (t½ ) masing-masing pada periode 3,8; 4,7 dan 12 jam. Pemberian pakan pada interval waktu 3,8 jam dan 4,7 jam masing-masing adalah 2 kali sehari, sedangkan interval pemberian pakan 12 jam dengan pemberian pakan 1kali sehari. Menurut Sutarmat 2006 bahwa kemampuan maksimal lambung kakap merah untuk memanfaatkan pakan adalah 50% ad libitum dengan frekuensi pemberian pakan 2 kali sehari. karena dalam lambung masih terdapat pakan masih 1,0 % berat badan setelah waktu pemberian pakan berikutnya (8jam). Berdasarkan data-data hasil percobaan ini untuk kerapu bebek yang berukuran 10 sampai 53 gram frekuensi pemberian pakan berdasarkan uji cerna adalah 2 kali sehari, sedangkan untuk ukuran > 153 g adalah 1 kali sehari. Ini sesuai dengan Webster, et al., 2001.melaporkan bahwa pada pemeliharan juvenil sunshine bass Morone chrysops x M. saxatilis (10 – 20 gram) yang dipelihara di jaring keramba sampai panen (300 gram) dengan diberian pakan pelet komersial 2-3 kali sehari mempunyai persentase pertambahan berat, produksi lebih tinggi dibandingkan dengan pemberian pakan 1 kali sehari, 2, 3 hari sekali. KESIMPULAN Laju pemberian pakan pada bobot tubuh ikan kerapu bebek yang berukuran 10; 53 dan 153 g masing-masing adalah 4,66; 3,54 dan 1,36 % berat tubuh ikan. Frekuensi pemberian pakan pada ikan kerapu bebek adalah 2 kali sehari untuk berat tubuh dari 10 sampai 50 g dan 1kali sehari untuk ikan lebih besar (> 150 g). DAFTAR PUSTAKA Bakken, G.S., M.J. Van San, A.J. Lynott, and M.R.Banta. 2005. Predicting small endothermic body temperature from scalp temperature, Journal of Thermal Biology, 30:221-228. Bochansky, A. B., and D. Deibel, 2001. Consequences of model specification for the determination of gut evacuation rate: redefining the linear model. Can. J. Aquat. Sci., 58: 1031-1042. Danakusumah, E. K. Imanishi and K. Sugama 1987. A Preliminary study on rearing of grouper Epinephelus tauvina (Forsskal) in floating net cages,. Jurnal Penelitian Budidaya Pantai , Vol. 3 (1): 62-68. Fange, R, and D.J. Grove 1979. Digestion, pp 162-280. In: W.S. Hoar, D.J. Randall, and J.R. Brett (Eds.), Fish Physiology. Vol. VII, Bioenergetics and Growth Academic Press, New York. Grove, D.J. and C. Crawford, 1980. Correlation between digestion rate and feeding frequency in the stomach less teleost, Blenius pholis L. J. Fish Biol., 19: 63-71.

340


ISBN 978-602-95471-0-8 Hyslop, M.J. 1980. Stomach content analysis; a review of methods and their application. J. Fish. Biol. 17: 411-429. Lagler, K.F., J.E. Bardach, D.R. Mayassino, 1977. Ichthyology second. John Willey & Sons, 506 p. Robinson, E. H., L. E. Jackson, M. H. Li, S. K. Kingsbury, and C. S. Tuker. 1995. Effects of time of feeding on growth of channel catfish. Journal of the World Aquaculture Society 26:320-322. Sharpe, J.B., D.W. Tiemeler, and J. Deyoe, 1969. Effects temperature on the rate of digestion by channel catfish. Prog. Fish. Cult., 31: 131-138. Smith, R.R. 1989. Nutritional Energetics. In: J.E. Halver (Editor), Fish Nutrition, 2nd edn. Academic Press, San Diego, California, pp. 2 – 29. Sutarmat, T 2006. Pengaruh Perbedaan Dosis Pakan Terhadap Pertumbuhan Ikan Kakap Merah (Lutjanus argentimaculatus) dalam Keramba Jaring Apung. Proseding Seminar Nasional Tahun III. Hasil Penelitian Perikanan dan Kelautan. Jurusan Perikanan dan Kelautan UGM. Pp 311-316 Teshima, S. I., A. Kanazawa, and Kawamaura. 1984. Effects of sveral factors on growth of milkfish (Chanus-chanus) fingerlings reared with artificial diets in aquaria. Aquaculture 37:39-50. Webster, C. D., K. R. Thompson, A. M. Morgan, and E. J. Grisby. 2001. Feeding frequency affects grrowth, not fillet composition, of juvenile Sunshine bass. Morone chrysorps x M. saxatilis grown in cages. Journal of the World Aquaculture Society 32:79-88.


341

ISBN 978-602-95471-0-8 POTENSI SELAGINELLA SEBAGAI ANTIOKSIDAN Tatik Chikmawati, Andik Wijayanto, Miftahudin Departemen Biologi, FMIPA Institut Pertanian Bogor, Bogor ABSTRAK Perubahan iklim dan penuruan kualitas lingkungan dapat menyebabkan terjadinya cekaman oksidatif pada manusia. Penggunaan tanaman obat dan sejenisnya sebagai obat herbal antioksidan semakin dibutuhkan. Selaginella atau paku rane sebagai tumbuhan paku-pakuan liar yang melimpah di Indonesia dapat menjadi salah satu alternatif sumber antioksidan yang efektif. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari potensi Selaginella Indonesia sebagai sumber antioksidan. Ekstrak kasar dari S. willdenovii, S. plana dan S. ornata dengan lima konsentrasi yaitu 0, 25, 50, 75 dan 100% diuji kemampuannya secara in vitro dalam menghilangkan radikal hidroksil dan menghambat peroksidasi lipid pada sel hati. Hasil percobaan menunjukkan bahwa ekstrak Selaginella, terutama S. plana, mampu menghilangkan radikal hidroksil sampai 80%. Selain itu, ketiga ekstrak Selaginella juga memiliki kemampuan dalam menghambat reaksi peroksidasi lipid. Semakin tinggi konsetransi ekstrak, semakin tinggi kemampuan dalam menghambat peroksidasi lipid. Kemampuan terbaik dalam penghambatan peroksidasi lipid ditunjukkan oleh ekstrak S. plana yang mampu menghambat peroksidasi lipid sampai 40%. Secara umum dapat disimpulkan bahwa ekstrak Selaginella, terutama S. plana yang tumbuh melimpah di Indonesia, sangat berpotensi sebagai sumber antioksidan. Kata kunci: Selaginella, antioksidan, radikal hidroksil, peroksidasi lipid

PENGANTAR Dewasa ini kebutuhan obat semakin meningkat dengan semakin beragamnya jenis penyakit yang diderita oleh masyarakat. Penggunaan obat alternatif, seperti tumbuhan obat, untuk pengobatan tradisional semakin meningkat dengan semakin mahalnya harga obat-obat sintetik dan biaya perawatan di rumah sakit serta dengan turunnya kemampuan ekonomi masyarakat akibat krisis ekonomi yang berkepanjangan. Dengan semakin cepatnya penurunan kualitas lingkungan hidup, manusia terus menerus dihadapkan pada lingkungan yang tercemar, radiasi ultra violet yang tinggi dan bahan-bahan polutan dan radikal lain yang dapat menyebabkan stres oksidatif (oxidative stress). Hal ini akan dapat menimbulkan berbagai penyakit degeneratif yang dapat membahayakan kesehatan manusia. Untuk menangkal stres tersebut diperlukan bahan antioksidan yang tidak murah harganya. Pemanfaatan tumbuhan obat sebagai antioksidan tradisional sudah mulai banyak dilakukan. Oleh karena itu perlu dicari jenis-jenis tumbuhan yang berpotensi sebagai bahan baku untuk anti oksidan. Indonesia merupakan salah satu pusat biodiversitas di dunia dan memiliki berbagai jenis tumbuhan yang dapat digunakan sebagai obat tradisional. Selaginella, salah satu marga tumbuhan paku-pakuan, dapat digunakan sebagai tumbuhan obat tradisional untuk berbagai jenis penyakit, termasuk diantaranya sebagai anti oksidan (Dalimartha 2004). Di Indonesia tumbuhan dari marga Selaginella ini belum banyak dieksplorasi, dikaji secara ilmiah, dan diekspos sebagai tanaman obat tradisional. Meskipun sebenarnya masyarakat sudah menggunakannya untuk perawatan maupun pengobatan penyakit tertentu. Selama ini diketahui hanya satu jenis Selaginella, yaitu S. doederleinii Hieron, yang diketahui sebagai tanaman obat tradisional di Indonesia (Republika Online 2005). Akan tetapi jenis ini hanya ditemukan di China. Penelitian ini merupakan kajian

342


ISBN 978-602-95471-0-8 ilmiah jenis Selaginella yang banyak ditemukan secara liar di Indonesia sebagai antioksidan. TUJUAN Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari hubungan antara kandungan bahan aktif dari tiga jenis Selaginella yang tumbuh melimpah di Indonesia dengan kegunaannya sebagai anti oksidan. CARA KERJA Identifikasi Bahan Aktif. Identifikasi bahan aktif meliputi dua kegiatan yaitu analisis kualitatif bahan aktif dan identifikasi biflavonoid. Analisis bahan aktif dimulai dengan penyiapan ekstrak Selaginella mengikuti prosedur Gayathri et al. (2005). Seluruh bagian tumbuhan dikeringkan dan dihaluskan hingga menjadi tepung, kemudian diekstrak dengan dua jenis pelarut, alkohol dan heksan. Keberadaan alkaloid, fenolik, steroid, dan hidrokuinon pada ekstrak dianalisis secara kualitatif dengan uji fitokimia dan khromatografi lapis tipis, sedangkan identitas flavonoid dianalisis dengan HPLC menggunakan internal standar amentoflavon (Harborne 1987, de Oliveira et al. (2002). Uji Peroksidasi Lipid. Untuk menguji penghambatan peroksida lipid oleh ekstrak Selaginella, peroksidasi lipid diuji dengan sistem Fe2+ - askorbat (Gayatri et al., 2005). Kandungan peroksida lipid diukur sebagai senyawa asam tiobarbiturat yang terukur dengan metode dari Okhawa et al. (1976). Persen penghambatan dari pembentukan peroksida lipid ditentukan dengan cara membandingkan hasil dari contoh yang diberi dan tidak diberi perlakuan. Uji Aktifitas Penghilangan Radikal Hidroksil. Aktivitas penghilangan radikal hidroksil diuji dengan penghambatan ekstrak Selaginella terhadap produksi radikal hidroksil yang dihasilkan dari reaksi F2SO4 dengan H2O2. Tahapan pengujian adalah sebagai berikut: pertama mencampur semua bahan yang terdiri dari 60 µl FeSO4 1.0 mM, 90 µl 1,10-phenanthroline 1mM, 2.4 ml bufer phosphat 0.2 M (pH 5), 1.5 ml ekstrak (0, 25, 50, 75, 100 µg/ml), solution ditambah dengan150 µl H2O2 0.17 M, selanjutnya diinkubasi 37oC, selama 20 menit, dan absorbansi dengan λ 510 nm. Penghitungan penghambatan produksi radikal bebas menggunakan rumus berikut: % Inhibition = [(A1-A0) / A0 × 100], dengan A0 adalah absorban kontrol dan A1 sebagai absorban perlakuan. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengujian fitokimia menunjukkan bahwa tiga spesies yang diuji mengandung senyawa alkaloid, flavonoid, saponin, steroid, dan sebagian besar mengandung tanin, tetapi tidak mengandung hidroquinon (Tabel 1). Hal ini mengindikasikan bahwa senyawa flavonoid yang berpotensi sebagai antioksidan dan antikanker kemungkinan bisa dijumpai pada paling tidak satu spesies Selaginella. Verifikasi pengujian fitokimia dengan analisis kromatografi lapis tipis (KLT) menunjukkan bahwa jenis pelarut berpengaruh terhadap hasil analisis. Analisis KLT untuk alkaloid menunjukkan bahwa pelarut heksan mampu mengekstraksi alkaloid dari semua spesies Selaginella yang diuji, sedangkan ekstraksi menggunakan etanol tidak mampu mengekstraksi alkaloid. Hal ini menunjukkan bahwa pelarut heksan lebih sesuai untuk mengekstrak alkaloid dari Selaginella. Flavonoid ditemukan pada semua spesies, dan pelarut etanol lebih baik untuk mengekstraksi flavonoid dari pada pelarut heksan. Tanin ditemukan hanya pada S. ornata (Tabel 1), sedangkan saponin ditemukan pada semua spesies dengan jumlah tertinggi pada S. willdenovii. Steroid juga ditemukan pada semua spesies. Analisis KLT menunjukkan bahwa pelarut heksan lebih sesuai untuk mengekstrak steroid dibanding pelarut etanol (Tabel 2). Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

343

ISBN 978-602-95471-0-8

N o 1 2 3

No

1 2 3 1 2 3 1 2 3

Tabel 1 Hasil Uji Fitokimia Selaginella Spesies AlkaFenolat loid Flavonoid Tanin S. ornata + + + S. plana + + S. willdenowii + + Keterangan: + = ada, - = tidak ada Tabel 2 Hasil Uji KLT Nama Spesies Alkaloid S. ornata S. plana S. wildenowii Flavonoid S. ornata S. plana S. wildenowii Steroid S. ornata S. plana S. wildenowii

Pelarut Heksana Status rf

Saponin + + ++

Steroid

Hidroquinon

+ ++ +

Pelarut Etanol Status Rf

+ + +

0.65 0.65 & 0.80 0.65& 0.80

-

-

+ + +

0.73 0.73 & 0.91 0.91

+ + +

0.09 & 0.26 0.09 & 0.26 0.09 & 0.26

-

-

+ + +

0.95 0.95 0.95

-

Tabel 3 Nama spesies, asal sampel, berat simplisia, prosentase ekstrak dan konsentrasi amentoflavon Nama Asal Sampel Berat Berat Ekstrak Konsentrasi Spesies simplisia Ekstrak (%) Amentoflavo (g) (g) n (ppm) S. ornata Cibodas 16,79 1,43 8,51 Tt S. plana Gunung Lawu 18,37 1,37 7,47 Tt S. willdenovii Cangkuang 19,40 2,76 14,22 2,46 Keterangan: Tt= tidak terukur Secara umum hasil identifikasi bahan aktif dari ekstrak Selaginella telah memberikan gambaran bahwa Selaginella memiliki potensi yang cukup besar sebagai sumber bahan aktif (metabolit sekunder), terutama flavonoid, yang berpotensi sebagai anti oksidan. Hasil analisis ekstrak Selaginella lebih lanjut dengan HPLC menunjukkan kandungan bahan aktif tertinggi ditemukan pada S. willdenovii. Hasil identifikasi flavonoid dalam ekstrak spesies ini menunjukkan kadar amentoflavon 2,46 ppm, sedangkan identitas flavonoid dari S. ornata dan S. plana belum diketahui (Tabel 3). Oleh karena itu masih diperlukan standar lain untuk mengetahuinya. Hasil ini menunjukkan bahwa lebih dari satu spesies Selaginella yang berasal dari Indonesia yang berpotensi sebagai antioksidan.

344


ISBN 978-602-95471-0-8 Kemampuan ekstrak kasar dari Selaginella dalam menghilangkan radikal bebas diuji dengan cara menggunakan berbagai konsentrasi ekstrak kasar untuk menghilangkan radikal bebas yang dilepaskan dari reaksi Fenton. Uji ini diawali dengan optimasi inkubasi. Semakin lama waktu inkubasi (0-30 menit), nilai % penghilangan radikal hidroksil juga semakin tinggi (Gambar 1).

Gambar 1. Nilai rata-rata % penghilangan radikal hidroksil pada inkubasi 5, 10, 15, 20, 25, dan 30 menit. Hasil percobaan menunjukkan bahwa faktor spesies dan konsentrasi mempunyai pengaruh yang nyata terhadap penghilangan radikal hidroksil dan terdapat interaksi antara keduanya. Ketiga spesies Selaginella yang diuji menunjukkan kemampuan menghilangkan radikal bebas dengan tingkat yang berbeda-beda (Gambar 2). Kemampuan ini meningkat sejalan dengan meningkatnya konsentrasi ekstrak yang digunakan. Selaginella ornata dan S. willdenovii memiliki kemampuan menghilangkan radikal bebas pada tingkat yang relatif sama, sedangkan S. plana memiliki kemampuan menghilangkan radikal bebas lebih tinggi dibanding kedua jenis Selaginella tersebut. Bahkan pada konsentrasi ekstrak di atas 75%, ekstrak S. plana mampu menghilangkan radikal bebas sebesar 98.98 %. Ekstrak S. willdenovii memiliki aktivitas penghilangan radikal hidroksil terendah, yaitu pada kisaran nilai 0.51 sampai 50.00 %. Diikuti S. ornata dengan aktivitas penghilangan radikal hidroksil yang lebih tinggi daripada S. willdenovii, yaitu pada kisaran nilai 24.49 sampai 61.23 (Gambar 2). Hasil ini menunjukkan bahwa dari jenis-jenis Selaginella yang ditemukan di Indonesia, khususnya Pulau Jawa terdapat jenis yang memiliki kemampuan sebagai antioksidan dengan kemampuan yang melebihi kemampuan S. willdenovii yang selama ini telah diketahui sebagai sumber antioksidan.


345

ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 2. Nilai % penghilangan radikal hidroksil S. willdenovii, S. ornata, dan S. plana pada konsentrasi 0, 25, 50,75, dan 100 µg/ml. Dalam uji peroksidasi lipid, hasil menunjukkan kecenderungan yang serupa dengan uji penghilangan radikal bebas. Ketiga spesies cenderung meningkat kemampuannya dalam menghambat peroksidasi lipid dengan meningkatnya konsentrasi ekstrak sampai 75%, dan S. plana memperlihatkan kemampuan penghambatan yang lebih besar dibandingkan dua spesies lain yang diuji (Gambar 3). Akan tetapi dengan konsentrasi 100% pengaruh penghambatan S. plana menurun sedangkan pengaruh S. ornata dan S. willdenovii masing maningkat. Hasil ini menunjukkan bahwa spesies Selaginella mampu menghambat peroksida lipid, dan kemampuan masing-masing spesies Selaginella dalam menghambat peroksida lipid bervariasi. Hasil uji peroksidasi lipid mendukung hasil uji penghilangan radikal bebas. Dengan hasil ini, dapat disimpulkan bahwa Selaginella yang berasal dari Indonesia memiliki potensi yang besar sebagai antioksidan, dan untuk efisiensi pemakaian ekstrak dan hasil terbaik, konsentrasi 75 µg/ml dari S. plana adalah yang terbaik.

Gambar 3. Konsentrasi ekstrak Selaginella (%) dan % penghambatan peroksidasi lipid. Kemampuan Selaginella sebagai antioksidan dipengaruhi oleh senyawa metabolit sekunder yang terkandung didalamnya dan metabolit utama pada Selaginella adalah biflavonoid (Seigler 1998). Biflavonoid merupakan dimer flavonoid yang dibentuk dari dua unit flavon atau dimer campuran flavon dengan flavonon (DNP 1992). Biflavonoid efektif dalam penghilangan radikal hidroksil, radikal peroksil, dan anion superoksida (Packer & Cadenas 2002). Senyawa biflavonoid berperan sebagai antioksidan (Martens

346


ISBN 978-602-95471-0-8 & Mithofer 2005). Potensi antioksidan senyawa biflavonoid diperkirakan disebabkan oleh pelepasan atom hidrogen yang terdapat pada gugus hidroksil (-OH). Radikal bebas berikatan dengan atom hidrogen tersebut sehingga energi aktivitasnya berkurang (Gurr et al 2002). Hal ini dapat mencegah atau memperlambat terjadinya penuaan dini dan berbagai penyakit yang disebabkan cekaman oksidatif (Rose et al 1982) KESIMPULAN Selaginella plana, S. ornata, dan S. willdenovii mengandung senyawa alkaloid, flavonoid, saponin, steroid, tetapi tidak mengandung hidroquinon. Bobot ekstraksi dari seluruh spesies berkisar antara 7.47-14.22%% dari berat kering tumbuhan, kandungan bahan aktif tertinggi ditemukan pada S. willdenovii berupa amentoflavon sebesar 2.46 ppm. Ketiga spesies Selaginella yang diuji memiliki kemampuan menghilangkan radikal bebas dan menghambat peroksidasi lipid dengan tingkat yang berbeda-beda, dan kemampuannya meningkat sejalan dengan meningkatnya konsentrasi ekstrak yang digunakan. Selaginella plana memiliki kemampuan menghilangkan radikal bebas dan peroksidasi lipid tertinggi, dan pada konsentrasi ekstrak di atas 75%, ekstrak S. plana dari P. Jawa mampu menghilangkan radikal bebas sampai di atas 80%. Hasil penelitian ini menunjukkan Selaginella memiliki potensi tinggi sebagai antioksidan. Dari ketiga ekstrak tersebut, S. plana merupakan spesies yang paling berpotensi sebagai antioksidan diikuti S. ornata dan S. willdenovii. UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Projek Penelitian Fundamental, Ditjen DIKTI, Depdiknas yang telah membiayai seluruh penelitian ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak antara lain Pusat Penelitian Biofarmaka IPB, Pusat Penelitian PUSPITEK LIPI, Serpong yang telah membantu sehingga penelitian ini dapat berjalan dengan baik. DAFTAR PUSTAKA Dalimartha S. 2004. Atlas Tumbuhan Obat Jilid 1. Trubus Agriwidya. Jakarta. 120p. de Oliveira MCC, MG de Carvalho, CJ da Silva, and AA Werle. 2002. New biflavonoid and other constituents from Luxemburgia nobilis (EICHL) DNP. 1992. Dictionary of Natural Products. New York: Chapman and Hall. Gayathri V, Asha VV, and Subramoniam A. 2005. Preliminary studies on the immunomodulatory and antioxidant properties of Selaginella species. Indian J. Phar 2005;37:381-385. Gurr MI, Harwood JL, dan Frayn KN. 2002. Lipid Biochemistry 5th edition. UK: Blackwell Science. Martens S dan Mithofer A. 2005. Flavones and flavones synthases. J Phytochem 66:23992407. Okhawa H, N Ohishi, and K Yagi. 1976. Assay for lipid peroxides in animal tissue by thiobarbutric acid reaction. Anal Biochem 95:351-8. Packer L dan Cadenas E, editor. 2002. Handbook of Antioxidant 2nd edition. New York: Marcel Dekker Inc. Republika Online 2005 . 25 Januari 2005. http://www.republika.co.id Rose WM, Creighton MO, Stewart DHPJ, Sanwal M, dan Trevithick GR. 1982. In vivo effects of vitamin E on cataractogenesis in diabetic rats. Canadian J Opht. 17:6166 Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

347

ISBN 978-602-95471-0-8 Karakterisasi dan Identifikasi Keragaman Genetika pada Jatropha curcas L. dari Beberapa Daerah di Indonesia dengan marker DNA AFLP Teuku Tajuddin, Andreas Agustian, Wa Ode Hamsinah Bolu, Devit Purwoko, Retno Lestari, and Wahyu Purbowasito Balai Pengkajian Bioteknologi, BPPT Kawasan Puspiptek Gd. 630, Serpong, Tangerang 15314 Telepon: 021-756 3120; Fax: 021-756 0208 ABSTRACT Development of bio-fuel in Indonesian became an alternative solution that has to be considered, which fit to our condition, since we have many bio-resources with huge biodiversity of plant producing oil. One of the potential plants is Jatropha curcas L. This plant contains about 20 – 35 % oil in its seed. Up to now, the cultivation of Jatropha curcas in Indonesia is limited by the lack of high quality clones. There is massive variation in seed yield capacity and oil concentration in the seeds among the seedling used for cultivation or plantation. The high quality clones, especially in high seed yield and oil content, are needed in order to increase the production of vegetable oil. In order to identify and characterize some of the potential plants which were already collected from many places, genetics variation based on AFLP markers were studied. The plants were collected from Padang, Tangerang, Purwakarta, Gunung Kidul, Kendari, Kupang, Merauke, and Jayapura. Initial research was carried out in Biotech Center, BPPT Serpong since April 2007. AFLP marker analysis was performed by ligating DNA adapters to the ends of restriction fragments of EcoRI and MseI, followed by amplification with adapterhomologous primers. The selectively amplified samples were loaded on polyacrylamide gels for separating DNA fragments, and then were visualized by silver staining. As the results, 16 combinations of AFLP primers were used for selective amplification, a total of 123 specific bands (in average 15 alleles) were scored from 8 parental genotypes. Based on the cluster analysis of those alleles, the genetic diversity of all parental genotypes clearly showed two major groups of Jatropha, and another species, rubber plant (Hevea brasiliensis), away from the groups. Keywords: AFLP, Genetic diversity, Jatropha curcas, Marker assisted breeding

348


ISBN 978-602-95471-0-8 INTERAKSI ANTARA DOSIS FUNGI MIKORIZA ARBUSKULA TERHADAP PERTUMBUHAN, KUANTITAS DAN KUALITAS HASIL TIGA KULTIVAR KEDELAI. Tien Turmuktini Faperta Unwim - Kopertis Wil IV Jabar ABSTRACT The objective of this experiment is to study the interaction between several dosages of arbuscula mychoryzha fungi (AMF) in inceptisols soil Jatinangor on growth, quantity and quality yield of three soybean cultivar. An experiment was carried out at experimental field of Winaya Mukti University, in 2008 for four month. Randomized Block Design (RBD) with factorial pattern was used and three times repetitions. The first factor was AMF dosage consisted of: 0, 10, 20, 30 g plant-1. The second factors was soybean cultivar consisted of: Orba, Ijen and Baluran .The results of this experiment showed that : There was interactions between dosage of AMF and soybean cultivar on the growth (number of leave at 35 DAP and 42 DAP). The application of 10 mg and 20 g plant-1 AMF showed the highest leave number at Orba cultivar, while the application of AM Fungi 30 g plant-1 showed the highest leave number at Baluran cultivar at 35 DAP and 42 DAP, but there was no interactions on root node number and shoot root ratio, quantity and quality yield of soybeans. Key words: AMF, Soybean, inceptisols, growth, quantity and quality yield.

PENDAHULUAN Inceptisol merupakan ordo tanah ketiga terluas di Indonesia setelah Ultisol dan Histosol. Luas order tanah ini mencapai 17.160.000 ha yang tersebar Sumatera, Jawa Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur dan Bali, kecuali beberapa pulau di Nusa Tenggara dan Maluku Selatan (Pusat Penelitian Tanah, 1992). Pada umumnya tanah Inceptisol memiliki pH tanah masam sampai sangat masam (pH 4,5 sampai 6,5) kemasaman tanah akan berpengaruh pada ketersediaan hara mikro. Tanah Inceptisol memiliki KTK yang sangat rendah, tanah ini kadar unsur hara terutama P rendah dan organiknya cukup rendah, sedang produktivitas tanahnya dari sedang sampai tinggi (Goeswono Soepardi. 1983). Tanah ini memerlukan input yang memadai.maka selain melalui pemupukan sebagai usaha penyediaan unsur P bagi tanaman dapat juga dilakukan dengan cara biologi yaitu memanfaatkan kemampuan fungi mikoriza. Menurut Mosse (1991), Simarmata (2005), Simarmata dan Tachro (2005), Trisilawati dan Yusron (2008) dari beberapa penelitian yang telah dilakukan terbukti bahwa penyerapan P oleh tanaman dapat ditingkatkan melalui infeksi fungi mikoriza arbuskular (FMA) pada akar tanaman. Fungi ini dapat melakukan simbiosa antara jamur dengan perakaran tanaman yang memiliki sejumlah peran terhadap pertumbuhan tanaman dan perbaikan lingkungan tanaman,seperti fosfat yang tertambat di dalam molekul tanah akan dimanfaatkan dengan baik oleh tanaman, hal ini dimungkinkan karena akar tanaman yang bermikoriza mampu mengeksplorasi butir tanah sekaligus menyerap fosfat yang tersisa dari pemupukan sebelumnya melalui miselia yang hidup di luar akar tanaman. Selain dapat meningkatkan serapan unsur hara P, keuntungan lain yang didapat dari pemberian FMA adalah peningkatan kapasitas tanaman dalam menyerap unsur hara lainnya selain P, menyerap air, peningkatan ketahanan terhadap kekeringan, melindungi tanaman dari keracunan logam berat, sebagai kontrol biologis, serangan patogen akar serta dapat membantu pertumbuhan tanaman pada kondisi tanah yang minim unsur hara. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

349

ISBN 978-602-95471-0-8 Pemenuhan kebutuhan akan kedelai cenderung meningkat seiring dengan meningkatnya jumlah penduduk dan perubahan pola konsumsi. Produksi kedelai nasional pada tahun 2007 sebesar 962.962 ton biji kering dengan luas lahan mencapai 740.740 ha atau rata-rata sebesar 1,3 ton/ha (Antara News, 2008). Hasil ini perlu ditingkatkan mengingat kebutuhan kedelai dalam negeri rata-rata 2 juta ton per tahun, sehingga untuk memenuhi itu harus mengimpor 0,7 juta ton yang berakibat menghilangkan devisa negara mencapai Rp 3 triliun per tahun. Impor kedelai terbesar berasal dari Amerika Serikat, karena kebutuhan dalam negeri terus meningkat seiring dengan perkembangan industri pangan (Muhklizar Mulkan, 2006). Kegiatan pengembangan kedelai merupakan suatu mata rantai kegiatan yang harus dilaksanakan secara terpadu, terkoordinasi sinergis mulai dari hulu sampai hilir yang melibatkan banyak instansi terkait. Salah satu upaya dalam menangani masalah tersebut adalah dengan membudidayakan kultivar kedelai yang memiliki daya hasil yang tinggi dan memperbaiki kesuburan tanah (Adisarwanto, 2005). Kultivar unggul yang memiliki potensi hasil yang tinggi dapat merupakan pilihan untuk meningkatkan hasil tanaman kedelai, seperti kultivar Orba yang memiliki potensi hasil 1,50 ton/ha, kultivar Baluran dengan potensi hasil 3,50 ton/ha dan kultivar Ijen yang memiliki potensi hasil 2,49 ton/ha (Suhatina, 2003 dalam Adisarwanto, 2005). Dengan penggunaan kultivar unggul tersebut diharapkan hasil tanaman kedelai dapat lebih meningkat. Pemberian FMA pada prinsipnya adalah mengoptimalkan potensi sumberdaya hayati. Metoda ini teknologinya cukup sederhana juga relatif murah, aman dipakai serta berperan aktif dalam siklus unsur hara dan memperbaiki status kesuburan tanah. Pengaplikasin FMA diharapkan dapat meningkatkan hasil tanaman kedelai. Respon tanaman terhadap pemberian fungi mikoriza berbeda-beda tergantung kepada sifat genetis tanaman, oleh karena itu penelitian untuk mengetahui interaksi FMA dengan berbagai dosis terhadap jumlah daun, jumlah bintil akar, nisbah pupus akar dan hasil dari kultivar kedelai Orba, Ijen dan Baluran menjadi perlu dilakukan. Tujuan dan Kegunaan Penelitian Untuk mengetahui interaksi antara FMA dengan berbagai dosis pada tanah inceptisols Jatinangor terhadap pertumbuhan kuantitas dan kualitas hasil pada kultivar kedelai Orba, Ijen dan Baluran. Kegunaannya adalah untuk dijadikan bahan acuan dalam budidaya kedelai dengan memanfaatkan FMA pada tanah inceptisols. METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat Percobaan Percobaan dilaksanakan bulan Mei sampai Agustus 2008 di Kebun Percobaan Universitas Winaya Mukti Sumedang. Bahan dan Alat Percobaan Bahan yang digunakan adalah benih 3 kultivar kedelai, yaitu Orba, Ijen dan Baluran. Tanah Inceptisols Jatinangor ( tanah bertekstur liat dengan pH 5,50 yang termasuk kategori masam. Kandungan C organik 1,69%, N total 0,15%, P2O5 Bray I 2,02 ppm, K+ 0,23 me/100 g dan Na+ 0,12 me/100 g yang tergolong rendah sampai sangat rendah. Nilai C/N 11, KTK dan Ca2+ 6,93 me/100 g yang tergolong sedang, tetapi K2O HCl 25% dan Mg2+ 3,17 me/100 g, serta kejenuhan basa tergolong tinggi sampai sangat tinggi), pupuk kandang, Urea, SP-36 ,KCl, inokulan FMA spesies Glomus sp dan Gigaspora sp pestisida Furadan 3G, Curacron 35 EC, Dithane M-45 80 WP. Alatalatnya meliputi alat-alat laboratorium dan lapangan serta alat tulis.

350


ISBN 978-602-95471-0-8 Rancangan Percobaan Rancangan lingkungan yang digunakan adalah Rancangan Acak Kelompok (RAK) pola faktorial yang terdiri dari dua faktor dan diulang tiga kali. Rancangan Perlakuan : terdiri atas dua faktor yaitu : Faktor I dosis FMA (D) yaitu: d0 : 0 g tan-1 , d1 : 10 g tan-1 , d2 : 20 g tan-1 , d3 : 30 g tan-1 Faktor II kultivar kedelai (K) yaitu :k1 : Orba, k2: Ijen, k3 : Baluran. Rancangan Respon dilakukan terhadap : 1. pertumbuhan tanaman (jumlah daun pertanaman,jumlah bintil akar dan nisbah pupus akar), 2. kuantitas hasil ( jumlah polong isi pertanaman, jmlah bijibiji pertanaman) dan 3. kualitas hasil ( bobot 50 butir biji). Rancangan analisis Pada hasil pengamatan di analisis dengan menggunakan Model linier dari Rancangan Acak Kelompok pola faktorial : Xhij = µ + rh + di + kj + (dk) ij + ∈hij Dimana : = Nilai pengamatan pada (ulangan) ke-h, dosis FMA taraf ke-i dan Xhij kultivar kedelai pada taraf ke-j µ = Nilai rata-rata umum rh = Pengaruh ulangan ke-h = Pengaruh faktor dosis FMA taraf ke-i di kj = Pengaruh kultivar kedelai taraf ke-j (dk)ij = Pengaruh interaksi faktor D taraf ke-i dengan faktor K taraf ke-j ∈hij = Pengaruh galat perlakuan faktor D taraf ke-i dengan faktor K taraf ke-j dan ulangan ke-h Jika F hitung lebih besar dari F tabel menandakan keragaman nyata. Untuk mengetahui perbedaan antara perlakuan, maka dilakukan uji lanjutan dengan Uji Jarak Berganda Duncan pada taraf nyata 5 % Pelaksanaan Percobaan Persiapan media dilakukan sterilisasi tanah dengan menggunakan drum pengukus selama 12 jam lalu didinginkan. Tiap perlakuan diulang 3 kali sehingga terdapat 36 plot perlakuan. Pada setiap plot terdiri dari 7 polibeg sehingga jumlah polibeg untuk seluruh percobaan adalah 252 polibeg Setiap polibeg diisi sebanyak 8 kg tanah dan diberi FMA sesuai dengan perlakuan Setiap lubang ditanami 4 butir biji yang dipelihara 2 tanaman, sebelumnya lubang diberi Furadan 3G dengan dosis 0,2 g/polibeg untuk mencegah serangan lalat bibit.Di lapangan dilakukan penyulaman, penjarangan, penyiraman, pemupukan Urea, SP-36 dan KCl dengan takaran masing-masing 100 kg/ha. Kebutuhan pupuk untuk tiap polibegnya sebanyak 0,45 g Urea, 0,45 g SP-36 dan KCl. Pupuk diberikan seluruhnya pada saat tanam, dilakukan juga penyiangan gulma dan pengendalian hama (Curacron 35 EC dengan konsentrasi 2 mL L-1 larutan) dan penyakit (Dithane M-45 80 WP dengan konsentrasi 2 g L-1 larutan). Panen dilakukan pada saat daun tanaman kedelai sudah menguning, batang mengering, polong sudah berwarna coklat tua, bila ditekan dengan jari biji tidak pecah.


351

ISBN 978-602-95471-0-8 HASIL DAN PEMBAHASAN PERTUMBUHAN : Hasil pengamatan dan analisis statistik ternyata menunjukkan adanya interaksi antara FMA berbagai dosis dan kultivar kedelai terhadap jumlah daun per tanaman pada umur 35 HST dan 42 HST ( Tabel 1 dan 2), namun tidak menunjukkan adanya interaksi terhadap jumlah bintil akar dan Nisbah Pupus Akar per tanaman. Pengaruh mandiri dari masing-masing perlakuan disajikan pada Tabel 3. 1. Jumlah Daun per Tanaman Tabel 1. Interaksi FMA dan Kultivar Kedelai terhadap Jumlah Daun per tanaman pada Umur 35 HST Kultivar Kedelai (K) Takaran FMA k1 (Orba) k2 (Ijen) k3 (Baluran) d0 ( 0 g tan-1) 8,33 a 6,08 a 6,42 a B A A -1 d1 ( 10 g tan ) 11,75 b 6,83 a 6,58 a B A A -1 d2 ( 20 g tan ) 10,17 ab 7,08 a 7,33 a B A A -1 d3 ( 30 g tan ) 9,00 a 7,08 a 10,42 b B A B Keterangan : Angka rata-rata perlakuan yang ditandai huruf kecil yang sama (arah lajur) dan huruf kapital yang sama (arah baris) berbeda tidak nyata menurut Uji Jarak Berganda Duncan pada taraf nyata 5%. Tabel 2. Interaksi FMA dan Kultivar Kedelai terhadap Jumlah Daun per Tanaman pada Umur 42 HST Kultivar Kedelai (K) Takaran FMA k1 (Orba) k2 (Ijen) k3 (Baluran) d0 ( 0 g tan-1) 8,83 a 8,83 a 9,42 ab A A A d1 ( 10 g tan-1) 12,92 b 8,75 a 8,67 a B A A d2 ( 20 g tan-1) 12,25 b 9,33 a 9,75 ab B A A d3 ( 30 g tan-1) 10,58 ab 8,75 a 11,25 b AB A B Keterangan : Angka rata-rata perlakuan yang ditandai huruf kecil yang sama (arah lajur) dan huruf kapital yang sama (arah baris) berbeda tidak nyata menurut Uji Jarak Berganda Duncan pada taraf nyata 5%. 2. Jumlah Bintil Akar dan Nisbah Pupus Akar per Tanaman Tabel 3. Pengaruh Dosis FMA dan Kultivar Kedelai terhadap Jumlah Bintil Akar dan Nisbah Pupus Akar per Tanaman. Taraf Jumlah Bintil Akar (buah) Nisbah Pupus Akar FMA: d0 ( 0 g tan-1 ) 17,22 b 2,00 a d1 ( 10 g tan-1) 21,44 b 1,88 a d2 ( 20 g tan-1 ) 16,11 ab 2,00 a 352


ISBN 978-602-95471-0-8 d3 ( 30 g tan-1 ) Kultivar kedelai : k1 ( Orba) k2 ( Ijen) k3 ( Baluran)

Keterangan :

9,89 a

1,77 a

17,42 a 14,75 a 16,83 a

2,00 a 1,91 a 1,84 a

Angka rata-rata perlakuan yang ditandai huruf yang sama pada setiap kolom yang sama berbeda tidak nyata menurut Uji Jarak Berganda Duncan pada taraf 5 %.

Tabel 1. memperlihatkan bahwa pada taraf d0, d1 dan d2, taraf k1 menunjukkan jumlah daun terbanyak yang berbeda nyata dengan taraf k2 dan k3. Sedang pada taraf d3, taraf k1 dan k3 berbeda nyata dengan taraf k2, tetapi antara taraf k1 dan k3 menunjukkan perbedaan yang tidak nyata. Pada taraf kultivar Orba (k1), taraf d1 menunjukkan jumlah daun per tanaman yang lebih banyak dan berbeda nyata dengan taraf d0 dan d3, tetapi berbeda tidak nyata dengan taraf d2. Pada taraf k2, berbagai perlakuan dosis FMA menunjukkan perbedaan yang tidak nyata. Pada taraf k3, taraf d3 menunjukkan jumlah daun per tanaman terbanyak yang berbeda nyata dengan perlakuan lainnya. Tabel 2. memperlihatkan bahwa pada taraf d0, berbagai taraf kultivar kedelai menunjukkan perbedaan yang tidak nyata terhadap jumlah daun per tanaman pada umur 42 HST. Pada taraf d1 dan d2, taraf k1 menunjukkan jumlah daun terbanyak yang berbeda nyata dengan taraf k2 dan k3. Sedang pada taraf d3, taraf k3 berbeda nyata dengan taraf k2, tetapi berbeda tidak nyata dengan taraf k1.Pada taraf kultivar Orba (k1), taraf d1 dan d2 menunjukkan jumlah daun per tanaman yang lebih banyak dan berbeda nyata dengan taraf d0, tetapi berbeda tidak nyata dengan taraf d3. Pada taraf k2, berbagai perlakuan takaran mikoriza menunjukkan perbedaan yang tidak nyata. Pada taraf k3, taraf d3 menunjukkan jumlah daun per tanaman yang lebih banyak dan berbeda nyata dengan taraf d1, tetapi berbeda tidak nyata dengan taraf d0 dan d2. Tabel 3. memperlihatkan bahwa pemberian FMA menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap jumlah bintil akar per tanaman, taraf d0 dan d1 berbeda nyata dengan taraf d3, tetapi berbeda tidak nyata dengan taraf d2, namun pada nisbah pupus akar tidak memberikan pengaruh. Kultivar kedelai menunjukkan pengaruh yang tidak nyata terhadap pengamatan jumlah bintil akar dan nisbah pupus akar per tanaman, di mana taraf k1, k2 dan k3 menunjukkan perbedaan yang tidak nyata. II. KUANTITAS dan KUALITAS HASIL Dari hasil analisis statistik ternyata tidak terjadi interaksi antara dosis FMA dan kultivar kedelai terhadap kuantitas hasil (jumlah polong isi per tanaman, jumlah biji per tanaman dan bobot biji per tanaman) dan kualitas hasil (bobot 50 biji). Pengaruh mandiri dari masing-masing perlakuan disajikan pada Tabel 4, 5 dan 6 1.Jumlah Polong Isi per Tanaman dan Jumlah Biji per Tanaman Tabel 4. Pengaruh Dosis FMA dan Kultivar Kedelai terhadap Jumlah Polong Isi per Tanaman dan Jumlah Biji per Tanaman Taraf Jumlah Polong Jumlah Biji/Tanaman Isi/Tanaman (buah) (mg) FMA : d0 ( 0 g tan-1) 19,53 a 34,17 a d1 ( 10 g tan-1) Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

353

ISBN 978-602-95471-0-8 d2 ( 20 g tan-1) d3 ( 30 g tan-1 )

21,81 a 24,17 a 22,14 a

52,50 a 48,43 a 33,71 a

Kultivar kedelai : k1 ( Orba) 19,06 a 36,92 a k2 ( Ijen) 30,51 b 50,47 a k3 ( Baluran) 16,16 a 39,22 a Keterangan : Angka rata-rata perlakuan yang ditandai huruf yang sama pada setiap kolom yang sama berbeda tidak nyata menurut Uji Jarak Berganda Duncan pada taraf 5 %. 2. Bobot Biji per Tanaman Tabel 5. Pengaruh Dosis FMA dan Kultivar Kedelai terhadap Bobot Biji per Tanaman Perlakuan Bobot Biji per Tanaman (g) FMA : d0 ( 0 g tan-1) 4,57 a d1 ( 10 g tan-1) 5,70 a d2 ( 20 g tan-1) 5,92 a d3 ( 30 g tan-1) 5,68 a Kultivar kedelai : k1 ( Orba) 4,60 a k2 ( Ijen) 7,30 b k3 ( Baluran) 4,50 a Keterangan : Angka rata-rata perlakuan yang ditandai huruf yang sama pada setiap kolom yang sama berbeda tidak nyata menurut Uji Jarak Berganda Duncan pada taraf 5 %. 3. Bobot 50 Butir Biji Kedelai Tabel 6. Pengaruh Dosis FMA dan Kultivar Kedelai terhadap Bobot 50 Butir Biji Perlakuan Bobot 50 Butir Biji (g) FMA : d0 ( 0 g tan-1 ) 6,78 a d1 ( 10 g tan-1 ) 7,18 a d2 ( 20 g tan-1) 7,42 a d3 ( 30 g tan-1) 7,57 a Kultivar kedelai : k1 ( Orba) 6,94 a k2 ( Ijen) 6,62 a k3 ( Baluran) 8,15 b Keterangan : Angka rata-rata perlakuan yang ditandai huruf yang sama pada setiap kolom yang sama berbeda tidak nyata menurut Uji Jarak Berganda Duncan pada taraf 5 %. Tabel 4, 5 dan 6 merperlihatkan bahwa FMA menunjukkan pengaruh yang tidak nyata terhadap kuantitas dan kualitas hasil (jumlah polong isi dan jumlah biji per tanaman serta bobot 50 butir biji. Kultivar kedelai menunjukkan pengaruh nyata terhadap kuantitas hasil ( jumlah polong isi dan bobot biji per tanaman, tetapi berpengaruh tidak nyata 354


ISBN 978-602-95471-0-8 terhadap jumlah biji per tanaman) demikian juga pada kualitas hasil (bobot 50 butir biji) berpengaruh nyata. Kultivar Ijen (k2) menunjukkan kuantitas yang tinggi (jumlah polong isi dan bobot biji per tanaman), sedangkan kualitas hasil yang tinggi diperlihatkan pada kultivar Baluran (k3) menunjukkan bobot 50 butir biji tertinggi yang berbeda nyata dengan kultivar lainnya. Tabel 1 dan 2, menunjukkan terjadi interaksi antara dosis FMA dan kultivar pada jumlah daun per tanaman pada umur 35 HST dan 42 HST, diketahui bahwa kultivar Orba (k1) yang disertai dengan pemberian FMA 10 g dan 20 g tan-1 (d1 dan d2) memberikan jumlah daun tper tanaman terbanyak, sedangkan untuk kultivar Baluran (k3) memberikan jumlah daun terbanyak pada FMA 30 g tan-1 (d3) pada umur 35 HST dan 42 HST. Pemberian FMA yang berpengaruh terhadap kultivar Orba dan Baluran (k1 dan k3) diduga karena adanya perbedaan sifat genetik tanaman yang memiliki kemampuan berbeda terhadap proses simbiosis akar tanaman dengan FMA. Menurut Yadi Setiadi (1989) bentuk simbiosis antara cendawan (myces) dan perakaran (rhiza) tanaman adalah simibiosis mutualisme. Adanya bentuk asosiasi antara cendawan mikoriza dan akar memberikan suatu keuntungan kepada tanaman inang (host) dan sebaliknya cendawan memperoleh karbohidrat dan faktor pertumbuhan lainnya dari tanaman inang. Pasaribu (1992) menyimpulkan efektivitas FMA sangat bergantung pada kemampuan FMA berasosiasi dengan akar secara cepat melalui penyebaran hifa di daerah perakaran yaitu diawali dengan perkecambahan spora atau pertumbuhan hifa dan diakhiri dengan terinfeksinya akar. Menurut Marschner (1992), bahwa FMA yang menginfeksi sistem perakaran tanaman inang yang memproduksi jalinan hifa secara intensif, sehingga tanaman bermikoriza akan mampu meningkatkan kapasitasnya dalam menyerap unsur hara dan air. Dosis FMA 10 g dan 20 g tan-1 (d1 dan d2) pada kultivar Orba memberikan jumlah daun per tanaman terbanyak, sedangkan untuk kultivar Baluran (k3) memberikan jumlah daun terbanyak pada dosis 30 g tan-1 (d3) pada umur 35 HST dan 42 HST. Perbedaan takaran yang diberikan pada kedua kultivar menunjukkan bahwa respon tanaman terhadap simbiosis lebih dipengaruhi oleh sifat genetik tanaman. Menurut Abimanyu (1993) ada perbedaan keragaman daya gabung dalam simbiosis kedelai dengan FMA. Diversitas genetik yang terlalu sempit, baik pada kultivar kedelai maupun pada strain FMA dapat mengakibatkan tidak adanya spesifisitas dalam simbiosis kedelai dengan FMA. Untuk mengatasi hal tersebut dapat diatasi dengan menambah jumlah kultivar tanaman kedelai maupun strain FMA yang memiliki daya gabung sama, sehingga simbiosis FMA dengan akar tanaman kedelai dapat berlangsung. Tabel 3,4,5 dan 6 menunjukkan bahwa kultivar kedelai yang disertai FMA tidak terjadi interaksi terhadap jumlah bintil akar per tanaman dan nisbah pupus akar, jumlah polong isi per tanaman, jumlah biji per tanaman dan bobot biji pertanaman serta bobot 50 butir biji. Namun demikian pemberian FMA secara mandiri hanya memberikan pengaruh yang nyata terhadap jumlah bintil akar per tanaman, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap nisbah pupus akar, jumlah polong isi per tanaman, jumlah biji per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 50 butir biji kedelai. Berbagai dosis FMA tidak pengaruh terhadap pengamatan pertumbuhan, kuantitas dan dan kualitas hasil tanaman kedelai menunjukkan bahwa FMA yang diberikan menunjukkan pertumbuhan dan hasil yang sama dengan tanpa pemberian FMA. Beberapa faktor yang menyebabkan tidak adanya pengaruh pemberian FMA adalah : 1) jumlah propagul spora mikoriza yang tidak cukup untuk menginfeksi akar, 2) tersedianya mikoriza endogen di dalam tanah, sehingga pemberian FMA dari luar tidak lagi berpengaruh, 3) kondisi lingkungan yang ekstrim (salinitas tanah, ariditas tanah dan kondisi iklim yang ekstrim) dan 4) kandungan unsur hara yang rendah dalam Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

355

ISBN 978-602-95471-0-8 tanah (Sri Wilarso Budi, 2000). Ketidakefektifan pemberian mikoriza juga dapat disebabkan ketidakmampuan FMA dalam menginfeksi akar tanaman kedelai.. . Pengaruh yang nyata pada pengamatan jumlah bintil akar dikarenakan pengaruh yang saling menguatkan (sinergis) antara FMA dan bakteri Rhizobium yang membentuk nodula akar pada tanaman kedelai (Iwan Sasli, 2003). Pemberian FMA sampai batas tertentu akan meningkatkan bintil akar karena fungsi FMA dapat menghasilkan hormon yang dibutuhkan oleh tanaman untuk membantu dalam penyerapan air dan unsur hara yang lebih banyak. Dengan demikian karbohidrat yang dihasilkan cukup besar, sehingga mampu memberikan energi bagi perkembangan bakteri Rhizobium untuk pembentukan bintil akar pada tanaman kedelai. Menurut Tabel 3 perkembangan bintil akar yang paling dan sama baik ditunjukkan pada dosis FMA 0, 10 dan 20 g tan-1, tetapi pada takaran 20 dan 30 g tan-1 berbeda nyata, sedangkan pada takaran 30 g tan-1 jumlah bintil akar pada tanaman kedelai menurun. Penurunan jumlah bintil akar pada dosis FMA 30 g tan-1 disebabkan dengan semakin tingginya dosis FMA yang diberikan di duga disebabkan kompetisi antara FMA dengan akar tanaman dan Rhizobium terhadap perolehan unsur hara akan semakin besar. Menurut Sri Wilarso Budi (2000) pemberian FMA tidak akan meningkatkan ketersediaan unsur hara di dalam tanahn P, karena pemberian FMA ini hanyalah mengandung spora FMA yang dapat berasosiasi dengan akar tanaman inangnya. Hubungan simbiosis antara mikoriza dan akar tanaman tidak hanya dapat saling menguntungkan (bersifat positif/mutualis), tetapi juga berpengaruh negatif. Sesuai dengan pendapat Iwan Sasli (2003) bahwa hubungan kerja yang dihasilkan dapat bersifat positif (mutualis), netral, ataupun negatif (parasitik). Lebih lanjut dinyatakan pula bahwa sstem simbiosis tidak akan berlangsung jika FMA kekurangan nutrisi dan faktor tumbuh lainnya. Dari penyataan tersebut penurunan jumlah bintil akar mungkin bukan disebabkan oleh kemampuan FMA yang tidak mampu meningkatkan kesuburan tanah, tetapi diduga sebagai akibat ketersediaan unsur hara N, P dan K yang rendah pada media tanam kedelai. Dari hasil analisis tanah dapat diketahui bahwa kandungan unsur hara N, P dan K adalah rendah . Oleh karena itu dengan tidak terpenuhinya kebutuhan tanaman akan unsur hara N, P dan K sebagai akibat ketersediaan unsur hara yang rendah disertai dengan perubahan sifat asosiatif menjadi parasitik pada FMA menyebabkan pertumbuhan,kuantitas dan kualitas hasil tanaman kedelai tidak mengalami peningkatan. Tabel 3 dan 4 Menunjukkan bahwa Kultivar kedelai tidak menunjukkan pengaruh yang nyata terhadap pertumbuhan tanaman (jumlah bintil akar pertanaman dan nisbah pupus akar), kuantitas (jumlah biji pertanaman), namun berpengaruh terhadap jumlah polong isi per tanaman, bobot biji per tanaman dan bobot 50 butir biji (Tabel 4, 5, dan 6). Hal ini menunjukkan bahwa berbagai kultivar yang dicobakan memiliki karakter genetik yang berbeda-beda yang diturunkan oleh tetua-tetuanya. Pengamatan jumlah bintil akar ternyata berbagai kultivar tidak menunjukkan pengaruh yang nyata. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pembentukan bintil akar kurang dipengaruhi oleh kultivar tetapi lebih dipengaruhi oleh faktor lingkungan tempat tumbuh tanaman, seperti ketersediaan Rhizobium sp. Hal ini sesuai dengan pendapat Adisarwanto dan Rini Wudianto (1999) pembentukan bintil akar pada tanaman kedelai sangat tergantung dari ketersediaan bakteri Rhizobium sp. Oleh karena setiap kultivar memiliki kemampuan yang sama untuk bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium maka akar tanaman kedelai dapat membentuk bintil akar dengan jumlah dan bobot yang sama pada setiap kultivar tanaman kedelai yang dicobakan..

356


ISBN 978-602-95471-0-8 Pada pengamatan bobot 50 butir biji ternyata kultivar Baluran menunjukkan bobot 50 butir biji tertinggi yang berbeda nyata dibandingkan kultivar lainnya. Bobot 50 butir biji yang lebih tinggi ini disebabkan kultivar Baluran memiliki ukuran biji per butir yang lebih besar dibandingkan kultivar lainnya. Menurut penelitian Ismail dan Suryatna Effendi (1985) ukuran biji merupakan karakter kualitatif yang penurunannya diatur oleh satu atau dua gen (simple gen), sedangkan umur berbunga, luas permukaan daun, tinggi tanaman, kandungan protein dan minyak, serta hasil merupakan karakter kuantitatif yang penurunannya diatur oleh banyak gen (polygen). Menurut Knight (1979) pengaruh faktor lingkungan lebih besar terhadap karakter kuantitatif dibandingkan terhadap kualitatif. Dengan demikian ukuran biji lebih besar dipengaruhi oleh sifat genetik sedangkan pengaruh faktor lingkungan terhadap perkembangan biji relatif kecil. Bobot biji per tanaman tertinggi dihasilkan oleh kultivar Ijen yang berbeda nyata dengan perlakuan lainnya (Tabel 5). Bobot biji per tanaman yang lebih tinggi ini disebabkan oleh kemampuan kultivar Ijen yang mampu menghasilkan jumlah polong isi per tanaman yang lebih banyak (Tabel 4), sehingga bobot biji per tanaman yang dihasilkan menjadi lebih tinggi dibandingkan perlakuan lainnya. Kultivar Baluran meskipun memiliki bobot 50 butir biji tertinggi dibandingkan perlakuan lainnya, tetapi pada pengamatan bobot biji per tanaman menunjukkan hasil yang lebih rendah dan berbeda tidak nyata dengan kultivar Orba. Hal ini disebabkan kultivar Baluran kurang tahan terhadap penyakit karat daun di lokasi percobaan.Penyakit karat daun menyebabkan daun tanaman menjadi berbercak-bercak coklat terutama pada bagian bawah daun. Pada perkembangan selanjutnya bercak ini berubah warna menjadi cokelat tua atau kemerahan seperti karat besi. Penyakit ini menyerang tanaman mulai tumbuh sampai membentuk polong. Akibat serangan adalah tidak berfungsinya daun pada proses fotosintesis sehingga fotosintat yang ditranslokasikan ke dalam biji menjadi rendah. Menurut Adisarwanto dan Rini Wudianto (1999) serangan penyakit karat daun akan mengakibatkan penurunan hasil 20-80%. Semenjak adanya gejala serangan penyakit tersebut dilakukan penyemprotan fungisida Dithane M-45 dengan konsentrasi 2 g/L larutan, namun serangan penyakit tersebut tetap ada terutama pada kultivar Baluran meskipun intensitas serangannya rendah dan tidak menyebabkan kematian pada tanaman. Hal ini disebabkan kultivar Baluran sangat rentan terhadap penyakit karat daun. Kultivar Orba meskipun toleran terhadap penyakit karat daun dan berukuran biji yang lebih besar dibandingkan dengan Ijen tetapi bobot biji kering per tanaman lebih rendah. Hal ini disebabkan oleh kultivar Orba kurang mampu beradaptasi dengan lingkungan tempat percobaan. Hal ini tampak dari waktu pembungaan yang lebih lambat. Waktu pembungaan kultivar Orba adalah pada umur 38 HST, sedangkan menurut Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan (2000) bahwa umur berbunga kultivar Orba adalah 35 HST. Lambatnya pembungaan ini disebabkan oleh kultivar Orba yang kurang mampu beradaptasi di lingkungan tempat percobaan. kultivar Orba juga menghasilkan jumlah biji yang lebih sedikit dibandingkan kultivar Ijen, sehingga bobot biji per tanaman menjadi lebih rendah. Konversi bobot biji per tanaman dalam satuan hektar dengan menggunakan jarak tanam 25 cm x 25 cm dan jumlah tanaman sebanyak 2 tanaman/lubang, tampak bahwa kultivar Ijen yang menghasilkan 7,30 g/tanaman akan menghasilkan 2.34 ton/ha lebih tinggi dibandingkan deskripsi 2,15 ton/ha. Sedangkan hasil kultivar Orba adalah 1,47 ton/ha dan Baluran 1,14 ton/ha, hasil tersebut lebih rendah dari potensi hasil kedua kultivar sebanyak 2.5-3.5 ton/ha (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, 2000). Keadaan memperkuat dugaan bahwa kultivar Orba dan Baluran kurang mampu Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

357

ISBN 978-602-95471-0-8 beradaptasi dengan lingkungan tempat percobaan sehingga tidak mampu memberikan hasil yang maksimal. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Terjadi interaksi antara FMA dengan kultivar kedelai terhadap pertumbuhan (jumlah daun umur 35 HST dan 42 HST). Pemberian FMA dosis 10 mg dan 20 mg tan-1 memberikan jumlah daun yang tertinggi pada kultivar Orba, sedangkan pemberian FMA 30 mg tan-1 menghasilkan jumlah daun tertinggi pada kultivar Baluran pada umur 35 HST dan 42 HST, tetapi pada jumlah bintil akar , nisbah pupus akar, kualitas dan kuantitas hasil kedelai tidak terjadi interaksi. Saran Untuk mendapatkan informasi yang lebih luas disarankan agar dilakukan penelitian pada tanah sejenis dengan menggunakan kultivar yang berbeda atau takaran mikoriza yang beragam. DAFTAR PUSTAKA Abimanyu, D.N. 1993. Strategi Produksi Inokulum Mikoriza Arbuskular Bebas Patogen. Sekolah Pasca Sarjana/S3, Institut Pertanian Bogor, [email protected]. Adisarwanto. T. 2005. Kedelai Budidaya dengan Pemupukan yang Efektif dan Pengoptimalan Peran Bintil Akar. Seri Agribisnis. Penebar Swadaya. Jakarta. Adisarwanto, T dan Rini Wudianto. 1999. Meningkatkan Hasil Panen Kedelai Di Lahan Sawah, Kering, Pasang Surut. Penebar Swadaya, Jakarta. Antara News. 2008. Produksi dan Impor Kedelai Indonesia Tahun 2007. Webmaster. Antaranews.go.id. Auge, N.S. 2001. Biofertilizers in Agriculture. Oxford dan IBH Publishing Co., New Delhi. Bearden, E.T. and R.E. Petersen, 2000. Mechanism of Drought Resistance in Pterocarpus indicus enhanced by inoculation with VA mycorriza and Rhizobium. Biotrop Spec. Publ.No56 : 131-137. Biology and Biotechnology of Mycorrhizae. Bethlenfalvay, G.J., M.S. Brown and R.s. Pocusvisky. 1992. Parasitic and Mutualistic Assosiations Between a Mycorrhyzal Fungus and Soybean. Development of The host Plant. Pytopatology; 72 : 884 – 893. Bolan, N.S. 1991. A Critical Review on the Role of Mycorrhizal Fungi in the Uptake of Phosporus by plants. Plant and Soil. 134; 189 – 207. Brundett M, N Bougher, B dell, T Grove and N Malajezuk, 1996. Working With Mycorrhizes in Forestry and Agriculture. Monograph. ACIAR. 32 : 374. Direktorat Jenderal Pertanian Tanaman Pangan. 1990. Penyediaan Benih Kedelai. Badan Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, Jakarta. Goeswono Soepardi. 1983. Sifat dan Ciri Tanah. IPB. Bogor. Ismail, I.G. dan Suryatna Effendi. 1985. Pertanaman Kedelai pada Lahan Kering. Puslitbangtan, Bogor. Iwan Sasli. 2003. Peranan Mikoriza Vesikula Arbuskula (MVA) dalam Peningkatan Resistensi Tanaman terhadap Cekaman Kekeringan. Sekolah Pasca Sarjana / S3 Institut Pertanian Bogor, [email protected]. Knight, R. 1979. Plant Breeding. Australian Vice Chancellor Commitee, Australia. Manjunath, A., D.J. Bagyaraj & G.h.s, Gorda. 1984. Dual Inoculation With VA Mycorrhiza and Rhizobium is benefical to leuncaena. Plant and Soil 78: 445 – 448.

358


ISBN 978-602-95471-0-8 Marschner, H. 1992. Mineral Nutrition in Higher Plants. Academic Prss Harcourt Brace Jovanovich Publishers. London Orlando Sandiego New York Austin Boston Sydney Tokyo Toronto. Morton, J.B. and G.L. Benny. 1990. Revised Classification of Arbuscular Mycorrhizae Fungi (Zygomycetes) : A New Order, Glomales, Two Suborders, Glomineae abd Gigasporineae and Two New Families Acaulosporaceae with an Emendation of Glomaceae, 37 : 471-491. Mosse, B. 1991. Vesikular-Arbuskular Mycorrhyzal Reseaach for Tropical Agricultural. Library for Conggres Cataloging in Publication Data. Herts. England. Mukhlizar Mulkan. 2006. Indonesia Masih Impor Kedelai Kedelai 1,2 Juta Ton. Agromania. Minggu, 06 Agustus 2006 - 01:57 wib, Copyright. http://groups.yahoo.com/group/ agromania.Kompas Group. Newsham, A.M., K.B. Sanon , R. Doponnois, and J. Dexheimer, 1995. Growth Response of Afselia africana Sm. Seedlings to Ectomycorrhizal Inoculation in a NutrientDeficient Soil. Mycorrhiza J. 9/2 : 91-95. Pasaribu, Novianti Sumartin, Sumrno, Yati Supriati, asti Saraswati dan Syarifuddin Karama. 1989. Penelitian Rhizobium di Indonesia. Makalah Seminar Lokakarya Penelitian Nitrogen Secara Hayati pada Produksi Kacang-kacangan, Bogor. Purwono dan Heni Purnamawati. 2007. Budidaya 8 Jenis Tanaman Pangan Unggul. Penebar Swadaya. Jakarta. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. 2000. Deskripsi Tanaman Kedelai Kultivar Orba. Bogor. Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan. 1993. Deskripsi Tanaman Kedelai Kultivar Ijen. Bogor. Pusat Penelitian Tanah. 1992. Peta Tanah Bagan Indonesia. Hasil Pengukuran Planimeter. Pusat Penelitian Tanah, Bogor. Rahmat Rukmana dan Yuyun Yuniarsih. 2001. Kedelai Budidaya dan Pasca Panen. Kanisius. Yogyakarta. SK. Menteri Pertanian No.275/Kpts/TP.240/10/2001 Tanggal 15 April 2002. Deskripsi Tanaman Kedelai Kultivar Baluran. Jakarta. Simarmata,T dan Tachro.2005. Derajat infeksi, serapan P, jumlah Bintil dan Hasil Dua Kultivar Kacang Tanah (arachis hypogeal L.) yang diberi inokulasi Cendawan Mikoriza arbuskula (Glomus fasciculatum dan Gigaspora margarita ) pada Inceptisols di Jatinangor. Bionatura, Vol 7, No. 2 : 137 – 145 Simarmata, T. 2005. Kontribusi Cendawan Mikoriza Arbuskula dan Kompos dalam Meningkatkan Hasil Tanaman Tomat (Lycopersicon esculentum Mill) pada inseptisols di Jatinangor. Agrisains, Vol 5 : 148 – 155. Simmons, K.Y., D. Jordan, and McDonald, 1993. Effect of Phosphate-Solubilizing Bacteria and Vesicular-Arbuscular Mycorrhizae on Tomato Growth and Soil Microbial Activity. Biol. Fertil. Soils 26 : 79-87. Smith, E., H.K. Kehri, and D.J. Bagyaraj, 1995. Agricultural Intensification, Soil Biodeversity and Agro-Ecosystem Function in The Tropics : The Role of Mycorrhiza in Crops and Trees. Applied Soil Ecology 6 : 77-85. Sri Wilarso Budi. 2000. Interaksi Positif Antara Cendawan Mikoriza Arbuskula (CMA) dengan Mikroorganisme Tanah. Jurusan Manajemen Hutan, Fakultas Kehutanan IPB, Bogor. Sylva, R. and F. Chellemi, 2001. Influence of Arbuscular Mycorrhizae and Phosphorus fertilization on growth, nodulation an N2 fixation (15N) in Medicago sativa at four salinity level. Biol. Fertil. Soils 24 : 81-86.


359

ISBN 978-602-95471-0-8 Taylor, R.S., R.L. Franson, and G.J. Bethlenfalvay, 1995. Separation of Arbuscular Mycorrhizal Fungus and Root Effect on Soil Aggregation. Soil Sci. Soc. Am. J. 57 : 77-81. Yadi Setiadi, 1991. Aplikasi Mikroba Tanah Sebagai Salah Satu Terapan dalam Bioteknologi Kehutanan. Disampaikan dalam Rangka Penataran Dosen PTS dalam Bidang Rekayasa Genetik Bioteknologi. Tanggal 28 Juli – 3 Agustus 1991. IPB Bogor.

360


ISBN 978-602-95471-0-8 PREDIKSI STRUKTUR SEKUNDER PEPC PADA TUMBUHAN LIDAH BUAYA Tigor Nauli Pusat Penelitian Informatika, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia Kompleks LIPI, Jalan Cisitu, Sangkuriang, Bandung 40135 Tel. (022) 2504711, Fax. (022) 2504712, e-mail: [email protected] ABSTRACT One of the major theoretical methods for predicting the structure of proteins is the comparative modeling. The method exploits the fact that evolutionarily related proteins with similar sequences have similar structures. The principal idea is to model the protein of unknown structure on the template of a sequence homologue of known structure. Using the amino acid sequence translated from phospho-enolpyruvate carboxylase (PEPC) gene from a plant called Aloe vera, it was searched the Protein Data Bank for homology. The sequence has 2 hits to the database with E values of less than 0.0001. The longest matching being a 280 amino acid overlaps with a lyase, with an E-value of 4e-67. The target sequence, which comprises of 364 amino acid residues, was a mainly alpha helix structure with a few arrangements of short beta sheets. The secondary structure of Aloe vera PEPC has 16 helical segments and five beta sheets. Q3 (prediction accuracy) is 72.9% for the consensus method. This application of bioinformatics could be applied to other plants, in order to identify the functional genes or proteins, which possibly causing medicinal benefits. Keywords: Aloe vera, PEPC, secondary structure, structure prediction

PENGANTAR Secara tradisional, tumbuhan lidah buaya (Aloe vera) biasa digunakan untuk mencegah kerontokan dan berguna untuk menjaga kesehatan rambut. Getah batangnya dapat dimanfaatkan sebagai obat pencahar. Porsi terbesar dari tumbuhan lidah buaya adalah air (96 %). Tumbuhan ini juga mengandung vitamin B1, B2, B6, C, niasinamida, aloektin B, saponin, antrakuinon, kholin, enzim glikoprotein, dan 18 asam amino (Perry, 1980). Pada tumbuhan CAM (Crassulacean acid metabolism) ini, pemisahan diel dalam proses karboksilasi yang dibantu oleh PEPC (phosphoenolpyruvate carboxylase) akan mengoptimalkan kerja fotosintesis dan perolehan karbon dalam kondisi kekeringan. CAM adalah mekanisme penimbunan CO2 yang mengandalkan enzim PEPC untuk menangkap CO2 respirasi dan atmosfir pada malam hari. Stimulasi pengambilan CO2 melalui PEPC pada malam hari dan subuh ditentukan oleh perubahan aktivitas PEPC kinase yang dikendalikan pada tingkat ekpresi gen (Hartwell et al., 1999). Struktur-struktur rumit tiga dimensi dari protein seperti PEPC dapat dinyatakan dalam enam tingkatan struktur, yaitu primer, sekunder, super-sekunder, domain, tersier, dan kuaterner. Hirarki dari struktur protein pada setiap tingkatan ditandai oleh jenis kekuatan susunannya dan komposisi komponen-komponen pada tingkatan sebelumnya. Struktur primer protein merupakan susunan kimia dari rantai polipeptida, yaitu sekuen residu asam amino yang saling terkait oleh ikatan peptida. Struktur sekunder protein memperlihatkan tekukan, yang disebabkan oleh terjadinya ikatan hidrogen antara gugus karbonil dan imida pada rantai.


361

ISBN 978-602-95471-0-8 Terdapat tiga jenis struktur sekunder protein, yaitu alpha helix, beta sheet dan turn. Sedangkan untuk komponen yang tidak dapat dikelompokan sebagai salah satu dari ketiga jenis struktur itu, biasa disebut sebagai “random coil”. Alpha helix merupakan konformasi terbanyak yang ditemukan pada protein globular, yaitu sekitar sepertiga dari seluruh residu yang ada. Panjang rata-rata sebuah alpha helix adalah 10 residu. Struktur sekunder dari sebuah protein sangatlah menarik untuk diketahui meskipun ia tidak mungkin ditentukan secara eksperimen. Namun sejumlah besar penelitian dapat meyakinkan bahwa konformasi dari protein globular ditentukan oleh sekuen asam aminonya. Sedemikian pentingnya hubungan antara sekuen asam amino dan konformasi tiga-dimensi protein, sehingga hubungan itu disebut juga sebagai paruh kedua dari kode genetik (Solovyev et al., 1994) Ada tiga metoda teoritik untuk memprediksi struktur protein, yaitu pembandingan model (comparative modelling), pengenalan tekukan (fold recognition), dan prediksi ab initio. Pada pendekatan ab initio, dihitung perkiraan bentuk struktur tigadimensi protein sebenarnya, berdasarkan deduksi terhadap sekuen-sekuen asam aminonya. Sedangkan pada metoda pengenalan tekukan protein, akan dicari kemiripan struktur 3D protein berdasarkan kemiripan pada sekuennya (sequence similarity). Prinsip dari kedua metoda ini didasari pada kenyataan bahwa protein akan mengalami tekukan pada sekuen tertentu yang sama. Metoda pembandingan model berawal dari kenyataan bahwa protein-protein yang berkerabatan secara evolusi serta memiliki sekuen-sekuen yang serupa, akan memiliki pula struktur yang serupa. TUJUAN Penelitian ini bertujuan untuk memprediksi struktur sekunder enzim PEPC (phosphoenolpyruvate carboxylase) dari gen Aloe vera, dengan menggunakan teknik penjajaran berganda terhadap sekuen-sekuen asam aminonya. Model protein yang belum diketahui struktur sekuendernya itu, akan dibuat dari cetakan (template) sekuen homolog yang sudah dikenal strukturnya. CARA KERJA Data Gen Data sekuen DNA dari gen PEPC Aloe vera diperoleh dari GenBank pada National Center of Biotechnology Information (NCBI, 2006). Sekuen pengkode (CDS) sepanjang 1092 pb ini terdiri dari 271 adenin (A), 259 sitosin (C), 317 guanin (G), dan 245 timin (T), tercantum pada Gambar 1. Gen pengkode protein ini adalah cetakan (template) untuk menghasilkan molekul enzim PEPC. Memprediksi Struktur Sekunder Metoda ini menggunakan parameter-parameter yang ditarik dari database struktur untuk memperkirakan struktur baru dari sekuen. Informasi yang berasal dari penjajaran sejumlah sekuen (multiple alignment) akan dipakai untuk menemukan sekuen-sekuen kerabat yang serupa dengan yang belum diketahui strukturnya. Daerah-daerah homolog pada sekuen-sekuen kerabat ini dianggap memiliki kesamaan pada struktur sekundernya. Prediksi tidak dibuat berdasarkan informasi satu sekuen saja, melainkan berasal dari “konsensus” terhadap semua sekuen yang dibandingkan (Zvelebil et al., 1987). Alat Bantu Prediksi Sejumlah piranti lunak komputer digunakan untuk membantu prediksi. Penjajaran sekuen (yang ingin diketahui strukturnya) terhadap database PDB (PDB, 2008), dilakukan

362


ISBN 978-602-95471-0-8 memakai program BLAST (NCBI, 2008). Metoda konsensus untuk menemukan residuresidu pada sekuen dengan derajat kemungkinan paling besar, diterapkan menggunakan program JPred (Cuff & Barton, 2000). Sedangkan untuk menciptakan gambar dari struktur sekunder protein (yang telah diprediksi) dilakukan oleh MolScript (Kraulis, 1991). ACCESSION VERSION KEYWORDS SOURCE

AJ312674 AJ312674.1 GI:18072441 pepc gene; phosphoenolpyruvate carboxylase. Aloe vera

FEATURES gene

Location/Qualifiers <1..>1092 /gene="pepc" <1..>1092 /gene="pepc" /EC_number="4.1.1.31" /function="oxaloacetate production"

CDS

ORIGIN 1 tcggattcgg 61 gaggatatga 121 ggggggactg 181 ggcacaatta 241 ggtgaggagc 301 gggatgaacc 361 gtcgtggcta 421 ttccgcctgg 481 aaaaggaagc 541 acccagacga 601 atggaaaagg 661 tttagggtca 721 gctctgtatg 781 aacaactatg 841 gaaggggacc 901 aacgtgtgcc 961 aggccccgcc 1021 ctgaacccaa 1081 ggcattgccg

ggaaggacgc tgaaggtcgc ttgggagaag atggatctat gcttgtgctt ccgcgatttc cgaaggagta caacacccga ctagcggggg ggttccatct ataagaaaaa caattgattt acaaactgct ttgaaacaaa cgtatctgaa aagcatacac tctccaagga ccagcgagta ca

gggccgtctc gaagaagtat aggcggacct tcgcgttaca caaaactctg tccgaagcct ccgatcgatt gacagaatat gatagagagt tcccgtctgg tttccagaca gcttgagatg ggtctccgaa gagcctcctt gcagagactt tctgaaacgc cgtgaccgag cgcgcctggg

tcagcggctt ggggtgaagc actcacctgg attcagggag cagcggtaca gagtggcgcg gtctttcagg ggcaagatga ttacgtgcga cttggtgttg ctcagagaga gttttcgcaa gatttacagc ctgcaggtcg cgcctgcgta atcagagatc cggagaaagc cttgaggaca

ggcagttgta tgactatgtt ctattctgtc aggttattga cagcggctac ctctgctgga agccgcggtt acatcgggag ttccgtggat gtgcagcatt tgtacaatgt agggaaaccc catttggtga ccgggcacaa acgcctacat ccacctacaa cggctgctga cgttgatcct

taaagctcag tcatggacga tcagccgcct gcagtccttt tctcgagcat tgagatggct tgttgagtac taggccatca atttgcgtgg taagcatgtc gtggccgttc tgacatagct gcgactcaga ggatctcctt aacaaccctg cgtgaacctg gttcctgacg taccatgaaa

Gambar 1. Sekuen DNA dari gen PEPC Aloe vera. Akurasi Prediksi Ukuran dari akurasi prediksi disebut sebagai Q3 (Cuff & Barton, 2000). Nilai Q3 didefinisikan sebagai: Q3 = true_positives + true_negatives / total_residues Q3 menentukan persentase dari residu yang dapat diprediksi secara tepat. HASIL DAN PEMBAHASAN Translasi DNA Secara komputasi, translasi sekuen DNA menjadi sekuen protein merupakan pekerjaan yang tidak sulit. Yang diperlukan adalah kode genetik dan sebuah program yang dapat membaca satu jenis sekuen dan menuliskannya ke jenis sekuen lainnya. Tetapi pada sekuen DNA tidak terlihat adanya tanda untuk mengetahui kapan satu kodon berakhir dan kapan kodon lainnya dimulai. Akibatnya, jika lokasi dari kodon awal (start codon) tidak diketahui, maka sekuen DNA untai ganda harus dibaca melalui 6 cara. Salah satu dari 6 kemungkinan bingkai pembacaan (reading frame), yang dimulai pada Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

363

ISBN 978-602-95471-0-8 nukleotida i, untuk translasi DNA dari gen PEPC ditunjukan pada Gambar 2 (Bairoch & Apweiler, 2000). SWISS-PROT ANNOTATION: ID Aloe DE Aloe vera pepc gene, 364 bases, D160430A checksum. number of residues: 1 61 121 181 241 301 361

SDSGKDAGRL GTINGSIRVT VVATKEYRSI TQTRFHLPVW ALYDKLLVSE NVCQAYTLKR GIAA

364;

SAAWQLYKAQ IQGEVIEQSF VFQEPRFVEY LGVGAAFKHV DLQPFGERLR IRDPTYNVNL

molecular weight: EDMMKVAKKY GEERLCFKTL FRLATPETEY MEKDKKNFQT NNYVETKSLL RPRLSKDVTE

41.4 kdal

GVKLTMFHGR QRYTAATLEH GKMNIGSRPS LREMYNVWPF LQVAGHKDLL RRKPAAEFLT

GGTVGRRGGP GMNPAISPKP KRKPSGGIES FRVTIDLLEM EGDPYLKQRL LNPTSEYAPG

THLAILSQPP EWRALLDEMA LRAIPWIFAW VFAKGNPDIA RLRNAYITTL LEDTLILTMK

Gambar 2. Translasi DNA gen menjadi sekuen asam amino PEPC. Penjajaran Sekuen Sebelum dapat dilakukan pembandingan sekuen protein, maka harus dilakukan suatu penjajaran sekuen. Prinsip dari pemilihan terhadap penjajaran sekuen yang optimal adalah sederhana. Dua sekuen dibentangkan sejajar dan dihitung banyaknya residu yang sama pada keduanya. Kemudian salah satu sekuen digeser kearah kiri atau kanan dan pencocokan residu dihitung kembali. Pergeseran dilakukan berulang kali hingga diperoleh suatu nilai penjajaran yang terbaik. Sekuen PEPC sepanjang 364 residu (Gambar 2) yang dijajarkan terhadap database PDB menghasilkan dua kecocokan (hit) dengan nilai E (error) yang lebih kecil dari 0,0001. Salah satu dari hasil penjajaran tersebut (dengan nilai kecocokan tertinggi), ditunjukan pada Gambar 3.

364


ISBN 978-602-95471-0-8 >PDB:1FIY COMPLEX (LYASE/INHIBITOR) 1FIY.... CHAIN A Length = 873

02-MAY-08

Score = 280 bits (715), Expect = 4e-76 Identities = 143/312 (45%), Positives = 196/312 (62%), Gaps = 9/312 (2%) Query: 1

SDSGKDAGRLSAAWQLYKAQEDMMKVAKKYGVKLTMFHGRGGTVGRRGGPTHLAILSQPP 60 SDS KDAG ++A+W Y+AQ+ ++K +K G++LT+FHGRGG++GR G P H A+LSQPP Sbjct: 539 SDSAKDAGVMAASWAQYQAQDALIKTCEKAGIELTLFHGRGGSIGRGGAPAHAALLSQPP 598 Query: 61

GTINGSIRVTIQGEVIEQSFGEERLCFKTLQRYTAATLEHGMNPAISPKPEWRALLDEMA 120 G++ G +RVT QGE+I +G + +L YT A LE + P PK WR ++DE++ Sbjct: 599 GSLKGGLRVTEQGEMIRFKYGLPEITVSSLSLYTGAILEANLLPPPEPKESWRRIMDELS 658 Query: 121 VVATKEYRSIVFQEPRFVEYFRLATPETEYGKMNIGSRPSKRKPSGGIESLRAIPWIFAW 180 V++ YR V + FV YFR ATPE E GK+ +GSRP+ +ESLRAIPWIFAW Sbjct: 659 VISCDVYRGYVRENKDFVPYFRSATPEQELGKLPLGSRPA-------VESLRAIPWIFAW 711 Query: 181 TQTRFHLPVWLGVGAAFKHVMEKDKKNFQTLREMYNVWPFFRVTIDLLEMVFAKGNPDIA 240 TQ R LP WLG G A + V+E K++ L M WPFF + +LEMVFAK + +A Sbjct: 712 TQNRLMLPAWLGAGTALQKVVEDGKQS—ELEAMCRDWPFFSTRLGMLEMVFAKADLWLAA 769 Query: 241 ALYDKLLVSEDLQPFGERLRNNYVETKSLLLQVAGHKDLLEGDPYLKQRLRLRNAYITTL 300 YD+ LV + L P G+ LRN E ++L +A L+ P++ + ++LRN Y L Sbjct: 770 EYYDQRLVDKALWPLGKELRNLQEEDIKVVLAIANDSHLMADLPWIAESIQLRNIYTDPL 829 Query: 301 NVCQAYTLKRIR 312 NV QA L R R Sbjct: 830 NVLQAELLHRSR 841

Gambar 3. Hasil penjajaran sekuen PEPC. Hasil penjajaran memperlihatkan kecocokan terhadap 280 asam amino dari enzim liase, dengan nilai-E sebesar 4e-67. Prediksi Struktur Lokal Suatu pencarian BLAST telah dilakukan dan ditemukan 55 sekuen homolog untuk sekuen PEPC melalui penjajaran berganda. (Data hasil penjajaran tersebut, tidak diperlihatkan disini.) Dari kumpulan sekuen homolog tersebut dapat terlihat adanya sejumlah pola yang serupa, dimana kemudian dapat dilakukan prediksi struktur sekunder terhadapnya. Dan ditemukan daerah-daerah “konsensus” dari komponen-komponen struktur sekunder PEPC (seperti terlihat pada Gambar 4), dengan akurasi Q3 sebesar 72,9 %.


365

ISBN 978-602-95471-0-8 jpred consensus 1---------11--------21--------31--------41--------51-------SDSGKDAGRLSAAWQLYKAQEDMMKVAKKYGVKLTMFHGRGGTVGRRGGPTHLAILSQPP -------HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH---EEEEE-----EE------HHHHHH---61--------71--------81--------91--------101-------111------GTINGSIRVTIQGEVIEQSFGEERLCFKTLQRYTAATLEHGMNPAISPKPEWRALLDEMA ------EEEEEEEHHHHHH----HHHHHHHHHHHHHHHHH----------HHHHHHHHHH 121-------131-------141-------151-------161-------171------VVATKEYRSIVFQEPRFVEYFRLATPETEYGKMNIGSRPSKRKPSGGIESLRAIPWIFAW HHHHHHHHHHH------HHHHH----HHHH------------------------EEEHHH 181-------191-------201-------211-------221-------231------TQTRFHLPVWLGVGAAFKHVMEKDKKNFQTLREMYNVWPFFRVTIDLLEMVFAKGNPDIA HHHHH-------HHHHHHHHHH----HHHHHHHHH-----HHHHHHHHHHHHH---HHHH 241-------251-------261-------271-------281-------291------ALYDKLLVSEDLQPFGERLRNNYVETKSLLLQVAGHKDLLEGDPYLKQRLRLRNAYITTL HHHHHH-----HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH----------HHHHHHHHH------HH 301-------311-------321-------331-------341-------351------NVCQAYTLKRIRDPTYNVNLRPRLSKDVTERRKPAAEFLTLNPTSEYAPGLEDTLILTMK HHHHHHHHHHH-------------------------EEEE----------HHHHHHHHHH 361- : GIAA : OrigSeq HH-- : jpred

Gambar 4. Komponen-komponen struktur sekunder PEPC. Pada sekuen konsensus ini terlihat adanya enam belas alpha helix (yang dinyatakan dengan huruf “H”), dan lima beta sheet (yang dinyatakan dengan huruf ”E”) diantaranya. Sisanya adalah komponen struktur turn (yang dinyatakan dengan karakter ““). Visualisasi dari struktur sekunder hasil prediksi memperlihatkan adanya sejumlah tekukan, seperti ditunjukan pada Gambar 5. Struktur alpha helix digambarkan menyerupai pita spiral, beta sheet digambarkan sebagai lembaran panah, dan struktur turn digambarkan sebagai benang atau tali yang menghubungkan komponen-komponen struktur lainnya. Struktur sekunder perkiraan ini, memiliki susunan beta sheet yang memusat di tengah molekul dalam arah putaran jarum jam. Komponen alpha helix tersusun mengitari beta sheet dan lebih banyak mengumpul di arah timur laut molekul. Dalam konformasi demikian, diperkirakan molekul PEPC memiliki sebuah sisi aktif (active site) di tengah molekul, yang dapat berikatan dengan suatu ligan dari arah depan atau dari arah barat daya molekulnya.

366


ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 5. Perkiraan struktur sekunder PEPC. Meskipun penelitian ini seluruhnya dilakukan secara in-silico (“di dalam chip silikon” / komputer), namun tekniknya dapat digunakan dengan mudah untuk berbagai penentuan karakteristik senyawa biokimia lainnya. Prediksi struktur enzim PEPC dalam tumbuhan lidah buaya hanyalah sebuah contoh aplikasi. Pendekatan komputasi terbukti dapat melengkapi penelitian yang tidak dapat dilakukan melalui eksperimen di lab. Diharapkan bahwa aplikasi bioinformatika ini dapat diterapkan pula pada tumbuhan lain, untuk mendeteksi gen-gen fungsional atau protein, yang kemungkinan memiliki khasiat medis. KESIMPULAN Dari hasil penelitian yang telah dilakukan, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Struktur sekunder PEPC Aloe vera sepanjang 364 residu memiliki 16 segmen alpha helix dan lima beta sheet. 2. Struktur sekunder PEPC menyerupai liase yang memiliki homolog sepanjang 280 pb. 3. Akurasi prediksi, Q3 adalah 72,9 %, menurut metoda konsensus.


367

ISBN 978-602-95471-0-8 DAFTAR PUSTAKA Bairoch, A. and Apweiler, R. (2000). The SWISS-PROT protein sequence database and its supplement, Nucleic Acids Research, 28, 45-48. Cuff and Barton (2000). JPred: A consensus method for protein secondary structure prediction, http://www.compbio.dundee.ac.uk (Diakses: 12 Juni 2008). Hartwell, J., Gill, A., Nimmo, G. A., Wilkins, M. B., Jenkins, G. I. and Nimmo, H.G. (1999). Phosphoenolpyruvate carboxylase kinase is a novel protein kinase regulated at the level of expression. The Plant Journal, 20, 333-342. Kraulis, P.J. (1991). MOLSCRIPT: A Program to Produce Both Detailed and Schematic Plots of Protein Structures, J. of Applied Crystallography, 24, 946-950. NCBI (2006). GenBank, http://www.ncbi.nlm.nih.gov (Diakses: 24 April 2008). NCBI (2008). Basic Local Alignment Search Tool, http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi (Diakses: 19 Mei 2008). PDB (2008). Protein Data Bank, http://www.rcsh.org/pdb (Diakses: 15 Mei 2008). Perry, L. M. (1980). Medicinal Plant of East and Southeast Asia, The MIT Press, Cambridge. Solovyev, V. V. and Salamov, A. A. (1994). Predicting alpha-helix and beta-strand segments of globular proteins. Computer Applications in the Biosciences, 10, 661-669. Zvelebil, J. M., Barton, G. J., Taylor, W. R. and Sternberg, M. J. E. (1987). Prediction of Protein Secondary Structure and Active Sites Using the Alignment of Homologous Sequences. Journal of Molecular Biology, 195, 957-961.

368


ISBN 978-602-95471-0-8 Deteksi senyawa isoflavon dalam kalus kedelai (Glycine max (L.) Merr.) varietas Kaba setelah elisitasi dengan Mg, Cu dan Co. Tintrim Rahayu, Jurusan Biologi, FMIPA, UNISMA ABSTRAKSI Kandungan metabolit sekunder pada tiap varietas kedelai berbeda. Deteksi kandungan isoflavon pada kalus kedelai varietas Kaba dilakukan dengan harapan akan diperoleh senyawa isoflavon dengan kadar yang tinggi baik genistein maupun daidzein. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan elisitor Mg2+, Cu2+, dan Co2+ terhadap kandungan senyawa isoflavon (daidzein dan genistein) dari kalus kedelai (Glycine max (L.) Merr.) varietas Kaba, dan untuk mengetahui adanya warna kalus sebagai indikator kandungan senyawa isoflavon pada kalus kedelai (Glycine max (L.) Merr.) varietas Kaba. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dengan menggunakan pola faktorial terdiri dari 3 faktor, yaitu: Faktor I. Penambahan Elisitor Mg2+ dengan 3 taraf (125, 250 dan 375 ppm). Faktor II. Penambahan Elisitor Cu2+ dengan 3 taraf (0,0125, 0,0250 dan 0.0375 ppm). Faktor III. Penambahan Elisitor Co2+ dengan 3 taraf (0,0125, 0,0250 dan 0.0375 ppm). Sehingga terdapat 27 kombinasi perlakuan elisitor. Parameter yang diamati adalah warna kalus sebelum diekstraksi, dan Kandungan senyawa isoflavon daidzein dan genistein dianalisis menggunakan KCKT merk BECKMAN; kolom C-8 lichrosorb; solven HOAc 2% + MeOH 60-95% dengan kecepatan alir sistem gradien 1 ml/menit; detector UV-254 nm dengan volume injeksi 20 mikroliter. Dari hasil penelitian dapat diketahui bahwa penambahaan elisitor Mg2+, Cu2+, dan Co2+ berpengaruh pada kandungan senyawa isoflavon. Pada semua kalus kedelai dapat dideteksi adanya kandungan isoflavon baik daidzein maupun genistein kecuali pada perlakuan Mg2+ (250ppm), Cu2+ (0.0375ppm), dan Co2+ (0.0375ppm) tidak terdeteksi daidzein sedangkan 3 perlakuan elisitor yaitu Mg2+ (125ppm), Cu2+ (0,0250 ppm), dan Co2+ (0.0375ppm), Mg2+ (375ppm), Cu2+ (0,0125ppm), dan Co2+ (0.0375ppm) dan Mg2+ (375ppm), Cu2+ (0,0250 ppm), dan Co2+ (0.0375ppm) tidak terdeteksi genisteinnya. Kandungan isoflavon tertinggi baik daidzein (45.686 µg/g) maupun genistein (19.172 µg/g) dapat dijumpai pada kalus dengan penambahan elisitor konsentrasi paling rendah yaitu Mg2+ (125ppm), Cu2+ (0,0125ppm), dan Co2+ (0,0125ppm). Warna pada kalus dapat dijadikan indikasi adanya senyawa isoflavon. Semakin tua warna kalus semakin tinggi kandungan isoflavonnya, kandungan isoflavon tertinggi ditunjukkan oleh warna kuning kecoklatan.


369

ISBN 978-602-95471-0-8 PENENTUAN FREKUENSI PEMBERIAN PAKAN PADA BEBERAPA UKURAN BENIH IKAN KAKAP MERAH, Lutjanus sebae BERDASARKAN PENGAMATAN TINGKAT LAJU CERNA Titiek Aslianti, Afifah dan Daniar Kusumawati Balai Besar Riset perikanan Budidaya Laut, Gondol PO Box 140, Singaraja 81101 Telp. 0362 92278; Fax. 0362 92272 E-mail : [email protected] ABSTRACT Feed is the one of important factors to determine productivity of aquaculture business. Effectivity of the feed could be known by digestibility. Different initial total length and body weight of red snapper, Lutjanus sebae seeds as the treatments i.e. : (A) 5.53±0.77cm and 2.6±0.88 g; (B) 9.82±1.41cm and 15.59±6.58 g; and (C) 15.31±0.85 cm and 59.51±9.35 g, respectively. Each treatment had six units of tank filled in with 55 seeds. After starvation period, five seeds from each tank were observed for satiation, and 20% seeds were observed for digestion three hours after ad libitum feeding. Data were analyzed by Microsoft® Excel. The results showed that satiation of all the treatment were insignificant i.e. (A) 0.101±0.009 g/seed; (B) 0.281±0.051g/seed and (C) 1.015±0.070 g/seed. Digesting started three hours after feeding and completely digested at around 1215 hours, with regression of (A) Y=-0.000x2+ 0.009x+0.051 (R2 = 0.335); (B) Y= 0.002x2+0.049x+0.285 (R2 = 0.311) and (C) Y=-0.013x2+0.155x+2.417 (R2 = 0.441), respectively. Feeding frequency of the study suggested that minimal feeding of twice a day, and three time a day for more effective results. Key words : Digest, feeding frequency, red snapper.

PENGANTAR Ikan kakap merah (Lutjanus sebae) termasuk satu diantara komoditas ekspor terutama pada ukuran konsumsi. Bahkan di pasaran dalam negeri juvenil kakap merah banyak diminati sebagai pasok ikan hias (Poernomo, 2003). Prospek pengembangan budidaya kakap merah cukup baik karena disamping pasar ekspor cukup tinggi (Noegroho, 2007), produksi benih secara masal juga telah berhasil dilakukan, walaupun secara kuantitas belum stabil (Aslianti, 2008). Selama periode tahun 2004-2008 produksi kakap merah hasil budidaya meningkat hingga 8,69% per tahun (Anonymous, 2009). Hal ini memberikan peluang cukup besar bagi usaha budidaya sekaligus meningkatkan pasok benih yang kontinyu. Dalam memenuhi permintaan pasar, upaya penggelondongan benih merupakan salah satu cara yang dapat dilakukan sebelum budidaya pembesaran di Keramba Jaring Apung (KJA). Hal ini untuk mengantisipasi agar waktu pemeliharaan dapat dipersingkat dan mengurangi resiko kematian sebagai akibat perubahan lingkungan pemeliharaan (Sutarmat, et al. 2007). Dengan demikian diharapkan produksinya akan meningkat. Selain itu yuwana yang dipersiapkan sebagai benih pembesaran harus memiliki ukuran yang seragam, tidak cacat tubuh (deformity) dan diusahakan sudah terbiasa mengkonsumsi pakan buatan (Widyatmoko, 2007). Dalam kegiatan budidaya, pakan merupakan faktor penentu keberhasilan produksi karena pakan memberikan kontribusi biaya terbesar (35-60%) dari total biaya produksi (Anonimous, 2003). Oleh karena itu penggunaan dan pemberian pakan harus dilakukan secara efektif dan efisien. Pengelolaan pakan tidak saja harus tepat jenis dan ukuran, tepat nutrisi dan kualitas, tetapi juga harus tepat jumlah dan frekuensi pemberian (Anonymous, 2003). 370


ISBN 978-602-95471-0-8 Ikan kakap termasuk dalam kelompok ikan karnivora sehingga perlu diketahui pola pemangsaannya terhadap pakan. Hal ini penting diketahui karena pola dan cara makan setiap jenis ikan berbeda serta memiliki kebutuhan pakan yang bervariasi (Sutarmat, et al. 2004). Pengamatan laju cerna dan tingkat kekenyangan (satiasi) ikan terhadap pakan merupakan salah satu cara yang dapat dilakukan untuk memperoleh data dasar dalam menentukan jumlah dan frekuensi pemberian pakan sehingga dapat diketahui efektifitas pakan yang optimal guna mendukung pertumbuhan dan sintasannya. Pola pemangsaan ikan terhadap pakan selain dipengaruhi oleh spesies/jenis ikan dan kepadatan individu dalam suatu populasi, juga dipengaruhi oleh ukuran fisik (Sudrajat, et al.1985; Ahmad, et al. 1999). Frekuensi pemberian pakan pada ikan stadia larva akan berbeda dengan frekuensi pemberian pakan pada stadia juvenil, benih ataupun gelondongan. Oleh karena itu untuk mengetahui efektifitas pakan melalui pengamatan pola pemangsaan benih terhadap pakan, dalam penelitian ini digunakan beberapa ukuran benih sebagai hewan uji sehingga diperoleh informasi dalam menentukan jumlah dan frekuensi pemberian pakan secara tepat untuk setiap ukuran benih. Dengan demikian upaya penggelondongan baik dari juvenil sampai fingerling dan dari fingerling sampai yuwana, merupakan solusi yang tepat dalam mempersiapkan benih untuk budidaya pembesaran di KJA dengan mempertimbangkan jumlah dan frekuensi pemberian pakan yang tepat sehingga dihasilkan usaha budidaya yang menguntungkan. TUJUAN Penelitian dilaksanakan dengan tujuan untuk mengetahui pola laju cerna beberapa ukuran benih yang dipersiapkan untuk pembesaran di KJA guna menentukan jumlah dan frekuensi pemberian pakan yang tepat agar penggunaan pakan efektif dan efisien dalam mendukung pertumbuhan dan sintasan sehingga produksi usaha budidaya meningkat. CARA KERJA Penelitian dilakukan di hatchery Marine Seed Production (MSP) Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut (BBRPBL) Gondol Bali, yang dilaksanakan secara bertahap mulai bulan Agustus – November 2008. Hewan uji adalah benih kakap merah, L. sebae dengan ukuran panjang total dan bobot tubuh awal berbeda dan digunakan sebagai perlakuan yakni (A) 5,53 ± 0,77 cm dan 2,6 ± 0,88 gr; (B) 9,82 ± 1,41 cm dan 15,59 ± 6,58gr; dan (C) 15,31 ± 0,85cm dan 59,51 ± 9,35gr. Wadah penelitian untuk perlakuan A dan B, masing-masing terdiri dari 6 unit jaring berukuran 50x50x50 cm (I, II, III, IV, V dan VI), sedangkan perlakuan C karena ukuran benih lebih besar maka menggunakan 6 buah bak fiber kapasitas 5 m3. Pada setiap perlakuan, setiap wadah diisi benih 55 ekor, dan dipelihara dengan sistem air mengalir (salinitas air laut ± 34 ppt) serta pergantian air berkisar 300-400%/hari. Untuk mengetahui tingkat kekenyangan terlebih dulu ikan dipuasakan 1-2 hari, setelah itu dari masing-masing wadah diambil 5 ekor sampel untuk diamati kondisi ususnya pada saat kosong melalui pembedahan. Selanjutnya ikan diberi pakan pelet komersial yang berukuran sesuai dengan ukuran benih (A : 1,2 mm, B : 2 mm dan C : 2,5-3 mm) hingga ikan kenyang (ad libitum), serta dilakukan pencatatan jumlah pakan yang terkonsumsi. Untuk mengetahui pola laju cerna ikan terhadap pakan dilakukan pengamatan dengan cara mengambil 20% sampel dari setiap wadah secara berurutan (I sampai VI) dengan interval waktu 3 jam sejak pemberian pakan. Kemudian dilakukan pembedahan dan diamati kondisi ususnya, diukur panjang dan berat usus serta dilakukan pencatatan diskripsi keadaan pakan di dalam organ cerna. Semua data dihimpun secara tabulasi dan dianalisis secara diskriptif menggunakan perangkat lunak program microsoft excel. Dari pengamatan tersebut akan diperoleh informasi tentang jumlah dan frekuensi pakan yang Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

371

ISBN 978-602-95471-0-8 harus diberikan pada masing-masing ukuran benih (perlakuan), sehingga dapat diketahui tingkat efektifitas pakan dalam mendukung pertumbuhan dan sintasannya. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil pengamatan terhadap tingkat kekenyangan (satiasi) masing-masing ukuran benih (perlakuan) berdasarkan evaluasi jumlah pakan yang terkonsumsi setelah ikan dipuasakan, disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Rata-rata jumlah pakan yang terkonsumsi (gram) dari setiap perlakuan. Sampel I II III IV V VI Rerata SD % pakan

A 0,114 0,096 0,11 0,102 0,09 0,096 0,101 0,009 3,9

Perlakuan B 0,2226 0,3384 0,2758 0,2846 0,2256 0,338 0,281 0,051 1,8

C 1,059 0,954 0,9614 0,977 1,1344 1,003 1,015 0,070 1,71

Dari hasil pengamatan tersebut dapat diketahui bahwa benih dengan ukuran berbeda memerlukan konsumsi pakan yang berbeda pula. Makin besar ukuran benih makin besar pula jumlah pakan yang terkonsumsi. Hal ini terbukti seperti yang disajikan pada Tab.1 bahwa tingkat kekenyangan (konsumsi) per ekor benih perlakuan C (1,015 gr) lebih besar dari pada perlakuan B (0,281 gr) ataupun perlakuan A (0,101 gr). Tetapi jika jumlah pakan yang terkonsumsi dibandingkan dengan berat tubuh individu justru pada benih dengan ukuran besar menunjukkan persentase pakan yang makin kecil yaitu C (1,7 %), B (1,8 %) dan A (3,9%). Sesuai dengan pendapat Djarijah, (1995) yang melaporkan bahwa persentase jumlah pakan yang dibutuhkan akan semakin berkurang dengan bertambahnya ukuran dan umur ikan. Ikan yang berukuran kecil dan berumur muda membutuhkan persentase jumlah pakan yang lebih besar dari pada ikan dewasa yang berukuran lebih besar. Hal ini mengindikasikan bahwa benih dengan ukuran besar mempunyai kemampuan mencerna pakan lebih sempurna dibanding benih yang berukuran kecil, sehingga laju proses pengosongan lambung lebih lambat. Sesuai dengan pendapat Wooton et al. (1980) dalam Haetami (2003) yang menyatakan bahwa lama pakan dalam saluran cerna dan besarnya kapasitas lambung (konsumsi) tergantung pada ukuran ikan. Pernyataan ini sejalan dengan pernyataan Liyod et al (1978) dalam Haetami (2003), bahwa pada hewan karnivora dan omnivora proses pencernaan dan absorpsi hingga residu (feses) dikeluarkan akan berlangsung sempurna dalam waktu 24 jam. Selanjutnya dikatakan bahwa mungkin proses pencernaan dan absorpsi secara praktis dapat selesai dalam waktu 4 jam setelah makanan masuk, tetapi proses dehidrasi residu sampai menjadi gumpalan atau kebasahan feses yang normal masih memerlukan beberapa waktu lagi. Dengan demikian dalam kegiatan budidaya berdasarkan jumlah dan bobot ikan yang ditebar akan dapat diprediksi persentase jumlah pakan efektif yang harus diberikan agar penggunaan pakan efisien dalam mendukung pertumbuhannya. Adapun hasil pengamatan laju cerna benih terhadap pakan melalui pembedahan dan hubungannya dengan berat usus disajikan pada Gambar 1. Dari Gambar 1, menunjukkan bahwa aktifitas cerna pada semua perlakuan (A, B dan C), tampak mulai berlangsung pada 3 jam pertama setelah pemberian pakan. Ini terlihat dari meningkatnya 372


ISBN 978-602-95471-0-8 berat usus yang disebabkan karena usus sudah terisi pakan. Namun 6 jam setelah pemberian pakan berat usus mulai menurun hingga 12-15 jam setelah pemberian pakan. Dari Gambar 1, diperoleh persamaan regresi (polynomial) berturut-turut adalah (A) Y= 0,000x2 + 0,009x + 0,051 (R2=0,335); (B) Y= -0,002x2 + 0,049x + 0,285 (R2=0,311) dan (C) Y=-0,013x2+0,155x+2,417 (R2=0,441). Hal ini menunjukkan bahwa persentase hubungan laju cerna pakan dengan berat usus pada semua perlakuan berkisar antara 31,1% sampai 44,1%.

Gambar 1. Hubungan waktu cerna dengan berat usus pada pengamatan satiasi perlakuan A, B dan C

Pola laju cerna pakan pada Gambar 1, dapat dijelaskan dengan diskirpsi hasil pengamatan melalui pembedahan hewan uji, yang tertera pada Tabel 2. Dari uraian Tab. 2, dapat diungkapkan bawa ikan dengan ukuran besar (C) memiliki laju cerna pakan yang lebih sempurna dari pada ikan yang berukuran kecil (A). Dan dalam hubungannya dengan berat usus dapat dikatakan bahwa jumlah pakan yang efektif untuk benih pembesaran dapat diberikan minimal 4% dari bobot tubuh dengan frekuensi pemberian sebanyak 2-3 kali sehari. Tabel 2. Diskripsi hasil pengamatan terhadap laju cerna pakan melalui pembedahan hewan uji dari setiap perlakuan dengan interval waktu 3 jam setelah pemberian pakan. Waktu setelah pemberian

Diskripsi dari perlakuan A

B


C 373

ISBN 978-602-95471-0-8 pakan 3 jam (I)

Bentuk lambung belum sempurna, pakan masih utuh terkumpul di lambung dan usus masih kosong

Pakan terkumpul dalam lambung, bentuk pelet masih utuh (7-8 butir), lambung membesar, usus masih kosong

Pakan terkumpul dalam lambung, bentuk pelet masih utuh (11-13butir), lambung membesar usus masih kosong

6 jam (II)

Pakan dalam lambung mulai hancur, usus mulai terisi sebagian

Sebagian pakan dalam lambung mulai hancur, tetapi masih ada yang utuh dan masih bisa terhitung (3-4 butir), usus mulai terisi

Lambung melembek, sebagian pakan hancur pelet tidak utuh, tetapi masih bisa terhitung (7-8 butir), sebagian pakan sudah mulai mengisi usus di bagian terdekat dengan lambung

9 jam (III)

Pakan dalam lambung sudah hancur, lambung mulai mengecil, sepanjang usus terisi pakan dan sudah tercerna.

Pakan dalam lambung sudah hancur, sehingga lambung mengecil, usus sudah terisi dan pakan mulai tercerna.

Lambung mengecil, pakan hancur, tidak berbentuk dan tidak dapat dihitung, sudah tercerna sebagian dalam usus sehingga usus melebar,

12 jam (IV)

Pakan dalam lambung terlihat habis dan sudah tercerna di sepanjang usus, mulai terbentuk feces

Lambung mengecil, masih ada sisa pakan dalam lambung tetapi sebagian besar tercerna dalam usus, mulai terbentuk feces

Lambung mengecil, masih ada sisa pakan yang hancur di lambung semua pakan tercerna di sepanjang usus, mulai terbentuk feces,

15 jam (V)

Lambung kosong, terlihat sisa feces yang berada di ujung usus, siap dikeluarkan

Lambung kosong, pakan sudah menjadi feces, berada di ujung usus dan ada yang sudah dikeluarkan.

Lambung kosong, sisa feses berada di usus menuju anus, dan ada yang sudah dikeluarkan.

18 jam (VI)

Lambung mengkerut dan usus kosong

Lambung mengecil, usus kosong

Lambung mengkerut kosong, usus kosong

Hasil pengamatan kualitas air yang dilakukan setiap 3 hari menunjukkan kisaran nilai sbb : Suhu 26,86 - 27,46 oC, DO 5,62 - 5,92 ppm, Nitrit 0,42 - 0,55 ppm, Amonia 0,25 - 0,33 ppm, dan pH 8,04 - 8,08. Semua peubah tersebut terlihat masih dalam kisaran yang mendukung kehidupan ikan. Ditinjau dari kandungan oksigen, Boyd (1982) mengatakan bahwa kebutuhan organisme terhadap oksigen sangat berfariasi tergantung pada umur, ukuran dan kondisinya. Kandungan oksigen minimum yang dapat diterima ikan adalah 3 ppm. Dengan demikian kandungan oksigen dalam penelitian ini tercatat masih cukup relevan dalam mendukung kehidupan ikan. Selain itu sistim pemeliharaan dengan menggunakan air mengalir (300-400%/hari) dapat menjaga kualitas air tetap stabil. Kondisi ini juga berdampak terhadap kandungan ammonia yang terlihat masih dalam batas normal. Hal ini sesuai dengan pendapat Watanabe (1986), yang mengatakan bahwa pergantian air dan pemberian aerasi dapat mengurangi kadar ammonia dalam media pemeliharaan ikan. 374


ISBN 978-602-95471-0-8 KESIMPULAN - Tingkat kekenyangan benih berbanding lurus dengan ukurannya. Makin besar ukuran benih makin banyak jumlah pakan yang dikonsumsi. - Laju cerna pakan pada semua perlakuan berlangsung pada 3 jam pertama dan tercerna sempurna pada 12-15 jam setelah pemberian pakan. - Efektifitas pemberian pakan diperoleh pada semua perlakuan dengan jumlah minimal 4% dari berat tubuh dan frekuensi 2–3 kali/hari. DAFTAR PUSTAKA Ahmad, T., C. El-Zahar, and T.O. Wuan. 1999. Nursing and production of the grouper Epinephelus coioides at different stocking densities in tank and sea cage. Asian Fisheries Science. 12(3):267-276. Anonymous. 2003. Prosiding Semi-Loka. Aplikasi teknologi pakan dan peranannya bagi perkembangan usaha perikanan budidaya. Bogor, 9 September 2003. 217 hal. Anonymous. 2009. Kinerja pembangunan perikanan budidaya 2008 outlook 2009. http://www.dkp.go.id/index. diakses pada 3 juni 2009. Aslianti, T. 2008. Produksi benih ikan kakap merah, Lutjanus sebae secara terkontrol. Prosiding Seminar Nasional Perikanan dan Kelautan. Universitas Brawijaya. Malang. Tahun 2008. hal I(249) – I(253). Boyd, C. E. 1982. Water quality management for pond fish culture. Development in Aquaculture and Fisheries science. Vol.9. Elsevier Science Publishing Company, Netherlands. 318p. Djarijah, A.S. 1995. Pakan ikan alami. Penerbit Kanisius. Yogyakarta. 87 hal. Haetami, K. 2003. Penentuan konsumsi dan daya cerna pakan pada ikan bawal air tawar (Collosama macropomum) dengan menggunakan metode indikator. Prosiding Semi-loka. Aplikasi teknologi pakan dan peranannya bagi perkembangan usa perikanan budidaya. Bogor, 9 September 2003. hal 213-217. Noegroho, A. 2007. Peluang dan tantangan pasar ekspor. Buku Pengembangan Teknologi Budidaya Perikanan. BRKP. Hal 1-6. Poernomo, A. 2003. Peluang pasar kerapu. Makalah pada acara Diseminasi Teknologi Budidaya Kerapu, Gondol-Singaraja, 10 Februari 2003. 12 hal. Sudrajat, A., H. Oedin dan S. Amini. 1985. Pengaruh cara pemberian pakan terhadap pertumbuhan ikan kerapu lumpur, Epinephelus tauvina Forskal dalam kurung apung. Jurnal Penelitian Budidaya Pantai I:45-54. Sutarmat, T., S. Ismi, A. Hanafi, dan S. Kawahara. 2004. Studi frekuensi pemberian pakan ikan kerapu bebek (Cromileptes altivelis) dengan ukuran yang berbeda. Jurnal Penelitian Perikanan Indonesia. Edisi Akuakultur. 10(1):33-39. Sutarmat, T., K. Suwirya dan N. A. Giri. 2007. Penelitian pendahuluan pembesaran kerapu sunu (Plectropomus leopardus) dalam keramba jaring apung. Buku Pengembangan Teknologi Budidaya Perikanan. BBRPBL. BRKP. Hal 438-445 Watanabe, W. O. 1986. Larva and larva culture. In Lee C. S., M. S. Gordon, and W. O. Watanabe (Eds.), Aquaculture of milkfish (Chanos chanos F): 117-143. State of the art. The Oceanic Institute. Hawaii. USA. Widyatmoko. 2007. Peranan pakan buatan dalam Pengembangan Budidaya Kerapu. Buku Pengembangan Teknologi Budidaya Perikanan. BBRPBL. BRKP. Hal 20-25.


375

ISBN 978-602-95471-0-8 SKRINING ISOLAT TRICHODERMA UNTUK PENGENDALIAN PENYAKIT PADA TANAMAN KAPAS Titiek Yulianti dan Nurul Hidayah Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat Jl. Raya Karangploso Kotak Pos 199 Malang ABSTRAK Kapas merupakan salah satu tanaman penghasil serat alam dan saat ini tengah didorong untuk dikembangkan. Pengembangan kapas dilakukan dalam rangka memenuhi kebutuhan serat kapas dalam negeri dan mengurangi ketergantungan terhadap serat impor. Salah satu faktor pembatas dalam budidaya kapas adalah serangan patogen. Patogen yang sering dijumpai pada pertanaman kapas adalah Rhizoctonia solani dan Sclerotium rolfsii, keduanya penyebab penyakit rebah kecambah yang banyak menyerang di pembibitan, serta R. bataticola penyebab penyakit busuk arang yang menyerang tanaman saat memasuki fase generatif. Alternatif pengendalian untuk penyakit tersebut adalah pengendalian hayati dengan memanfaatkan Trichoderma sp. Penelitian ini bertujuan menyeleksi isolat Trichoderma yang mampu menekan pertumbuhan R. solani, S. rolfsii, dan R. bataticola di laboratorium. Isolat Trichoderma berasal dari hasil isolasi tanah yang telah diperlakukan dengan bahan organik. Untuk mengetahui kemampuan Trichoderma dalam menghambat pertumbuhan R. solani, S. rolfsii, dan R. bataticola dilakukan secara in vitro melalui metode dual culture pada media PDA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa isolat Trichoderma T1 dan T2 mampu menghambat pertumbuhan R. solani masing-masing sebesar 50.22% dan 50.67%, dan isolat Trichoderma T4 mampu menghambat pertumbuhan S. rolfsii dan R. bataticola masing-masing sebesar 60.22% dan 38.89%. Kata kunci: Trichoderma, R. solani, S. rolfsii, pengendalian hayati

PENGANTAR Kapas merupakan salah satu komoditas yang diunggulkan dalam rangka revitalisasi perkebunan di Indonesia. Hal ini dimaksudkan untuk mendorong produksi serat kapas di dalam negeri dan mengurangi ketergantungan terhadap serat impor. Sebagaimana diketahui, pemenuhan kebutuhan akan serat untuk industri tekstil di dalam negeri hanya sekitar 1% kebutuhan serat yang dapat dipenuhi oleh produksi serat dalam negeri dan selebihnya impor. pembatas dalam produksinya adalah adanya serangan patogen. Tanaman kapas menjadi inang bagi jamur Rhizoctonia solani dan Sclerotium rolfsii yang merupakan penyebab penyakit rebah kecambah saat tanaman masih dalam fase bibit. Selain itu, saat tanaman kapas dewasa memasuki fase generatif juga dapat terserang oleh R. bataticola penyebab penyakit busuk arang. Penyakit rebah kecambah dapat terjadi sebelum benih berkecambah (preemergence damping off) atau setelah tanaman berkecambah (post-emergence damping off). Gejalanya adalah kecambah busuk sebelum mencapai permukaan tanah atau telah mencapai permukaan tanah namun layu karena adanya serangan di bawah permukaan tanah. Adapun gejala penyakit busuk arang adalah daun tampak kuning dan tanaman layu. Batangnya berangsur-angsur kering berwarna hitam, selain itu tanaman dengan mudah dicabut karena sistem perakarannya rusak, kering, dan busuk berwarna gelap (Yulianti dan Ibrahim, 2000) Penggunaan pestisida kimia untuk pengendalian penyakit tanaman semakin dibatasi. Hal ini dikarenakan dampak negatif akibat penggunaan pestisida kimia telah dirasakan sangat merusak lingkungan baik bagi manusia maupun pengaruh negatifnya 376


ISBN 978-602-95471-0-8 terhadap keanekaragaman hayati yang ada di alam. Oleh karena itu, pengendalian hayati yang salah satunya dengan memanfaatkan jamur antagonis seperti Trichoderma spp. lebih menjadi perhatian untuk dikembangkan, meskipun sebetulnya sudah banyak laporan mengenai penggunaan Trichoderma untuk pengendalian berbagai patogen seperti Fusarium oxysporum f.sp. vanillae (Sukamto dan Tombe. 1995), Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Sulistyorini et al., 1995), Colletotrichum capsici (Darnety, 1997), namun pemanfaatannya untuk mengendalikan patogen pada tanaman kapas di Indonesia belum banyak dilaporkan. Oleh karena itu, penelitian ini ditujukan untuk mengetahui potensi Trichoderma spp. hasil isolasi dari tanah dalam mengendalikan R. solani, S. rolfsii, dan R. bataticola dan pada pengujian awal ini dilakukan di laboratorium. TUJUAN Tujuan penelitian ini adalah menyeleksi isolat Trichoderma yang mampu menekan pertumbuhan R. solani, S. rolfsii, dan R. bataticola di laboratorium. CARA KERJA Tempat dan waktu pelaksanaan Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Fitopatologi Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat Malang pada bulan November 2008-Mei 2009. Metode penelitian Isolasi R. solani, S. rolfsii, dan R. bataticola. Isolat R. solani, S. rolfsii, dan R. bataticola yang digunakan dalam penelitian ini adalah koleksi Laboratorium Fitopatologi Balai penelitian Tanaman tembakau dan Serat Malang. Isolat-isolat tersebut merupakan hasil isolasi dari tanaman kapas yang bergejala rebah kecambah dan busuk arang. Isolasi Trichoderma. Trichoderma diisolasi dari tanah yang telah diperlakukan dengan bahan organik dengan prosedur isolasi sebagai berikut: 10 g tanah ditimbang, kemudian dimasukkan dalam 90 ml air steril dan dishaker selama 30 menit. Selanjutnya dilakukan pengenceran berseri, pada pengenceran 10-3 diambil 0,1 ml kemudian diplating pada media Martin Agar dan diinkubasi pada suhu kamar selama 5 hari. Isolat Trichoderma yang diperoleh diisolasi dan disimpan pada agar miring untuk digunakan dalam pengujian selanjutnya. Uji in vitro Trichoderma terhadap R. solani, S. rolfsii, dan R. bataticola. Uji in vitro yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode dual culture pada media Potato Dextrose Agar (PDA) sebagai berikut: Trichoderma diletakkan berhadapan dengan masing-masing patogen dengan jarak 5 cm, kemudian diinkubasi pada suhu kamar. Pada perlakuan kontrol, hanya ditumbuhkan masing-masing patogen saja tanpa Trichoderma. Pengamatan dilakukan pada panjang miselium masing-masing patogen yang diperlakukan dengan Trichoderma dan panjang miselium kontrol, kemudian persentase penghambatannya dihitung berdasarkan rumus (Montealegre et al., 2003): % hambatan= (1-(pertumbuhan cendawan/pertumbuhan kontrol) x 100 Pengamatan dilakukan mulai umur 1 hari setelah inokulasi dan dihentikan sampai dengan miselium pada perlakuan kontrol telah memenuhi cawan petri. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan rerata pertumbuhan miselium jamur patogen, diketahui bahwa pada perlakuan R. solani saja (kontrol) pada hari ketujuh miselium telah memenuhi cawan petri (9 cm), sedangkan pada perlakuan T1 dan T2 pertumbuhan miselium R. solani masingmasing hanya mencapai 4.48 cm dan 4.44 cm dengan persentase penghambatan masingmasing 50.22% dan 50.67% (Gambar 1 dan Tabel 1). Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

377

Rerata pertumbuhan miselium R. solani (cm)

ISBN 978-602-95471-0-8

10.00 Kontrol P1 P1T1

8.00

P1T2 P1T3

6.00

P1T4 4.00 2.00 0.00 1

2

3

4

5

6

7

Hari setelah inokulasi (hsi)

Gambar 1 Rerata pertumbuhan miselium R. solani pada perlakuan empat isolat Trichoderma. Kontrol P1: R. solani saja, P1T1: R. solani vs isolat Trichoderma 1, P1T2: R. solani vs isolat Trichoderma 2, P1T3: R. solani vs isolat Trichoderma 3, P1T4: R. solani vs isolat Trichoderma 4

Rerata pertumbuhan miselium S. rolfsii (cm)

Pada perlakuan S. rolfsii saja (kontrol) pada hari ketujuh miselium telah memenuhi cawan petri (9 cm), sedangkan pada perlakuan T4 pertumbuhan miselium S. rolfsii hanya mencapai 3.58 cm dengan persentase penghambatannya mencapai 60.22% (Gambar 2 dan Tabel 1). 10.00 8.00 Kontrol P2 P2T1

6.00

P2T2 4.00

P2T3 P2T4

2.00 0.00 1

2

3

4

5

6

7


Gambar 2 Rerata pertumbuhan miselium S. rolfsii pada perlakuan empat isolat Trichoderma. Kontrol P2: S. rolfsii saja, P2T1: S. rolfsii vs isolat Trichoderma 1, P2T2: S. rolfsii vs isolat Trichoderma 2, P2T3: S. rolfsii vs isolat Trichoderma 3, P2T4: S. rolfsii vs isolat Trichoderma 4

Pada perlakuan R. bataticola saja (kontrol) miselium telah memenuhi cawan petri (9 cm) pada hari ketiga, sedangkan pada perlakuan T4 pertumbuhan miselium R. bataticola mencapai 5.5 cm dengan persentase penghambatan mencapai 38.89% (Gambar 3 dan Tabel 1).

378


Rerata pertumbuhan miselium R. bataticola (cm)

ISBN 978-602-95471-0-8 10 8

Kontrol P5 P5T1

6

P5T2 4

P5T3 P5T4

2 0 1

2

3


Gambar 3 Rerata pertumbuhan miselium R. bataticola pada perlakuan empat isolat Trichoderma. Kontrol P5: R. bataticola saja, P5T1: R. bataticola vs isolat Trichoderma 1, P5T2: R. bataticola vs isolat Trichoderma 2, P5T3: R. bataticola vs isolat Trichoderma 3, P5T4: R. bataticola vs isolat Trichoderma 4

Tabel 1

Persentase penghambatan R. solani, S. rolfsii, dan R. bataticola oleh Trichoderma Penghambatan pertumbuhan jamur patogen oleh Trichoderma (%) R. solani S. rolfsii R. bataticola 50.22 58.44 33.33 50.67 58.44 37.56 33.56 49.33 33.33 43.78 60.22 38.89

Perlakuan T1 T2 T3 T4

Rerata pertumbuhan R. solani (cm)

Pada pengamatan laju kecepatan tumbuh diketahui bahwa perlakuan kontrol (R. solani saja) laju kecepatan tumbuhnya mencapai 1.5514 cm/hari, sementara pada perlakuan T1 dan T2 masing-masing 0.8779 cm/hari dan 0.8721 cm/hari (Gambar 5). Ini menunjukkan bahwa dengan perlakuan Trichoderma mampu mengurangi laju kecepatan tumbuh R. solani. 12.00 Kontrol P1

y = 1.5514x 10.00

P1T1

8.00

y = 1.1617x

6.00

y = 0.9746x y = 0.8721x

4.00

P1T2 P1T3 P1T4

y = 0.8779x

2.00 0.00 1

2

3

4

5

6

7


Gambar 4 Laju kecepatan tumbuh R. solani pada berbagai perlakuan Trichoderma


379

ISBN 978-602-95471-0-8 Laju kecepatan tumbuh S. rolfsii pada perlakuan kontrol mencapai 1.386 cm/hari, sementara pada perlakuan T4 sebesar 0.6541 cm/hari (Gambar 6). Ini juga menunjukkan bahwa aplikasi Trichoderma mampu menghambat laju kecepatan tumbuh S. rolfsii.

Rerata pertumbuhan S. rolfsii (cm)

10.00

y = 1.386x

8.00 Kontrol P2 6.00

y = 0.8219x

4.00

y = 0.6541x y = 0.6779x

P2T1 P2T2 P2T3

y = 0.6761x

P2T4

2.00

0.00 1

2

3

4

5

6

7


Gambar 5 Laju kecepatan tumbuh S. rolfsii pada berbagai perlakuan Trichoderma Laju kecepatan tumbuh R. bataticola pada perlakuan kontrol mencapai 3.4457 cm/hari, sementara pada perlakuan T4 sebesar 2.2714 cm/hari (Gambar 6). Ini juga menunjukkan bahwa Trichoderma mampu menahan laju kecepatan tumbuh R. bataticola. y = 3.4457x

Rerata pertumbuhan R. bataticola (cm)

10

8 y = 2.4714x

6

Kontrol P5 y = 2.4614x

y = 2.2714x 4

P5T1 P5T2 P5T3

y = 2.3286x

P5T4 2

0 1

2

3


Gambar 6 Laju kecepatan tumbuh R. bataticola pada berbagai perlakuan Trichoderma Rendahnya rerata pertumbuhan miselium, tingginya persentase penghambatan pertumbuhan, serta rendahnya laju kecepatan tumbuh jamur patogen baik itu R. solani, S. rolfsii, maupun R. bataticola menunjukkan bahwa Trichoderma mampu menghambat pertumbuhan miselium jamur-jamur patogen tersebut. Penghambatan ini dikarenakan Trichoderma memiliki kemampuan untuk memparasit jamur patogen, selain itu juga mampu menghasilkan antibiotik tertentu yang dapat menghambat pertumbuhan patogen, serta memiliki kemampuan kompetisi yang tinggi dalam hal nutrisi maupun ruang. Mekanisme mikoparasitisme yang diperankan oleh Trichoderma dalam menghambat pertumbuhan dan perkembangan cendawan patogen adalah dengan cara melilit hifa dari patogen sasaran kemudian masuk ke dalam sel hifa sehingga menyebabkan sel hifa patogen menjadi rusak akibatnya patogen tidak mampu untuk berkembang, sebagaimana terjadi pada Rhizoctonia solani (Howell 2003). Brunner et al. (2005) mengungkapkan bahwa mikoparasitisme ini berkaitan dengan kemampuan Trichoderma untuk dapat berkompetisi dengan patogen dalam mendapatkan nutrisi, selain itu juga berhubungan

380


ISBN 978-602-95471-0-8 dengan kemampuannya dalam menghasilkan enzim yang berfungsi sebagai pendegradasi dinding sel patogen serta antibiosis. Pada penelitian ini diduga Trichoderma memiliki kemampuan kompetisi yang tinggi untuk mendapatkan nutrisi sehingga sebelum jamur patogen berhasil tumbuh, Trichoderma sudah tumbuh lebih cepat dan menghambat pertumbuhan patogen karena terbatasnya nutrisi yang tersedia (Gambar 7). Bennitez et al. (2004) mengungkapkan bahwa Trichoderma mampu memanfaatkan nutrisi yang tersedia di lingkungan tumbuhnya secara efisien karena kemampuannya yang tinggi dalam menyerap ATP (energi) dari proses metabolisme berbagai sumber karbon –seperti selulose, kitin, dan glukan- yang dihasilkan oleh cendawan patogen.

b

c a

d

e

Gambar 7 Pertumbuhan jamur R. solani pada umur 7 hsi saat diperlakukan dengan isolat Trichoderma a. Kontrol, b. R. solani vs isolat Trichoderma 1, c. R. solani vs isolat Trichoderma 2, d. R. solani vs isolat Trichoderma 3, e. R. solani vs isolat Trichoderma 4 KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian ini diperoleh informasi bahwa isolat T1 dan T2 mampu menghambat pertumbuhan miselium R. solani sebesar 50.22% dan 50.67%, sedangkan isolat T4 mampu menghambat pertumbuhan S. rolfsii dan R. bataticola masing-masing sebesar 60.22% dan 38.89%. DAFTAR PUSTAKA Benitez T., AM. Rincon, MC. Limon, AC. Codon. 2004. Biocontrol mechanisms of Trichoderma strains. International Microbiology 7(4): 249-260. Brunner K., S. Zeilinger, R. Ciliento, SL. Woo, M. Lorito, CP. Kubicek, RL. Mach. 2005. Improvement of the fungal biocontrol agent Trichoderma atroviride to enhance both antagonism and induction of plant systemic disease resistance. Appl.Environ.Microbiol 71(7): 3959-3965. Darnety. 1997. Uji kemampuan Trichoderma harzianum dalam menekan serangan Colletotrichum capsici penyebab antraknose pada cabai. Prosiding Kongres Nasional XIV dan Seminar Ilmiah Perhimpunan Fitopatolog Indonesia, Palmbang 27-29 Oktober 1997: 280-283. Howell CR. 2003. Mechanisms employed by Trichoderma spesies in the biological control of plant diseases: the history and evolution of current concepts. Plant Disease 87(1): 4-10. Montealegre JR, Reyes R, Perez LM, Herrera R, Silva P, Besoain X. 2003. Selection of bioantagonistic bacteria to be used in biological control of Rhizoctonia solani in tomato. Electronic Journal of Biotechnology 6(2): 116-127. http://www.ejbiotechnology.info/content/vol6/issue2/full/8. 25 Juli 2006


381

ISBN 978-602-95471-0-8 Sukamto dan M. Tombe. 1995. Antagonisme Trichoderma viridae terhadap Fusarium oxysporum fsp vanillae. Kongres Nasional XIII dan Seminar Ilmiah PFI, 27-29 September Mataram: 600-604. Sulistyorini, Mulyadi dan L. Sulistyowati. 1995. Antagonisme jamur Trichoderma sp. Dengan jamur Fusarium oxysporum fsp. cubense pada tanaman pisang di rumah kaca. Kongres Nasional XIII dan Seminar Ilmiah PFI, 27-29 September Mataram: 572-576. Yulianti T, Ibrahim N. 2000. Penyakit tanaman kapas dan pengendaliannya. Dalam: Subiyakto dan Nurindah, Penyunting. Organisme Pengganggu Tanaman Kapas dan Musuh Alami Serangga Hama Kapas. Malang: Balai Penelitian Tanaman Tembakau dan Serat.

382


ISBN 978-602-95471-0-8 PENGAMATAN PERKEMBANGAN GONAD DAN PEMIJAHAN INDUK IKAN KUWE, Gnathanodon speciosus (Forsskall) HASIL BUDIDAYA (F1) Tony Setiadharma, Agus Prijono, Tridjoko dan Nyoman Adiasmara Giri Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut Gondol P. O. BOX 140 Singaraja, 81101 Bali ABSTRACT Gnathanodon speciosus which known as golden trevally, kuwe tiger fish, pidana kuning and simba kuning. This fish of size 5-10 cm can pontensial of ornamemental fish and than it can be considered as a potential candidate spesies in aquaculture. The purpose of the present study was to know the spawn and gonad maturations of culture broodstock (F1) kuwe fish (Gnathanodon speciosus, Forsskall). Rear on tanks 25 pc fish in three 30 m³ concrete tanks and fed in the experimental diet. Two treatments of applied were of prepared (A) culture of breeder, and (B) Natural of breeder (Control). The result of the experiment showed that fish in treatment A gave better best results of natural reproduction, and spawning in Maret and October total number of eggs 11.450.000 pc and time spawning 128 times, and 20 times total number of eggs 3.240.000 pc for B (control). The hatching rate of eggs between 35,0-95,0 % with SAI arround 2.25-4.80 for A treament, and B treatment hatching rate of eggs between 20,0-92,0 % and SAI 2.00-4.20. The spawning season during one year, were on fullmoon and newmoon. Keywords : Gonadal maturation, culture of broodstock (F1), golden trevally fish and spawn

PENDAHULUAN Gnathanodon speciosus, dikenal dengan nama golden trevally, ikan kuwe macan, pidana kuning, atau simba kuning. Ikan ini berpeluang sebagai species kandidat yang dapat dikembangkan dalam usaha budidaya, dan pada ukuran 5-10 cm merupakan salah satu jenis ikan hias laut yang cukup digemari. Ikan ini biasanya hidup pada perairan pantai yang dangkal, karang dan batu karang, termasuk species benthopelagic (Widodo dan Burhanuddin, 2003). Karena mempunyai nilai ekonomi yang tinggi mendorong usaha penangkapan dialam semakin meningkat sehingga mengakibatkan kelestarian terganggu dan dapat menyebabkan kerusakan lingkungan karang karena cara penangkapan yang kurang tepat. Di Jepang dan negara Asia lainnya seperti Cina, Hongkong, Singapura dan Malaysia ikan tersebut merupakan komoditas ekspor dan sangat digemari juga untuk kegiatan olah raga memancing. (Gushiken, 1983). Dengan adanya peluang pasar lokal dan expor perlu dilakukan usaha budidaya yang mencakup pembenihan dan pembesarannya. Kegiatan penelitian perbenihan ikan kuwe telah dimulai di Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut Gondol sejak tahun 2006 dan induk ikan sudah berhasil dipelihara dalam bak terkontrol dan dapat memijah secara alami (Setiadharma et al., 2006a), namun kualitas telur yang dihasilkan masih perlu ditingkatkan. Dengan manipulasi lingkungan, pakan, dan hormonal beberapa jenis kerapu telah berhasil dimatangkan gonadnya dan memijah dalam bak-bak terkontrol, sehingga diperoleh suatu paket teknologi perbenihan yang utuh, selanjutnya keragaman genetik ikan perlu diketahui dan dipertahankan dalam proses penggunaan induk dalam perbenihan (Sugama et al., 1999). Kegiatan penelitian ikan kuwe dilakukan di Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut Gondol dengan melakukan pematangan gonad dan pemijahan induk ikan kuwe dalam bak secara terkontrol dengan menggunakan induk hasil budidaya (F1) dan alam, sehingga kebutuhan benih berkualitas untuk usaha budidaya dapat terpenuhi secara kontinue. BAHAN DAN METODA Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

383

ISBN 978-602-95471-0-8 Riset dirancang dengan menggunakan dua bak beton berbentuk bulat dengan volume 30 m³. Hewan uji yang digunakan adalah induk ikan kuwe hasil budidaya dan tangkapan dari alam. Induk ikan diseleksi dan dipelihara dalam bak beton dengan kepadatan 25 ekor dengan ukuran berat antara 800-4.500 g. Perlakuan dalam penelitian adalah (A) Induk hasil budidaya, (B) Induk asal alam (kontrol). Pakan yang diberikan berupa ikan segar dan cumi-cumi segar dengan jumlah 8% biomass perhari diberikan pagi dan sore. Untuk meningkatkan kualitas pakan ditambahkan vitamin mix dalam pakan. Perkembangan gonad diamati berdasarkan diameter telur. Kriteria gonad dapat dikelompokkan sebagai berikut Previtelogenik (PV) diameter telur < dari 100 µm, small vitelogenik (SV) diameter telur 100-250 µm, Medium vitelogenik (MV) diameter tel//ur 250-450 µm dan Large vitelogenik (LV) > 450 µm (Prijono et al, 1993). Sperma yang diperoleh dari striping dikelompokkan berdasarkan jumlahnya yaitu positif 1 (sedikit), positif 2 (sedang) dan positif 3 (banyak). Induk yang tidak memperlihatkan kriteria diatas dikelompokan negatif atau belum berkembang. Diameter telur diukur dengan menggunakan micrometer dibawah mikroskop binokuler. Percobaan dilakukan selama 8 bulan dimulai pada bulan Pebruari sampai dengan bulan Oktober. Parameter yang diamati adalah tingkat kematangan gonad, pemijahan dan pertumbuhan panjang dan bobot selama penelitian. Kualitas telur (daya tetas, fertilitas dan ketahanan larva (SAI), serta kualitas air pada media pemeliharaan (oksigen, salinitas pH dan suhu). HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemijahan induk hasil budidaya dan asal alam berpengaruh nyata terhadap pola pemijahan. Pemijahan induk ikan kuwe selama penelitian (Tabel 1,2,3 dan Gambar 1). Tabel 1. Table 1.

Perlakuan Treatment

Perkembangan gonad induk ikan kuwe (Gnathanodon speciosus Forsskall) selama penelitian. Gonadal developed of kuwe fish broodstock (Gnathanodon speciosus Forsskall) during experiment Bulan Full and New month

Induk Pebruari Budidaya Maret (Breeder of April F1) Mei Juni Juli Agustus September Oktober November

384

Perkembangan gonad induk betina dan jantan Gonadal development of males and females Neg 7 5 4 3 -

PV 1 2 1 2 -

SV 1 1 3 2 -

MV 1 -

LV -

Neg 2 1 -

+1 2 1 1 2 -

+2 1 1 1 1 -

+3 1 1 -


Ket Memijah Bulan Maret

ISBN 978-602-95471-0-8 Induk alam Pebruari (Natural of Maret April Breeder) Mei Juni Juli Agustus September Oktober November

7 5 6 6 -

1 2 2 1 -

1 1 1 -

-

-

4 3 2 2 -

1 1 1 -

1 1 -

-

Memijah Bulan Maret

Notes :

Negative = Negative PV SV MV LV

= Pre vitelogenesis (egg diameter < 100µg) = Small vitelogenesis (egg diameter100-250 µg) = Medium vitelogenesis (egg diameter 250-450 µg) = Large vitelogenesis (egg diameter > 450 µg)

Positive 1, 2 and 3 = quantity of sperm Tabel 2. Hasil pemijahan induk ikan kuwe (Gnathanodon speciosus Forsskall) selama penelitian Table 2. Result of spawning perfoemance kuwe fish broodstock (Gnathanodon speciosus Forsskall) during the experiment.

Parameter Parameters Induk betina (Female breeder) - Jumlah (Number) pcs - Bobot (weight) kg - Panjang total (total length) cm Induk jantan (Male breeder) - Jumlah (Number) pcs - Bobot (weight)kg - Panjang total (total length) cm Pemijahan (Spawning): - Frekuensi (Frequensi) - Jumlah telur (no. of eggs) - Jumlah telur mengapung (floating eggs) - Diameter telur (egg diameter) mm - Diameter butir minyak (diameter of oil globule) mm - Daya tetas (Hatching rate) % Indek ketahanan larva, survival activity index (SAI).

Perlakuan Treatment Induk Budidaya (Breeder of F1)

Induk Alam (Natural of Breeder)

17 0,80-1,00 35,10-42,00

17 1,00-2,50 39,10-47,50

8 0,80-1,50 35,10-42,00

8 1,00-4,50 39,10-61,50

128 11.450.000 7.465.000

20 3.240.000 1.810.000

730±20 212±0,7

740±25 220±0,6

35-95 2.25-4.80

20-92 2.00-4.20


385

ISBN 978-602-95471-0-8 Frekuensi pemijahan

Telur Ngapung

30

Induk Budidaya Induk Alam

25


1200

1000

20 800

15 600

10 400

5 200

0 J

P

M

A

M

J

J

Bulan

A

S

O

N

D

0 J

P

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

Bulan Indek Aktivitas Kehidupan 6


5 4 3 2 1 0 J

P

M

A

M

J

J

A

S

O

N

D

Bulan

Gambar 1. Pola pemijahan induk ikan kuwe (Gnathanodon speciosus Forsskall) selama penelitian. Figure. 1. Spawn of kuwe fish broodstock (Gnathanodon speciosus Forsskall) during the experiment. Pengamatan perkembangan gonad dan sperma induk ikan kuwe pada umumnya berkembang hingga stadia medium dan largevitelogenik (MV dan LV) dengan diameter 250-450 um dan >450 um terjadi pada bulan Maret sampai September (Tabel 1 dan 2). Selama penelitian induk hasil budidaya (F1) memijah sebanyak 128 kali jumlah total telur yang dibuahi 11.450.000 butir, sedang alam memijah sebanyak 20 kali jumlah total telur 3.240.000 butir. Dalam hal ini terdapat perbedaan pada proses perkembangan gonad dan pemijahan induk ikan. Hasil pengamatan, bahwa pemijahan secara alami pada induk ikan kuwe hasil budidaya (F1) lebih baik dan asal alam (F0). Ikan ini termasuk famili ikan Carangidae dan bersifat pelagic atau ikan yang hidup dipermukaan sehingga dalam proses pemijahannya tidak dipengaruhi oleh musim sama halnya dengan beberapa jenis ikan, seperti ikan bandeng dengan bobot 3,70-5,50 kg telah berhasil memijah dengan baik setelah disuntik 17-alpha methyltestosteron (Lee et al, 1986, Prijono et al, 1993), dan ikan Nassau grouper, Epinephelus striatus (Watanabe., 1995). Hasil pengamatan terlihat bahwa kualitas telur yang dihasilkan ada peningkatan mulai bulan Mei dan Juni sampai dengan bulan September dengan tingkat ketahanan larva (SAI) sekitar 2.25-4.80. Hal ini terkait dengan perkembangan diameter oocyte gonad yang meningkat sekitar 150 - 520 µm dan terjadi singkronisasi jumlah sperma pada induk jantan sehingga terjadi proses pembuahan (fertilitas) mencapai sekitar 35-95 % lebih baik dari induk asal alam yaitu 2092 %, oleh karena itu proses pemijahan secara alami induk ikan kuwe terlihat lebih produktif pada ukuran bobot 0.90-2,0 kg dengan panjang 35,0-45,0 cm dan cenderung tidak dipengaruhi oleh musim dapat berlangsung sepanjang tahun pada gelap dan terang bulan. Hal tersebut sesuai dengan sifat dan biologi ikan tersebut termasuk jenis ikan 386


ISBN 978-602-95471-0-8 pelagic. Penambahan bobot induk ikan kuwe sejalan dengan peningkatan jumlah sperma dan tingkat perkembangan gonad saat induk mulai memijah. Menurut Effendi (1979) dan Mayunar, et al, (1991) dalam proses reproduksi sebagian besar hasil metabolisme digunakan untuk perkembangan gonad. Hasil penelitian Crim et al, (1983) dalam Tamaru et al, (1987) bahwa organ yang berperan untuk proses pematangan gonad pada ikan dipengaruhi adanya hormonal dan musim, disamping itu dengan pemberian vitamin mix yang dicampurkan pada pakan (ikan rucah dan cumi segar) dapat meningkatkan frekuensi dan kualitas telur yang dihasilkan. Hasil pengamatan parameter kualitas air selama percobaan terlihat pada Tabel 3. Kisaran kualitas air dari masing-masing perlakuan relatif sama dan masih dalam batas yang normal untuk kehidupan induk karena jumlah pergantian air dalam pemeliharaan selama 24 jam lebih dari 300 %. Tabel 3. Pengamatan kualitas air pada tangki pemeliharaan induk ikan kuwe (Gnathanodon speciosus Forsskall) selama penelitian. Table 3.Observed of water quality for kuwe fish brood stock on rearing tank during experiment Parameter / Parameters Induk budidaya (F1) Induk asal alam Suhu /Temperature (ºC ) 28.00 - 31.50 28.20 -30.60 Salinitas / Salinity (ppt) 35.0 - 36.0 35.0 -36.0 PH / pH 8.06 - 8.20 8.07 - 8.20 Amoniak / Amonia (ppm) 0.299 - 0.684 0.321 - 0.641 Fosfat / Phosphat (ppm) 0.014 - 0.511 0.080 - 0.710 N02 / nitrite (ppm) 0.013 – 0.062 0.019 – 0.063 KESIMPULAN Kematangan gonad dan pemijahan induk hasil budidaya (F1) lebih baik dari induk alam (F0), yaitu memijah sebanyak 128 kali dengan jumlah total telur 11.450.000 butir, sedang alam memijah sebanyak 20 kali jumlah total telur yang dibuahi 3.240.000 butir. Kualitas telur yang dihasilkan, Hatching rate (HR) sekitar 35-95 % dan indek ketahanan larva (SAI) 2.25-4.80, sedangkan dan pada induk alam 20-92 % dan indek ketahanan larva (SAI) 2.00-4.20. Pemijahan terjadi sepanjang tahun pada terang dan gelap bulan. DAFTAR PUSTAKA Gushiken, S. 1983. Revision of the Carangid fish of Japan. Galaxea. 2. 135-264. Prijono. A, T. Ahmad, T. Setiadharma. 1993. Pengaruh penambahan nutrisi pakan terhadap perkembangan gonad ikan bandeng. J. Pen. Budidaya Pantai. 9 (1): 5157. Lee, C.S., C.S. Tamaru, and C.D. Kelly. 1986. Technique making chronic release LHRHa and 17-alpha methyl testosteron pellet for intramusculer implantation in fishes. Aquaculture. 59:161-168. Mayunar, P.T. Imanto, S. Diani dan T. Yokohama. 1991. Pemijahan ikan kerapu macan, Epinephelus fuscuguttatus. Bull. Pen. Perikanan (Terbitan khusus) No 2. 15-22. Setiadharma.T, Agus Prijono, Nyoman Adiasmara Giri dan Adi Hanafi. 2006. Pengamatan Pola Pemijahan Alami Induk Ikan Kue (Gnathanodon speciosus, Forsskall) Pada Pemeliharaan Secara Terkontrol. Sugama, K., Tridjoko, Haryanti, S.B. Moria dan F. Cholik. 1999. Genetic variation and population stucture in the Humback grouper, Cromileptes altivelis throughout its range in Indonesian waters. Indonesian Fisheries Research Journal, Vol.V No. 1:32-38 Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

387

ISBN 978-602-95471-0-8 Effendi, M.I.1979. Metodologi Biologi Perikanan. Cetakan pertama. Yayasan Dewi Sri, Bogor : 112 p. Tamaru, C.S, C.S. Lee., C.D. Kelly, and J.E Banno., P.Y. Ha, K. Aida and I. Hanyu. 1987. Characterizing the stage of maturity most receptive to an acute LHRH-a therapy for inducing milkfish (Chanos-chanos) to spawn. Aquaculture.74:147163. Watanabe,W.O., Simon, C.E., Eileen, P.E., William, O.H., Christopher, D.K., Aaron, M., Cheng. S.L., and Paul, K.B. 1995. Progress in controlled breeding of Nassau grouper, Epinephelus striatus broodstock by hormon induction. Aquaculture 138:205-219 Widodo, J., Burhanuddin. 2003. Systematics of The Small Pelagic Fish Species. BIODYNEX ( Biology, Dynamics, Exploitation) of The Small Pelagic Fishes in The Java Sea The 2nd Edition. Marine and Fisheries Research Project. The Agency for Marine and Fisheries Research. UCAPAN TERIMA KASIH Kepada rekan teknisi litkayasa bagian pemeliharaan induk ikan kuwe (Sunarto Kurdi, A. Djaelani) dan teknisi litkayasa kualitas air (Ayu Kenak, Ariarsini ) disampaikan terima kasih dalam membantu pelaksanaan kegiatan penelitian.

388


ISBN 978-602-95471-0-8 DETEKSI DINI HOMOGENITAS SIKUEN DNA MENGGUNAKAN METODE SINGLE STRAND CONFORMATION POLYMORPHISM (SSCP) UNTUK PENELITIAN FILOGENETIKA MOLEKULER TUMBUHAN Topik Hidayat Jurusan Pendidikan Biologi, FPMIPA, Universitas Pendidikan Indonesia (UPI) Jalan Dr. Setiabudi 229 Bandung 40154 Tel/Fax +62-022-2001937, E-mail: [email protected] ABSTRACT In molecular phylogenetic study, homogeneity of DNA sequences is a prerequisite before putting it into practice. Internal transcribed spacer (ITS) region of nuclear ribosomal DNA (nrDNA) has been common in phylogenetic study, but a homogenous sequence is often difficult to obtain. Here I used single-stranded conformation polymorphism (SSCP) method to detect homogeneity for nine pooled amplified products of ITS region. Electrophoresis using polyacrilamide gel indicated that most amplicon is homogen. The results suggest that SSCP method has been applicable in detection homogeneity of ITS region prior to using it in sequencing processes. Keywords: Homogenous DNA, ITS region, Molecular Phylogenetic, SSCP method


389

ISBN 978-602-95471-0-8 SELEKSI BAKTERI AMILOLITIK PENGHASIL ASAM ORGANIK DARI TEPUNG SAGU BASAH MASAM Tri Gunaedi1, S.Margino2, L. Sembiring dan R. Pratiwi3 1.Fak.MIPA Universitas Cenderawasih Jayapura,2. Fak.Pertanian Universitas Gadjah Mada,3. Fak.Biologi Universitas Gadjah Mada. ABSTRACT The Sourness on raw starch sago caused by organic acid bacteria fermentation product. The aim of the research to select organic acid amylolitic bacteria from sour raw stach sago isolate. Isolate were selected depend on amylolitic test and organic acid production. Raw starch sago taken place in traditional sago prosessing arround of Jayapura. Amylolitic tested by iodium reagen onto starch agar culture and organic acid production analysed by gas chromatography set. The result were thee isolat yielded organic acid variation (acetate, propionic, butyric and lactic) and more higher than seventy two isolate were involved in analysed from 118 amylolitic bacteria isolate. Maximum lactic acid production of isolate was 103.45 mg/l, acetic 0,547 mg/l, butyric 0,547 and propionic 2,627 mg/l. Lactic acid producted by the majority of amylolitic bacteria isolate. In other hand sourness on raw starch sago not only by lactic acid appearance but also by the other organic acid as product of amylolitic bacteria.fermentation Key word: Selection, amyloltic bacteria, organic acid, raw starch sago

PENGANTAR Tepung sagu basah merupakan tepung sagu hasil pengolahan secara tradisional dikerjakan dengan menggunakan medium air sebagai pelarut dan pengendap, sehingga tepung yang dihasilkan masih dalam kondisi basah. Pada umumnya tepung sagu basah yang dipasarkan berbau masam sehingga kurang menarik dibandingkan sumber karbohidrat lainnya seperti beras, ubi jalar dan lainnya. Meskipun demikian masih banyak masyarakat pedesaan di daerah Papua mengkonsumsi tepung sagu sebagai makanan pokok kesehariannya, sehingga perlu kiranya diperhatikan masalah kemasaman yang terjadi pada tepung sagu basah. Kemasaman yang terjadi pada tepung sagu basah hasil penyediaan secara tradisional di daerah Papua, disebabkan oleh bakteri amilolitik yang berasal dari lingkungan tempat penyediaan.. Penyediaan tepung sagu secara tradisional belum begitu memikirkan aspek kebersihan. Oleh karena itu memungkinkan masuknya berbagai jenis bakteri baik dari air maupun tanah sekitar tempat penyediaan, hal ini menyebabkan kualitas tepung sagu menjadi rendah (Ahmad, et.al, 1999). Rendahnya kualitas tepung sagu, diantaranya ditandai dengan bau asam dan berlendir (Joe, 1996). Bau asam pada tepung sagu basah disebabkan karena adanya asam organik hasil proses fermentasi tepung sagu yang dilakukan oleh bakteri amilolitik Asam-asam organik yang dihasilkan memberikan bau asam pada tepung sagu basah dan kemungkinan kadar dan jenisnya bervariasi tergantung pada jenis bakteri yang terlibat. TUJUAN PENELITIAN Penelitian ini bertujuan untuk menyeleksi bakteri amilolitik penghasil asam organik hasil isolasi dari tepung sagu masam berdasarkan daya amilolitik dan produksi asam organiknya.

390


ISBN 978-602-95471-0-8 CARA KERJA Sampel diperoleh dari tempat penyediaan tepung sagu secara tradisional di desa Maribu dan Kampung Jembatan Dua Jayapura, berupa tanah, air limbah penyaringan tepung sagu, tokokan/parutan batang sagu, tepung sagu hasil pengendapan serta tepung sagu basah yang dipasarkan di pasar Sentani dan Pasar Hamadi Jayapura. Isolasi bakteri amilolitik dilakukan dengan menggunakan medium nutrient agar + 3 g/l pati terlarut dengan metode pour plate (Harry, et.al.,1981),. Setelah isolat didapat kemudian diseleksi berdasarkan daya amilolitiknya dengan menginokulasikan isolat ke dalam medium pati agar. Setelah masa inkubasi 24 jam pada suhu ruangan, kultur ditetesi dengan iodine 0,2% dalam 2% kalium iodida hingga terbentuk zona bening yang menandakan isolat bersifat amilolitik. Nilai daya amilolitik diperoleh dengan membagi diameter zona terang dengan diameter koloni (Linquist, 2001). Isolat yang bersifat amilolitik selanjutnya diuji kemampuan produksi asam organiknya dengan menginokulasikannya ke dalam 5 ml medium fermentasi berupa nutrient broth dengan penambahan substrat 3g/l tepung sagu. Kultur diinkubasi selama 48 jam pada suhu ruangan, setelah masa inkubasi 2 ml kultur dipindahkan ke tabung reaksi bertutup ulir selanjutnya ditambah 0,2ml asam sulfat 96% dan 1ml dietil eter p.a, suspensi divortex dan diinapkan 24 jam pada suhu -20oC. Setelah masa inkubasi, terbentuk lapisan eter, lapisan ini kemudian dianalisa menggunakan perangkat gas kromatografi Hawlett Packard 5890 Series II dengan kolom gelas kapiler HP5 ( 5% Phenyl Methyl Siloxane). Sebelum sampel diinjeksikan, terlebih dahulu diinjeksikan 1µl standard asam organik (asetat, propionat, butirat dan laktat) satu persatu untuk melihat retention time setiap standard asam organik yang digunakan , selanjutnya diinjeksikan 0,1µl campuran standard asam organik. Setelah didapat grafik campuran asam organik, kemudian setiap sampel diinjeksikan. Jenis asam organik yang terdapat dalam sampel dapat ditentukan dengan menyamakan retention time standard asam organik dengan sampel (Atlas,et.al,1984). Sedangkan, untuk menentukan kadar asam organik setiap sampel menggunakan formula, mg/l asam organik = luas kurva sampel/ luas kurva standard x konsentrasi standard (Scott, 1998). HASIL DAN PEMBAHASAN Isolasi dan daya amilolitik Isolat bakteri yang berasal dari berbagai titik tempat penyediaan tepung sagu berjumlah 239 isolat, setelah dilakukan pengujian daya amilolitiknya didapat 118 isolat memiliki daya amilolitik dengan kisaran rasio amilolitik sebesar 1,00 - 7,50.(tabel.1). Adanya bakteri bersifat amilolitik dan non amilolitik ini dikarenakan tepung sagu basah tidak hanya tersusun atas amilum dalam jumlah besar 79-88%, tetapi juga masih mengandung padatan terlarut 6-12% dan abu 1-3% (Cecil et.al in Pei-Lang et.al., 2005). Isolat bakteri amilolitik banyak didapatkan dari sampel tanah sekitar pengolahan sagu baik di Maribu (TM) maupun di Jembatan dua (TJ2) dan dari tokokan batang sagu (TBSM dan TBSJ2) serta dari sagu yang tengah dipasarkan di pasar Sentani (SPS) maupun Hamadi (SPH). Sedangkan di tepung sagu segar (SSJ2 dan SSM) dan air limbah (AJ2 dan AM), isolat yang ditemukan tidak banyak. Ini menunjukkan bahwa bakteri amilolitik yang ada pada tepung sagu berasal dari tanah sekitar pengolahan atau yang menempel pada batang pohon sagu dan bertambah lagi jumlahnya pada saat dipasarkan dibandingkan pada saat tepung sagu baru saja diambil dari tempat penyediaannya (SSM dan SSJ2).


391

ISBN 978-602-95471-0-8

Koloni

Zona jernih

Gambar.1. Uji daya amilolitik isolat bakteri dari tepung sagu basah masam

Pada saat dilakukan pengolahan batang sagu, ampas bekas tokokan batang sagu dan air limbah pengolahan dibuang disekitar tempat pengolahan.Dari limbah sagu yang terbuang ditanah memungkinkan tumbuh suburnya bakteri amilolitik dan akan terikut bersama air yang digunakan untuk proses penyaringan tepung dan akan bertambah jumlahnya pada saat penyimpanan dan pemasaran. Hal ini, dikarenakan pada sampel tepung sagu mengandung amilum yang diperlukan oleh bakteri amilolitik untuk substrat fermentasinya dalam menghasilkan produk asam organik. Jenis bakteri yang telah ditemukan dari tepung sagu misalnya dari jenis faecal coliform, Escherichia coli, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Salmonella spp, dan Staphylococcus aureus ( Grenhill, et.al., 2008). Keberadaan bakteri pada tepung sagu basah dapat terjadi, dikarenakan pada saat dilakukan proses pengolahan tokokan empulur batang sagu dibutuhkan banyak air. Air diperoleh disekitar tempat pengolahan, dapat dari sungai, kolam, selokan ataupun sumur buatan temporer dimana faktor kebersihan air maupun tempat pengolahan belum begitu diperhatikan. Isolat bakteri amilolitik yang memiliki rasio daya amilolitik lebih dari 2 selanjutnya dianalisa produksi asam organiknya, sedangkan isolat yang memiliki rasio kurang dari 2 dipilih berdasarkan sumber pengambilan isolat, jumlah total yang dianalisis sebanyak 75 isolat

392


ISBN 978-602-95471-0-8 Analisa asam organik Analisa produksi asam organik terhadap tujuh puluh lima isolat bakteri amilolitik penyebab kemasaman pada tepung sagu basah, didapatkan ; 39,7% (28) isolat menghasilkan asetat dengan kadar tertinggi 0,55mg/l; 53,8% (39) isolat menghasilkan asam propionat dengan kadar tertinggi 2,63 mg/l; 49,4%(36) isolat menghasilkan asam butirat dengan kadar tertinggi 0,55 mg/l dan 83,7% (62) isolat menghasilkan asam laktat dengan kadar tertinggi 103mg/l, seperti pada tabel 2 di atas. Dari data tersebut jenis asam organik yang paling dominan dihasilkan yaitu asam laktat. Isolat yang memberikan kontribusi besar terhadap kemasaman tepung sagu basah ada tiga isolat, penentuan ini didasarkan atas kelengkapan jenis asam organik yang dihasilkan dan kadar asam laktat yang dihasilkan diatas 50 mg/l. (tabel 2) berikut ini. Tabel 2. Jenis dan kadar asam organik yang dihasilkan isolat bakteri amilolitik Isolat Rasio amilolitik Kadar asam organik (mg/l) Asetat Propionat Butirat Laktat 1. TG12 3,68 0,547 2,627 0,547 103,453 2. TG19 2,89 0,140 1,444 0,190 93,359 3. TG31 1,95 0,016 0,431 0,045 79,341 No.

Minimum Maksimum n N

0,000 0,547 28 75

0,000 2,627 39 75

0,000 0,547 36 75

0,000 103,453 62 75

Berdasarkan data tersebut, kemasaman tepung sagu basah hasil penyediaan secara tradisional disebabkan oleh adanya kegiatan fermentasi yang dilakukan oleh bakteri amilolitik dengan produk dominan asam laktat, meskipun asam laktat yang terbentuk kadarnya tinggi tetapi bau asam yang menyengat pada tepung sagu dikarenakan oleh adanya asam butirat yang memang memiliki sifat bau asam yang menyengat dan tahan lama meskipun dalam jumlah kecil (Wikipedia). Terbentuknya asam organik menyebabkan perubahan bau pada tepung sagu basah menjadi masam, dialam hal ini dapat terjadi secara spontan. ( Brauman et al., 1996). Kondisi lingkungan dari produk selama proses penyediaan, pH lingkungan rendah dan kadar air masih tinggi ,sehingga memungkinkan terjadinya proses fermentasi oleh berbagai jenis bakteri ( Gram et.al., 2002). Pengukuran pH pada saat sampling disekitar tempat penyediaan tepung sagu basah secara tradisional baik di daerah Maribu maupun Jembatan Dua, pH tanah dan produk tepung sagu basah di pasar berkisar 4 – 5. Pada kondisi tersebut, fermentasi asam laktat dapat berlangsung secara alamiah oleh bakteri penghasil asam laktat (Greenhill, et.al.,2008). Variasi asam organik yang dihasilkan isolat sama dengan variasi yang didapatkan dari tepung sagu basah masam sebelum diisolasi bakterinya (Gunaedi, et.al., 2009).


393

ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar.2. Kromatogram produksi asam organik isolat bakteri amilolitik dari tepung sagu basah masam Pembentukan asam-asam organik diawali dengan hidrolisis amilum dengan bantuan ensim amilolitik yang dikeluarkan oleh bakteri amilolitik, hidrolisis akan menghasilkan sakarida, misalnya glukosa. Perubahan glukosa menjadi asam organik diawali dengan tahapan glikolisis dengan produk intermediat asam piruvat, selanjutnya dirubah menjadi asam-asam organik sesuai jalur metabolisme yang digunakannya ( Caldwell, 1995). Adanya asam-asam organik pada tepung sagu basah menimbulkan perubahan bau dari bau netral menjadi asam. Tepung sagu basah yang telah mengandung asam-asam organik dikatakan telah mengalami kemasaman. KESIMPULAN Seleksi bakteri amilolitik penghasil asam organik dari isolat bakteri amilolitik hasil isolasi dari tepung sagu basah masam hasil penyediaan secara tradisional, didapatkan tiga isolat yang memiliki kemampuan menghasilkan asam organik lebih bervariasi dan lebih tinggi penghasilan asam laktatnya dibandingkan isolat lainnya. DAFTAR PUSTAKA Ahmad, F.B., Williams, P.A., Doublier, J.L., Durand, S., and Buleon, A.,1999, Physico-Chemical Characterization of Sago Starch, Carbohydrate Polymers 38.pp 361-370. Atlas, R.M., Brown, A.E., Dobra, K.W., and Miller, L. 1984. Experimental Microbiolgy Fundamentals and Application, Macmillan Publishing Company, New York. Brauman, A., Keleke, S., Malonga, M., Miambi, E., and Ampe, F., 1996, Microbiological Chraracterization of Cassava Rotting, a Traditional Lactic Acid Fermentation for Foo-foo (cassava flour) Production. Appl.Environ. Microbiol. 62: 2854-2858. Caldwell, R.D. 1995. Microbial Physiology and Metabolism, Wim.C. Brown Communication, Inc. USA. 394


ISBN 978-602-95471-0-8 Gram, L., Ravn, L., Rasch, M., Bruhn, J.B., Christensen, A.B., and Givskov, M., 2002, Food Spoilage- Interaction between Food Spoilage Bacteria, International Journal of Food Microbiology, Vol. 78 Issue 1-2, pp 79-97. Greenhill, A.R., Shipton, W.A., Blaney, B.J., Brock, I.J., Kupz A., and Warner, J.M., 2008, Spontaneous Fermentation of Traditional Sago Starch in Papua New Guinea, Food Microbiology, Vol.26 Issue 2,pp 136-141. Gunaedi, .T, Margino, S., Sembiring, L., Pratiwi, R., 2009, Kemasaman Tepung Sagu Basah ( Metroxylon sago Rottb) Hasil Penyediaan Secara Tradisional Ditinjau dari Aspek pH, Kadar Glukosa dan Kadar Asam Organik (Indikasi Spontaneous Fermentation), Prosiding Seminar Nasional Biologi, Lingkungan dan Pembelajarannya, Jurdik Biologi, FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta, pp 497-501 Harry, W.S. Jr., Paul J. VD., 1981, Microbes in Action: A Laboratory Manual of Microbiology, W.H. Freeman and Company, San Fransisco, USA. Joe, H.J. Huis in’t Veld, 1996, Microbial and Biochemical Spoilage of Foods: an Overview, International Journal of Food Microbiology, Vol.33 Issue 1,1-18. Lindquist, J. 2001, Differential Media: Starch Agar and the Amylase Test hhtp://www.jlinquist.net/generalmicro/dfstarch.html. Pei-Lang, A.T., Mohamed, A.M.D., Karim, A.A., 2005, Sago Starch and Composition of Associated Components in Palms of Different Growth Stages, Carbohydrate Polymers, Vol.63, Issue 2,pp. 283-286. Scott Raymond P.W. 1998, Introduction to Analytical Gas Chromatography, Marcel Dekker, Inc, New York.


395

ISBN 978-602-95471-0-8 KAJIAN PENAMBAHAN STABILIZER PADA AMILASE DAN KEMAMPUANNYA DALAM MENDEGRADASI PATI SINGKONG Trisanti Anindyawati, Ruth Melliawati dan Endang Sukara Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI Jl. Raya Bogor Km. 46 Cibinong 16911 ABSTRAK Kebutuhan akan enzim semakin meningkat di berbagai sektor industri. Salah satunya, amilase yang banyak digunakan dalam industri berbasis pati. Untuk mengatasi permasalahan dalam hal penyimpanan, maka dilakukan penelitian untuk mengkaji pengaruh dari penambahan gliserol, tween 80, dan kalsium khlorida sebagai stabilizer. Hasil sementara menunjukkan bahwa amilase yang disimpan pada suhu kamar lebih mudah terkontaminasi kecuali pada perlakuan penambahan tween 80, dibandingkan dengan penyimpanan pada suhu 4oC. Pada hari pertama pengamatan dari berbagai perlakuan, belum ada pengaruh nyata terhadap aktivitas amilase. Kemampuan amilase dalam mendegradasi pati singkong menunjukkan bahwa pati yang di perlakukan lebih mudah terdegradasi dari pada pati segar. Kata kunci : amilase, gliserol, tween 80, kalsium khlorida, degradasi pati

396


ISBN 978-602-95471-0-8 DETEKSI CEMARAN Enterobacter sakazakii PADA SUSU FORMULA BAYI DAN SUSU MENTAH DI PROPINSI DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA Tri Yahya Budiarso1*, Noni Sukmawati1, Christine Rosmalinda Siregar1 1. Fakultas Biologi, Universitas Kristen Duta Wacana, Yogyakarta. E-mail: [email protected] *Penulis untuk korespondensi. ABSTRACT Enterobacter sakazakii was originally designated as a yellow-pigmented variant of Enterobacter cloacae. It can cause bacteraemia and meningitis in neonates and it has been associated with the use of infant formula. In order to detect E. sakazakii contamination in infant formula and raw cow’s milk, in this research detection of E. sakazakii was done by cultivated powdered infant formula and raw cow’s milk samples on mLST broth (modified Lauryl Sulphate Tryptose) as an enrichment culture media during 24 hours at 45oC. Culture from mLST broth was inoculated on TSA (Tryptone Soya Bile Agar) for two days. Yellow-pigmented colonies suspected as E. sakazakii were then confirmed with some biochemical test and API E 20. The results of the research was shown that it was found 107 yellow-pigmented colonies from 30 samples that suspected as a candidate E. sakazakii. Based on the biochemical tests the result show that all of the yellow-pigmented colonies were not identified as E. sakazakii. The yellow-pigmented colonies were identified as E. aerogenes, E. gergoviae and E. amnigenus biogroup 1. Key word: Enterobacter sakazakii, powdered infant formula, yellow-pigmented colony

PENGANTAR Enterobacter sakazakii adalah bakteri patogen yang menyebabkan penyakit seperti bakterimia, infeksi saluran pernapasan ringan, infeksi kulit, infeksi saluran kencing, endokarditis, infeksi bagian dalam perut, septic arthritis, osteomyelitis dan infeksi pada mata (Farmer et al., 1985; Gurtler dan Beuchat, 2005). Beberapa peneliti melaporkan bahwa E. sakazakii sebagai penyebab beberapa kondisi klinis pada neonates, akibat mengkonsumsi susu formula seperti meningitis, bakterimia, sepsis, dan necrotizing enterocolitis (Sanders dan Sanders, 1997; CDC, 2002; FAO-WHO, 2004). Kasus meningitis pertama kali terjadi di Inggris yang disebabkan oleh “yellow pigmented E.cloacae” yang kemudian dikenal sebagai E. sakazakii. Sejak tahun 1961 sampai beberapa tahun terakhir selalu terjadi kasus serupa di beberapa negara yang disebabkan oleh E. sakazakii. Pada tahun 1983 di Belanda, dilaporkan bahwa dari 8 orang penderita kasus neonatal meningitis disebabkan oleh E. sakazakii, akibat mengkonsumsi susu formula. Wabah berikutnya terjadi pada tahun 1986 dan 1987 di Iceland, akibat mengkonsumsi susu formula. Dalam periode tahun 1988-2005 di USA, Portugal, Maryland, Belgia, Israel dan Perancis terjadi kasus infeksi yang disebabkan oleh E. sakazakii (Boven dan Braden, 2006; Forsythe, 2005). Enterobacter sp merupakan famili Enterobacteriaceae yang hidup pada saluran intestin hewan terutama mamalia. Bakteri ini dapat keluar bersama dengan feses dan melekat pada tubuh sapi, terutama daerah yang sulit untuk dibersihkan seperti lipatan paha, bagian belakang tubuh, ekor, ambing dan puting, sehingga dapat mengkontaminasi susu selama proses pemerahan. Wadah dan peralatan yang tidak bersih serta tangan pekerja juga memberikan kontribusi terhadap resiko kontaminasi. Faktor-faktor tersebut sangat memungkinkan adanya kontaminasi E. sakazakii pada susu sapi mentah sebagai bahan baku untuk produksi susu formula bayi. Kontaminan ini terus terbawa sampai Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

397

ISBN 978-602-95471-0-8 produk akhir selama proses produksi susu. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui ada tidaknya cemaran E. sakazakii pada produk susu formula bayi maupun susu sapi mentah yang berasal dari kelompok peternak. BAHAN DAN METODE PENELITIAN Sampel berupa susu formula bayi untuk usia 0-6 bulan dan susu sapi mentah. Sampel susu formula didapatkan dari beberapa supermarket di kota Yogyakarta sedangkan susu sapi mentah berasal dari kelompok peternak di Kabupaten Sleman DIY. Medium yang digunakan untuk isolasi dan identifikasi adalah: medium BPW (Buffer Phosphat Saline) yang digunakan untuk pre-enrichment culture, medium mLST untuk enrichment culture dan medium TSBA serta CCA (Chromocult Coliform Agar) digunakan untuk isolasi dan seleksi koloni tersangka E. sakazakii. Medium Nutrient Agar Semisolid, Simon’s Citrate Agar, Lactose Broth, MRVP, Urea Broth, KCN, Lysine Decarboxylase Broth, Sucrose Broth, Fenilalanin Deaminase Agar digunakan untuk identifikasi isolat tersangka E. sakazakii yang kemudian dilanjutkan dengan uji API 20E (Cappuccino dan Sherman, 2008; FDA, 2002; Guillaume-Gentil et al., 2005). Metode yang digunakan untuk isolasi E. sakazakii dalam penelitian ini menggunakan metode Guillaume-Gentil et al., (2005). Untuk mendeteksi E. sakazakii pada susu formula menggunakan medium BPW-mLST-TSBA sedangkan pada susu mentah dilakukan pengkayaan pada medium mLST. Kultur dari medium mLST kemudian ditumbuhkan ke dalam medium TSBA. Koloni berwarna kuning dicurigai sebagai tersangka E. sakazakii, kemudian diseleksi dalam medium CCA. Enterobacter sp pada medium CCA akan memberikan kenampakan warna merah. Koloni kemudian dipisahkan sampai menjadi isolat tunggal untuk kemudian diidentifikasi melalui serangkaian uji biokimia sampai aras genus Enterobacter sp dan aras spesies menurut Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology yang kemudian dikonfirmasi dengan API 20E (Cappuccino dan Sherman, 2008; Guillaume-Gentil, et al., 2005; Holt et al., 1994). HASIL DAN PEMBAHASAN Untuk mendeteksi ada tidaknya E.sakazakii pada susu formula bayi dan susu mentah ada perbedaan tahapan isolasi. Untuk sampel susu formula terlebih dahulu dilakukan pre-enrichment dalam medium BPW. Medium ini digunakan untuk menyembuhkan semua sel bakteri yang mengalami injury (Forsythe, 2005). Kultur sel dari BPW kemudian diperbanyak dalam medium mLST, yaitu medium LST yang disuplementasi dengan 0.5M NaCl dan 10 mg/liter novobiocin. Enterobacter sakazakii memiliki toleransi yang tinggi terhadap stres osmotik karena penambahan NaCl dibanding anggota lain dari Enterobacteriaceae seperti Salmonella sp., Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, dan Citrobacter freundii (Breeuwer et al., 2003). Penambahan novobiocin bertujuan untuk menghambat pertumbuhan bakteri gram-positif khususnya Bacillus sp dan bakteri asam laktat (Giraffa, 1997; Manie, 1998). Untuk sampel susu sapi mentah dapat langsung dilakukan tahap pengkayaan (enrichment culture) ke dalam medium mLST, tanpa melalui proses penyembuhan. Koloni tersangka E. sakazakii pada medium TSBA memberikan kenampakan warna kuning yang merupakan ekspresi positip terhadap enzim α-glukosidase (Muytjens et al., 1984; Iversen dan Forsythe, 2007). Pada medium CCA koloni Enterobacter sp memberikan kenampakan warna merah yang merupakan ekspresi positip terhadap enxim ß-glukoronidase (Turner et al., 2000). Hasil proses isolasi dan identifikasi isolat tersangka E.sakazakii pada susu formula dan susu mentah ditunjukkan pada Table 1 dan 2. Sebanyak 107 isolat tersangka E. sakazakii dari semua sampel pada medium TSBA, terlebih dilakukan seleksi ke medium CCA. Pada medium CCA, Enterobacter

398


ISBN 978-602-95471-0-8 akan memberikan kenampakan warna merah. Demikian juga Citrobacter sp dan Klebsiella sp juga memberikan reaksi yang sama. Untuk itu perlu dilakukan pengujian untuk memisahkan genus Enterobacter sp dari genus lainnya dengan melakukan uji motilitas, uji penggunaan sitrat, uji laktosa dan uji methyl red. Pada uji motilitas, Enterobacter sp dan Citrobacter sp, memberikan hasil positif karena merupakan bakteri motil yang mempunyai flagella yang bergerak aktif, sedangkan Klebsiella sp memberikan hasil negatif. Pada uji penggunaan sitrat, Enterobacter sp menunjukkan hasil positif yang ditunjukkan dengan perubahan warna medium SIM Agar dari hijau menjadi biru. Pada uji fermentasi laktosa Enterobacter sp, Citrobacter sp dan Klebsiella sp menunjukkan hasil positif, yang ditunjukkan oleh produksi asam dan gas (Cappuccino dan Sherman, 2008; Holt et al., 1994) Tabel 1. Hasil isolasi dan identifikasi isolat tersangka E. sakazakii dari sampel susu formula bayi Isolat Isolat merah Hasil identifikasi No. kuning Hasil identifikasi sampai dari medium sampai aras genus Sampel dari medium aras spesies Enterobacter sp CCA TSBA SF2 4 2 1 E. gergoviae SF3 7 3 1 E. aerogenes E. gergoviae SF4 7 3 2 E. aerogenes SF5 10 4 1 E.amnigenus biogroup 1 E. aerogenes SF7 5 3 2 E. aerogenes SF1, SF6, SF8-15 Dari 7 isolat Enterobacter sp teridentifikasi sebagai : 15 33 15 • E. aerogenes (4 isolat), isolat isolat sampel • E. gergoviae (2 isolat) • E. amnigenus biogroup1 (1isolat) Keterangan : SF : Sampel susu formula 1-15 : Pengambilan sampel ke-1 sampai 15 Pengujian methyl red terhadap isolat Enterobacter sp memberikan hasil negatif yang ditandai dengan pembentukan warna kuning. Hal ini disebabkan Enterobacter sp hanya mampu memfermentasi glukosa dalam medium dengan konsentrasi ion hidrogen yang rendah, sedangkan Citrobacter sp, Escherichia coli dan anggota enterik lainnya menunjukkan hasil uji positip karena mampu menggunakan glukosa dengan susana yang sangat asam sehingga dapat mengubah warna medium menjadi merah. Hal inilah yang membedakan Enterobacter sp dengan kelompok enterik lainnya (Cappuccino dan Sherman, 2008; Holt et al., 1994).


399

ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 2. Hasil isolasi dan identifikasi koloni tersangka E. sakazakii dari sampel susu mentah

SM1 SM2 SM3 SM4 SM5 SM6 SM7 SM8 SM9 SM10

Isolat kuning dari medium TSBA 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

SM11

5

5

SM12 SM13 SM14

5 5 5

4 1 1

SM15

4

4

Jumlah

74 isolat

45 isolat

No. sampel

Isolat merah dari medium CCA

Hasil identifikasi sampai aras genus Enterobacter sp

3 1 5 1 4 2 4 4 5 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Hasil identifikasi sampai aras spesies

E. gergoviae E. aerogenes E. gergoviae E. aerogenes E. aerogenes E.amnigenus biogroup I E. aerogenes E. aerogenes E. gergoviae E. aerogenes E. gergoviae 2 E. aerogenes 1 E.amnigenus biogroup I 1 E. aerogenes 1 E. aerogenes E. gergoviae 2 E. aerogenes Dari 17 isolat Enterobacter sp teridentifikasi sebagai : • E. aerogenes (10 isolat) • E. gergoviae (5 Isolat) • E. amnigenus biogroup I (2 isolat)

Keterangan : SM : Sampel susu mentah 1-15 : Pengambilan sampel ke-1 sampai 15 Enterobacter sp bersifat motil, pada uji sitrat memberikan hasil positif, dapat memfermentasi laktosa dan pada uji methyl red negatif. Isolat yang positip teridentifikasi sebagai genus Enterobacter sp, kemudian dilanjutkan dengan uji fisiologis yang mengarah ke spesies. Tidak semua spesies Enterobacter memberikan reaksi negatif pada uji methyl red, misalnya pada E.agglomerans, E. amnigenus biogroup 2, E. intermedius, E.hormachei dan E. asburiae. Spesies Enterobacter yang memberikan reaksi negatif pada uji methyl red dilanjutkan ke uji urease, uji KCN, uji lisin dekarboksilase, uji sukrosa dan uji deaminase fenilalanin. Uji urease digunakan untuk mendeteksi kemampuan E. sakazakii mendegradasi urea. Enterobacter sakazakii tidak memiliki enzim hidrolitik sehingga tidak mampu mendegradasi nitrogen dan komponen karbon dalam ikatan amida yang akan membentuk alkalin amonia pada produk akhir. Hal ini ditunjukkan dengan warna medium yang tidak berubah (Cappuccino dan Sherman, 2008; Holt et al., 1994). Hasil seleksi isolat tersangka E. sakazakii pada medium TSBA diperoleh 107 isolat, namun setelah diseleksi pada medium CCA hanya 60 isolat yang mengarah pada karakter Enterobacter sp. Isolat tersebut kemudian dilakukan pengujian sampai aras genus Enterobacter sp dan diperoleh 24 isolat. Dari 24 isolat, sebanyak 7 isolat 400


ISBN 978-602-95471-0-8 memberikan hasil positif pada uji urease dan 17 isolat memberikan hasil negatif. Isolat yang memberikan hasil positif pada uji urease merujuk ke karakter E. cloacae, E. dissolvens dan E. gergoviae. Untuk membedakan ketiganya dilakukan uji KCN. Pengujian pada medium KCN bertujuan untuk mengetahui kemampuan organisme tumbuh dalam medium cair KCN. Enterobacter cloacae dan E. dissolvens tidak mampu tumbuh pada medium KCN, sedangkan E. gergoviae mampu tumbuh dalam medium KCN. Hasil pengujian diperoleh 7 isolat teridentifikasi sebagai E. Gergoviae, sedangkan 17 isolat hasil uji urea negatif dilanjutkan dengan uji lisin dekarboksilase. Uji lisin dekarboksilase dilakukan untuk mendeteksi kemampuan organisme mendegradasi asam amino lisin. Enterobacter sakazakii tidak mampu mendegradasi asam amino lisin. Sedangkan E. aerogenes memberikan hasil yang positif pada uji lisin dekarboksilase karena mampu mendegradasi asam amino lisin. Dari 17 isolat yang memberikan hasil positif lisin dekarboksilase diidentifikasi sebagai E. aerogenes sebanyak 14 isolat. Isolat yang memberikan hasil negatif dilanjutkan dengan pengujian sukrosa yaitu untuk membedakan antara E. nimipressuralis, E. taylorae, E. amnigenus biogroup 1 dan E. sakazakii. Pada uji fermentasi sukrosa E. amnigenus biogroup 1 dan E. sakazakii menunjukkan hasil positif. Kedua spesies tersebut mampu menggunakan sukrosa sebagai sumber karbon. Diperoleh 3 isolat yang teridentifikasi sebagai E. amnigenus biogroup 1 dan E. sakazakii. Untuk membedakan antara E. amnigenus biogroup 1 dan E. sakazakii dilakukan uji deaminase fenilalanin. Pada uji ini, E. sakazakii menunjukkan hasil yang lambat. Deaminasi adalah proses pemindahan gugus amino (NH2) dari asam amino molekul lainnya yang mengandung –NH. Selain itu proses deaminasi dapat menetralisasikan gugus/senyawa amin yang menghambat pertumbuhan. Proses deaminasi fenilalanin akan menghasilkan asam fenilpiruvat. Reaksi asam fenilpiruvat dengan ferri klorida akan menghasilkan senyawa berwarna hijau sebagai tanda uji positif setelah penambahan reagen larutan 10% ferri klorida (FeCl3). Warna hijau menunjukkan bahwa fenilalanin telah dideaminasi. Berdasarkan hasil pengujian didapatkan bahwa 3 isolat tersebut teridentifikasi sebagai E. amnigenus biogroup 1 (Cappuccino dan Sherman, 2008; Holt et al., 1994). KESIMPULAN Dari 30 sampel yang diuji diperoleh hasil bahwa semua sampel mengandung cemaran Enterobacter sp. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari 30 sampel yang diuji, tidak ditemukan adanya E. sakazakii. Enterobacter sp yang diperoleh pada penelitian ini didominasi oleh E. aerogenes sebanyak 14 isolat, E. gergoviae sebanyak 7 isolat, dan E. amnigenus biogroup 1 sebanyak 3 isolat. DAFTAR PUSTAKA Bowen A.B., Braden C.R. 2006. Invasive Enterobacter sakazakii disease in Infant. Emerging Infectious Diseases 12:1185-1189. http://www.cdc.gov/ncidod/EID/vol12no08/05-1509.htm Breeeuwer, P., Lardeau, A., Peterz, M., and Joosten, H.M. 2003. Desiccation and heat tolerance of Enterobacter sakazakii. J. Appl. Microbiol. 95:967–973. CDC (Center for Diseases Control). 2002. Enterobacter sakazakii infections associated with the use of powdered infant formula-Tennessee, 2001. MMWR, 51(14):298300.


401

ISBN 978-602-95471-0-8 FAO-WHO. 2004 Join FAO-WHO workshop of Enterobacter sakazakii and other microorganisms in powdered infant formula, Genewa, 2-5 February 2004. Online report: http://www.who.int/foodsafety/ micro/meetings/feb2004. Gurtler, J.B., and Beuchat, L.R. 2005. Performance of Media for Recovering Stressed Cells of Enterobacter sakazakii as Determined Using Spiral Plating and Ecometric Techniques. Applied and Environmental Microbiology, 71 : 7661– 7669. Cappuccino and Sherman. 2008. Microbiology: A Laboratory Mannual. Addison- Wesley Publishing Company. Menlo-Park, California. Farmer, J.J., Davis, B.R., Hickman, F.W., Brenner, D.J. 1985. Biochemical identification of new species and biogroups of Enterobacteriaceae isolated from clinical specimens. J Clin Microbiol; 21: 46–76. FDA (Food and Drug Administration). 2002. Isolation and Enumeration of Enterobacter sakazakii from Dehydrated Powdered Infant fotmula. Center for Food safety and Applied Nutrition. July 2002; Revised August 2002. http://vm.cfsan.fda.gov/~comm/mmesakaz.html Forsythe, S.J, 2005. Enterobacter sakazakii and other bacteria in powdered infant formula, Balckwell Publishing Ltd. Maternal and Child, 1, pp.44-50. Guillaume-Gentil, O., Sonnard, V., Kandhai, M.J., Marugg, J.D., and Joosten, H. 2005. A simple and Rapid Cultural Method for Detection of Enterobacter sakazakii in Environmental Samples. Journal of Food Protection. 68 :64-69. Giraffa, G., and F. Sisto. 1997. Susceptibility to vancomycin of enterococci isolated from dairy products. Lett. Appl. Microbiol. 25:335–338. Holt, J.G., Krieg, N.R., Sneath, P.H.A., Stanley., J.T., and William, S.T. 1994. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. 9 nd Ed. Lippincott Williams & Wilkins. A Wolters Kluwer Company. USA. Iversen, C. Forsythe, S.J. 2007. Comparison of Media for the Isolation of Enterobacter sakazakii. Applied and Environmental Microbiology, 73: 48-52. Manie, T., Khan, S., Broözel, V.S., Veith, W.J. and Gouws, P.A. 1998. Antimicrobial resistance of bacteria isolated from slaughtered and retail chickens in South Africa. Lett. Appl. Microbiol. 26:253–258. Muytjen, H. L., Van der Ros-van de Ripe, J., and Hans, A. M. van Druten. 1984. Enzymatic profiles of Enterobacter sakazakii and related species with special reference to the alpha-glucosidase reaction and reproducibility of the test system. J. Clin. Microbiol. 20:684-686. Sanders, and Sanders. 1997. Enterobacter spp.: pathogens poised to flourish at the turn of the century. J. Clin. Microbiol. Rev. 10:220-241. Turner K. M, Restaino, L., and Frampton, E.W. 2000. Efficacy of chromocult coliform agar for coliform and Escherichia coli detection in foods, Journal of Food Protection, 63 : 539-541.

402


ISBN 978-602-95471-0-8 KEANEKARAGAMAN STREPTOMYCES DARI RIZOSFER FAMILIA POACEAE YANG BERPOTENSI MENGHASILKAN ANTIBIOTIK TERHADAP Escherichia coli Triastuti Rahayu*, Maryati**, Retno Ayu Puryantiningsih** *Program Studi Pendidikan Biologi FKIP Universitas Muhammadiyah Surakarta **Fakultas Farmasi Universitas Muhammadiyah Surakarta ABSTRAK Peran antibiotik dalam mengatasi penyakit infeksi terkendala oleh adanya faktor resistensi bakteri terhadap antibiotik yang telah ada sehingga dilakukan penelitian eksplorasi antibiotik baru dari rizosfer alang-alang, rumput gajah dan rumput kembangan (Familia Poaceae). Tujuan penelitian ini adalah mengetahui keanekaragaman Streptomyces dari rizosfer Familia Poaceae dan mendapatkan isolat-isolat yang berpotensi menghasilkan antibiotik terhadap E. coli. Pengambilan sampel tanah rizosfer dari daerah Sukoharjo, Salatiga dan Blora Jawa Tengah dengan metode komposit kemudian dilakukan pre treatment, selanjutnya diisolasi pada media raffinosa-histidine agar dengan penambahan sikloheksimid sebagai antifungi, benneth agar untuk purifikasi dan oatmeal agar untuk menumbuhkan spora. Hasil isolasi diperoleh isolat Streptomyces dan diidentifikasi dengan pengecatan Gram kemudian dilakukan uji potensi antibiotik terhadap E. coli ATCC 25922 dan E. coli multiresisten antibiotik dengan metode agar block. Hasil isolasi diperoleh 57 isolat Streptomyces dengan warna miselium vegetatif, spora aerial dan pigmen difus yang berbeda. Dari 57 isolat diperoleh 28 isolat yang berpotensi menghasilkan antibiotik. Pada isolat Streptomyces umur 2 minggu diperoleh sebanyak 15,80% berpotensi antibiotik ”sangat kuat” (22,5-30 mm), 14,04% berpotensi ”kuat” (10-18 mm), 1,75% berpotensi ”sedang” (9 mm) terhadap E. coli ATCC 25922 dan sebanyak 12,28% berpotensi antibiotik “sedang” (7-9,5 mm) terhadap E. coli multiresisten antibiotik. Dari pengujian antibiotik isolat Streptomyces umur 3 minggu diperoleh sebanyak 14,04% berpotensi antibiotik “sangat kuat” (20-30 mm), 17,54% berpotensi ”kuat” (10-19,5 mm), 1,75% berpotensi ”sedang” (7 mm) terhadap E. coli ATCC 25922 dan sebanyak 1,75% berpotensi antibiotik ”sedang” (9 mm) terhadap E. coli multiresisten antibiotik. Kesimpulan yang diperoleh adalah dari rizosfer Familia Poaceae dapat diperoleh keanekaragaman Streptomyces yang sangat tinggi serta berpotensi sebagai antibiotik. Kata Kunci: Antibiotik, E. coli, Familia Poaceae, Rizosfer, Streptomyces

PENDAHULUAN Penyakit infeksi merupakan salah satu permasalahan dalam bidang kesehatan yang dari waktu ke waktu terus berkembang. Infeksi merupakan penyakit menular disebabkan oleh berbagai mikroorganisme seperti virus, bakteri, jamur, dan protozoa. Saah satu organisme adalah Escherichia coli (Gibson, 1996). E. coli sering menyebabkan infeksi saluran kemih, diare dan penyakit lain. Salah satu penyembuhannya dengan antibiotik (Jawetz et al., 2001). Penggunaan antibiotik sangat banyak terutama dalam pengobatan yang berhubungan dengan infeksi akan tetapi terkendala oleh adanya faktor resistensi bakteri terhadap antibiotik yang telah ada. Oleh sebab itu sangat diperlukan eksplorasi galurgalur mikroba baru yang menghasilkan antibiotik dengan potensi lebih tinggi dalam mematikan penyebab penyakit, misalnya dari rizosfer. Tanah rizosfer adalah tanah yang menempel pada perakaran tanaman yang banyak terdapat bakteri, jamur, dan Actinomycetes. Banyak penghuni tanah tersebut merupakan sumber penting antibiotik (Rao, 1994). Penelitian yang dilakukan oleh Waksman (1950) cit Hasim (2003) telah banyak ditemukan Actinomycetes di tanah Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

403

ISBN 978-602-95471-0-8 berumput dengan demikian menanam rumput manusia dapat sekaligus memanen antibiotik. Streptomyces adalah genus dari kelas Actinomycetes yang terbukti mampu menghasilkan bermacam-macam antibiotik. Lebih dari 90 persen antibiotik yang dihasilkan dari Streptomyces digunakan untuk terapi penyakit infeksi yang disebabkan oleh bakteri (Hasim, 2003). Penelitian oleh Rahayu dan Maryati (2007) memperoleh isolat Streptomyces dari rizosfer tumbuhan Familia Poaceae lainnya yaitu jukut domdoman (Chrysopogon aciculatus (Retz) Trin) dan rumput jepang (Zoysia matrella L. Merr) serta tumbuhan orok-orok (Crotalaria striata) yang berpotensi kuat menghasilkan antibiotik. Oleh karena Streptomyces merupakan kelompok yang banyak menghasilkan antibiotik maka eksplorasi Streptomyces dari rizosfer tumbuhan lain perlu dilakukan. Hal ini mendorong dilakukannya isolasi Streptomyces dari rizosfer tumbuhan Familia Poaceae untuk mengetahui keanekaragaman dan potensi antibiotik terhadap E. coli. METODE PENELITIAN A. Alat dan Bahan 1. Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah ayakan, sendok tanduk, tabung reaksi, mikropipet, blue tips, yellow tips, termometer, spuit injeksi 10 ml, kompor listrik, botol ulir biru 500 ml, timbangan, alat-alat gelas berukur, pH universal (MERCK), tusuk sate steril, petri disk, inkubator, autoklaf, oven, api bunsen, LAF (Laminar Air Flow), object glass, mikroskop, flakon, spreader glass, shaker incubator, sterile cork borer, penggaris. 2. Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah: sampel tanah yang diperoleh dari sekitar perakaran tumbuhan (rizosfer) yaitu: alang-alang (Imperata cylindrica L), rumput gajah (Pennisetum purpureum Schumach) dan rumput kembangan (Digitaria microbachne (Presl.) Henr) yang diambil dari Kelurahan Gayam Kabupaten Sukoharjo, Kelurahan Lopait Kotamadya Salatiga dan Kelurahan Cepu Kabupaten Blora, larutan ringer laktat (Widatra Bhakti), media raffinosa-histidine agar, benneth agar, oatmeal agar, akuades, antifungi sikloheksimid (SIGMA), kasa, NaOH (MERCK), satu set cat Gram formalin 1%, alkohol 70%, E. coli ATCC 25922 dan E. coli multiresisten antibiotik, standard Mc Farland (konsentrasi 108 CFU/ml), media BHI (Brain Heart Infusion), akuades steril, media NA (Nutrient Agar). B. Jalannya Penelitian 1. Pemilihan Lokasi Sampel Tanah Pemilihan lokasi pengambilan sampel tanah pada daerah yang kering dan panas (hangat), tanahnya agak berpasir dan tidak tergenang air. 2. Pengambilan Sampel Sampel tanah rizosfer dari tumbuhan alang-alang, rumput gajah dan rumput kembangan diambil bagian yang menempel pada akar sebanyak satu genggam (± 50 gram) dari 5 tempat yang berbeda dalam 1 rumpun/lahan yang sebelumnya tanah bagian atas (± 10 cm) dibersihkan dahulu. Setiap sampel tanah dimasukkan dalam kantong plastik yang berbeda.

404


ISBN 978-602-95471-0-8 3. Pre treatment Sampel Tanah Tanah yang telah diambil masing-masing ditimbang 10 gram dikeringanginkan pada suhu ruang selama 7-10 hari kemudian disaring dengan saringan 0,8 mm dan dimasukkan dalam wadah steril sebelum digunakan. Masing-masing sampel tanah diambil sebanyak 1 gram kemudian dicampur. Dari hasil pencampuran diambil lagi 1 gram untuk dicampur dengan larutan ringer 10 ml (10-1) kemudian digojok sampai rata, selanjutnya larutan tersebut dipanaskan pada suhu 55oC selama 20 menit untuk mengurangi populasi bakteri Gram negatif. 4. Isolasi Streptomyces Pengenceran dilanjutkan dengan mengambil 1 ml larutan 10-1 dan dimasukkan ke dalam 9 ml larutan ringer laktat (10-2) dan seterusnya sampai pengenceran 10-4. Sebanyak 0,1 ml dari pengenceran 10-3 dan 10-4 diinokulasi pada medium raffinosa-histidine agar dengan penambahan antibiotik sikloheksimid (1:100) untuk mengurangi pertumbuhan fungi dan diinkubasi pada suhu 28oC selama 7-14 hari. Koloni Streptomyces dengan morfologi yang berbeda diseleksi dan dipindah ke media purifikasi yaitu media benneth agar dengan menggunakan tusuk sate steril. Kultur tersebut diinkubasi pada suhu 28oC selama 7 hari disimpan pada suhu 4oC untuk uji selanjutnya, kemudian dari media benneth agar dipindah ke media oatmeal agar diinkubasi pada suhu 28oC selama 7-14 hari untuk menumbuhkan spora bakteri. 5. Identifikasi Isolat Streptomyces dengan Pengecatan Gram Prosedur pengecatan Gram adalah sebagai berikut: Satu ujung tusuk sate steril isolat Streptomyces diambil secara aseptik dan diletakkan pada obyek gelas dan diratakan. Preparat ditambah formalin 1% dikeringkan dan selanjutnya difiksasi di atas nyala api bunsen (spirtius), preparat siap dicat. Preparat digenangi dengan cat Gram A selama 1-3 menit kemudian digenangi cat Gram B selama 0,5-1 menit, setelah itu cat dibuang dan dicuci dengan air. Preparat kemudian ditetesi cat Gram C sampai warna cat dilunturkan. Setelah itu preparat digenangi cat Gram D selama 1 menit kemudian dicuci dan dikeringkan dalam posisi miring. Preparat kemudian diamati di bawah mikroskop, Apabila preparat berwarna ungu artinya Gram positif, jika preparat berwarna merah artinya Gram negatif. 6. Penyiapan mikroorganisme uji E. coli Bakteri uji yang digunakan adalah E. coli multiresisten antibiotik (resisten terhadap 19 antibiotik) yang diperoleh dari Laboratorium Mikrobiologi Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta dan E. coli ATCC 25922. Bakteri diambil beberapa koloni dibiakkan menggunakan tusuk sate steril, kemudian diinokulasi pada medium NA dan diinkubasi 37oC selama 18-24 jam. Koloni bakteri diambil dengan tusuk sate steril lalu ditanam pada 2 ml BHI cair dan di shaker selama 3 jam dengan suhu 37oC pada kecepatan 90 rpm, setelah itu diencerkan dengan akuades steril sehingga mempunyai kekeruhan yang sesuai dengan standar Mc Farland (108 CFU/ml) kemudian diambil 100 µl dimasukkan kedalam labu takar 10 ml ditambah akuades steril sampai 10 ml, sehingga didapatkan suspensi bakteri 106 CFU/ml, kemudian diambil 150 µl diinokulasikan pada media NA dan siap diuji. 7. Uji isolat Streptomyces yang berpotensi menghasilkan antibiotik Penentuan aktivitas antibiotik dengan metode agar block, isolat dari media oatmeal agar yang berumur 2 minggu dan 3 minggu masing-masing dibuat blok menggunakan sterile cork borer diameter 6 mm kemudian diletakkan pada medium NA yang sudah diinokulasi organisme uji. Inkubasi pada saat skrining antibiotik adalah 37oC, Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

405

ISBN 978-602-95471-0-8 24 jam untuk bakteri. Potensi Antibiotik diperoleh dengan mengukur diameter zona hambat di sekitar agar block. HASIL DAN PEMBAHASAN Isolat Streptomyces rizosfer rumput gajah, alang-alang dan rumput kembangan diperoleh dari sampel tanah yang diambil di sekitar perakaran rumput dengan kedalaman kira-kira 10 cm dari permukaan tanah. Pengambilan tanah di sekitar perakaran rumput karena akar rumput mempunyai kemampuan untuk mengeluarkan eksudat (cairan sel yang keluar ke sekitar akar) dimana merupakan sumber kehidupan bagi mikroflora tanah, termasuk mikroorganisme yang berpotensi menghasilkan antibiotik (Hasim, 2003). Sampel tanah rizosfer sebelum diisolasi dilakukan pre treatment untuk mengurangi populasi bakteri Gram negatif karena Streptomyces termasuk Gram positif yang menghasilkan spora. Pengenceran sampel tanah rizosfer yang diinokulasikan pada media raffinosa-histidine agar adalah 10-3 dan 10-4. Pengenceran yang rendah (10-2) menyebabkan pertumbuhan koloni yang rapat sehingga tidak dapat diperoleh kultur murni Streptomyces dan sebaliknya pengenceran yang tinggi (10-6) kemungkinan mendapatkan koloni Streptomyces semakin kecil (Rahayu dan Maryati, 2007). Isolasi Streptomyces menggunakan media raffinosa-histidine agar untuk menghambat Streptomyces albidoflavus yang mendominasi pertumbuhan bakteri dari tanah. Penggunaan media raffinosa-histidine agar sebagai medium selektif untuk membedakan Streptomyces dengan koloni bakteri lainnya karena karakteristik miselium dan pigmentasinya. Penambahan sikloheksimid (1:100) pada media raffinosa-histidine agar untuk menghambat pertumbuhan jamur (antijamur). Koloni Streptomyces pada media buatan licin atau seperti liken, keras dan bertekstur padat, muncul perlahan, konsistensi berbubuk dan melekat erat pada permukaan medium agar (Waksman, 1967; Rao, 1994) (Gambar 1 ).

b

c

a Gambar 1. Koloni Streptomyces pada Media Raffinosa-histidine agar Keterangan: a. Pengenceran 10-3 rumput gajah, b. Pengenceran 10-3 rumput kembangan, c. Pengenceran 10-3 rumput alang-alang Setelah terlihat pertumbuhan yang maksimal pada media raffinosa-histidine agar, koloni Streptomyces yang berbeda diseleksi dan dipindah ke media purifikasi yaitu benneth agar dengan tusuk sate steril untuk mendapatkan isolat yang murni selanjutnya diinkubasi pada suhu 28oC selama 7 hari. Isolat Streptomyces dari media benneth agar dipindah ke media pembentukan spora yaitu medium oatmeal agar karena salah satu ciri Streptomyces dapat menghasilkan spora. Inkubasi pada media oatmeal agar dilakukan selama 7-14 hari pada suhu 28oC karena Streptomyces mempunyai pola pertumbuhan mirip dengan fungi yaitu pertumbuhan lambat dan tumbuh maksimal pada suhu 28oC. Pada pembuatan media benneth agar dan oatmeal agar sebelum dituang ke petri ditambah sikloheksimid (1:100) terlebih dahulu untuk menghambat pertumbuhan jamur. Hasil isolasi diperoleh 57 isolat murni, diamati berdasarkan pigmen warna pada miselium vegetatif, spora aerial, dan pigmen difusnya dari media oatmeal agar (Tabel 1).

406


ISBN 978-602-95471-0-8 Selain karakteristik morfologinya untuk memastikan bahwa isolat yang diperoleh adalah Streptomyces yang merupakan Gram positif maka dilakukan pengecatan Gram. Hasil pengecatan Gram isolat Streptomyces dari media benneth agar dilihat dibawah mikroskop adalah berwarna ungu merupakan Gram positif dengan bentuk sel batang, susunan sel tersebar. Tabel 1. Isolat Streptomyces dari Media Oatmeal agar Kode strain GJSK2 GJSK3 GJSK4 GJSK5 GJSK7 GJSK8 GJSK10 GJSK11 GJSK12 10-4 GJSK13 10-4 GJSK15 10-4 GJSK16 10-4 GJSK17 10-4 GJSK18 GJSK19 GJB21 GJB24 GJB25 GJB26 GJB32 10-4 GJB33 10-4 ALSK1 ALSK2 ALSK3 ALSK5 ALSK6 ALSK7 ALSK10 ALSK11 ALSK13

Warna spora aerial Putih Putih di tengah, abu-abu di pinggir Putih keabu-abuan Putih di tengah, abu-abu di pinggir Abu-abu Abu-abu bergaris putih Putih seperti berlendir Putih krem Abu-abu dengan titik putih di atasnya Abu-abu yang bergaris titik-titik putih Putih Merah keabuan yang bertitik-titik putih Putih Abu-abu, putih dipinggir bergaris Abu-abu Putih dengan titik hitam Merah titik putih Coklat Coklat kekuningan Abu-abu kecoklatan Hitam Abu-abu Abu-abu ada putihnya Krem Abu-abu Putih Abu-abu putih Coklat bergaris titik-titik putih Putih seperti lendir Putih titik-titik abu-abu

Warna miselium vegetatif Coklat Putih

Pigmen difus Coklat -

Putih keabu-abuan Putih di tengah, kuning di pinggir sebagian Kuning kecoklatan Kuning Putih Kuning Abu-abu, orange di pinggir

-

Hitam

-

Putih transparan, merah di pinggir Merah

-

Putih Abu-abu, putih di pinggir bergaris Coklat, putih dipinggir Kuning Merah Kuning Coklat kekuningan Coklat kekuningan Hitam titik putih Abu-abu kehitaman Abu-abu, putih kekuningan Coklat susu Putih Putih Abu-abu bergaris putih

-

Putih

-

Coklat Putih

Kuning muda


Coklat Kuning Kuning tua

-

Coklat Orange Coklat -

407

ISBN 978-602-95471-0-8 ALSK15 ALSK16 ALSK18

Putih Putih abu-abu Putih

Putih krem Putih kuning Putih krem

Coklat

ALSK19

Abu-abu tepi putih

Abu-abu coklat

ALSK20 ALSK21 ALSK27 10-4 ALB28 ALB31

Putih titik abu-abu Abu-abu Putih titik-titik hitam Putih Putih

Putih Abu-abu gelap Putih krem Kuning Merah

Coklat kehitaman Coklat muda

ALB33 ALB34 ALB35 ALB39 10-4

Putih keabu-abuan Abu-abu Kuning Putih

Kuning Abu-abu kehitaman Kuning Putih kekuningan

ALB40 10-4

Hitam dengan titik putih

Hitam

KBSL2 KBSL4 KBSL5 KBSL9 10-4 KBSL11 KBSL13 KBSL15 KBSL16 KBSL20 KBSL21 KBSL23 KBSL24 KBSL26

Putih Abu-abu Putih tepi abu-abu Putih abu-abu Putih abu-abu Putih Abu-abu Coklat abu-abu Putih Putih Putih Coklat Putih

Merah Hijau abu-abu Putih tepi abu-abu Putih kekuningan Krem Kuning Abu-abu kekuningan Abu-abu Merah Krem Kuning Coklat Coklat

Kuning muda Kuning Coklat Coklat tua Coklat Coklat

Lima puluh tujuh isolat Streptomyces selanjutnya dilakukan skrining antibiotik menggunakan metode agar block. Organisme uji yang dipakai adalah bakteri E. coli ATCC 25922 dan E. coli multiresisten antibiotik. Setelah 24 jam diamati ada tidaknya zona hambat di sekitar agar block seanjutnya diukur zona jernih di sekitar agar block berdasarkan ketentuan Davis Stout cit Hasim (2003) yaitu: daerah hambatan 20 mm atau lebih memiliki potensi antibiotik sangat kuat, daerah hambatan 10-20 mm memiliki potensi antibiotik kuat, daerah hambatan 5-10 mm memiliki potensi antibiotik sedang dan daerah hambatan 5 mm atau kurang memiliki potensi antibiotik lemah (Hasim, 2003). Hasil skrining antibiotik dengan umur isolat 2 minggu dan 3 minggu terhadap bakteri E. coli ATCC 25922 dan E. coli multiresisten antibiotik (Gambar 2).

408


ISBN 978-602-95471-0-8

a

b

ALSK1

ALSK2

ALB33 ALB31

ALSK6

ALB28

ALSK7 ALB34

AL SK3 ALB35

GJB21

ALSK5

c

ALSK6

GJSK19

d

ALSK7

ALSK3

KBSK1 6

ALSK19 GJSK18

ALSK2 ALSK5

ALSK20

ALSK21

ALSK1

Gambar 2. Uji Potensi Isolat Streptomyces terhadap E. coli a. Isolat Umur 2 Minggu terhadap E. coli ATCC 25922, b. Isolat Umur 2 Minggu terhadap E. coli Multiresisten Antibiotik c. Isolat Umur 3 Minggu terhadap E. coli ATCC 25922 d. Isolat Umur 3 Minggu terhadap E. coli Multiresisten Antibiotik Hasil pengujian antibiotik isolat Streptomyces yang berumur 2 minggu terhadap E. coli ATCC 25922 berpotensi menghasilkan antibiotik sangat kuat (22,5-30 mm) sebanyak 9 isolat, berpotensi kuat (10-18 mm) 8 isolat, berpotensi sedang (9 mm) 1 isolat dan pengujian antibiotik isolat Streptomyces yang berumur 3 minggu terhadap E. coli ATCC 25922 berpotensi menghasilkan antibiotik sangat kuat (20-30 mm) sebanyak 8 isolat, berpotensi kuat (10-19,5 mm) 11 isolat, berpotensi sedang (7 mm) 1 isolat (Tabel 2 dan 3). Untuk uji isolat Streptomyces umur 2 minggu terhadap E. coli multiresisten antibiotik yang berpotensi menghasilkan antibiotik sedang (7-9,5 mm) sebanyak 7 isolat dan isolat Streptomyces umur 3 minggu berpotensi antibiotik sedang (9 mm) sebanyak 1 isolat (Tabel 4 dan 5). Isolat Streptomyces umur 2 minggu sebanyak 15,80% berpotensi menghasilkan antibiotik sangat kuat, 14,04% berpotensi kuat, 1,75% berpotensi sedang terhadap E. coli ATCC 25922 dan sebanyak 12,28% berpotensi antibiotik sedang terhadap E. coli multiresisten antibiotik (Gambar 5a dan 6a). Dari isolat Streptomyces umur 3 minggu sebanyak 14,04% berpotensi menghasilkan antibiotik sangat kuat, 17,54% berpotensi kuat, 1,75% berpotensi sedang terhadap E. coli ATCC 25922 dan sebanyak 1,75% berpotensi antibiotik sedang terhadap E. coli multiresisten antibiotik (Gambar 5b dan 6b ).


409

ISBN 978-602-95471-0-8 Tabel 2. Hasil Uji Potensi Antibiotik Isolat Streptomyces Umur 2 Minggu terhadap E. coli ATCC 25922 Potensi Antibiotik Isolat Persentase isolat yang berpotensi antibiotik Sedang GJ1310-4 1,75% Kuat ALSK2, ALSK20, KBSK2, 14,04% KBSK4, GJSK11, KBSL20, GJB24, GJ B3310-4 Sangat Kuat ALSK1, ALSK5, ALSK6, 15,80% ALSK13, ALSK16, ALSK2710-4, GJSK4, GJSK18, GJB25 Tidak berpotensi 39 isolat 68,41% Tabel 3. Hasil Uji Potensi Antibiotik Isolat Streptomyces Umur 3 Minggu terhadap E. coli ATCC 25922 Potensi Antibiotik Isolat Persentase isolat yang berpotensi antibiotik Sedang ALSK2 1,75% Kuat KBSK13, ALSK6, ALSK13, 17,54% ALSK16, ALSK2710-4, GJSK19, GJSK18, GJSK1210-4, ALB31, GJB25, KBSL20 Sangat Kuat KBSK11, ALSK1, ALSK5, 14,04% ALSK20, GJSK4, ALSK7, GJSK8, GJB21 Tidak berpotensi 37 isolat 66,67% Tabel 4. Hasil Uji Potensi Antibiotik Isolat Streptomyces Umur 2 Minggu terhadap E. coli Multiresisten Antibiotik Potensi Antibiotik Isolat Persentase isolat yang berpotensi antibiotik Sedang KBSK11, ALSK5, GJSK2, 12,28% ALB28, ALB35, GJB25, GJB3310-4 Kuat 0% Sangat Kuat Tidak berpotensi

50 isolat

0% 87,72%

Tabel 5. Hasil Uji Potensi Antibiotik Isolat Streptomyces Umur 3 Minggu terhadap E. coli Multiresisten Antibiotik Potensi Antibiotik Isolat Persentase isolat yang berpotensi antibiotik Sedang ALSK20 1,75% Kuat 0% Sangat Kuat 0% Tidak berpotensi 56 isolat 98,25%

410


ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 5. Potensi Antibiotik Isolat Streptomyces terhadap E. coli ATCC 25922 Keterangan: a. Isolat umur 2 minggu, b. Isolat umur 3 minggu

Gambar 6. Potensi Antibiotik Isolat Streptomyces terhadap E. coli Multiresisten Antibiotik Keterangan: a. Isolat umur 2 minggu, b. Isolat umur 3 minggu

KESIMPULAN Dari daerah rizosfer tumbuhan alang-alang, rumput gajah, rumput kembangan diperoleh 57 isolat Streptomyces yang berbeda. Pada pengujian antibiotik isolat Streptomyces umur 2 minggu diperoleh sebanyak 15,80% isolat Streptomyces yang berpotensi menghasilkan antibiotik sangat kuat (22,5-30 mm), 14,04% berpotensi kuat (10-18 mm), 1,75% berpotensi sedang (9 mm) terhadap E. coli ATCC 25922 dan sebanyak 12,28% berpotensi menghasilkan antibiotik sedang (7-9,5 mm) terhadap E. coli multiresisten antibiotik. Dari isolat Streptomyces umur 3 minggu diperoleh sebanyak 14,04% isolat Streptomyces yang berpotensi menghasilkan antibiotik sangat kuat (20-30 mm), 17,54% berpotensi kuat (10-19,5 mm), 1,75% berpotensi sedang (7 mm) terhadap E. coli ATCC 25922 dan sebanyak 1,75% berpotensi menghasilkan antibiotik sedang (9 mm) terhadap E. coli multiresisten antibiotik. SARAN Perlu dilakukan isolasi dan identifikasi lebih lanjut senyawa-senyawa antibiotik yang terdapat dalam isolat Streptomyces dari daerah rizosfer tumbuhan Familia Poaceae yang meliputi alang-alang (Imperata cylindrica L), rumput gajah (Pennisetum purpureum Schumach) dan rumput kembangan (Digitaria microbachne (Presl.) Henr) serta perlu dilakukan efisiensi penggunaan antibiotik untuk menekan terjadinya resistensi terhadap antibiotik.


411

ISBN 978-602-95471-0-8 DAFTAR PUSTAKA Gibson, J. M., 1998, Mikrobiologi dan Patologi Modern Untuk Perawat, Cetakan Pertama, Alih Bahasa Somaprasada, I. K. G., Buku Kedokteran EGC, Jakarta. Hasim, 2003, Menanam Rumput Memanen Antibiotik, (online), (http://www.kompas.com/kompas-cetak/0311/03/inspirasi/663220.htm, diakses 26 Februari 2008). Jawetz, E., Melnick, J. L., dan Adelberg, E. A., 2001, Mikrobiologi Kedokteran, diterjemahkan oleh Mudihardi, E., Edisi XXII, 352, Salemba Medika, Jakarta. Rahayu, T., dan Maryati, 2007, Isolasi Dan Karakterisasi Streptomyces yang Berpotensi Antimikrobia dari Rizosfer Tumbuhan Tingkat Tinggi, Laporan Penelitian Hibah Pekerti, Universitas Muhammadiyah Surakarta, Surakarta. Rao, N. S. S., 1994, Mikrobiologi Tanah dan Pertumbuhan Tanaman, diterjemahkan oleh Susilo, H., 38-39, 63, UI Press, Jakarta.

412


ISBN 978-602-95471-0-8 KAJIAN POTENSI PROTEIN DAN METABOLIT BAKTERI ENDOFIT YANG MEMPUNYAI AKTIVITAS SEBAGAI ANTIBAKTERI ULFAH UTAMI (Jur. Biologi Fak. Sains dan Teknologi UIN Malang) ABSTRAK Kebutuhan bahan antimikroba untuk terapi penyakit infeksi pada manusia oleh bakteri dan jamur masih tinggi. Melemahnya nilai tukar rupiah telah menyebabkan harga obat antimikroba menjadi mahal, mengingat bahan baku substansi aktif sekitar 90% masih diimpor. Disisi lain timbul mikoorganisme patogen yang resisten terhadap antimikroba yang ada, sehingga perlu didapatkan bahan antimikroba baru untuk mengatasi masalah tersebut. Salah satu usaha untuk mendapatkan bahan antibakteri baru adalah melalui eksplorasi dan seleksi mikroba, mencari jenis yang beragam dari habitat yang beragam dengan harapan akan didapat isolat baru yang menghasilkan bahan antibakteri yang lebih baik. Salah satu cara terbaru memproduksi senyawa metabolit sejenis yang terdapat dalam tanaman adalah dengan memanfaatkan bakteri yang hidup dalam jaringan tanaman sehat (bakteri endofit). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi protein dan senyawa metabolit sekunder bakteri endofit yang mempunyai aktivitas sebagai antibakteri. Penelitian telah dilakukan di tiga laboratorium, masing-masing: Laboratorium Mikrobiologi dan Laboratorium Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Brawijaya Malang, serta Laboratorium Kimia Organik Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Malang. Isolat bakteri endofit (Hafnia alvei dan Bacillus megaterium ) yang digunakan diisolasi dari tanaman Bruguiera gymnorrhiza yang mempunyai aktivitas sebagai antibakteri.Bakteri uji yang digunakan adalah bakteri patogen pada manusia yaitu Staphylococcus aureus dan Escherichia coli. Hasil pemisahan protein metabolit bakteri endofit Havnia alvei menggunakan SDS-PAGE diperoleh berat molekul masing-masing: 81,4 kDa; 71,1 kDa; 47,4 kDa; 43,3 kDa; 18,4 kDa dan 2,6-9,4 kDa. Pengujian protein pada masing-masing berat molekul tidak menunjukkan adanya aktivitas antibakteri (tidak terbentuk zona hambat). Hasil uji KLT ekstrak diklorometan metabolit sekunder isolat bakteri endofit Hafnia alvei dan Bacillus megaterium menunjukkan bahwa metabolit sekunder antibakteri tersebut mengandung senyawa golongan alkaloid dan flavonoid. Kata kunci: bakteri endofit. antibakteri,protein, metabolit


413

ISBN 978-602-95471-0-8 KARAKTERISTIK MARKA GENETIK DAERAH CYTOCHROME B SEBAGAI ACUAN KONSERVASI GENETIK HARIMAU SUMATERA Ulfi Faizah Universitas Negeri Surabaya ABSTRAK Harimau Sumatera (Panthera tigris sumatrae) saat ini keberadaannya terancam punah. Usaha konservasi harus dilakukan termasuk juga konservasi genetiknya. Cytochrome b (Cyt. b) pada genom mitokondria Deoxyribonucleic Acid (mtDNA) biasa digunakan untuk mempelajari keragaman genetik dan hubungan filogeni dari suatu genus atau famili yang sama. Penelitian ini bertujuan (1) Menganalisis keragaman genetik berdasarkan marka genetik daerah Cyt. b parsial; (2) Mengetahui hubungan kekerabatan antara subspesies Harimau Sumatera dengan subspesies harimau lainnya di dunia. Amplifikasi dengan metode PCR pada daerah Cyt. b parsial menggunakan primer UF-06 dan UF-07 (675 pasang basa). Selanjutnya proses sekuensing dan datanya dianalisis menggunakan program MEGA IV. Multiple alignment menggunakan data sekuen harimau dari GenBank sebagai pembanding. Analisis filogeni dengan metode bootstrapped Neighbor-Joining 1000 kali pengulangan. Hasil penelitian ini adalah (1) Pada subspesies harimau. Harimau Sumatera di daerah Cyt. b parsial terdapat dua situs spesifik yaitu situs basa nukleotida No. 130 Guanin (G) dan No. 369 Adenin (A); (2) Hubungan kekerabatan subspesies Harimau Sumatera dengan subspesies harimau lainnya adalah Harimau Sumatera paling dekat dengan Harimau India dan paling jauh dengan Harimau China Selatan. Kesimpulannya adalah marka genetik Cyt. b cocok digunakan sebagai acuan konservasi genetik untuk membedakan antara subspesies Harimau Sumatera dengan subspesies harimau lainnya Kata kunci: Harimau Sumatera, konservasi genetik, Cytochrome b

PENGANTAR Berdasarkan perbedaan daerah penyebaran dan morfologinya, di dunia terdapat sembilan subspesies harimau. Tiga subspesies di antaranya hanya terdapat di Indonesia (endemik) yaitu Harimau Jawa (Panthera tigris sondaica), Harimau Bali (P. t. balica) dan Harimau Sumatera (P. t. Sumatrae). Saat ini tiga subspesies harimau di dunia telah dinyatakan punah di alam termasuk dua subspesies yang terdapat di Indonesia yaitu Harimau Bali (punah pada tahun 1930-an) dan Harimau Jawa (punah pada tahun 1980an) (Franklin et al. 1999). Oleh karena itu sekarang Harimau Sumatera merupakan satusatunya subspesies harimau yang masih bertahan hidup di Indonesia. Dahulu Harimau Sumatera ditemukan hampir di seluruh Pulau Sumatera, tetapi saat ini Dirjen Perlindungan Hutan dan Pelestarian Alam (PHPA) memperkirakan sekitar 400 Harimau Sumatera hidup di lima Taman Nasional (TN) yang ada di Sumatera sedangkan 100 ekor yang lain berada di daerah yang tidak terlindungi (STT 2007). Dikarenakan jumlahnya yang semakin menurun, IUCN (2006) mengategorikan Harimau Sumatera dalam status “critically endangered” atau satwa langka yang kritis yaitu kategori tertinggi dari ancaman kepunahan. Sedangkan CITES (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora) memasukkan Harimau Sumatera ke dalam Appendix: 1, artinya kategori hewan yang sangat dilarang untuk diperdagangkan baik pada tingkat nasional maupun internasional (Inskipp 2005). Berkembangnya pemanfaatan lahan dan pembangunan di daerah Sumatera menyebabkan berubahnya keragaman ekosistem yang ada sehingga menyebabkan populasi Harimau Sumatera yang tersisa semakin terpencar-pencar dan terisolir di beberapa habitat. Adanya pemecahan habitat tersebut mengakibatkan penyebaran gen 414


ISBN 978-602-95471-0-8 antar populasi terganggu. Semakin turunnya jumlah populasi Harimau Sumatera juga menyebabkan menurunnya keragaman genetik populasi pada populasi dengan jumlah individu di bawah populasi efektifnya. Memahami dan mempertahankan keragaman genetik suatu populasi sangat penting dalam konservasi karena keragaman genetik yang tinggi akan sangat membantu suatu populasi beradaptasi terhadap perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungan sekitarnya. Dengan mengetahui status genetik suatu populasi, dapat dirancang suatu program konservasi untuk menghindari kepunahan dan membantu pengembangan rencana pengelolaan kelangsungan hidupnya (Damayanti 2007). Pengkajian keragaman genetik melalui penandaan molekuler menggunakan DNA (Deoxyribonucleic Acid) baik pada DNA inti dan DNA mitokondria (mtDNA) akan didapatkan hasil yang dapat mengungkapkan perbedaan dengan lebih teliti dalam membedakan intra dan interspesies yang menyangkut tentang struktur, komposisi, dan organisasi genom pada tingkat DNA (Duryadi 1994). Di dalam genom mitokondria terdapat fragmen-fragmen penyandi protein dan yang bukan penyandi protein. Fragmen-fragmen penyandi protein antara lain Cytochrome Oxidase unit I (COX I), Cytochrome Oxidase unit II (COX II), Cytohcrome Oxidase unit III (COX III), dan Cytochrome b (Cyt. b). Bagian-bagian ini banyak digunakan untuk penelitian mengenai hubungan spesies dari genus atau famili yang sama (Widayanti 2006). Penelitian genetik tentang Cyt.b pada berbagai subspesies harimau telah dilakukan (Cracraft et al. 1998, Lou et al. 2004) tetapi informasi genetik mengenai Harimau Sumatera terutama tentang bagian Cyt. b masih kurang. Penelitian ini menggunakan fragmen Cyt. b bagian akhir untuk mendapatkan data keragaman genetik sehingga dapat mengetahui karakteristik marka genetik mtDNA pada Harimau Sumatera. Data tersebut dapat digunakan sebagai acuan dalam konservasi genetik Harimau Sumatera yang bermanfaat untuk mengidentifikasi kemurnian genetik dan mengetahui hubungan kekerabatannya. TUJUAN 1. Untuk menganalisis keragaman genetik berdasarkan marka genetik daerah Cyt. b parsial pada Harimau Sumatera; 2. Untuk mengetahui hubungan kekerabatan antar subspesies Harimau Sumatera dengan subspesies harimau lainnya di dunia. CARA KERJA Bahan penelitian berupa DNA Harimau Sumatera yang berasal dari darah empat ekor Harimau Sumatera dari Taman Safari Indonesia, Cisarua-Bogor. Ke empat ekor Harimau Sumatera tersebut merupakan hasil tangkapan langsung dari habitatnya yang berasal dari empat daerah berbeda di Sumatera yaitu Medan, Riau, Jambi, dan Bengkulu (HS1c, HS2c, HS3c, dan HS4c). Ada dua cara pengambilan sampel darah Harimau Sumatera yaitu (1) Harimau dibius total kemudian diambil darahnya sebanyak 3 ml dari vena savena (paha kaki belakang) dengan menggunakan spuit/alat suntik; (2) Harimau ditempatkan di kandang jepit kemudian diambil darahnya sebanyak 3 ml dari vena coccygea (ekor) dengan menggunakan alat suntik. Kegiatan ini dilakukan oleh dokter hewan yang berkompeten. Selanjutnya darah dimasukkan ke dalam tabung falcon yang sudah berisi alkohol absolut dengan volume 9 ml. Setelah itu dikocok sampai darah dan alkohol tercampur merata/homogen selama ± 2 menit. Tabung falcon tempat sampel diberi label menurut


415

ISBN 978-602-95471-0-8 masing-masing sampel individu. Kemudian sampel disimpan pada suhu ruangan untuk selanjutnya dibawa ke laboratorium. Isolasi DNA dilakukan dengan menggunakan metode ekstraksi fenol (Duryadi 1997, 2005). Amplifikasi dengan Metode PCR (Polymerase Chain Reaction) pada daerah Cyt. B parsial menggunakan primer UF-06 ((F) 5′ AGCAGCAGTCCACCTCCTATTCCTT 3′) dan primer UF-07 ((R) 5′ GCTTTGGGTGCTGATGGTGGGGCTA 3′). Larutan pereaksi pada penelitian ini menggunakan Go Tag® PCR Core Systems dari Promega. Total campuran untuk tiap reaksi PCR adalah 50 µl dengan komposisi PCR untuk mengamplifikasi daerah Cyt. b parsial seperti pada Tabel 1. Tabel 1 Komposisi PCR untuk mengamplifikasi daerah Cyt. b parsial

Komposis DNA template Primer Forward (20 pmol/ µl) Primer Reverse (20 pmol/ µl) dNTP (10mM) 5x buffer MgCl2 (25 mM) 5 unit Taq (5u/ µl) ddH2O

Cyt. b parsial 4 µl 1,5 µl 1,5 µl 1 µl 5 µl 3 µl 0,25 µl 33,75 µl

Proses PCR pada penelitian ini menggunakan mesin GeneAmp(R) PCR system 2400 (Perkin-Elmer). Kondisi PCR untuk mengamplifikasi daerah target penelitian terdapat pada Tabel 2. Tabel 2 Kondisi PCR untuk mengamplifikasi daerah Cyt. b parsial

Kondisi Predenaturasi Denaturasi Annealing Extension Final ekstension Siklus Volume

Cyt. b parsial 94oC / 5 menit 94oC / 45 detik 52oC / 1 menit 72oC / 1 menit 72oC / 7 menit 35 x 50 µl

Proses sekuensing dilakukan di First BASE Laboratories Sdn Bhn– Malaysia. Data hasil pembacaan sekuen dianalisis dengan menggunakan program MEGA IV (Moleculer Evolutionary Genetic Analysis IV) (Tamura et al. 2007). Hasil analisis basa nukleotida berupa matriks perbandingan perbedaan jumlah (number of differences). Analisis filogeni menggunakan metode bootstrapped Neighbor-Joining dengan 1000 kali pengulangan. Multiple alignment untuk daerah Cyt. b parsial menggunakan data sekuen harimau dari GenBank yaitu 30 sampel sekuen Cyt. b parsial berbagai subspesies harimau dari penelitian Cracraft (1998) sebagai pembanding.

416


ISBN 978-602-95471-0-8 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil amplifikasi daerah Cyt. b parsial mtDNA dengan menggunakan primer UF06 dan UF-07 pada ke empat sampel Harimau Sumatera menghasilkan produk PCR berukuran 675 pb (Gambar 1).

1

675 pb

2

3

4

5

700 pb 500 pb

Keterangan: No. 1-4: DNA hasil amplifikasi menggunakan pasangan primer UF-06 dan UF-07, No. 5: DNA penanda 100 pb (Fermentas) Gambar 1. Hasil amplifikasi daerah Cyt. b parsial (menggunakan pasangan primer UF-06 dan UF-07) Analisis keragaman basa-basa nukleotida di daerah Cyt. b parsial dilakukan dengan menambahkan data dari GenBank untuk multiple alignment, basa nukleotida yang dibandingkan sepanjang 549 pb. Hasil multiple alignment menunjukkan sembilan buah situs basa nukleotida yang beragam dari berbagai subspesies harimau. Hal ini membuktikan bahwa daerah Cyt. b memang merupakan daerah dengan variasi basa nukleotida yang rendah. Salah satu penyebab keragaman basa-basa nukleotida adalah adanya mutasi. Harimau Sumatera mempunyai dua situs basa nukleotida di daerah Cyt. b parsial yang spesifik dibandingkan dengan subspesies harimau yang lain yaitu pada situs basa nukleotida No. 118 (basa nukleotida ke-706 dari Cyt. b utuh) dengan basa nukleotida G (Guanin) dan situs basa nukleotida No. 369 (basa nukleotida ke-957 dari Cyt. b utuh) dengan basa nukleotida A (Adenin). Pada harimau subspesies lain (P. t. corbetti, P .t. tigris, dan P. t. altaica), situs ke-118 basa nukleotidanya adalah Adenin (A) dan situs ke 369 basa nukleotidanya adalah Guanin (G). Perubahan basa purin A menjadi basa purin G dan perubahan basa purin G menjadi basa purin A menunjukkan bahwa pada situs tersebut Harimau Sumatera mengalami mutasi substitusi (penggantian satu pasang Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

417

ISBN 978-602-95471-0-8 nukleotida oleh pasangan nukleotida lainnya) jenis transisi (penggantian satu basa purin oleh basa purin yang lain, A ↔ G). Hubungan kekerabatan sampel Harimau Sumatera dalam penelitian ini dengan subspesies harimau lain dapat dibandingkan berdasarkan matrik jumlah rata-rata dari perbedaan basa nukleotida (Tabel 4). Tabel 4. Matrik jumlah rata-rata dari perbedaan jumlah basa nukleotida di daerah Cyt. b parsial (549 pb) beberapa subspesies harimau

Subspesies

P. t. “x” (n =1) P. t. sumatrae (n = 13) P. t. corbetti (n = 2) P. t. tigris (n = 5) P. t. altaica (n = 14)

P. t. “x”

P. t. sumatrae

P. t. corbetti

P. t. tigris

P. t. altaica

7 6

3

5

2

1

3

5

4

3

Keterangan: n = number/jumlah Data antara Harimau Sumatera dari penelitian ini dibandingkan dengan Harimau Sumatera dari GenBank (Cracraft et al. 1998), tidak terdapat perbedaan basa-basa nukleotida yang dimilikinya. Hal ini berarti bahwa antara individu Harimau Sumatera dari semua sampel yang ada (n = 13) tidak beragam (homogen atau monomorf). Hasil perbandingan pada Tabel 4 menunjukkan Harimau Sumatera dengan sub spesies lain memiliki perbedaan nukleotida terkecil dengan P. t. tigris, sedangkan yang terbesar dengan Panthera tigris acuan (P. t. “x”). Rekonstruksi pohon filogeni untuk mengetahui pengelompokan dan hubungan kekerabatan antara berbagai subspesies harimau berdasarkan perbedaan jumlah basa-basa nukleotida Cyt. b parsial terdapat pada Gambar 2.

418


ISBN 978-602-95471-0-8 Pt. sum su5 Pt. sum su10 Pt. sum su9 Pt. sum su2 Pt. sum su4 HS4c /Bengkulu 87

HS2c /Riau Pt. sum su3 Pt. sum su7 Pt. sum su6 Pt. sum su1 HS1c /Medan HS3c /Jambi

88

Pt. cor c1 66

Pt. cor c2

Pt. tig b7 Pt. tig b5 Pt. tig b6 Pt. tig b8 Pt. tig b9 Pt. alt s6 Pt. alt s8 Pt. alt s 11 42 52

Pt. alt s 14 Pt. alt s 10

Pt. alt s5 47

Pt. alt s13

Pt. alt s1 40

Pt. alt s15 Pt. alt s2 Pt. alt s3 39

Pt. alt s12 Pt. alt s4 Pt. x Pt. alt s7

0.001

Gambar 2. Filogeni berdasarkan perbedaan jumlah dari basa-basa nukleotida di daerah Cyt. b parsial (549 pb) beberapa subspesies harimau Dari Gambar 2. terlihat bahwa pohon filogeni yang terbentuk terbagi menjadi dua kluster besar. Kluster besar pertama terdiri dari subkelompok P. t. tigris, P. t. corbetti dan P. t. sumatrae. Dalam hubungan kekerabatan, P. t. tigris lebih dekat dengan P. t. corbetti namun lebih jauh dengan Harimau Sumatera walaupun masih dalam satu kluster besar yang sama. Kelompok harimau Sumatera terpisah jelas dengan kelompok subspesies harimau yang lain. Ke empat sampel Harimau Sumatera yang digunakan pada penelitian ini (HS1c, HS2c, HS3c, dan HS4c) tergabung menjadi satu kelompok tersendiri dengan sembilan sampel Harimau Sumatera dari GenBank berdasarkan Cracraft et. al. (1998) (Pt. sum su1, Pt. sum su2, Pt. sum su3, Pt. sum su4, Pt. sum su5, Pt. sum su6, Pt. sum su7, Pt. sum su9, dan Pt. sum su10). Kluster besar kedua adalah kelompok yang terdiri dari P. t. altaica dan P. t. “x”. Kelompok P. t. altaica ini sangat beragam karena terdiri dari beberapa subkelompok. KESIMPULAN 1) Berdasarkan analisis marka genetik daerah Cyt. b parsial pada Harimau Sumatera didapatkan dua buah situs basa nukleotida spesifik yaitu situs basa nukleotida ke 118 (G) dan 369 (A). Dengan hasil yang konsisten maka marka genetik Cyt. b cocok digunakan untuk membedakan antar subspesies Harimau. 2) Berdasarkan rekonstruksi filogeni menggunakan marka genetik daerah Cyt. b diketahui bahwa hubungan kekerabatan subspesies Harimau Sumatera dengan subspesies harimau lainnya adalah Harimau Sumatera (P. t. sumatrae) paling dekat dengan Harimau India (P. t. tigris) dan paling jauh dengan Harimau Siberia (P. t. altaica). DAFTAR PUSTAKA Cracraft J, Feinstein J, Vaughn J, Helm-Bychowski K. 1998. Sorting out tigers (Panthera tigris): Mitochondrial sequences, nuclear inserts, systematics, and conservation genetics. Anim Conser 1: 139-150. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

419

ISBN 978-602-95471-0-8 Damayanti CS. 2007. Peranan Studi Genetik dalam Kegiatan Konservasi. http://vetopia.wordpress.com/2007/11/02/peranan-studi-genetik-dalam-kegiatankonservasi [ 14 Agustus 2008]. Duryadi D. 1994. Peranan DNA mitokondria (mtDNA) dalam studi keragaman genetik dan biologi populasi pada hewan. Hayati 1 (1): 1-4. _________. 1997. Isolasi dan Purifikasi Mitochondrian (mtDNA). Laboratorium Biologi Molekuler Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi (PPSH) Institut Pertanian Bogor. Bogor. ________. 2005. Prinsip-Prinsip dalam Tteknologi Molekuler. Pelatihan singkat Teknik Biologi Molekuler “Kerjasama Pusat Studi Ilmu Hayati, Lembaga Penelitian dan Pemberdayaan Masyarakat Institut Pertanian Bogor dan Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Depdiknas”. Bogor. Franklin et al. 1999. Harimau Terakhir Indonesia: Alasan untuk Bersikap Optimis. Di dalam: Seidensticker J, Christie S, Jackson P, editor. Menunggang Harimau: Pelestarian harimau di lingkungan yang didominasi manusia. Cambridge, UK: Cambridge University Press. Hlm 135-136. Inskipp, T. & Gillett, H J. (Eds.) 2005. Checklist of CITES Species and Annotated CITES Appendices and Reservations. http://www.cites.org/eng/resources/ species.html [30 Maret 2007]. [IUCN] International Union for Conservation of Nature and Natural Resources. 2006. 2006 IUCN Red List of Threatened Species. http://www.iucn.org/themes/ssc/redlist2006/ redlist2006.htm [30 Maret 2007]. Luo SJ et al. 2004. Phylogeography and genetic ancestry of tiger (Panthera tigris). PloS Biology 2 (12): 0442. [STT] The Sumateran Tiger Trust. 2007. Sumatran Tiger. http://www.tigertrust.info/theSumaterantiger.htm. [16 Maret 2007]. Tamura K, Dudley J, Nei M, Kumar S. 2007. MEGA4: Molecular Evolutionary Genetics Analysis (MEGA) software version 4.0. Molecular Biology and Evolution 10.1093/molbev/msm092. Widayanti R. 2006. Kajian Penanda Genetik Gen Cytochrome B dan Daerah D-loop pada Tarsius sp. [disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.

420


ISBN 978-602-95471-0-8 Protein 116 kDa Membran Spermatozoa Manusia bersifat conserved pada Spermatozoa Kambing dan Sapi Umie Lestari1 1

Jurusan Biologi FMIPA Universitas Negeri Malang ABSTRAK

Beberapa protein membran spermatozoa bersifat conserved pada spermatozoa spesies lain, dan hal ini menunjukkan adanya suatu kedekatan kekerabatan. Manusia, kambing dan sapi dikelompokkan dalam Mamalia Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat conserved protein membran spermatozoa manusia, terhadap protein membran spermatozoa spesies lain. Uji reaksi silang antara antibodi hasil induksi protein 116 kDa membran spermatozoa manusia dengan protein membran spermatozoa kambing dan sapi, dilakukan untuk pengenalan protein yang kemudian dideteksi dengan menggunakan Western-Blot. Selain itu dilakukan pemapaparan antibodi hasil induksi protein 116 kDa membran spermatozoa manusia pada beberapa pengenceran, terhadap spermatozoa kambing dan sapi, dan selanjutnya diamati hambatannya terhadap motilitas dan viabilitas spermatozoa kambing dan sapi serta kejadian head to head aglutinasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) ada pengenalan antibodi poliklonal protein 116 kDa terhadap protein membran sapi dan kambing, ditunjukkan dari hasil Western-blot sebagai suatu pita berwarna coklat dengan BM 50 kDa pada protein membran spermatozoa kambing, dan BM 60 kDa pada protein membran spermatozoa sapi, (2) adanya hambatan motilitas,dan viabilitas spermatozoa kambing dan sapi setelah diberi antibodi hasil induksi protein 116 kDa membran spermatozoa manusia pada pengenceran 1/40, (3) adanya head to head aglutinasi pada populasi spermatozoa kambing setelah diberi antibodi hasil induksi protein 116 kDa membran spermatozoa manusia. Dapat disimpulkan bahwa protein 116 kDa pada membran spermatozoa manusia bersifat conserved pada spermatozoa kambing dan sapi. Kata kunci : conserved, protein spermatozoa

1. Pendahuluan Asam amino penyusun protein membran spermatozoa pada beberapa hewan yang termasuk kelompok Primata, banyak memiliki kesamaan. Salah satu protein membrane spermatozoa yang memiliki kesamaan adalah protein spag9. Dari hasil analisis sekuen DNA dan asam amino, protein spag9 pada manusia memiliki tingkat kesamaan pada sekuens asam amino dengan baboon sebesar 90,6%, sedang dengan macaque sebesar 84,9%. Pada tingkatan DNA, protein spag9 membran spermatozoa manusia menunjukkan kesamaan dengan baboon sebesar 96% dengan macaque 94% (Jagadish et al.,2004). Kesamaan yang paling tinggi adalah terletak di daerah N terminalnya. (Jagadish et al., 2005).. Tingginya tingkat konservasi di bagian tertentu dari sekuen asam amino maupun DNA dari protein membrane spermatozoa manusia, baboon dan macaque, menunjukkan bahwa selain dapat menunjukkan kedekatan hubungan kekerabatan juga menunjukkan adanya suatu peranan yang besar dalam fungsi seluler ataupun perkembangan. Dari hasil fertilisasi in-vitro, antibodi protein spag9 menghambat penetrasi terhadap zona oosit hamster. Hal ini merupakan indikasi bahwa protein spag9 manusia cukup kompeten untuk digunakan sebagai bahan pengembang imunokontrasepsi. Selain itu antibodi spag9 manusia ternyata dikenali oleh isolat protein spag9 macaque, hal ini ditunjukkan dalam uji western bloting. Dengan demikian protein spag9 pada membran spermatozoa sangat penting untuk dikembangkan dan ditindak lanjuti pada hewan lain selain hewan primata. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

421

ISBN 978-602-95471-0-8 Protein 116 kDa merupakan protein yang terdapat pada membran spermatozoa manusia (Lestari, 2008). Dengan mikroskop konfokal laser argon (Convocal Laser Scanning Microscope Olympus FV-1000, Argon Laser), ekspresi protein 116 kDa terdistribusi di daerah kepala khususnya di bagian akrosomal (setelah dilakukan slicing), dan didaerah leher (midpiece) pada spermatozoa manusia yang belum terkapasitasi maupun yang sedang terkapasitasi (Lestari, 2008). Seperti diketahui bahwa protein membran di bagian kepala anterior terlibat dalam pengenalannya dengan protein ZP3 selama awal proses interaksi dan selama proses ini kemungkinan juga melibatkan protein membran akrosom luar yang akan mengalami fusi dengan membran spermatozoa melalui eksositosis (Wassarman et al.,1995). Perlu suatu ekplorasi awal untuk mengungkap sifat kesamaan dari protein 116 kDa pada spermatozoa manusia dengan spermatozoa spesies lain. Selain untuk mengungkap kedekatan kekerabatan juga untuk mengembangkan sumber isolat protein 116 kDa dari membrane spermatozoa spesies lain. Dan apabila ada suatu sifat conserved yang ditunjukkan oleh protein 116 kDa pada spermatozoa spesies lain, maka semakin besar peluang untuk mengembangkan produksi antibodi protein 116 kDa untuk keperluan imunokontrasepsi. Melalui penelitian ini akan diketahui sifat conserved dari protein 116 kDa membrane spermatozoa manusia pada spermatozoa kambing dan sapi. 2. Bahan dan Cara kerja Spermatozoa kambing atau sapi diperoleh dari semen hasil ejakulasi, yang berkualitas baik yang memenuhi ketentuan WHO, 2003. Spermatozoa dipisahkan dari seminal plasmanya dengan cara pencucian dan sentifugasi. Antibodi poliklonal protein 116kDa yang digunakan merupakan hasil purifikasi serum darah kelinci betina, dan merupakan hasil induksi isolat protein 116kDa membran spermatozoa manusia. A. Isolasi protein spermatozoa kambing dan sapi Sampel spermatozoa kambing atau sapi ditempatkan dalam tabung ependof ditambah PBS, divortek dan selanjutnya disentrifuse 3000rpm (suhu kamar, 10 menit), proses ini dilakukan dua kali. Hasilnya adalah pelet, ditambah detergen Tween-20 (Bohring et al., 2001), dilakukan vortek selama 10 menit, disonifikasi dengan menggunakan ultrasonik cleaner selama 20 menit dan disentrifugasi lagi 6000rpm selama 5 menit. Supernatan yang diperoleh ditambahkan etanol dengan perbandingan 1:1 dan dimasukkan dalam refrigerator selama 60 menit (kalau belum terdapat gumpalan putih, waktu dapat ditambah. Kalau sudah tampak gumpalan putih yang merupakan protein membran spermatozoa selanjutnya disentrifugasi 10.000rpm (suhu kamar, 10 menit) agar gumpalan mengendap, selanjutnya dimasukkan dalam refrigerator pada suhu -20oC selama 5 menit. Etanol dalam ekstrak tersebut dibuang dan dianginkan sampai bau dari etanol hilang. Isolat protein membran spermatozoa diencerkan dengan buffer Tris-Cl dengan perbandingan 1:1 terhadap volume endapan dari isolat protein spermatozoa. Isolat disimpan dalam refrigerator suhu -20oC B.

Western Blot untuk Reaksi Silang Metode uji ini dilakukan berdasarkan metode Towbin (Walker, 1994) untuk mengetahui protein membrane spermatozoa kambing dan sapi dapat bereaksi secara spesifik dengan antibodi yang diperlakukan. Gel hasil elektroforesis dan kertas saring Whatmann, dan membran NC direndam dalam blotting buffer. Protein dikatakan telah tertransfer bila terdapat gambaran pola pita protein pada membran sesudah membran dibilas. Membran NC direndam dalam blotto 5% (5% susu skim dalam PBST) selama 60 menit sambil diagitasi, kemudian dicuci dalam PBST 3 x 5 menit. Membran NC untuk karakterisasi antibodi diinkubasi dalam antibodi poliklonal protein 116 kDa sebagai 422


ISBN 978-602-95471-0-8 antibodi primer. Kemudian diinkubasi selama semalam dalam refrigerator, dan setelahnya dicuci dalam PBST 3 x 5 menit. Pada membran NC ditambahkan Anti-Rabbit IgG AP conjugated untuk perlakuan karakterisasi antibodi (1:2500) selama 1 jam pada suhu ruang, setelah itu dicuci kembali dengan PBST 4 x 5 menit. C. Persiapan inkubasi spermatozoa kambing dengan antibodi poliklonal protein 116 kDa membrane spermatozoa manusia Setelah dilakukan evaluasi terhadap semen kambing dan sapi, maka semen sebanyak 500 µL dimasukkan dalam tabung sentrifus yang telah terisi oleh 3,5 mL medium fertilisasi (EBSS + BSA), sentrifugasi selama 5 menit dengan kecepatan 2000rpm. Sebanyak 3mL supernatan dibuang, dan kemudian dimasukkan lagi 3 mL medium fertilisasi , sentrifugasi selama 5 menit dengan kecepatan 2000rpm. Supernatan dibuang, dan disisakan sebanyak 1 mL , selanjutnya suspensi spermatozoa di swimp up dengan cara dinding tabung sentrifus diletakkan dengan kemiringan 450C, dan diinkubasi selama 15 menit dalam inkubator CO2 5%, kelembaban 95% dengan suhu 370C. Hasil swimp up adalah, fraksi spermatozoa motil yang terdistribusi di bagian permukaan supernatan. Sebanyak 100 µL suspensi spermatozoa diambil dari bagian permukaan hasil swim up. Selanjutnya dari 100µL suspensi spermatozoa diencerkan sampai 500 µL, dan ditempatkan pada roset drop yang telah terisi oleh antibodi poliklonal protein 116 kDa dengan pengenceran 1/80. Selanjutnya diinkubasi dalam inkubator CO2 5%, kelembaban 95% dengan suhu 38,50C, selama 15 menit. D. Pengamatan kapasitasi/reaksi akrosom spermatozoa Spermatozoa yang terkapasitasi/reaksi akrosom dapat diketahui dengan pewarnaan chlortetracycline (CTC). Caranya, 80µl semen dimasukkan dalam ependorf yang telah dibungkus alumunium foil dan ditambahkan 80µl pewarna CTC, divortek selama 1 menit kemudian ditambahkan 8µl larutan CTC fiksatif, vortek 1 menit, selanjutnya larutan diambil 10µl larutan DABCO yang dicampur dengan hati-hati dengan telapak tangan yang dilapisi tisu tebal.Tepi cover glass diulas dengan cutek. Pengamatan dilakukan dengan mikroskop epifluorescent (Nikon Microscope OPTIPHOT-2 menggunakan Filter UV-2A). Variabel yang diamati adalah presentase spermatozoa yang belum terkapasitasi (utuh), spermatozoa yang terkapasitasi dan reaksi akrosom, yang diamati pada 100 spermatozoa dari satu lapang pandang (Sumitro dan Susilawati, 1996; Muchtaromah, 2007). 3. Hasil dan Pembahasan Reaksi silang dipergunakan untuk mengetahui keberadaan protein 116 kDa pada spesies lain. Dengan menggunakan antibodi poliklonal protein 116 kDa, dilakukan dengan metode Western Blot pada protein membran spermatozoa sapi dan kambing. Diulangi sebanyak 2x ulangan.


423

ISBN 978-602-95471-0-8

Gambar 1 : Uji reaksi silang antibodi poliklonal protein 116 kDa Manusia dengan protein membran spermatozoa sapi dan kambing. Pita protein membran spermatozoa kambing dengan BM 50kDa ditunjukkan dengan anak panah berwarna hitam, sedangkan protein membran spermatozoa sapi dengan BM 60 kDa ditunjukkan dengan anak panah berwarna biru. Keterangan : M = Marker; 1,2 = sampel isolat protein membran spermatozoa kambing; 3,4 = sampel isolat protein membran spermatozoa sapi.

Hasil uji reaksi silang dengan menggunakan uji Western Blot, menunjukkan hasil positif yang ditandai dengan timbulnya pita protein pada membran nitriselulosa (Gambar 1). Hal ini berarti antibodi poliklonal protein 116 kDa hasil induksi protein 116 kDa dari membran spermatozoa manusia, dikenali oleh protein membran spermatozoa sapi dan kambing. Protein membran spermatozoa kambing tersebut memiliki BM 50 kDa, sedangkan pada pita protein membran spermatozoa sapi dengan BM 60 kDa. CTC (Chlortetracyclin) yang mengandung fluorescen, mengikat kalsium pada membran spermatozoa dan terdistribusi pada kepala spermatozoa yang dapat berubah sesuai dengan kondisi kapasitasi (Sumitro dan Susilawati, 1996). Kapasitasi ditandai dengan distribusi Ca++ terjadi pada 2/3 bagian ekuator kepala spermatozoa. Hasil pewarnaan CTC ditunjukkan oleh Gambar 2, yaitu pada spermatozoa manusia, kambing dan sapi. Pada pemberian antibodi poliklonal protein 116 kDa hasil induksi protein 116 kDa membran spermatozoa manusia pengenceran 1/40, memperlihatkan terjadinya penurunan kondisi kapasitasi dari spermatozoa manusia, kambing dan sapi, dibanding kontrol. Hal ini menunjukkan adanya pengaruh antibodi protein 116 kDa hasil induksi protein 116 kDa membran spermatozoa manusia, terhadap kondisi fisiologis spermatozoa manusia, kambing dan sapi. Artinya ada pengenalan antibodi protein 116 kDa terhadap protein membran spermatozoa kambing dan sapi, sehingga terjadi hambatan kapasitasi. Hal ini didukung pula oleh hasil western blot (Gambar 1) yang memperlihatkan adanya pengenalan antara antibodi poliklonal protein 116 kDa dengan protein membran spermatozoa kambing dan sapi.

424


ISBN 978-602-95471-0-8

A

A

B

C

Gambar 2 : Hasil pengamatan kondisi fisiologis spermatozoa manusia (A), kambing (B) dan sapi (C). Dengan pewarnaan CTC dan pengamatan dengan menggunakan mikroskop fluorescent tampak terjadi kapasitasi (1000x).

Hal ini dapat ditunjukkan dari hasil inkubasi antibodi poliklonal protein 116 kDa pengenceran 1/40 pada spermatozoa kambing, diperlihatkan adanya head to head aglutinasi. Pada Gambar 3, nampak terdapat kelompok spermatozoa yang berada dalam kondisi beradu pada bagian kepala. Hal ini memperlihatkan adanya binding antara antibodi poliklonal protein 116 kDa dengan protein membran spermatozoa kambing.


425

ISBN 978-602-95471-0-8

200 µm

Gambar 3 : Head to head aglutinasi spermatozoa kambing dalam kondisi in-vitro. Spermatozoa kambing diinkubasi dengan antibodi poliklonal protein 116 kDa hasil induksi protein 116 kDa dengan pengenceran 1/80, menampakkan adanya head to head aglutinasi dari spermatozoa kambing.

Antibodi poliklonal protein 116 kDa hasil induksi protein 116 kDa membran spermatozoa manusia, mengenali protein pada membran spermatozoa kambing dan sapi melalui western blot, pewarnaan CTC dan adanya fenomena head to head aglutinasi. Sifat conserved yang ditunjukkan oleh protein 116 kDa ini, menyebabkan pengembangan penelitian tentang antibodi protein 116 kda ini semakin berpeluang besar dapat menggunakan isolate protein membrane spermatozoa kambing dan sapi sebagai bahan induksi produksi antibody protein 116 kDa Namun demikian sebelum dilakukan penelitian lanjut masih perlu dilakukan analisis sekuen DNA dan asam amino dari protein membrane spermatozoa kambing dan sapi ini. 4. Kesimpulan Antibodi poliklonal protein 116 kDa hasil induksi protein 116 kDa membran spermatozoa manusia dapat mengenali protein membran spermatozoa sapi dan kambing. 5. Saran Masih diperlukan analisis sekuen DNA dan asam amino dari protein membrane spermatozoa kambing dan sapi yang kemudian dikomparasikan dengan protein 116 kDa membrane spermatozoa manusia. DAFTAR PUSTAKA Bohring,C. and Krause,W. 2003. Characterization of Spermatozoa Surface Antigens by Antisperm Antibodies and its Influence on Acrosomal Exocytosis.. American Journal of Reprod Immunol. 50: 411-419 Jagadish,N.,Rana,R., Selvi,R., Mishra,D.,Garg,M., Yadav,S.,Herr,J.C., Okumura,K., Hasegawa,A., Koyama.,Suri,A. 2004. Characterization of a novel human sperm-

426


ISBN 978-602-95471-0-8 associated antigen 9 (SPAG9) having structural homology with c-Jun Nterminal kinase-interacting protein. Biochem J. 389:73-82 Jagadish,N.,Rana,R., Selvi,R., Mishra,D.,Shankar,S., Mohapatra,B., Suri,A. 2005. Molecular cloning and characterization of the macaque sperm associated antigens 9 (SPAG9) : An orthologue of human SPAG9 gene. Mol Reprod Dev. 71 : 58-66 Lestari, U. 2008. Karakterisasi dan Spesifikasi Protein membrane Spermatozoa Manusia dan Antibodi Hasil Induksinya untuk Pengembangan Kandidat Bahan Imunokontrasepsi. Disertasi, Program Pascasarjana Universitas Brawijaya. Malang. Muchtaromah, B. 2007. Isolasi dan pembuatan antibodi protein 100 kDa dari membran kepala spermatozoa kambing (sebuah studi daya hambat reaksi akrosom, motilitas dan viabilitas spermatozoa). Program Pascasarjana Universitas Brawijay, Malang. Wassarman,P.M., Jovine, L. and Evelline, S.L. 2001. A profile of fertilization in mammals. Nat.Cell.Biol. 3 : 59-64 World Health Organization. 2003. Who Laboratory manual for the examination of human semen and sperm-cervical mucus interaction. Cambridge : Cambridge Universty Press. Walker, J.M. 1994. Basic Protein and Peptide Protocols. Humana Press. Totowa, New Jersey pp 381-382


427

ISBN 978-602-95471-0-8 KERAGAMAN MIKOFLORA DAN SPESIES KAPANG KONTAMINAN DOMINAN PADA MAKANAN TRADISIONAL ,DENDENG IKAN 1Utami

Sri Hastuti, 2Permata Ika Hidayati, 3Tyas Laras Fatmawati,4Farahdita Devi Maisaroh Jurusan Biologi, FMIPA, Universitas Negeri Malang ABSTRAK

Dendeng ikan merupakan salah satu produk olahan ikan yang banyak disukai oleh masyarakat dan banyak diproduksi sebagai industri rumah tangga dalam rangka diversifikasi produk ikan. Apabila spesies-spesies kapang kontaminan dapat menghasilkan mikotoksin, maka dapat membahayakan kesehatan para konsumen dendeng ikan. Penelitian ini bertujuan untuk: 1) mengetahui spesies-spesies kapang yang mengkontaminasi makanan tradisional dendeng ikan; 2) mengetahui jumlah koloni tiap spesies kapang kontaminan pada makanan tradisional dendeng ikan; 3) mengetahui spesies kapang kontaminan yang paling dominan pada makanan tradisional dendeng ikan. Sampel makanan tradisional dendeng ikan dibuat dengan menggunakan bahan baku ikan kembung lelaki (Rastrelliger canagurta). Dendeng ikan disimpan dalam suhu ruang selama 1-3 hari. Sampel dendeng ikan yang telah disimpan selama 6x24 jam sebanyak 10 gram dihaluskan dan dilarutkan dalam 90 ml larutan air pepton 0,1%, sehingga diperoleh suspensi dengan tingkat pengenceran 10-1. Kemudian suspensi diencerkan lagi dalam larutan air peptone 0.1% pada tingkat pengenceran 10-2,10-3,10-4, 10-5, dan 10-6. Suspensi pada masing-masing tingkat pengenceran dinokulasikan pada medium Czapek’s Agar sebanyak 0,1 ml dan diinkubasikan pada suhu 250C selama 7x24 jam. Selanjutnya dilakukan penghitungan jumlah koloni tiap spesies kapang kontaminan, isolasi tiap spesies kapang kontaminan, pengamatan morfologi koloni, deskripsi ciri-ciri mikroskopis, serta identifikasi tiap spesies kapang kontaminan. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa, 1) Dalam sampel dendeng ikan yang diperiksa ditemukan 5 genus yang meliputi 17 spesies kapang. Kelima genus kapang tersebut ialah: Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Cladosporium, dan Genicularia; 2) Spesies kapang kontaminan yang paling dominan pada dendeng ikan ialah Penicillium paraherquei yang berjumlah 3,20x107 cfu/gram sampel. Diantara spesies-spesies kapang kontaminan pada dendeng ikan, ada yang merupakan penghasil mikotoksin, yaitu: Penicilium paraherquei menghasilkan toksin verukulogen; Penicilium digitatum menghasilkan aflatoksin dan sterigmatosistin; Penicilium citrinum menghasilkan citrinin; Penicilium variabile menghasilkan okratoksin; Penicilium italicum menghasilkan citrinin; Penicilium granulatum menghasilkan patulin; Aspergillus sejunctus menghasilkan aflatoksin, asam kojat, sterigmotisistin; Fusarium semitectum menghasilkan aflatoksin; dan Fusarium sporotrichioides menghasilkan okratoksin. Sehubungan dengan hal tersebut, maka keberadaan speies-spesies kapang kontaminan pada makanan tradisional dendeng ikan perlu mendapat perhatian agar dendeng ikan tetap aman untuk dikonsumsi. Kata kunci: Kapang kontaminan, dendeng ikan, mikoflora

PENGANTAR Dendeng ikan merupakan makanan tradisional (lokal) yang dibuat melalui proses pengolahan dan pengawetan. Dendeng ikan ini merupakan produk diversifikasi pengolahan ikan yang merupakan salah satu macam kanan hasil olahan daging ikan secara tradisional, yang tergolong dalam bahan makanan semi basah (intermediate moisture food), dengan kadar air tidak terlalu tinggi dan juga tidak terlalu rendah berkisar antara 15-50% (Margono, 2000). Kadar air tersebut dapat dicapai melalui proses pengeringan daging ikan yang telah diberi bumbu. Dendeng ikan dapat dipandang sebagai salah satu macam makanan hasil pengembangan dan penganekaragaman produk pangan dalam memenuhi konsumsi pangan. Dendeng ikan dapat dijadikan sebagai penunjang ketahanan pangan nasional. Hal ini sejalan dengan pernyataan Jamrianti (2008) bahwa, 428


ISBN 978-602-95471-0-8 pangan tradisional dapat dijadikan sarana untuk mewujudkan penganekaragaman pangan dalam memantapkan ketahanan pangan nasional. Kerusakan-kerusakan bahan makanan termasuk makanan tradisional dendeng ikan terjadi sebagai akibat dari biodegradasi. Keberadaan mikroorganisme pada bahan makanan menyebabkan bahan makanan mengalami penurunan mutu. Penurunan mutu bahan makanan, termasuk ikan, disebabkan oleh aktivitas-aktivitas mikroorganisme, sehingga bahan makanan mengalami kerusakan sebagai akibat terjadi penguraian terhadap komposisi kimia (zat gizi) penyusunnya. Kapang merupakan salah satu kelompok mikroorganisme yang dapat memberi keuntungan dan kerugian jika teradapat dalam bahan makanan. Kapang banyak digunakan dalam industri fermentasi makanan (Faradiaz, 1992), namun beberapa diantaranya dapat menyebabkan kerusakan pada bahan makanan (Heruwati, 2002). Keberadaan kapang kontaminan pada makanan, selain menurunkan nilai estetika, juga dapat menghasilkan zat racun (mikotoksin) yang dapat menimbulkan penyakit berbahaya bagi kesehatan manusia (Heruwati, 2002; Maryam, 2008). Mikotoksin merupakan senyawa metabolit kapang tertentu, yang dihasilkan selama pertumbuhannya pada bahan pangan maupun pakan (Fox dan Cameron, 1989, dalam Maryam, 2008). Kerusakan-kerusakan makanan yang telah diuraikan di atas perlu dicegah, dan dituntut peran serta manusia, sehingga kebutuhannya akan pangan yang aman untuk dikonsumsi tetap terpenuhi. Pencegahan terhadap kerusakan pada bahan pangan dapat dilakukan melalui pengawetan. Pengawetan pada makanan tradisional dendeng ikan dilakukan melalui pengeringan dan penambahan bumbu. Pengeringan adalah proses pengurangan kadar air dalam dendeng ikan dengan mengeluarkan sebagian air yang terkandung dalam dendeng ikan tersebut melalui metode penguapan menggunakan energi panas sehingga mikroorganisme yang terdapat pada dendeng ikan tidak dapat tumbuh lagi. (Adawyah, 2006). Pengeringan pada dendeng ikan dilakukan dengan menggunakan sinar matahari dan dimaksudkan untuk mendapatkan dendeng ikan yang aman untuk dikonsumsi, baik dari kualitas mikrobiologinya maupun kualitas organoleptik. Dendeng ikan yang telah dikeringkan dapat langsung dikonsumsi atau disimpan dalam kurun waktu tertentu namun penyimpanan yang terlalu lama menyebabkan adanya pertumbuhan spesies-spesies kapang kontaminan, Ada kemungkinan diantara spesies-spesies kapang kontaminan pada dendeng ikan terdapat spesies kapang penghasil mikotoksin, sehingga dapat membahayakan kesehatan konsumen. Oleh karena itu maka perlu dilakukan penelitian tentang spesies-spesies kapang kontaminan pada dendeng ikan dan spesies kapang kontaminan yang paling dominan pada dendeng ikan. TUJUAN Penelitian ini bertujuan untuk: 1) Mengetahui spesies-spesies kapang yang mengkontaminasi makanan tradisional dendeng ikan. 2) Mengetahui jumlah koloni tiap spesies kapang kontaminan pada makanan tradisional dendeng ikan. 3) Mengetahui spesies kapang kontaminan yang paling dominan pada makanan tradisional dendeng ikan. Berdasarkan pada tujuan penelitian ini diharapkan dapat menjadi sumber informasi bagi masyarakat produsen dan konsumen makanan tradisional dendeng ikan. CARA KERJA Alat Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi; oven kering, autoklaf, tabung reaksi, gelas ukur, pipet tetes, beaker gelas, labu erlenmeyer, colony counter yang Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

429

ISBN 978-602-95471-0-8 digunakan untuk menghitung jumlah total koloni kapang, termometer, aluminium foil, kertas sampul, kertas label, dan gunting, mortar, laminar air flow, shaker, dispencer pippette, jarum inokulasi, sendok, bunsen, dan korek api. Bahan Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi; sampel makanan tradisional dendeng ikan, medium lempeng dan miring Czapek Agar, alkohol 70%, aquades 1000 ml. Prosedur Penelitian Proses pelaksanaan penelitian ini dibagi dalam tiga tahapan yaitu: tahapan pendahuluan, tahapan perlakuan, tahapan pengamatan, dan tahapan identifikasi. d. Tahapan pendahuluan meliputi, 1) pembuatan medium biakan kapang dan sterilisasi alat-alat dan bahan, 2) Sterilisasi alat-alat yang dilakukan pada suhu 1500C, selama 2 jam; Sterilisasi medium dengan autoklaf pada suhu 1210 C pada tekanan 15 psi dalam waktu 15 menit. 3) Pembuatan sampel makanan tradisional dendeng ikan, seperti ditujukkan pada gambar berikut; Garam Ikan disiangi

Direndam dalam larutan bumbu

Dimasukkan freezer 1x24 jam

Diletakkan di atas para-para

di jemur

dikonsumsi disimpan

Gambar 1. Proses pembuatan sampel makanan tradisional dengan bahan baku ikan

e. Tahapan perlakuan; 1) pengeringan sampel makanan tradisional dendeng ikan 2) tahapan pengenceran sampel dendeng ikan yaitu dimulai dari tingkat pengeceran 101 ,10-2,10-3,104,10-5, dan 10-6. 3) tahapan inokulasi suspensi dendeng ikan tersebut pada medium lempeng Czapek’s Agar (CA) dan diinkubasikan selama 7x24 jam pada suhu 250C. f.

Tahapan pengamatan; penghitungan jumlah total koloni kapang kontaminan pada makanan tradisional dendeng ikan, isolasi tiap spesies kapang kontaminan, pengamatan morfologi koloni, deskripsi ciri-ciri mikroskopis, serta identifikasi tiap spesies kapang kontaminan. Hasil deskripsi ciri-ciri morfologi dan mikroskopis dirujukkan pada buku “Introduction to Food-Borne Fungi” (Samson, dkk (1984) dan “Fungi and Food Spoilage” (Pitt and A.D. Hocking (1985) untuk menentukan nama spesies-spesies masing-masing kapang.

HASIL PENELITIAN Berdasarkan Hasil pengamatan, perhitungan jumlah total koloni, dan identifikasi ciri-ciri morfologi dan mikroskopis dari kapang kontaminan makanan tradisional dendeng ikan, maka diperoleh jumlah koloni dari 17 spesies kapang yang mengkontaminasi makanan tradisional dendeng ikan, seperti disajikan berikut ini:

430


ISBN 978-602-95471-0-8 1. Jumlah total dan ciri morfologi koloni kapang kontaminan makanan tradisional dendeng ikan Jumlah rerata tiap-tiap koloni kapang pada sampel dendeng ikan yang telah diinokulasikan pada medium lempeng Czapek Agar dan diinkubasi selama 7x24 jam, pada suhu 250 C disajikan pada Tabel 1 berikut ini. Tabel 1. Jumlah Rerata Tiap-Tiap Koloni Kapang Kontaminan Pada Dendeng Ikan No

Kode Isolat

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.

A Putih B Putih merah muda C Putih oranye D Putih kehitaman E Putih kehijauan F Putih keabu-abuan G Putih kecoklatan H Putih kemerahan I Putih krem K Hijau tua L Hijau tua kemerahan M Hijau muda N Coklat tua O Hijau coklat P Abu-abu Q Merah R Hitam Jumlah Total Koloni Kapang

Warna Koloni Kapang

Jumlah Koloni Kapang dalam Sampel Dendeng Ikan (cfu/g) pada Lama Waktu Penyimpanan 3 hari 6 hari Rerata 1,73x104 7,0 x106 8,73 x 106 0,5 x 105 1,8 x 107 1,17 x 105 7 7 0,7 x 10 5,7 x 10 3,20 x 107 6 6 0,7 x 10 2,04 x 10 1,37 x 106 2,1 x 106 2,7 x 104 2,4 x 105 5 4 0,17x 10 0,69 x 10 0,37 x 105 4 5 0,1 x 10 0,3 x 10 0,2 x 105 4 4 0,1 x 10 0,16 x10 0,13 x 104 5 6 0,6 x 10 1,2 x 10 0,9 x 106 5 6 0,6 x 10 3,26 x 10 1,93 x 106 0,5 x 106 2,1 x 106 0,13 x 106 6 5 0,5 x 10 1,7 x 10 1,1 x 106 7 0,1 x 10 0,1 x 107 5 0,07 x10 0,07 x 105 5 0,03 x 10 0,03 x 105 6 0,03 x 10 0,03 x 106 0,87 x 106 0,87 x 106 6 8 1,46 x 10 8,66 x 10 1,04 x 108

Selanjutnya tiap-tiap koloni kapang kontaminan pada dendeng ikan, di amati untuk mendiskripsikan ciri-ciri morfologinya. Adapun ciri-ciri morfologi tiap-tiap koloni kapang tersebut, disajikan pada Tabel 2 berikut. Tabel 2. Deskripsi Morfologi Koloni Tiap-Tiap Koloni Kapang Kontaminan Yang Ditemukan Pada Dendeng Ikan Sifat Diameter No Kode Warna koloni Warna dasar koloni koloni koloni 1 A Putih Oranye beludru 20 mm 2 B Putih merah muda Putih Serbuk 15 mm 3 C Putih oranye Oranye Serbuk 18 mm 4 D Putih kehitaman Merah Beludru 6 mm 5 E Putih kehijauan Oranye muda Beludru 6 mm 6 Hitam Serbuk 5 mm F Putih keabu-abuan 7 G Putih kecoklatan Hijau Kapas 5 mm 8 H Putih kemerahan Hijau Serbuk 12 mm 9 Putih krem Hitam Kapas 10 mm I 10 K Hijau tua Kuning muda Beludru 21 mm 11 L Hijau tua kemerahan Krem Beludru 75 mm Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

431

ISBN 978-602-95471-0-8 12 13 14 15 16 17

M N O P Q R

Hijau muda Coklat tua Hijau coklat Abu-abu Merah Hitam

Merah muda Coklat muda Hijau muda Putih Merah muda Keunguan

Beludru Serbuk Serbuk Beludru Serbuk Serbuk

40 mm 25 mm 12 mm 8 mm 8 mm 10 mm

2. Spesies-spesies kapang yang mengkontaminasi makanan tradisional dendeng ikan Ke-17 koloni kapang kontaminan pada dendeng ikan diisolasi dengan menggunakan medium miring Czapek Agar, kemudian dibuat slide culture, dan diinkubasi selama 7x24 jam pada suhu 250 C, kemudian diamati dibawah mikroskop untuk mendiskripsikan ciri-ciri mikroskopis dari tiap-tiap kapang kontaminan pada dendeng ikan. Identifikasi jenis-jenis kapang kontaminan dilakukan melalui deskripsi ciri-ciri morfologi koloni dan mikroskopis, selanjutnya diidentifikasi untuk menentukan nama spesies-spesies kapang kontaminan pada dendeng ikan. Adapun hasil identifikasi, disajikan pada Tabel 3. berikut ini. Tabel 3. Spesies-Spesies Kapang Kontaminan Yang Ditemukan Pada Dendeng Ikan No Kode koloni Spesies 1 Penicillium digitatum Sacc A 2 Penicillium citrinum Thom B 3 Penicillium paraherquei Abe G Smith C 4 Aspergillus flavus Link D 5 Penicillium nalgiovense Laxa E 6 Penicillium griseofulvum Dierckx F 7 Penicillium variable Sapp G 8 Penicillium corylophilum Dierckx H 9 Genicularia sp Rifai and Coalc I 10 Penicillium italicum Wehiner K 11 Fusarium Semitectum Beirk and Raverick L 12 Penicillium camemhertii Thom M 13 Penicillium cinnamopurpurrum Abe X Udoga N 14 Fusarium Sporotaichioides Shero O 15 Aspergillus Sejunctus Rain and sart P 16 Cladosporium cladosporoides Fress de Vries Q 17 Penicillium granulatum bainier R 3. Spesies kapang kontaminan yang paling dominan pada dendeng ikan Dari hasil penghitungan jumlah koloni dan identifikasi diketahui bahwa spesies kapang kontaminan yang paling dominan pada dendeng ikan ialah Penicillium paraherquei Abe ex G Smith dengan rerata jumlah koloni 3,20x102 cfu/gram sampel.

432


ISBN 978-602-95471-0-8

a

b

fialida

Konidia

Konidiofor

Gambar 2. a) Koloni kapang P. paraherquei medium CA, b) Kapang P. paraherquei diamati di bawah mikroskop dengan pewarnaan lactophenol cotton blue (perbesaran 1000x)

PEMBAHASAN Berdasarkan paparan data diketahui bahwa, Terdapat 17 spesies kapang kontaminan pada makanan tradisional dendeng ikan pada lama penyimpanan 3 dan 6 hari (Tabel-1). 12 spesies kapang pada dendeng ikan ditemukan pada lama penyimpanan 3 hari dan pada lama penyimpanan 6 hari ditemukan 12 spesies kapang yang sama dan 5 spesies kapang yang baru. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa jumlah total koloni kapang kontaminan semakin banyak seiring dengan lama penyimpanan, yaitu pada lama penyimpanan 3 hari sejumlah 1,46 x 106 cfu/g sampel sedangkan pada lama penyimpanan 6 hari sejumlah 8,66 x 108 cfu/g sampel. Berdasarkan deskripsi morfologi, deskripsi mikroskopis, dan identifikasi, maka diketahui bahwa, ditemukan 5 genus kapang kontaminan pada dendeng ikan yaitu: 1) genus Penicilium yang meliputi 11 spesies, yaitu: Penicillium digitatum Sacc, Penicillium citrinum Thom, Penicillium paraherquei Abe G Smith, Penicillium nalgiovense Laxa, Penicillium griseofulvum Dierckx, Penicillium variable Sapp, Penicillium corylophilum Dierckx, Penicillium italicum Wehiner, Penicillium camemhertii Thom, Penicillium cinnamopurpurrum Abe X Udoga, Penicillium granulatum bainier. 2) genus Aspergillus yang meliputi 2 spesies, yaitu: Aspergillus flavus Link, Aspergillus Sejunctus Rain and sart. 3) genus Fusarium yang meliputi 2 spesies, yaitu: Fusarium Semitectum Beirk and Raverick, Fusarium Sporotaichioides Shero. 4) genus Cladosporium yang meliputi 1 spesies, yaitu: Cladosporium cladosporoides Fress de Vries. 5) genus Genicularia yang meliputi 1 spesies, yaitu : Genicularia sp Rifai and Coalc. Genus kapang kontaminan yang ditemukan pada dendeng ikan merupakan genus kapang kontaminan yang sering ditemukan pada produk makanan olahan ikan. Adanya pertumbuhan 5 genus kapang tersebut tidak terlepas dari bahan penyusun dendeng ikan yakni ikan. Kadar air yang semakin menurun berkisar antara 0,80 – 0,70 ketika dendeng ikan dikeringkan akan menyebabkan tumbuhnya kapang jenis xerofilik yang bersifat toksik. Kapang jenis xerofilik antara lain adalah Aspergillus spp dan Penicillium spp (Purnomo, 1995). Kapang genus Fusarium dapat ditemukan pada produk perikanan pada suhu optimal 22,5-27,50C (Gelderblom dkk., 1988 dalam Maryam, 2000;Noveriza, 2008). Genus Penicillium ditemukan dominan pada dendeng ikan, dan di antara spesiesspesies Penicillium yang ditemukan, Penicillium paraherquei Abe ex G. Smith merupakan spesies yang paling dominan, dengan jumlah koloni 3,20x102 cfu/gram Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

433

ISBN 978-602-95471-0-8 sampel dan ditemukan pada lama penyimpanan 3 dan 6 hari. Hasil penelitian ini sejalan dengan pernyataan Purnomo (1995) bahwa, genus Aspergillus dan Penicillium banyak ditemukan dalam dendeng ikan. Spesies kapang Penicillium paraherquei merupakan salah satu spesies kapang yang mampu menghasilkan mikotoksin verukulogen yang bersifat tremorgenik. Kapang Penicillium paraherquei yang mampu memproduksi toksin verukulogen dapat dijumpai sayuran dan buah-buahan (Hidayati, 2009). Belum ada informasi hasil penelitian sebelum penelitian ini tentang keberadaan kapang tersebut sebagai kontaminan pada dendeng ikan. Hasil temuan tentang keberadaan kapang Penicillium paraherquei pada dendeng ikan ini dapat melengkapi informasi sebelumnya, khususnya tentang adanya spesies kapang tersebut pada sayuran dan buah-buahan. Toksin verukulogen merupakan salah satu kelompok dari racun metabolit sekunder yang tahan pada suhu tinggi dan keadaan kering, verukulogen disamping bersifat tremorgenik juga bersifat neurotoksin, yang menyerang aktivitas saraf pusat. Toksin ini menyebabkan saraf pusat mengalami degenerasi. (Hidayati, 2009). Spesies-spesies kapang lain yang ditemukan pada dendeng ikan, ada pula yang merupakan penghasil mikotoksin yang dapat membahayakan kesehatan konsumen. Spesies-spesies kapang kontaminan yang lain pada dendeng ikan yang dapat menghasilkan mikotoksin, yaitu: Penicilium digitatum menghasilkan aflatoksin dan sterigmatosistin; Penicilium citrinum menghasilkan sitrinin; Penicilium variabile menghasilkan okratoksin; Penicilium italicum menghasilkan citrinin; Penicilium granulatum menghasilkan patulin; Aspergillus sejunctus menghasilkan aflatoksin, asam kojat, sterigmatosistin; Fusarium semitectum menghasilkan aflatoksin; dan Fusarium sporotrichioides menghasilkan okratoksin. Aflatoksin merupakan mikotoksin yang bersifat hepatotoksik, karsinigenik dan immunosupresif. Asam kojat, secara toksikologi digolongkan ke dalam konvulsan, yaitu senyawa yang dapat menyebabkan pusing, mual dan tidak enak badan. Sterigmatosistin dapat menyebabkan hepatoma, sirosis, dan gangguan ginjal (Wilson dan Hayes, 1973 dalam Makfoeld, 1990). Patulin bersifat hepatoksik, neurotoksik, teratogenik dan mutagenik (Foster, 1973, dalam Makfoeld, 1990). Sitrinin bersifat neprotoksik. Okratoksin merupakan mikotoksin yang banyak mengkontaminasi komoditas pertanian dan pakan terutama Okratoksin A (OA) diketahui sebagai penyebab keracunan ginjal pada manusia maupun hewan, dan juga diduga bersifat karsinogenik. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa dendeng ikan yang disimpan dapat terkontaminasi oleh beberapa spesies kapang. Diantara spesies-spesies kapang kontaminan pada dendeng ikan tersebut ternyata ada spesies-spesies yang mampu menghasilkan mikotoksin yang dapat membahayakan kesehatan konsumen. Kapang kontaminan dapat tumbuh pada dendeng ikan, karena dalam daging ikan yang telah diolah menjadi dendeng ikan terkandung nutrisi, terutama protein dan lemak, yang juga diperlukan oleh kapang untuk pertumbuhannya. Sehubungan dengan kenyataan tersebut, maka cara penyimpanan dan lama waktu penyimpanan perlu mendapat perhatian agar dendeng ikan tetap layak dan aman untuk dikonsumsi. Kecermatan memilih dendeng ikan sebelum dikonsumsi juga perlu diperhatikan, terutama dalam hal adanya kontaminasi kapang pada dendeng ikan. KESIMPULAN 1. Pada makanan tradisional dendeng ikan ditemukan 5 genus kapang kontaminan yang meliputi 17 spesies yaitu: genus Penicillium, Aspergillus, Fusarium, Cladosporium, Genicularia. 2. Kapang kontaminan yang paling dominan pada makanan tradisional dendeng ikan adalah Penicillium paraherquei, dengan rerata jumlah koloni 3,20x102 cfu/gram sampel.

434


ISBN 978-602-95471-0-8 3.

Beberapa spesies kapang kontaminan pada dendeng ikan dapat menghasilkan mikotoksin yang berbahaya bagi kesehatan konsumen.

DAFTAR RUJUKAN Adawyah. R. 2007. Pengolahan dan Pengawetan Ikan. Jakarta. Bumi Aksara. Budiarso, I.T. 1994. Dampak Mikotoksin terhadap Kesehatan. Pusat penelitian Penyakit Tidak Menular. Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan. Jakarta. Cermin Dunia Kedokteran. No.0125-913X. 1995. Fardiaz.S 1992. Mikrobiologi Pangan 1. PT. Raja Grafisindo Persada. Jakarta. Hardjo, S., N.S. Indrasti, B. Tajuddin. 1989. Biokonveksi : Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian. Pusat Antar Universitas Pangan clan Gizi. IPB. Heruwati. S. E. 2002 Pengelolan Ikan Secara Tradisional; Prospek dan Peluang Pengembangan. Jakarta. Pusat riset Pengelolaan Produk dan Sosial Ekonomi Kelautan dan Perikanan. Jurnal Litbang Pertanian. 21. (3). 2002. Makfoeld, 1993. Mikotoksin Pangan. Yogyakarta. Penerbit Kanisius, Diterirbitkan dalam Kerjasama dengan Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi. Universitas Gadjah Mada. Maryam. R. 2002. Mewaspadai Bahaya Kontaminasi Mikotoksin Pada Makanan. [email protected];@balitvet.org. Diakses Tanggal 8. Desember. 2008. Novaeriza. R. 2008. Kontaminasi Cendawan dan Mikotoksin pada Tumbuhan Obat. Balai Penelitian Tanaman Obat dan Aromatik. Perspektif Vol.7. No 1/juni 2008. Permana, D. Dan Kusmiati. Tanpa tahun. Isolasi Kapang Patogen dari Bahan Kitosan sebagai Bahan Pengawet Makanan Snack Ubi Jalar (Ipome batatas. L). Pusat Penelitian Bioteknologi LIPI. Hidayati, 2009. Pengaruh Lama Waktu Pengeringan dan Penyimpanan terhadap Kualitas Mikrobiologi Dendeng Ikan sebagai Sarana Penunjang Materi Pengawetan dan Pengolahan Makanan dalam Matakuliah Mikrobiologi Pangan. Tesis tidak diterbitkan. Malang: Program Pascasarjana UM Malang. Pitt, J.I and AD Hocking. 1985. Fungi and Food Spoilage. Sydney: Academic Press Purnomo, H. 1995. Aktivitas Air dan Peranannya dalam Pengawetan Pangan. Penerbit Universitas Indonesia. Jakarta Samson, Robert A, Ellen S, Hoekstra and Connie A.N Van Corshot. 1984. Introduction to Food Borne Fungi. Delft: Centraal Bureau Voor Schimmel Cultures


435

ISBN 978-602-95471-0-8 ISOLASI DAN IDENTIFIKASI, KAPANG ENDOFIT DARI Dendrobium crumenatum Sw. (ANGGREK MERPATI) Wibowo Mangunwardoyo1)*), Suciatmih2) dan Indrawati Gandjar1) 1) Departmen Biologi, Fakultas of Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia, Depok, Indonesia, 16424. 2) Bidang Mikrobiologi, Pusat Penelitian Biologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Jl. Raya Bogor Km 46, Cibinong. Indonesia,16911 ABSTRACT Endophytic microorganism (molds) live in host plant tissue without causing damages to their host. The molds are found in orchid such as Dendrobium crumenatum Sw. (pigeon orchid). The purpose of study to isolate the endophytic molds from roots, bulbouses, stems, and leaves of D. crumenatum collected from Tanah Baru Housing area, Botanical Garden Bogor, and Herbarium Bogoriense, respectively. Direct plating method on Potato Dextrosa Agar (PDA). Identification base on macroscopic and microscopic character. Sixty isolate were obtained from a total 600 samples. Twelve representative isolated obtained, were identified as Cladosporium cladosporoides (Fres.) de Vries, 1952. Cladosporium gloeosporioides (Penzig) Sacc, Colectotricum sp. Curvularia brachyspora Boedijn, Fusarium nivale (Fr.) Ces. 1895, Fusarium solani (Mart.) Sacc., 1881. Guignardia endophyllicola Okane, Nakagiri, & Ito (anamorph: Phyllosticta capitalensis P. Herm.), Pestalotiopsis sp., Scolecobasidium sp. Westerdikella sp., and Xylohypha sp. Key words: D. crumenatum, endophytic mould, isolation, identification

PENDAHULUAN Kapang endofit adalah kapang yang terdapat di dalam tumbuhan. Kapang tersebut dapat dijumpai di berbagai jaringan dalam akar, batang, daun, bunga, buah, dan biji, tanpa menimbulkan gejala penyakit atau kerusakan apa pun pada tumbuhan inangnya. Hua Wei Zhang et al. (2006) melaporkan bahwa kapang tersebut mengolonisasi tumbuhan sehat pada jaringan tertentu. Petrini (1986) menggolongkan kapang endofit dalam kelompok Ascomycotina, Basidiomycotina, Deuteromycotina, dan Oomycotina, meliputi genera Cladosporium (Okane et al. 1998; Mahesh et al. 2005; Rubini et al. 2005), Colletotrichum (Bayman et al. 1997; Okane et al. 1998; Cannon & Simmons 2002; Rubini et al. 2005), Curvularia (Mahesh et al. 2005; Nakagiri et al.2005), Diaporthe (Agusta et al. 2005; Rubini et al. 2005; Shibuya et al. 2005; Agusta et al. 2006), Fusarium (Bacon et al. 2001; Mahesh et al. 2005; Rubini et al. 2005; Agusta et al. 2006), Gibberella (Rubini et al. 2005), Guignardia (Okane et al. 1998), Nectria dan Pleurotus (Rubini et al. 2005), Pestalotiopsis (Okane et al. 1998; Cannon & Simmons 2002; Mahesh et al. 2005; Rubini et al. 2005), Phoma (Bayman et al. 1997; Okane et al. 1998; Mahesh et al. 2005), Phomopsis (Okane et al. 1998; Cannon & Simmons 2002; Rubini et al. 2005), Phyllosticta (Okane et al. 2001; Mahesh et al. 2005), dan Xylaria (Okane et al. 1998; Rubini et al. 2005). Petrini (1986) menginformasikan bahwa ada kemungkinan semua tumbuhan menjadi inang kapang endofit, termasuk anggrek. Kapang endofit Rhizoctonia sp. dan Xylaria spp. diisolasi dari daun dan akar anggrek dari spesies Lepanthes (Bayman et al. 1997); Rhizoctonia spp. pada akar anggrek Anoectochilus formosanus Hayata dan Haemaria discolor var. dawsoniana (Ling Chin Chou & Chi Ning Chang 2004); Phyllostictina pyriformis Cash & Watson (syn. Phyllosticta capitalensis P. Hrm.) pada anggrek Cypripedium sp., Arundina gramminifolia (Don) Hochr. dan Dendrobium moniliforme (L.) Sw. (Okane et al. 2003). 436


ISBN 978-602-95471-0-8 Tujuan penelitian adalah mengisolasi dan identifikasi kapang endofit pada akar, umbi semu, batang, dan daun anggrek merpati. BAHAN DAN CARA KERJA Tanaman Akar, umbi semu, batang, dan daun anggrek merpati diperoleh dari Perumahan Tanah Baru, Herbarium Bogoriense, dan Kebun Raya Bogor. Bahan kimia Pemutih (Johnson), laktofenol (Merck), laktofenol biru (Merck), minyak imersi, alkohol 70 %, spirtus bakar. CARA KERJA Medium: Potato Dextrose Agar (PDA) 50 % dan Potato Dextrose Agar (PDA) Isolasi kapang Organ tanaman anggrek merpati sehat seperti akar, umbi semu, batang, dan daun yang akan digunakan untuk mengisolasi kapang, dicuci dengan air kran hingga bersih. Isolasi kapang dilakukan dari 5 akar, 5 umbi semu, 5 batang, dan 5 daun anggrek sehat. Bagian ujung, pangkal, dan tengah dari akar, umbi semu, batang, dan daun, dipotong 10 mm x 5 mm. Masing-masing potongan dari bagian tanaman dipotong sebanyak 10 subsampel kira-kira 2 mm x 2,5 mm (masing-masing bagian tanaman 50 subsampel). Jumlah keseluruhan subsampel dari masing-masing bagian tanaman yang diamati secara acak 200 potongan. Potongan dari masing-masing organ tanaman kemudian ditempatkan secara terpisah dalam masing-masing Erlemeyer 100 ml (Cannon & Simmon 2002). Potongan bagian tanaman disterilisasi dengan alkohol 70 % selama 1 menit dan pemutih (mengandung 5,3 % natrium hipoklorit) selama 2 menit. Potongan bagian tanaman kemudian dibilas dengan air steril sebanyak 3 kali dan dimasukkan ke dalam tissue tebal steril selama 3–4 jam (sampai kering). Isolasi dilakukan dengan teknik direct planting, yaitu dengan meletakkan potongan bagian tanaman yang sudah kering (8 potongan) di atas permukaan 50 % medium PDA dalam cawan Petri yang telah ditambahkan 200 mg kloramfenikol (Nakagiri et al. 2005). Seluruh medium yang telah diinokulasi, diinkubasi pada suhu ruang (26–28o C). Morfologi koloni yang warna dan ukurannya sama dianggap isolat yang sama. Setiap koloni representatif dipisahkan menjadi isolat-isolat tersendiri. Pemurnian kapang Pemurnian dilakukan dengan cara isolasi spora tunggal (Gandjar et al. 1992). Masing-masing biakan kapang endofit, ditanam pada medium PDA miring dan diinkubasi selama 5 hari. Biakan kapang yang telah berumur 5 hari ditambahkan 4 ml akuades steril. Spora dikerik dengan jarum tanam hingga terlepas dari agar dan divorteks untuk memperoleh suspensi spora. Suspensi spora diencerkan dengan akuades steril sampai mencapai pengenceran 10-3. Sebanyak 0,1 ml suspensi disebarkan secara merata pada permukaan cawan petri berisi medium PDA dan diinkubasi pada suhu ruang (26–28o C). Koloni tunggal yang tumbuh kemudian dipindahkan dalam PDA miring untuk working culture dan stock culture. Identifikasi kapang Isolat tunggal dari kapang endofit kemudian diidentifikasi secara morfologi meliputi pengamatan makroskopis dan mikroskopis dengan menggunakan buku


437

ISBN 978-602-95471-0-8 identifikasi dari Domsch et al. (1980), Ellis (1993), Gandjar et al. (1999), dan Nakagiri et al. (2005). HASIL Isolasi dan identifikasi kapang endofit Sebanyak 60 isolat kapang endofit terdiri dari 12 spesies termasuk dalam 9 genera, diisolasi dari anggrek merpati yang dikoleksi dari Perumahan Tanah Baru, Kebun Raya Bogor, dan Herbarium Bogoriense. Dua spesies kapang endofit dari 2 genera termasuk dalam Ascomycotina dan 10 spesies kapang endofit dari 7 genera termasuk dalam Mitosporic Fungi (Deuteromycotina). Kapang endofit yang diisolasi dan telah diidentifikasi adalah Cladosporium cladosporioides (Fres.) de Vries, 1952, Cladosporium sphaerospermum Penzig, 1882, Colletotrichum gloeosporioides (Penzig) Sacc., Colletotrichum sp., Curvularia brachyspora Boedijn, Fusarium nivale (Fr.) Ces., 1895, Fusarium solani (Mart.) Sacc., 1881, Guignardia endophyllicola Okane, Nakagiri, & Ito, 2001 (anamorf: Phyllosticta capitalensis), Pestalotiopsis sp., Scolecobasidium sp., Westerdikella sp., dan Xylohypha sp. Guignardia dan Westerdikella merupakan genera kapang dari Ascomycotina, sedangkan Cladosporium, Colletotrichum, Curvularia, Fusarium, Pestalotiopsis, Scolecobasidium, dan Xylohypha merupakan genera kapang dari Mitosporic Fungi. Cladosporium, Colletotrichum, dan Fusarium merupakan genera kapang yang banyak ditemukan, yaitu masing-masing 2 spesies. Data makroskopis dan mikroskopis kapang tersebut ditampilkan dalam (Tabel 1 dan 2). Tabel 1. Data pengamatan makroskopis koloni kapang endofit dari Dendrobium crumenatum. No

1.

Kapang endofit Ascomycotina Guignardia endophyllicola (Anamorf: P. capitalensis)

2.

Westerdikella sp.

3. 4. 5.

Mitosporic Fungi (Deuteromycotina) Cladosporium cladosporioides Cladosporium sphaerospermum Colletotrichum gloesporioides

Kode isolat

Umur (hari)

Diameter (cm)

Warna

Eksudat

Warna sebalik koloni

5

1,6–4,7

Hitam coklat

+

Hitam

5

3,8–4,1

Putih kuning oranye

-

Kuning oranye

5

1,2–2,8

Abu-abu coklat

-

Hitam

5

2,6–3,2

Putih biru hijau

-

3T, 4T, 5T, 6T, 7T, 8T, 9T, 10T, 11T, 17T, 6K, 9K, 11K

5

4,1–4,3

Putih, tengah merah

+

Biru, tepi kuning oranye Oranye merah

Hitam putih oranye Putih biru hijau

+

Hitam oranye

-

Hitam coklat, tepi kuning oranye Kuning oranye Kuning oranye

14T, 15T, 12K,13K, 14K, 15K,16K,17K, 18K, 19K,20K, 21K, 22K, 23K, 24K,25K, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H, 9H, 10H, 11H, 12H, 13H 14H

15H, 1T, 16T, 1K, 2K, 3K, 4K 5K, 2T

6.

Colletotrichum sp.

10K

5

3,6–3,9

7.

Curvularia brachyspora

18T

5

3,2–4,3

8.

Fusarium nivale

26K

5

2,6–4,2

9.

Fusarium solani

16H, 7K

5

3,2–4,4

438

Putih kuning oranye Merah kuning oranye

-


ISBN 978-602-95471-0-8 10.

Pestalotiopsis sp.

1H

5

3,2–4,7

11. 12.

Scolecobasidium sp. Xylohypha sp.

8K 12T, 13T

5 5

1,1–1,4 1,7–2,2

Merah biru hijau Hitam putih Hitam putih

+

Kuning merah

-

Hitam Hitam

Tabel 2. Data pengamatan mikroskopis kapang endofit dari Dendrobium crumenatum. No

Kapang

Kode isolat

Konidia (µm)

endofit

Makrokonidia 1.

2.

3. 4. 5.

Ascomycotina Guignardia endophyllicola (Anamorf: P. capitalensis)

Westerdykella sp. Mitosporic Fungi (Deuteromycotina) Cladosporium cladosporioides Cladosporium sphaerospermum Colletotrichum gloeosporioides

Askospora (µm)

Apresoria (µm)

Mikrokonidia

14T, 15T, 12K,13K, 14K, 15K,16K,17K, 18K, 19K, 20K, 21K, 22K, 23K, 24K, 25K, 2H, 3H, 4H, 5H, 6H, 7H, 8H, 9H, 10H, 11H, 12H, 13H 14H

8–12 x 5–7

15H, 1T, 16T, 1K, 2K, 3K, 4K 5K, 2T

3–8 x 2–4

3T, 4T, 5T, 6T, 7T, 8T, 9T, 10T, 11T, 17T, 6K, 9K, 11K 10K

6–26 x 2,5–4

6–16 x 4,5–6

5–16 x 3–5

12–25 x 5–12

6.

Colletotrichum sp.

7. 8.

Curvularia brachyspora Fusarium nivale

26K

9. 10.

Fusarium solani Pestalotiopsis sp.

16H, 7K 1H

11.

Scolecobasidium sp.

8K

12.

Xylohypha sp.

12T, 13T

18T

12–18 x 3–5

52–98 x 10–14

4–5 x 2–2,5

3–4,5

12–27 x 9,5– 19 10–45 x 2,5– 4,5 21–30 x 3–4,5 20–27 x 5– 7,5 7,5–18,5 x 2,5– 4 6–20 x 3,5–4

Askus (µm)

7–15x 2–3,5

PEMBAHASAN Isolasi dan identifikasi kapang endofit Kapang endofit yang diisolasi dari anggrek merpati tergolong dalam Ascomycotina dan Mitosporic Fungi. Kapang endofit yang tergolong dalam Basidiomycotina dan Oomycotina tidak terisolasi dalam penelitian. Medium yang digunakan dalam penelitian mungkin tidak spesifik dan tidak cocok untuk kapang yang tumbuh lambat dan memerlukan faktor pertumbuhan tertentu. Selain Scolecobasidium, Westerdikella, dan Xylohypha, kapang endofit lainnya, seperti Cladosporium, Colletotrichum, Curvularia, Fusarium, Guignardia (anamorf: Phyllosticta), dan Pestalotiopsis adalah umum dan telah banyak dilaporkan (Lodge et al. 1996; Nakagiri et al. 2005; Hua Wei Zhang et al. 2006). Scolecobasidium sp., Westerdikella sp., dan Xylohypha sp. merupakan informasi baru sebagai kapang endofit pada anggrek merpati. Askomata Westerdikella sp. berbentuk bulat, berwarna coklat Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

439

ISBN 978-602-95471-0-8 gelap sampai hitam dengan hiasan menyudut. Askospora berwarna coklat, berbentuk memanjang sampai elips, berdinding halus, dan berukuran 4–6 x 2–2,5 µm. Cladosporium, Colletotrichum, Curvularia, Fusarium, Guignardia dan Pestalotiopsis yang diisolasi dari anggrek merpati tergolong kapang endofit yang tidak spesifik inang (Petrini 1986). Kapang tersebut diisolasi dari sejumlah inang dalam familia tumbuhan yang berbeda dan tumbuh di lingkungan yang berbeda. Cladosporium cladosporioides diisolasi dari Juncus spp. (Cabral et al. 1993), dari Mitracarpus hirtus (L.) D.C. (Pereira & Barreto 2004), dan dari Azadirachta indica A. Juss (Neem) (Verma et al. 2005); C. sphaerospermum diisolasi dari Livistona chinensis Rebr. (Guo et al. 2000) dan dari Chromolaena odorata (L.) King & Robinson (Prashanti & Kulkarni 2005); C. gloeosporioides diisolasi dari Rhododendron spp. (Okane et al. 1998), dari 11 spesies tumbuhan yang ada di Nusa Kambangan dan 2 spesies tumbuhan yang ada di Muara Angke (Nakagiri et al. 2005); C. brachyspora diisolasi dari Aloe sp., Saccharum, dan Triticum (Ellis 1993); F. solani diisolasi dari Glycine max L. dan Zea mays L. (Domsch et al. 1980); F. nivale diisolasi dari Agrostis stolonifera L. (Warnke 2003) dan dari Festuca arundinacea Schreb, G. max, dan Triticum aestivum L. (Pettitt et al. 2003); Pestalotiopsis spp. diisolasi dari Rhododendron spp., dan Pieris japonica D. Don ex G. Don (Okane et al. 1998), dari A. indica (Mahesh et al. 2005), dan dari Theobroma cacao L. (Rubini et al. 2005). Selain Guignardia, komposisi spesies kapang endofit yang diisolasi dari anggrek merpati (Cladosporium, Colletotrichum, Curvularia, Fusarium, Pestalotiopsis, Scolecobasidium, Westerdikella, dan Xylohypha) berbeda dengan kapang endofit yang diisolasi dari anggrek Dendrobium spp. dan anggrek epifit Lepanthes. Genera Aspergillus, Penicillium, Pestalotia, Rhizoctonia, dan Xylaria diisolasi dari akar anggrek Lepanthes (Bayman et al. 1997); Physalospora dari Dendrobium sp.; Phomopsis orchidophila Cash & Watson dari batang, daun, dan kelopak bunga anggrek Dendrobium atroviolaceum Rolfe; dan Septoria selenophomoides Cash & Watson dari daun anggrek D. nobile, dan D. phalaenopsis (Cash & Watson 1955). KESIMPULAN Sebanyak 60 isolat yang terdiri dari 12 spesies kapang endofit diisolasi dari akar, umbi semu, batang, dan daun anggrek merpati. Kapang endofit yang diisolasi dari akar 6 spesies, dari umbi semu 5 spesies, dari batang 3 spesies, dan dari daun tanaman 6 spesies. Kapang endofit yang berhasil diisolasi ialah Cladosporium cladosporioides, Cladosporium sphaerospermum, Colletotrichum gloeosporioides, Colletotrichum sp., Curvularia chyspora, Fusarium nivale, Fusarium solani, Guignardia endophyllicola (anamorf: Phyllosticta capitalensis), Pestalotiopsis sp., Scolecobasidium sp., Westerdikella sp., dan Xylohypha sp DAFTAR ACUAN Agusta, A., S. Maehara, K. Ohashi, P. Simanjuntak, & H. Shibuya. 2005. Stereoselective oxidation at C-4 of flavans by the endophytic fungus Diaporthe sp. isolated from a tea plant. Chemical and Pharmaceutical Bulletin 53(12): 1565–1569. Agusta, A., K. Ohashi, & H. Shibuya. 2006. Bisanthraquinone metabolites produced by endophytic fungus Diaporthe sp. Chemical and Pharmaceutical Bulletin 54(4): 579–582. Bacon, C.W., I.E. Yates, D.M. Hinton, & F. Meredith. 2001. The potential impact of climate variability and change on air pollution-related health effects in the United States. Environmental Health Perspectives 109(suppl.2): 325–332.

440


ISBN 978-602-95471-0-8 Bayman, P., L.L. Lebron, R.L. Tremblay, & D.J. Lodge. 1997. Variation in endophytic fungifrom roots and leaves of Lepanthes (Orchidaceae). New Phytology.135: 143–14 Dictionary of the economic products of the Malay Peninsula. Millbank, London: xii + 346 hlm. Cabral, D., J.K. Stone, & G.C. Carroll. 1993. The internal mycobiota of Juncus spp.: microscopic and cultural observation of infection patterns. Mycological Research 97(3): 367–376. Cannon, P.F. & C.F. Simmons. 2002. Diversity and host preference of leaf endophytic fungi in the Iwokrama Forest Reserve, Guyana. Mycologia 94(2): 210–220. Cash, E.K. & A.J. Watson. 1955. Some fungi on Orchidaceae. Mycologia 47: 729–747. Domsch, K.H., W. Gams, & T. Anderson. 1980. Compendium of soil fungi. Vol I. Academic Press, London: xii + 859 hlm. Ellis, M.B. 1993. Dematiaceous hyphomycetes. International Mycological Institute, London: viii + 608 hlm. Gandjar, I., I.R. Koentjoro, W. Mangunwardoyo, & L. Soebagya. 1992. Pedoman praktikum mikrobiologi dasar. Jurusan Biologi, FMIPA, UI, Jakarta: vii + 87. Gandjar, I., R.A. Samson, K. van den Tweel-Vermeulen, A. Oetari, & I. Santoso. 1999. Pengenalan kapang tropik umum. Yayasan Obor Indonesia, Jakarta: xiii + 136 hlm. Guo, L.D., K.D. Hyde, & E.C.Y. Liew. 2000. Identification of endophytic fungi from Livistona chinensis based on morphology and rDNA sequences. New Phytologist 147: 617–630. Hua Wei Zhang, Yong Chun Song, & Ren Xiang Tan. 2006. Biology and chemistry of endophytes. Natural Product Reports 23: 753–771. Ling Chin Chou & D. Chi Ning Chang. 2004. Asymbiotic and symbiotic germination of Anoectochilus formosanus and Haemaria discolor and their F1 hybrids. Botanical Bulletin of Academia Sinica 45: 143–147. Lodge, D.J., P.J. Fisher, & B.C. Sutton. 1996. Endophytic fungi of Manilkara bidentata leaves in Puerto Rico. Mycologia 88(5): 733–738. Logrieco, A., R.F. Vesonder, S.W. Peterson, & Bottalico. 1991. Reexamination of the taxonomic disposition and deoxynivalenol production by Fusarium nivale NRRL3289. Mycologia 83(3): 367–370. Mahesh, N., M.V. Tejesvi, M.S. Nalini, H.S. Prakash, K.R. Kini, Ven Subbiah, & H.S. Shetty. 2005. Endophytic mycoflora of inner bark of Azadirachta indica A. Juss. Current Science 88(2): 218–219. Nakagiri, A., I. Okane, T. Ito, K. Kramadibrata, Suciatmih, & A. Retnowati. 2005. A Guidebook to identification of fungi inhabiting mangrove and surrounding area in Indonesia. A Report of GTI pilot study on fungal taxonomy: 149 hlm. Okane, I., A. Nakagiri, & T. Ito. 1998. Endophytic fungi in leaves of ericaceous plants Canadian Journal of Botany 76(4): 657–663. Okane, I. A. Nakagiri, & T. Ito. 2001. Surculiseries rugispora gen. et sp. nov., a new endophytic mitosporic fungus from leaves of Bruguiera gymnorrhiza. Mycoscience 42: 115–122. Okane, I., S. Lumyong, & A. Nakagiri. 2003. Extensive host range of an endophytic fungus, Guignardia endophyllicola (anamorph: Phyllosticta capitalensis). Mycoscience 44: 353–363. Petrini, O. 1986. Taxonomy of endophytic fungi of aerial plant tissues. In: N.J. Fokkema & J. Van den Heuvel (ed.). Microbiology of the Phyllosphere. Cambridge University Press, Cambridge: 175–187. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

441

ISBN 978-602-95471-0-8 Pettitt, T., Xiang Ming Xu, & D. Parry. 2003. Association of Fusarium species in the wheat stem rot complex. European Journal of Plant Pathology 109: 769–774. Prashanthi, S.K. & S. Kulkarni. 2005. Aureobasidium pullulans, a potential mycoherbicide for biocontrol of Eupatorium (Chromolaena odorata (L.) King & Robinson weed.Current Science 88(1): 18–21. Rubini, M.R., R.T. Silva-Ribeiro, A.W.V. Pomella, C.S. Maki, W.L. Araujo, D.R. dos Santos, & J.L. Azevedo. 2005. Diversity of endophytic fungal community of cacao (Theobroma cacao L.) and biological control of Crinipellis perniciosa, causal agent of witches’ broom disease. International Journal of Biological Sciences 1: 24–33. Shibuya, H., A. Agusta, K. Ohashi, S. Maehara, & P. Simanjuntak. 2005 Biooxidation of (+)-catechin and (-)- epicatechin into 3,4-dihydroxyflavan derivatives by the endophytic fungus Diaporthe sp. isolated from a tea plant. Chemical and Phamaceutical Bulletin 53(7): 866–867. Verma, V., S. Gond, A. Kumar, R. Kharwar, & G. Strobel. 2005. The endophytic mycoflora of bark, leaf, and stem tissues of Azadirachta indica A. Juss (Neem) from Varansi (India). Microbial Ecology 54(1): 119–125. Warnke, S.E. 2003. Creeping bentgrass (Agrostis stolonifera L.) In: Casler, M.D. & R.R. Duncan (eds). Turfgrass biology, genetics, and breeding. Wiley, Hoboken: 175– 185.

442


ISBN 978-602-95471-0-8 OPTIMALISASI KULTUR Paramecium caudatum DENGAN MENGGUNAKAN BAKTERI Widowati Budijastuti*,Fida Rachmadiarti*dan Uswatun Hasanah**

*Dosen Jurusan Biologi FMIPA Unesa **Mahasiswa Pascasarjana Sains Unesa ABSTRAK Kultur Paramecium caudatum dalam penelitian peneliti sebelumnya telah digunakan sebagai bioremediasi logam Pb,Cd dan Fe. Kesulitan dalam menyediakan sejumlah besar populasi Paramecium caudatum dalam bioremediasi menyebabkan perlu ada penelitian untuk memudahkan kultur Paramecium caudatum. Dalam kultur Paramecium caudatum membutuhkan nutrient yang diperlukan seperti bakteri air. Untuk itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahui optimalisasi kultur Paramecium caudatum dengan bakteri Pseuodomonas flourencens dan Eschericheia coli.dengan melihat fase eksponensial pertumbuhan terbaik Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan dua factor perlakuan yaitu jenis pakan dan konsentrasi yang berbeda. Jenis pakan yaitu bakteri Pseuodomonas flourencens dan Eschericheia coli. Dengan konsentrasi 107sel/ml,108 sel/ml dan 109sel/ml. yang dipelihara selama 10 hari, mengingat fase pertumbuhan Paramecium secara umum tidak lebih dari hari ke sepuluh dalam menuju fase eksponensial. Hasil penelitian menunjukkan ada perbedaan pertumbuhan populasi Paramecium caudatum pada setiap pakan dan konsentrasi yang berbeda. Optimalisasi kultur Paramecium caudatum terbaik pada pemberian bakteri Pseuodomonas flourencens dengan konsentrasi 109sel/ml. Fase eksponensial pertumbuhan terbaik dimulai dari hari ke4 sampai ke 7. Kata kunci: Optimalisasi kultur, Paramecium caudatum, dan bakteri


443

ISBN 978-602-95471-0-8 INOVASI PEMBELAJARAN STRUKTUR HEWAN PADA MAHASISWA BIOLOGI 2006 MATERI RANGKA MELALUI LESSON STUDI Widowati Budijastuti* dan Tjandrakirana* *Dosen Jurusan Biologi FMIPA Unesa ABSTRAK Struktur Hewan mempunyai materi ajar yang sangat padat seperti materi Rangka sehingga dosen sering merasa kesulitan dalam menjelaskan materi agar mudah dikuasai mahasiswa. Hal ini tampak pada tingkat rata-rata penguasaan konsep mahasiswa yang rendah. Sehingga diharapkan melalui lesson studi ini diharapkan terjadi inovasi pembelajaran dosen bersama dosen lain dalam usaha meningkatkan mutu pembelajaran dosen dengan mengamati interaksi mahasiswa dalam pembelajaran. Penelitian ini menggunakan rancangan eksperimen one shot case study dalam pembelajaran dikelas dan menggunakan penerapan lesson studi.dalam merencanakan pembelajaran dan mengumpulkan data. Dimana pembelajaran di kelas menggunakan perlakuan dengan metode kooperatif stad pada pertemuan I dan jigsaw pada pertemuan II. Penelitian ini menggunakan lesson studi yang mempunyai 4 langkah penelitian yaitu Persiapan Pembelajaran, Pelaksanaan Pembelajaran, Analisis Hasil pelaksanaan, Refleksi dan Persiapan Pembelajaran berikutnya Hasil penelitian menunjukkan kerjasama tim dosen dan non tim dosen dalam merencanakan pembelajaran sangat diperlukan untuk merefleksi inovasi pembelajaran, dan pada pelaksanaan pembelajaran secara umum menurut pengamat yang terdiri atas 9 dosen dan ko asisten mengatakan banyak pembelajaran yang dapat ditiru sehingga mampu meningkatkan kualitas pembelajaran. Sehingga disimpulkan pembelajaran dapat berlangsung dengan baik tetapi tidak diikuti peningkatan nilai kognitif USS. Kata kunci: Inovasi pembelajaran, Struktur Hewan, Rangka, Lesson studi

444


ISBN 978-602-95471-0-8 PERKEMBANGAN ANATOMI BINTIL AKAR TANAMAN KACANG HIJAU (Vigna radiata var. Betet) YANG DIINFEKSI Rhizobium phaseoli Wiwin Ulumil Jannah, Rinie Pratiwi Puspitawati Yuni Sri Rahayu Universitas Negeri Surabaya ABSTRACT Root of Leguminosae can symbiosis with bacteria of the genera Rhizobium, to grow special structure that called root nodule. This research do to know the spesific characteristics nodule development in vigna radiata, the one of Leguminosae that infected with Rhizobium phaseoli. The samples of this research were viewed and observed from direct condition, than analysed by cualitatif descriptif. There is three method used in this research, paint method for bacterial infection through root hairs, viewing outside and inside structure of fresh nodule and anatomy appearance with 6µm nodule sections. The result shown that the first infection began on day 3. Young root nodules is circle, with a hollows peripheral, the diameter is 712,5 µm, bacteroid zone in the distal side, cortical zone in the central, meristhematic zone and vascular traces in proximal side. Nodule diameters develop until 3971,23 µm, circle, has periderm in outside layers, bacteroid zone dominated in the central, surround with cortical zone and few of vascular traces. Key words: roots nodule, vigna radiata, rhizobium phaseoli

PENGANTAR Akar merupakan organ utama tanaman dalam proses pengabsorbsian hara mineral (Chandurkar, 1997). Akar tanaman anggota famili Leguminosae mampu bersimbiosis dengan bakteri Rhizobium, membentuk struktur khusus yang mampu memfiksasi nitrogen dari udara. Struktur khusus tersebut disebut sebagai bintil akar. Pembentukan bintil akar pada setiap tanaman memiliki karakteristik yang spesifik dan terdapat perbedaan antara tanaman yang satu dengan yang lainnya. Karakteristik pembentukan yang spesifik tiap legum tersebut tidak mempengaruhi efisiensi pengikatan nitrogennya. Jumlah nitrogen yang difiksasi tergantung pada kualitas galur bakteri dan kondisi pertumbuhan bintil (Gardner et al, 1991). Adanya karakteristik pembentukan yang spesifik antara tanaman yang satu dengan yang lainnya, perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai perkembangan bintil akar. Terutama yang terjadi pada akar tanaman kacang hijau yang merupakan salah satu anggota Leguminosae. Tujuan Tujuan penelitian ini ialah mendapatkan gambaran data perkembangan struktur anatomi pada pembentukan bintil akar, yang terjadi pada akar tanaman kacang hijau yang merupakan salah satu anggota Leguminosae. Cara Kerja Penelitian ini merupakan penelitian observasional. Pengamatan dan pengambilan sampel diambil secara langsung dari lapangan. Benih kacang hijau diinokulasikam terlebih dahulu dengan Rhizobiun phaseoli. Dosis yang diberikan ialah 1 g / 100 g benih (Rahayu, 2005). Benih kacang hijau kemudian ditanam dan dilakukan pengukuran suhu serta pH tanah. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

445

ISBN 978-602-95471-0-8 Metode yang digunakan dalam pengambilan data pada penelitian ini ialah: 1. Pengamatan infeksi bakteri terhadap rambut akar dengan metode pengecatan Pengamatan akar dilakukan pada akar berusia 3 hari. Prosedur kerja dilakukan dengan metode pengecatan (Kormanik dan Mc Graw dalam Mumthaza, 2006). 2. Pengamatan struktur luar dan dalam bintil akar yang segar. a. Mengambil akar dan bintil akar yang berbeda usia. Akar yang belum menampakkan munculnya bintil diambil pada hari ke 3, 4, dan 5. bintil yang masih muda diambil pada hari ke 6 dan 7. Bintil akar yang berukuran lebih besar didapatkan pada hari ke 14, hari ke 21, hari ke 30 dan pada hari ke 45. b. Pengamatan bintil dengan mikroskop stereo, pengamatan meliputi struktur luar dan struktur dalam dengan cara membelah bintil menjadi 2 dengan bidang A dan B seperti gambar 1. 3. Pengamatan jaringan bintil akar melalui preparat. Pembuatan preparat dilakukan menggunakan metode parafin menurut Berlyn dan Miksche (1979). Spesimen kemudian disayat menggunakan mikrotom rotari dengan ketebalan 6µm dan diwarnai menggunakan pewarna hemalum (Berlyn, 1979). 4. Teknik analisis data Dalam penelitian ini preparat dianalisis secara deskriptif kualitatif berdasar teori – teori yang telah ada. Bagian utama yang dianalisis ialah jaringan korteks yang merupakan bagian utama yang mengalami perubahan setelah terjadi infeksi.

bidang 1

Bidang 2

a

c

b

Gambar 1. Bidang pengirisan bintil akar, a. pisau mikrotom, b. bintil akar, c. akar. HASIL PENELITIAN Dari penelitian yang telah dilakukan, didapatkan tahapan perkembangan bintil akar seperti uraian berikut. a. Tahapan infeksi rambut akar Pengamatan pada akar yang berusia 3 hari menggunakan metode pengecatan menunjukkan terdapat perubahan struktur pada rambut akar. Rambut akar yang semula lurus terlihat mengalami perubahan menjadi bercabang dan berlekuk-lekuk atau bergelombang. Pengamatan selanjutnya menunjukkan bahwa bakteri mulai berkerumun dan melekat pada rambut akar. Kemudian terjadi penggulungan rambut akar. Akibat penggulungan rambut akar tersebut, bakteri yang telah menempel menjadi berada di dalam gulungan rambut akar. b. Tahapan perkembangan bintil akar

446


ISBN 978-602-95471-0-8 Pada akar yang berusia 6 hari, muncul bintil akar yang masih muda. Bintil berbentuk bulat, permukaannya halus, berwarna coklat, memiliki tepian yang berlekuk-lekuk. Apabila bintil dibelah, menampakkan zona-zona warna pada jaringannya. Dibagian distal bintil terdapat zona berwarna merah muda, dikelilingi oleh zona yang berwarna putih. Kemudian bintil mengalami pertambahan ukuran, bentuk bintil bulat tidak beraturan, tepian berlekuk-lekuk, zona merah muda mulai meluas ke daerah tengah bintil sehingga zona yang berwarna putih semakin berkurang dan tersisa disekeliling zona berwarna merah muda. Batas-batas zonanya menjadi terlihat sangat jelas, di dalam zona berwarna merah muda terlihat bagian yang berwarna merah muda dan ada pula yang berwarna putih, sehingga terlihat seperti bintik-bintik putih. Kulit luar terlihat berwarna lebih gelap. Kulit bintil memiliki sedikit ornamen berupa garis-garis yang berwarna putih, garis tersebut lebih tebal daripada bagian kulit bintil, membentuk alur-alur pada bagian kulit bintil. Pada hasil sayatan bintil akar menunjukkan, bahwa bintil akar yang masih muda tersusun atas sel-sel yang rapat dan berukuran sangat kecil. Zona bakteroid yang sebelumnya tampak sebagai zona merah muda terletak di bagian distal bintil, di bagian tengah terdapat jaringan korteks, beberapa pembuluh vaskuler berada di bagian proksimal bintil dan diantaranya terdapat daerah meristematik. Tepian bintil dibatasi oleh jaringan periderm. Sel-sel penyusun bintil akar tumbuh membesar, pembuluh vaskuler tumbuh ke arah distal, zona bakteroid tumbuh ke arah proksimal. Daerah korteks mengelilingi zona bakteroid, bagian korteks yang berdekatan dengan jaringan bakteroid menjadi lebih rapat dan sel-selnya terlihat lebih pipih. Bagian yang berdekatan dengan periderm juga terlihat lebih pipih membentuk endodermis. Adanya endodermis menyebabkan korteks bintil terbagi menjadi korteks luar dan dalam. PEMBAHASAN Proses perkembangan bintil akar dibagi menjadi 2 tahapan, yaitu: 1. Tahapan infeksi Perubahan struktur pada rambut akar disebabkan faktor nod yang dihasilkan oleh bakteri. Faktor nod merupakan hasil ekspresi gen NodD pada bakteri, yang aktif karena sinyal dari tanaman berupa yang berupa flavonoid atau berupa isoflavonoid (Buchanan, 2000). Faktor nod menjadi sinyal balik bagi tanaman, mengaktifkan gen ENOD pada tanaman (Duzan et al, 2004). Hasil ekspresi dari gen ENOD ialah dihasilkannya enzim pektat, yaitu enzim yang menguraikan senyawa pektin pada penghubung mikrofibril dinding sel tanaman (Buchanan, 2000). Jalinan mikrofibril kemudian menjadi renggang, dinding sel rambut akar tidak lagi kokoh sehingga rambut akar menjadi bergelombang. Ekspresi gen ENOD juga menghasilkan triptofan, kemudian oleh bakteri diubah menjadi AIA (Rao, 1999). AIA berperan dalam proses menggulungnya rambut akar dan pertumbuhan bintil akar. Perlekatan bakteri pada rambut akar dapat terjadi karena richardesin yang berlekatan dengan glikoprotein pada dinding sel tanaman. Pelekatan bakteri tersebut juga dibantu oleh lektin (Yuwono, 2006). Lektin mengikat bakteri pada bagian karbohidrat di bagian membran luar sel bakteri (Rao, 1999). Aktivitas AIA menyebabkan struktur rambut akar menjadi menggulung (Davies, 1995). Jalinan mikrofibril yang merenggang akibat enzim pektat, membantu memudahkan proses perentangan sisi luar dinding sel rambut akar. Akibat penggulungan tersebut, bakteri yang menempel menjadi berada di dalam gulungan rambut akar. Bakteri yang berada dalam gulungan rambut akar, menerobos celah-celah mikrofibril. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

447

ISBN 978-602-95471-0-8 Setelah bakteri menerobos dinding sel rambut akar, membran sel rambut akar melekuk ke dalam, tumbuh memanjang membentuk saluran-saluran yang disebut sebagai benang infeksi (Rao, 1999). Benang infeksi tumbuh menuju korteks akar, menerobos sel penyusun korteks akar, bercabang-cabang dan bergerak intraseluler dengan bakteri di dalamnya. Setelah sampai pada korteks, bakteri dibebaskan ke dalam sel dengan proses endositosis oleh sel target (Jakob dan Yashpal, 1989). Akibatnya bakteri memasuki sel target dalam keadaan terbungkus membran sel dan membentuk vakuola yang disebut simbiosom. (Grossman et al, 2007). Bakteri yang terbungkus oleh membran peribakteroid mengalami perubahan bentuk maupun fungsinya menjadi bakteroid (Buchanan, 2000). Leghemoglobin dihasilkan diluar membran peribakteroid, berfungsi mengatur konsentrasi oksigen di tempat fiksasi nitrogen. Leghemoglobin mentransfer oksigen ke Rhizobium pada konsentrasi yang tidak membahayakan nitrogenase, sehingga oksigen tidak terakumulasi tetapi secara terus-menerus dapat diberikan untuk respirasi Rhizobium yang aerob (Schmidt,1994). Berdasarkan hasil pengamatan pada rambut akar yang berusia 3 hari tersebut, menunjukkan adanya ciri-ciri proses infeksi. Hal ini membuktikan bahwa strain Rhizobium menginfeksi tanaman untuk yang pertama kalinya pada hari ke tiga setelah penginokulasian (Roughley et al, 1970). Bakteri yang menginfeksi sel-sel di daerah korteks menyebabkan daerah korteks tersebut mengalami meristematik yang tinggi. Menyebabkan sel-sel tersebut mampu membelah hingga membentuk struktur baru, yaitu bintil akar. 2. Pertumbuhan bintil Jaringan meristematik membelah terus-menerus membentuk bintil muda, bintil kemudian mengalami penambahan ukuran dan menyempurnakan bagian-bagiannya seperti yang telah dijelaskan dalam deskripsi hasil penelitian di atas. Jaringan yang terbentuk memiliki fungsi yang berbeda, jaringan bakteroid di bagian sentral berfungsi dalam proses fiksasi nitrogen, dilindungi oleh jaringan korteks yang membentuk deretan sel yang memipih, ini membantu leghemoglobin melindungi nitrogenase dengan membatasi oksigen yang masuk. Disebelah luar korteks terdapat jaringan angkut, berfungsi sebagai penghubung bintil dengan tanaman. Sel korteks di bagian distal bintil tampak membentuk jaringan periderm, fungsinya menggantikan jaringan epidermis akar yang telah rusak akibat pertumbuhan bintil (Esau, 1964). Pada sel jaringan bakteroid, dapat dibedakan antara sel yang terinfeksi dengan sel yang tidak terinfeksi. Sel yang terinfeksi menghasilkan glutamin dan asparagin yang kemudian di dalamnya ditambahkan NH4 yang dihasilkan bakteri, kemudian ditranspor melalui xilem (Buchanan, 2000). Pada sel-sel korteks yang berdekatan dengan periderm, tampak sel-selnya memipih. Pada bagian tersebut merupakan bagian korteks yang membentuk endodermis (Buchanan, 2000), Endodermis ini membagi korteks menjadi korteks luar dan korteks dalam. Di bagian periderm yang berdekatan dengan jaringan vaskuler, terdapat bagian yang terlihat tebal. Bagian tersebut merupakan hasil pertumbuhan dari sel-sel penyusun periderm. Hal ini berfungsi untuk melindungi jaringan vaskuler yang terdapat di sebelah dalam pada bagian tersebut. Bagian inilah yang terlihat sebagai ornamen-ornamen saat bintil masih utuh.

448


ISBN 978-602-95471-0-8 SIMPULAN Perkembangan bintil akar tanaman kacang hijau diawali dengan penginfeksian yang dimulai pada hari ke tiga setelah penginokulasian. Pada hari ke 6 bintil muda muncul pertama kali, di bagian distal terdapat jaringan bakteroid, di bagian sentral dipenuhi oleh korteks, sedangkan di bagian proksimalnya terdapat jaringan meristematik dan jaringan vaskuler. Bintil akar mengalami pertumbuhan, bagian proksimal bintil mempertahankan jaringan meristematik, jaringan bakteroid di bagian sentral, dikelilingi oleh jaringan vaskuler yang terhubung jaringan vaskuler akar. Di bagian luar jaringan vaskuler dikelilingi korteks serta periderm di bagian tepinya. DAFTAR PUSTAKA Berlyn, G. P. dan J. P. Miksche. 1997. Botanical Microtechnique and Cytochemistry. Iowa : The Iowa State University Press. Buchanan,B.B. 2000. Biochemistry and Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologist. Maryland : Courier Companies, Inc. Chandurkar, P. J. 1997. Plant Anatomy. New Delhi :Jay Print Pack (P) Ltd. Davies, P.J. 1995. Plant Hormones. Netherlands: Klawer Academic Publishers. Duzan, H. M., X. Zhou, A. Souleimanov dan D. L. Smith. 2004. “Perception of Bradyrhizobium japonicum Nod Factor by Soybean [Glycine max (L.) Merr.] Root Hairs Under Abiotic Stress Conditions”. Journal of Experimental Botany, 55 (408) : 2641 – 2646. http ://jxb.oxfordjournals.org/ cgi/ content, 29 Mei 2007, pk. 15.47. Esau, K. 1964. Plant Anatomy. Tokyo: Toppan Company. Gardner, F.P., R.B. Pearce, dan R.L. Mitchell. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Herawati, penerjemah. Jakarta : UI Press. Grossman, S.P., Hanne V., dan Alex L. 2007. “Root Hair Curling and Rhizobium Infection In Medicago truncatula are Mediated By PhosphatidylinositideRegulated Endocytosis and Reactive Oxygen Species”. Journal of Experimental Botany, vol 58. 7 (1637-1649). http ://jxb.oxfordjournals.org/ cgi/ content. Jakob, R. dan Yashpal S.B. 1989. Applied and Fundamental Aspect of Plant Cell, Tissue, and Organ Culture. New Delhi : Narosa Publishing House. Mumthaza, S. 2006. Pengaruh Rhizobium dan Mikoriza VA Terhadap Pertumbuhan dan Penyerapan Unsur Hara NP Tanaman Kedelai. Skripsi tidak dipublikasikan. Surabaya: Unesa. Rahayu, M. 2005. Potensi Inokulum Rhizobium phaseoli dan Mikoriza (Glomus etunicatum) Terhadap Pertumbuhan Tanaman Kacang Hijau (Vigna radiata) pada Lahan Pesisir. Skripsi tidak dipublikasikan. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh November. Rao, S. N.S. 1999. Soil Microbiology. Fourth Edition of Soil Microorganisms and Plant Growth. USA : Science Publishers, Inc. Roughley, R.J., P.J.Dart., P.S.Nutman., dan P.A.Clarke. 1970. “The Infection of Trifolium subterraneum Root Hairs by Rhizobium trifolii”. Journal of Experimental Botany, 21 (186-194). http:Jxb.oxfordjournals.org, 29 Mei 2007, pk. 15.10. Schmidt, K. 1994. Mikrobiologi Umum Edisi ke Enam. R. M. Tedjo Baskoro, penerjemah. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press. Yuwono, T. 2006. Bioteknologi Pertanian. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.


449

ISBN 978-602-95471-0-8 IN VITRO GROWTH INHIBITION OF SOME GRAM NEGATIVE PATHOGENIC BACTERIA BY RHIZOME CRUDE EXTRACT OF CURCUMA PETIOLATA ROXB Yan Ramona1,2, Komang Ayu Trisnayanti3 and I Nengah Sujaya2 1

Staf at the Laboratory of Microbiology, School of Biology, Udayana University Staf at the Integrated Laboratory for Biosciences and Biotechnology, Udayana University 3 Alumni of the School of Biology, Faculty of Mathematics and Science, Udayana University 2

ABSTRACT The effectiveness of rhizome crude extract of Curcuma petiolata Roxb. to inhibit the growth of several species of gram negative pathogenic bacteria was investigated by applying the method of Kirby and Bauwer (1966) with small modification. In the assay, the crude extract of rhizome of the C. petiolata Roxb., at various concentrations, was exposed to three species of gram negative pathogenic bacteria (Vibrio cholerae, Escherichia coli, and Salmonella thypi) in vitro. The results of the study showed that all tested bacteria were inhibited by the rhizome crude extract of the plant at the concentration of 10% or more. No inhibition was observed in the control treatment, indicating that the inhibition zone occurred in all treatments must be due to the action of active compounds contained in the extract. V. cholerae was found to be the most resistant species to the extract when compared to E. coli or S. thypi. Key words: Curcuma petiolata Roxb., Vibrio cholerae, Salmonella thypi, Escherichia coli.

INTRODUCTION Curcuma petiolata Roxb, one of many tropical plants rarely found in Bali has been widely used as an alternative traditional medicine in this island (Kriswiyanti, 2001). Many research including that conducted by Puspawati et al., (1998) reported that the rhizome crude extract of this plant could be used to cure diarrhea mainly caused by Vibrio cholerae. Besides that this plant extract has often been used to cure fever, irritation, and stomach discomfort (Rifai et al., 1992). The effectiveness of this plant extract to control diarrhea-causing agents was believed to be due to the present of some active compounds, such as curcumenon, dehydrocurdion, 1,3 hydroxygermakron, and zodoarol (Sirat et al., 1984; Ichiro et at., 1995). In the present study, in vitro bioassays of rhizome crude extract of C. petiolata Roxb on three gram negative pathogenic bacteria (Escherichia coli, V. cholerae, and Salmonella thypi) were conducted with the following objectives: a. to investigate the effect of the extract concentrations on the growth inhibition of the tested bacteria in vitro. b. to compare the sensitivity of the tested bacteria to the extract when exposed at various concentrations. MATERIALS AND METHOD Extraction Some 100g of rhizome of C. petiolata Roxb was macerated in 1000 mL methanol, incubated at ambient temperature for 72 hours, filtered, and evaporated at 40oC in a rotary evaporator to remove the solvent. This crude extract was then assumed as

450


ISBN 978-602-95471-0-8 100% concentration. Prior to use in the in vitro bioassay, this crude extract was diluted with methanol to achieve concentrations of 10, 20, 30, 40, and 50%. Preparation of bacterial suspension A loopful of tested bacterial pure cultures was inoculated into 10 mL of sterile nutrient broth and incubated at 30oC for 24 hours to achieve an approximate cell density of 108 cells/mL. In vitro bioassay The method of Kirby and Bauwer (1966) with a small modification was applied in the assay. Some 20 µL rhizome crude extract of C. petiolata Roxb previously prepared was deposited in filter paper disks and air dried at ambient temperature. In the meantime, lawns of tested bacteria were prepared by evenly spreading 0.1 mL of 24 hour old bacterial suspensions on the surface of nutrient agar plates and left them to dry at ambient temperature. The rhizome extract-deposited paper disks were then placed at equidistance on the surface of the bacterial lawns and incubated at 30oC for 24 hours to 1 week. Filter paper disks deposited with solvent only (solvent in the absence of plant extract) served as controls. The bioassays were repeated three times (triplicates per treatment). Positive results were indicated by the formation of inhibition zones around the disks. The measurement of these inhibition zones was made from three different angles and averaged. Data analysis Analysis of Variance (ANOVA) of data obtained from this study was carried out using Minitab software for Windows version 12. The significant difference between means was further tested using Duncan test at p of < 0.05 following ANOVA. Results and discussion The relative in vitro inhibition zones produced on bacterial lawns following application of rhizome crude extract of C. petiolata Roxb at various concentrations are presented in Table 1. Table 1: Relative inhibition zones on bacterial lawns following application of rhizome crude extract of C. petiolata Roxb at various concentrations Relative inhibition zones (Cm)** Extract concentration E. coli V. cholera S. thypi (%) 0 0.00 ± 0.00a 0.00 ± 0.00a 0.00 ± 0.00a 10 1.00 ± 0.65b 0.88 ± 0.59b 1.08 ± 0.67b b b 20 1.03 ± 0.66 0.98 ± 0.62 1.63 ± 0.07cd bc bc 30 1.23 ± 0.89 1.18 ± 0.86 2.02 ± 0.28de bcd bcd 40 1.36 ± 0.03 1.45 ± 0.06 2.07 ± 0.31de 50 1.75 ± 0.20cd 1.70 ± 0.25cde 2.47 ± 0.58e ** Each value in Table 1 ± standard error is an average of triplicates. Values followed by the same letter(s) are not significantly different at p<0.05 according to Duncan test following ANOVA. The crude extract of C. petiolata Roxb was found to be effective in inhibiting the growth of all tested bacteria in vitro with the diameter of inhibition zones varied depended on the concentration of the extract applied and on species of tested bacteria Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

451

ISBN 978-602-95471-0-8 (Table 1). In all cases the diameter of inhibition was proportionally related to the concentration of the extract applied. When compared to the controls (solvent only), all treatments were found to be statistically significant (p<0.05) in term of diameter of inhibition zones. All tested bacteria were already inhibited at minimal concentration applied in this study (10%), although the diameter of inhibition zones produced at this concentration on the three tested bacteria were not significant among others statistically (p>0.05) (Table 1). Although in general the values in Table 1 are not significant statistically at p<0.05, based on the degree of inhibition, V. cholerae could be considered as the most resistant species to the extract, while S. thypi was the most sensitive species to the extract. Examples of in vitro bioassay on the bacterial growth response following application of rhizome crude extract of C. petiolata Roxb are shown in Plate 1. If this extract is to be used to cure certain diseases, especially those caused by infection of any one of the tested bacterial species, it is recommended to apply minimal concentration (at least 10%) in order to minimize the possible negative side effects of the extract. As no inhibition zones was observed in all controls, in all cases where growth inhibition occurred, these inhibition zones must be due to the action of active compounds contained in the plant crude extract. Although it was not determined in this study, some researchers reported that crude extract of C. petiolata Roxb (Wijayakusuma, 2002) and related plants, such as C. domestica (Herdianto, 2000; Kadir, 2001) normally contain curcumin, curcuminoid, essential oil, desmetoxy curcumin, bidesmetoxy curcumin.

A B C Plate 1: Relative diameter of inhibition zone of the 10% crude extract of rhizome of Curcuma petiolata Roxb on (A) S. thypi, (B) E. coli, and (C) V. cholerae. The present of these compounds in the crude extract individually or collectively might play significant roles in the growth inhibition of tested bacteria in the present study. According to Doerge (1982), Pelczar and Chan (1986), and Girindra (1993) toxic compounds including active compounds extracted from plants may attack enzyme systems of living cells and may result in growth interference on the exposed cells. In the case of bacterial species, the respiratory-related enzymes located in their plasma membrane may first be attacked as soon as they are in contact with active or toxic compounds. The effect of this can be fatal as the cells may lose their ability to generate their cellular energy (Lechninger, 1982; Voet and Voet, 1994; and Creager at al., 1990). Depends on the level of toxicity of the compounds exposed, the effect may either be lethal or biostatic (temporary inhibit the growth of the exposed organisms) (Creager et al., 1990). In the present study, it was not known whether the effect of the extract on the tested bacteria was lethal or bacteriostatic. Therefore further investigation on this aspect need to be conducted in the future.

452


ISBN 978-602-95471-0-8 CONCLUSION It was clearly demonstrated in this study that the crude extract of rhizome of the C. petiolata Roxb has a great potential in inhibiting the growth of three gram negative pathogenic bacteria (E. coli, V. cholerae, and S. thypi) in vitro. The degree of inhibition depended on the extract concentration and on the bacterial species. All tested bacteria were inhibited by the extract at the concentration of 10% or more. In general, V. cholerae was found to be more resistant than others to the extract of C. petiolata Roxb. ACKNOWLEDGEMENT The authors wish to acknowledge Dr. Kem Spaulding who financially supported this project research. The provision of laboratory facilities during the experiment by the Integrated Laboratory for Biosciences and Biotechnology and Laboratory of Microbiology, School of Biology, Udayana University, Bali-Indonesia, should also be acknowledged. REFERENCES Creager, J.G., Black, J.G., and Davison, V.E. 1990. Microbiology: Principles and applications. Prentice Hall, Inc. Englewood Cliffs. New Jersey. Doerge, R.F. 1982. Buku Teks Wilson dan Gisvold: Kimia farmasi dan medicinal organic. IKIP Semarang Press. Semarang. Girindra, A. 1993. Biokimia I. Gramedia Pustaka utama. Jakarta. Herdianto, W. 2000. Isolasi dan identifikasi serta aktivitas antibakteri kunyit Curcuma domestica (Val) terhadap bakteri gram positif dan negative. Skripsi S1 pada jurusan Kimia-FMIPA, Unud. Ichiro, T., Ichiro, Y., Koichi, T., and Hideji, I.. 1995. Phytochemistry: 40, pp. 1197-1200. Kadir, K.A. 2001. Kunyit Curcuma domestica sebagai tanaman obat anti infeksi. Online: http://www. Lem.Pen-PPOT/google.com Kriswiyanti, E. 2001. Potensi pendayagunaan dan usaha konservasi keanekaragaman tumbuhan obat (Usada) di Bali. Jurnal Biologi Udayana. Vol. V(2): pp. 493-496. Kirby, W.M.M. and Bauwer, A.W. 1966. Antibiotic testing method by standardizing disk method. Am. J. Clin. Pathol. 45: pp. 493-496. Lechninger, 1982. Principles of Biochemistry. Worth Publishers, Inc. New York. Puspawati, N.M., Moelyono., dan Tengah, I.G.P. 1998. Esktraksi, Isolasi, dan karakterisasi komponen bioaktif dari tanaman obat tradisional Bali. Laporan penelitian IAEUP. Unud. Pelczar, M.J. and Chan, E.C.S. 1986. Microbiology: Essential and Application. McGraw Hill International Edition. New York. Rifai, M.A., Rugayah, E.A. dan Widjaja. 1992. Tiga puluh tumbuhan obat langka Indonesia. Sisipan Floribunda. 2: pp. 1-28. Sirat, H.M., Shajarahtunnur, J., dan Ahmad, A.R. 1984. Planta Med. Pp. 584-585. Voet and Voet, 1994. Biochemistry. 2nd Edition. John Willey and Sons, Inc. New York City. Wijayakusuma, H. 2002. Manfaat dan penggunaan tumbuhan berkasiat obat Indonesia. Milenia Populer. Jakarta.


453

ISBN 978-602-95471-0-8 ANALISIS POLA PITA GEN PARP-1 EXON 21 MENCIT JANTAN BALBc MELALUI TEKNIK PCR-RFLP AKIBAT PAPARAN FORMALIN1) Yayuk Mulyati2), Sri Widyarti3), Miranti Ardhini4), M. Tamyis Ali Imron4), Anang Priambowo4) Jurusan Biologi, FMIPA, Universitas Brawijaya ABSTRACT Experiment has been carried out to identify whether there’s mutation on PARP1 exon 21 of male Mus musculus Balbc after formaldehyde exposure. Mus musculus was exposured with formaldehyde for three months in three doses, i.e. 0, 2, and 5 mg/kg BW (per oral). DNA was isolated from liver and then amplified with primer forward 5’CCATGGTA TTATGACACGGGA3’ and primer reverse 5’GGAATGGTACTGTTGTAG GCT3’ to recognize exon 21 from gene PARP-1. PCR product were digested with Alu1, HaeIII, HindIII, and EcoR1. Alu1 cut exon 21 of all formaldehyde treatment and control on 282 bp and 62 bp. HaeIII, HindIII, and EcoR1 don’t have site restrictions on amplification product. This study showed that PARP-1 exon 21 not mutated after formaldehyde treatment. Keywords: Formaldehyde, PARP-1

454


ISBN 978-602-95471-0-8 PENGARUH INOKULAN Bacillus pantotheinticus PADA AKTIVITAS TOTAL MIKROBA TANAH DAN PERTUMBUHAN KEDELAI ( Glycine max L.Merr) var Baluran. Yuliar Bidang Mikrobiologi, Pusat Penelitian Biologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Jl.Raya Jakarta Bogor KM 46, Cibinong Bogor 16911 ABSTRACT INFLUENCE OF Bacillus pantotheinticus INOCULANT ON TOTAL MICROBIAL ACTIVITY IN SOIL AND GROWTH OF Glycine max (L.Merr) var Baluran .The objective of this work is to evaluate the effect of a microbial inoculant (B.pantotheinticus) on the growth of Glycine max (L.Merr).This research work was analized with Completely Randomized Block Design (20 plots). A total microbial activity in soil was monitored by flourescein diacetate test. The results of this experiment showed that FDA analysis was sensitive, simple and rapid method for determining of a total microbial activity in the soil. Supplementation of B.pantotheinticus into the soil increased a total microbial activity in soil. The a microbe inoculant used in this study affects fresh weight of Glycine max (L.Merr), fresh weight of its pod and root, and a number of its nodules, pod and leaves. An increased of soil enzymes (protease, lipase, and esterase) was concomitant with Glycine max (L.Merr) growth. Key words: B.pantotheinticus, flourescein diacetate activity, Glycine max(L.Mer) growth, microbial activity.

PEDAHULUAN Berbagai jenis bakteri telah diidentifikasi sebagai Plant Growth Promoting Rhizobacteria (PGPR), seperti dari kelompok bateri gram negatif dengan strain-strain yang paling banyak adalah Pseudomonas dan beberapa dari genus Serratia (Kloepper,1993). Glick (1995) menambahkan genus-genus bakteri PGPR yaitu Azotobacter, Azospirillum, Acetobacter, Burkholderia dan Bacillus. Thakuria et al., (2003) berhasil meningkatkan produksi padi sekitar 21,6% dengan menggunakan Bacillus pantothenticus sebagai bio-inukulan. Koinokulasi ‘’plant growth promoting bacteria(PGPR)” dan Bradyrhyzobium japonicum memberikan pengaruh meningkatnya berat tanaman, jumlaj nodul, hasil panen, dan fiksasi nitrogen. Inokulan Serratia proteamaculans dan S.liquefaciens meningkatkan nodul dan fikasasi nitrogen kedeleai di rumah kaca dan di lapangan. (Zhang et al., 1996). Inokulan Bacillus subtilis dan B.thuringiensis bisa meningkatkan jumlah nodul dan pertumbuhan kedelai pada percobaan rumah kaca dan lapangan. (Bai et al., 2003). PGPR adalah kelompok bakteri menguntungkan yang agresif mengkolonisasi rizosfir. Pengaruh langsung kelompok bakteri ini yang didasarkan atas kemampuannya menyediakan dan memobilasasi penyerapan berbagai unsure hara dalam tanah serta mensintesis berbagai hormon pemacu tumbuh. Pengaruh tidak langsung bakteri PGPR adalah dalam menekan aktivitas patogen dengan menghasilkan produk metabolit seperti antibiotik, dan siderophore atau HCN (Glick,1995) Kedelai (Glycine max, L Merr) merupakan salah satu tanaman legum terpenting untuk produksi minyak dan protein. Kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase dan aerasi tanah cukup baik, curah hujan 100-400 mm/bulan, suhu udara


455

ISBN 978-602-95471-0-8 23-300C, kelembaban 60-70%, pH tanah 5,8 - 7 dan ketinggian kurang dari 600 m dpl (http://teknis-budaya.blogspot.com). Kualitas tanah meningkat dengan peningkatan kandungan bahan organik tanah. Hidrolisis Fluorescein diasetat merupakan metoda yang paling terpecaya untuk menentukan jumlah dan kualitas bahan organik tanah yang punya hubungan dengan penekanan patogen tanaman (Darby et al.,2006). Fluorescein diacetate {3`,6`diacetyfluorescein (FDA)}digunakan untuk menentukan aktivitas jamur dan bakteri (Lundgreen, 1981) di dalam Schnurer and Rosswall (1982). FDA dihidrolisa oleh berbagai enzim seperti protease, lipase and esterase. Produk enzimatis ini berupa flourescein di dalam sel mikroba, yang bisa dilihat secara visual dengan mikroskop fluorescein dan secara kuantitas bisa dideterminasi dengan flourometri atau spektrofotometri. Banyak makalah yang melaporkan tentang penggunaan hidrolis FDA untuk menghitung total aktivitas miroorganisme diantaranya Breeuwer et al., 1995 yang menghitung total aktivitas mikroba pada makanan dan minuman, dan Ha and Huang (2007) menghitung total aktivitas mikroba pada tanah. Berdasarkan informasi di atas dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mengetahui pengaruh inokulan B.pantotheinticus dalam aktivitas total mikroba tanah dan pertumbuhan kedelai (Glycine max,L.Merr) var Baluran Bahan dan metoda penelitian Persiapan lahan Lahan percobaan yang digunakan bertempat di belakang rumah kaca di Cibinong Science Centre. Pengolahan tanah dilakukan dengan pembalikan tanah, kemudian tanah dihaluskan. Selanjutnya dibuat guludan-guludan ukuran 2x2 meter sebanyak 20 buah. Pada masing-masing guludan dibuat lubang-lubang tempat untuk menanam bibit kedelai, yaitu 5 deret ke kanan dan 4 deret ke belakang Penanaman kedelai dan inokulasi B.pantotheinticus Bibit kedelai ditaburkan kedalam masing-masing lubung pada masing-masing guludan, ditutup dengan tanah, kemudian disiram. Setelah satu minggu penanaman dan kecambah kedelai tumbuh, untuk perlakuan diinokulasikan B.pantotheinticus dengan menggunakan kompos steril sebagai karier, dan kontrol tanpa inokulasi. Pemeliharaan tanaman dan parameter yang diamati Pada waktu tanaman berumur satu bulan dilakukan penyiangan untuk membersihkan rumput dan mengemburkan tanah, supaya tanaman kedelai tumbuh dengan baik. Penyiangan dilakukan pada semua tanaman dengan cara yang sama. Parameter yang diamati adalah tinggi tanaman, berat segar tanaman, berat segar polong, berat segar akar, jumlah bintil, jumlah polong, dan jumlah daun. Analisa statistik Penelitian dilakukan dengan metoda CRBD(Complete Randomized Block Design), dengan dua perlakuan yatu penambahan inokulan B.pantotheinticus dan tanpa inokulan (kontrol), dan 10 kali ulangan. Data kedelei yang diamati dianalisa secara statistik dengan uji one way ANOva, pada tingkat signifikan P=0,01 dan P=0,005 sesuai prosedur Statistical Product and Service Solution (SPSS) Analisa FDA hidrolisis

456


ISBN 978-602-95471-0-8 Total aktivitas mikroba pada tanah yang ditanami kedelai dan aktivitas B.pantotheinticus dianalisa dengan FDA hidrolisis sesuai dengan metoda yang dilakukan oleh Schnurer dan Roswall, 1982. HASIL DAN PEMBAHASAN Sensivitas FDA sebagai penentu aktivitas dan jumlah biomasa mikroba Aktivitas hidrolitik dari FDA meningkat secara linear dengan penambahan Bacillus pantotheinticus kecil dari 40 µl (Gambar 1). Biomasa 20 µl inokulan adalah sekitar 0,0019 mg . Hasil ini mengidentifikasikan hidrolisis FDA relatif sensitif, sederhana, cepat dan mudah dilakukan. Metoda ini sangat berguna untuk mengetahui aktivitas total mikroba pada berbagai habitat di alam. Lenstan et al., 1996 juga menggunakan FDA hidrolisis untuk menghitung biomas jamur Phanerochaete chrysosporium. Dari hasil penelitiannya menunjukan bahwa aktivitas FDA berkorelasi positif dengan berat kering miselia P. chrysosporium.

Hidrolisis FDA meningkat dengan penambahan Bacillus pantotheinticus pada tanah steril. Peningkatan aktivitas hidrolitik FDA mencapai linear, pada penambahan kultur bakteri sekitar 20 µl (gambar 2).

Gambar 3 menunjukan bahwa aktivitas hidrolitik FDA pada perlakukan penambahan kultur B.pantothenticus pada tanah yang ditanami kedelai adalah lebih besar Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

457

ISBN 978-602-95471-0-8 dibandingkan dengan kontrol (tanpa inokulan B.pantothenticus). Artinya aktivitas mikroba pada tanah yang ditambah B.pantothenticus lebih besar dibanding kontrol. Pengaruh yang sama juga ditunjukan oleh Gambar 2,yaitu aktivitas hidrolitik FDA meningkat dengan penambahan inokulan B.pantotheinticus. FDA analisis pada perlakuan dan kontrol cendrung lebih besar pada lapisan top layer dibandingkan dengan lapisan tanah di bawahnya. Tanah yang dinokulasi bakteri, pada lapisan atas (10 cm dari permukaaan), FDA analisisnya adalah sekitar 1,52 . Berdasarkan gambar 1, FDA 1,52 identik dengan 49,37 µl B.pantoheinticus atau sekitar 0,5 mg biomass B.pantotheinticus . FDA analisis pada lapisan bawahnya adalah 1,34, berdasarkan gambar 1 identik dengan 42,25 µl B.patotheinticus atau sekitar 0,4 mg biomassnya.

FDA analisis dan pertumbuhan tanaman Meningkatnya FDA analisis dengan pemberian inokulan B.pantotheinticus pada tanah memberikan pengaruh pada tinggi tanaman, berat segar tanaman, berat segar polong, berat segar akar, jumlah bintil, jumlah polong, dan jumlah daun kedelai varietas Baluran secara signifikan. Hasil penelitian menunjukan adanya korelasi positif antara analisis FDA dan pertumbuhan tanaman. Hal ini disebabkan oleh meningkatnya total aktivitas mikroba dengan penambahan inokulan tersebut (gambar 2 dan 3). Pengaruh inokulan B.pantotheinticus terhadap pertumbuhan tanaman Penambahan inokulan pada tanah meningkatkan tinggi tanaman, berat segar tanaman, berta segar polong, berat segar akar, jumlah bintil, jumlah polong, jumlah daun meningkat signifikan dengan tanpa perlakuan. Hasil penelitian sesuai dengan yang dilaporkan oleh Ha and Huang (2007) bahwa penambahan Bacillus strain PMB-028 dan 458


ISBN 978-602-95471-0-8 PMB-34 meningkatkan berat segar akar dan pembentukan bintil akar pada kacang buncis secara signifikan. Bai et al., 2003 mengatakan bahwa B,subtilis NEB4 dan NEB 5 dan B.thuringiensis NEB 17 punya pemacu pertumbuhan tanaman yang ditunjukan dengan perkembangan akar, memperbanyak nodul yang menghasilkan kemampuan penyerapan nutrien yang lebih baik dan peningkatan suplei nitrogen. Hasil penelitin menunjukan bahwa ada korelasi positif antara total aktivitas mikroba (FDA analisis dan pertumbuhan kedelai (gambar 3 dan 4). Hasil penelitian sesuai dengan yang dilaporkan oleh Ha and Huang (2007) bahwa penambahan Bacillus strain PMB-028 dan PMB-34 meningkatkan berat segar akar dan pembentukan bintil akar pada kacang buncis secara signifikan.

KESIMPULAN Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa; 1. Inokulan B.pantotheinticus memberikan pengaruh yang signifikan terhadap tinggi tanaman, berat segar tanaman, berat segar polong, berat sekar akar, jumlah bintil, jumlah polong, dan jumlah daun Glycine max L.Merr) varietas Baluran. 2. FDA analisis relatif sensitif dan simpel untuk menghitung total aktivitas mikroba yang ada dalam tanah 3. Penambahan B.pantotheinticus pada tanah meningkatkan total aktivitas mikroba 4. Adanya korelasi positif antara total aktivitas mikroba (FDA analisis) dengan pertumbuhan tanaman Glycine max L.Merr) varietas Baluran. DAFTAR PUSTAKA. Anonim.2007.Teknis Budidaya Agrokomplek:Budidaya budidaya.blogspot.com/2007/10/budidaya-kedelai)

kedelai

(http://teknis-


459

ISBN 978-602-95471-0-8 Bai.Y., X.Zhou., and D.L.Smith.2003. Enhanced Soybean Plant Growth Resulting from coinoculation of Bacillus strain Bradyrhizobium japonicum. Crop Sci.43:17741781. Breeuwer,P.,J.L.Drocourt.,N.Bunschoten.,M.H.Zwietering,F.M.Rombouts andT.Abee.1995.Characterization of Uptake and Hydrolysis of Fluorescein Diacetate and Carboxyfluorescein Diacetate by Intracellular Esterases in Saccharomyces cerevisiae, Which Result in Accumulation of Fluoresceint product.Appl.and Environ.Microbiol.61(4):1614-1619. Darby,H.M.,A.G.Stone, and R.P.Dick.2006.Compose and Manure Mediated Impacts on Soilborne Pathogens and Soil Quality. Soil Sci.Soc.Am.J.70:347-358 Glick,B.R.1995.The enhancement of plant growth by free living bacteria.Can.J.Microbiol.41:109-117. Ha ,M.T and J.W. Huang.W.2007. Control of Fusarium wilt of asparagus bean by organic soil amendment and microorganisms. Plant Pathology Bulletin .16:169-180 Kloepper, J.W. 1993.Plant Growth-promoting rhizobacteria as biocontrol agents. In F.B.Metting,Jr.(ed). Soil microbial ecology,Application in agricultural and environmental management. Marcel Dekker Inc.,New York.p.255-274. Lestan,D., M.Lestan., J.A.Chapelle and R.T.Lamar.1996.Biological potential of fungal inocula for bioaugmentation of contaminated soils.Journal Of Industrial Microbiology 16:286-294 Schnurer, J and T.Roswall.1982. Fluorescein Diacetate Hydrolysis as a Measure of Total Microbial Activity in Soil and Litter. Appl.and Environ.Microbiol.43(6):16141619. Zhang, F., N. Dashti., R.K. Hynes and D.L.Smith.1996.Plant Growth Promoting Rhizobacteria and Soybean [Glycine max (L) Merr.] Nodulation and Nitrogen Fixation at Suboptimal Root Zone Temperatures. Annals of Botany 77:453-459

460


ISBN 978-602-95471-0-8 KETIDAKTERLIBATAN ABA AKAR DALAM SIGNAL UNTUK PERTUMBUHAN DAUN YANG DIPICU OLEH INDUKSI NO3Yuni Sri Rahayu Jurusan Biologi – FMIPA - Universitas Negeri Surabaya ABSTRACT Previous results showed that leaf growth of tomato (Lycopersicon esculentum cv. Moneymaker) plants responds very fast to nitrate (NO3-) supply compared with ammonium (NH4+) nutrition or complete nitrogen (N) deprivation. It is well-established that abscisic acid (ABA) is involved in stress signalling and associated with reduction in leaf growth. The aim of this study was to understand the leaf growth mechanism regulated by plant hormone due to different N form supply under hydroponic culture, especially the role of ABA. The experimental design was completely randomized design with one factor (different N form) and four replications. The data obtained was analyzed statistically using variance analysis continued by LSD. The study repealed that compared with NO3- nutrition, continuous supply of NH4+ or complete N deprivation increased the ABA levels in plant tissues and in the xylem sap. This increase coincided with the inhibition of shoot growth, which was mainly due to an inhibition of leaf growth rate. However, this inhibition of leaf growth could not be associated with an increase of ABA levels in plant tissues and in the xylem sap in shortterm experiments (0-12 h) when NO3- pre-cultured plants were transferred either to NH4+ supply or exposed to complete N deprivation. Furthermore, the ABA-deficient flacca mutant also revealed an inhibition of leaf growth at sole NH4+ supply or N deprivation similar to the corresponding wild type line, although ABA levels did not increase. These results suggest that ABA might not be directly involved in controlling leaf growth as a response to supply of different N forms. Moreover, the flacca mutant exhibited an excessive ethylene evolution compared with the wild type and independent of the supplied N form. Since excessive evolution of ethylene in the flacca mutant could not revert the stimulating effect of NO3- on leaf growth, this further suggests that also ethylene is not directly involved in mediating the growth response to different N forms. Since, NO3- induced stimulation of leaf growth was consistently associated with increased concentrations of the physiologically active forms of cytokinins, zeatin and zeatin riboside (Z+ZR), in the xylem sap, it is postulated that cytokinins may act as the putative master switch mediating the NO3- signal. Key words: ABA, cytokinins, ethylene, flacca mutant, leaf growth, Lycopersicon esculentum, NH4+, NO3-, hydroponic culture.


461

ISBN 978-602-95471-0-8 RESPONS TUNAS GAHARU (Aquilaria spp.) TERHADAP CENDAWAN (Acremonium) PADA MEDIA MISKIN NUTRISI DAN pH BERBEDA (Agarwood Shoot Response to Acremonium Isolate on Poor Nutrition and Different pH) Yupi Isnaini1), Meity S. Sinaga2), dan M.I.J.Umboh3) 1

)Pusat Konservasi Tumbuhan, Kebun Raya Bogor, LIPI Jl. Ir. H. Juanda 13 Bogor, (Email: [email protected]) 2 )Dep. HPT, Faperta, IPB, 3)FMIPA, Universitas Negeri Manado ABSTRACT Gaharu or agarwood is one of the potential non wood forest product from Aquilaria trees and other genus of Thymealeaceae. Its believed that agarwood produce as a defend response to fungal isolate or wounding. However, genotype of the trees and other factor may influence agarwood formation. The aim of this research is to find the gaharu clones, fungal isolate, and media concentration/pH that induce aromatic secondary metabolite in vitro. Shoot culture of 13 clones of Aquilaria spp. (A. crassna, A. filaria, A. malaccensis, and A. microcarpa) and two isolate of Acremonium (F and M) were grown in dual culture on different concentration or pH of modified MS basal media. The time of contack between fungal miselium and gaharu shoot, the dead shoots, and the level of fragrance formation was evaluated. The result indicated that different clones of Aquilaria showed different responses to Acremonium in the percentage of dead shoots and fragrance formation. Aquilaria malaccensis (Ama 7, Ama 13), and A. microcarpa (Ami 2064) are the potential clones to produce aromatic compounds. The highest percentage of dead shoots, as well as fragrance formation in Aquilaria shoots were shown in 20% MS media and pH 5,8. Keywords: gaharu, dual culture, agarwood, Aquilaria, Acremonium

PENDAHULUAN Gaharu atau gubal gaharu (agarwood, eaglewood, aloeswood) merupakan komoditas ekspor yang banyak dimanfaatkan sebagai bahan dasar industri parfum, obatobatan, dan setanggi atau dupa. Komoditi ini banyak mendapat perhatian karena mempunyai nilai ekonomi tinggi dan proses produksinya tergolong unik. Pembentukan gubal gaharu diduga terkait dengan mekanisme ketahanan inang terhadap rangkaian proses yang terjadi pada patogenesis tumbuhan, yang berupa metabolit sekunder dari golongan senyawa aromatik. Menurut Ng et al. (1997), metabolit sekunder berupa gubal gaharu diduga terbentuk akibat infeksi cendawan, pelukaan dan infeksi cendawan, atau akibat pelukaan saja. Cendawan yang dilaporkan berasosiasi dengan kayu gaharu sakit cukup beragam di berbagai negara, termasuk di Indonesia (Isnaini, 2005). Namun tidak semua jenis cendawan tersebut mampu menginduksi pembentukan gubal gaharu berkualitas baik. Acremonium merupakan salah satu genus cendawan yang ditemukan berasosiasi dengan gaharu di Riau, Nusa Tenggara Barat, dan Papua (Rahayu et al., 1998). Pohon penghasil gaharu yang terdapat di Indonesia adalah A. beccariana, A. cumingiana, A. filaria, A. hirta, A. malaccensis, dan A. microcarpa (Afifi, 1995), serta genus lain seperti Gonystylus, Gyrinops, Einkleia, Aetoxylon, dan Wikstroemia (Hou, 1960). Tetapi tidak semua pohon tersebut mempunyai kemampuan untuk membentuk gubal gaharu berkualitas, meskipun sudah diinduksi oleh cendawan potensial (Umboh et al., 2000). Hal ini mengindikasikan adanya pengaruh faktor genetik tumbuhan penghasil gaharu, jenis isolat cendawan penginduksi, dan mungkin diperlukan faktor lain untuk

462


ISBN 978-602-95471-0-8 menginduksi pembentukan gaharu berkualitas. Untuk membuktikan dugaan tersebut diperlukan kajian lebih lanjut. Interaksi kultur ganda merupakan salah satu cara untuk mempelajari interaksi inang dan mikroba, yang dengan cara tersebut faktor lingkungan dan nutrisi lebih mudah diatur (Hendry et al., 1992). Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan klon gaharu, isolat cendawan, dan konsentrasi/pH media yang dapat memacu produksi senyawa metabolit sekunder beraroma wangi gaharu secara in vitro. BAHAN DAN METODE Bahan. Bahan tanaman yang digunakan untuk penelitian ini ialah 13 klon gaharu hasil perbanyakan melalui kultur jaringan, yaitu Aquilaria crassna (Ac8 dan Ac14), A. filaria syn Gyrinops verstegii (Af1.8). A. malaccensis (Ama7 dan Ama13), dan A. microcarpa (Ami6, Ami8, Ami8.1, Ami9, Ami16, Amix, Ami2024, dan Ami2064). Biakan cendawan Acremonium yang digunakan adalah isolat F asal batang Gyrinops verstegii dari NTB, dan isolat M asal gubal Aquilaria sp. dari Papua. Bahan tanaman dan cendawan tersebut merupakan koleksi SEAMEO BIOTROP Bogor. Persiapan Media Kultur. Media yang disiapkan untuk interaksi kultur ganda ialah media dasar Murashige&Skoog modifikasi (MSmod) dengan variasi konsentrasi dan pH sebagai berikut: 1). Konsentrasi 40%, pH 5,8; 2). Konsentrasi 30%, pH 5.8; 3). Konsentrasi 20%, pH 5,8; 4). Konsentrasi 20%, pH4.0; dan 5). Konsentrasi 20%, pH 7,4. Media disterilisasi dengan autoklaf pada tekanan 1 atm selama 15 menit, lalu dituang secara aseptik ke dalam cawan Petri, dan disimpan dalam ruang kultur sebelum digunakan. Interaksi Kultur Ganda (IKG). Tiga tunas dari setiap klon gaharu ditanam pada salah satu tepi cawan petri yang telah berisi media kultur dan sepotong isolat cendawan diletakkan pada sisi yang berlawanan. Sebagai kontrol digunakan cawan-cawan Petri yang ditanami tunas gaharu saja atau potongan biakan cendawan saja. Inkubasi dilakukan pada suhu ruang. Setiap perlakuan diulang tiga kali mengikuti rancangan acak lengkap dengan 3 faktor, yaitu jenis media (5 taraf), klon gaharu (13 taraf), dan isolat cendawan (2 taraf). Pengamatan dilakukan setiap minggu sampai koloni cendawan mencapai pertumbuhan maksimal (koloni mencapai tepi cawan). Peubah yang diamati ialah waktu terjadinya kontak antara cendawan dengan tunas gaharu, persentase daun gaharu yang berubah warna atau mati, dan munculnya wangi. Tingkat wangi diberi skor 0 = tidak wangi, 1 = wangi tercium setelah petri dibuka agak lama, dan 2 = wangi segera tercium pada saat cawan petri dibuka. Data persentase daun mati diolah menggunakan sidik ragam dengan program SAS 612. Data yang berbeda nyata antar perlakuan diuji lebih lanjut dengan uji Duncan pada α= 0,01. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian menunjukkan bahwa miselium cendawan mulai terlihat kontak dengan beberapa daun gaharu pada minggu pertama. Hal ini mengakibatkan gangguan pada kebugaran tunas gaharu. Gangguan tersebut diawali dengan perubahan warna daun menjadi coklat muda sampai coklat. Selanjutnya, beberapa klon gaharu merespons kehadiran cendawan dengan memproduksi metabolit sekunder beraroma harum. Aroma harum beberapa klon gaharu mulai tercium pada pengamatan minggu kedua. Pengamatan dihentikan pada minggu kelima karena hampir semua tunas sudah mati dan mengeluarkan aroma harum. Analisis data dilakukan untuk hasil pengamatan 3 MSI karena beberapa klon sudah terlihat 100% berubah warna atau tunas sudah mati. Selain itu, aroma harum Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

463

ISBN 978-602-95471-0-8 dengan indeks tertinggi juga sudah mulai terdeteksi. Hasil sidik ragam menunjukkan bahwa media kultur, klon gaharu, dan isolat cendawan sangat berpengaruh terhadap kematian tunas. Persentase kematian tunas tertinggi dijumpai pada klon Ami8 dan terendah pada klon Ami9 (Gambar 1a), tetapi klon Ami2064, Ama7, dan Ama13 lebih mampu merespons kehadiran Acremonium melalui pembentukan senyawa aromatik dengan skor tertinggi (Gambar 1b).

(a)

(b)

Gambar 1. Pengaruh klon gaharu terhadap kematian tunas (a) dan tingkat wangi (b) pada 3 MSI

Persentase kematian tunas dan indeks wangi tertinggi dijumpai pada media MSmod 20% dengan pH 5,8 dan mengalami penurunan sampai setengahnya dengan adanya penambahan konsentrasi nutrisi sebesar 10% atau perubahan pH (Gambar 2). Kehadiran Acremonium isolat F pada kondisi miskin nutrisi mengakibatkan tunas gaharu berada pada kondisi terburuk yang ditandai dengan persentase kematian tunas tertinggi (Gambar 2a). Keadaan tersebut diikuti oleh respons terbaik tunas gaharu yang ditandai dengan terbentuknya senyawa aromatik dengan skor wangi tertinggi (Gambar 2b). Jumlah tunas mati dan indeks wangi semakin berkurang seiring dengan peningkatan konsentrasi nutrisi dan perubahan pH pada media kultur, apalagi jika tidak ada isolat cendawan Acremonium yang menginfeksinya, seperti terlihat pada kontrol.

464


ISBN 978-602-95471-0-8

(a)

(b)

Gambar 2. Pengaruh media dan isolat Acremonium terhadap kematian tunas gaharu (a) dan tingkat wangi (b) pada 3 MSI

Pada kondisi miskin nutrisi (MSmod 20%), tanaman lebih cepat terganggu oleh kehadiran isolat Acremonium sehingga perubahan warna daun dan kematian tunas gaharu lebih cepat terlihat. Pada kondisi tersebut tanaman tidak mampu mempertahankan kebugarannya karena sumber nutrisinya tidak mencukupi dan pH media tumbuhnya tidak sesuai. Kematian tunas gaharu semakin cepat setelah semua bagian tanaman kontak dengan miselium Acremonium. Agrios (1997) melaporkan bahwa tanaman inang yang tumbuh pada media dengan kandungan nutrisi yang kurang dari batas toleransi akan lebih rentan terhadap patogen, sehingga lebih mudah mengalami sakit atau mati. Perbedaan isolat cendawan yang berinteraksi dengan tunas gaharu pada kondisi cekaman nutrisi menyebabkan perbedaan tingkat kerusakan tunas gaharu. Isolat F tampak lebih agresif memacu kematian tunas daripada isolat M. Legard et al. (1995) menemukan adanya perbedaan agresivitas cendawan Phytophthora infestans pada inang yang berbeda karena perbedaan genetik cendawan patogen tersebut. Perbedaan antara isolat F dan M telah dilaporkan oleh Rahayu et al. (2001) yang mengelompokkan isolat F dan G dengan isolat L dan M menjadi dua subgroup yang berbeda berdasarkan pola pita isoenzim. Persentase kematian tunas pada beberapa klon A. microcarpa berbeda nyata, tetapi pada klon A. malaccensis, A. crassna dan A. filaria secara umum tidak berbeda nyata. Hal ini mendukung hasil penelitian sebelumnya bahwa kematian tunas A. microcarpa (Ami5, Ami6, Ami8, dan Ami16) bervariasi (Kartika, 2003), sedangkan Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

465

ISBN 978-602-95471-0-8 persentase kematian tunas A. malaccensis (ama1 dan Ama7) tidak berbeda nyata (Sepriana, 2003). Perbedaan tingkat kerusakan tunas gaharu oleh cendawan mungkin karena perbedaan genotipe, kepekaan dan resistensinya. Klon-klon gaharu yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai pola pita esterase yang berbeda-beda (Situmorang, 2000, data tidak dipublikasi), sehingga bisa dinyatakan berbeda secara genotipe. Rahman et al. (2001) melaporkan bahwa tingkat kepekaan 12 genotipe gandum terhadap toksin dari Cephalosporium stripe bervariasi secara nyata. Peneliti lain melaporkan bahwa perbedaan respons pada sel tanaman kopi terhadap filtrat Colletotrichum kahawae antara lain karena perbedaan genotipe tanaman tersebut (Nyange et al., 1997). Kehadiran isolat Acremonium pada kultur tunas gaharu telah memacu tunas untuk memberikan respons pertahanan secara fisiologi dengan cara membentuk metabolit sekunder beraroma wangi. Aroma wangi hanya tercium pada tunas yang berinteraksi dengan cendawan, dan tidak pernah ditemukan pada tunas kontrol. Mekanisme yang terjadi pada tunas gaharu ini mirip dengan pembentukan senyawa fitoaleksin. Schoffelmeer et al. (1993) melaporkan bahwa produksi fitoaleksin pada tanaman anyelir sangat tergantung pada genotipe tanaman dan sedikit dipengaruhi oleh interaksi spesifik dengan cendawan tertentu. Hasil penelitian ini mengindikasikan bahwa aroma metabolit sekunder tunas A. microcarpa (klon Ami2064) dan A. malaccensis (klon Ama7 dan Ama13) lebih harum daripada klon-klon lainnya. Sebelumnya Yuan (1995) menyatakan bahwa A. malaccensis adalah spesies penting yang memproduksi gaharu berkualitas tinggi. Selain dipengaruhi oleh klon, pembentukan senyawa aromatik pada tunas gaharu juga dipengaruhi oleh konsentrasi nutrisi dan pH media, serta jenis isolat yang diinteraksikan. Goleniowski & Trippi (1999) melaporkan bahwa produksi metabolit sekunder altamisin sangat sensitif terhadap perubahan nutrisi. Selanjutnya Ramawat (1999) mengemukakan bahwa proses metabolisme sekunder sangat dipengaruhi oleh dua faktor utama, yaitu faktor fisik (seperti cahaya, suhu, pH, dan aerasi), dan faktor nutrisi (antar lain sumber karbon, nitrogen, fosfat, zat pengatur tumbuh, prekursor, dan media produksi). Sebelumnya Kuc (1995) melaporkan bahwa sintesis dan akumulasi metabolit sekunder berupa fitoaleksin dirangsang oleh agen biotik dan abiotik, seperti halnya luka fisik dan atau infeksi cendawan patogen. Berdasarkan data tersebut, klon-klon A. malaccensis mungkin merupakan klon yang mampu menghasilkan gubal gaharu dengan kualitas lebih tinggi daripada A. crassna, A. filaria, dan A. microcarpa. Salah satu faktor yang menjadi pembeda klasifikasi mutu gaharu adalah berdasarkan ketajaman aromanya. Indeks wangi yang diinduksi oleh isolat F secara umum lebih tinggi daripada yang dirangsang oleh isolat M. Hasil ini konsisten dengan yang telah dilaporkan oleh Kartika (2003) untuk 4 klon A. microcarpa, dan Sepriana (2003) untuk 2 klon A. malaccensis. Sebelumnya Rahayu et al. (1999) telah melaporkan potensi Acremonium F ini untuk menginduksi gejala pembentukan gubal gaharu pada pohon kecil (umur 2 tahun) dan pohon besar (umur sekitar 10 tahun). Peneliti sebelumnya melaporkan bahwa Acremonium yang berbeda secara genotipe akan menghasilkan profil alkaloid yang berbeda (Christensen et al., 1993). SIMPULAN Hasil penelitian ini mengindikasikan bahwa A. microcarpa (klon Ami2064) dan A. malaccensis (klon Ama7 dan Ama13) merupakan klon gaharu yang secara genetik berpotensi menghasilkan metabolit sekunder dengan tingkat wangi lebih tinggi daripada klon-klon lain. Isolat Acremonium F lebih agresif daripada isolat M, dan merupakan

466


ISBN 978-602-95471-0-8 cendawan yang sangat berpotensi untuk menginduksi pembentukan senyawa aromatik pada tunas gaharu. Interaksi klon gaharu dan isolat cendawan potensial, serta media kultur dengan kondisi miskin nutrisi (20%) dan pH sekitar 5.8 dapat mempercepat induksi pembentukan metabolit aromatik pada kultur tunas gaharu. DAFTAR PUSTAKA Afifi, 1995. Analisa Penyebab Terjadinya Gubal dan Kemedangan pada Pohon Gaharu. Jakarta: Asosiasi Pengusaha Damar Gubal Kemedangan Indonesia Agrios, G.N. 1997. Plant Pathology. New York, Academic Press. Christensen, M.J., A.Leuchmann, D.D. Rowan, B.A. Tapper, 1993. Taxonomy of Acremonium endophytes of tall fescue (Festuca arundinacea) meadow fescue (F. pratensis)and perennial rye-grass (Lolium perenne). Mycol. Res. 97:10831092 Goleniowski, M.E., V.S.Trippi, 1999. Effect of growth medium composition on psilostachynolides and altamisine production. Plant Cell Tissue Organ Cult. 56:215-218. Hendry, S.J., L.Boddy, D.Lonsdale, 1992. Interactions between callus culture of European beech, indigenous Ascomycetes and derived fungal extracts. New Phytol. 123:421-428. Hou, D. 1960. Thymeleaceae. Flora Malesiana 6(1):1-48 Isnaini, Y. 2005. Potensi Cendawan Sebagai Agens Penginduksi Gubal Gaharu. Seminar Nasional Produk Unggulan Riset Indonesia, Bogor 10 September. Kartika, T. 2003. Interaksi kultur ganda antara Aquilaria microcarpa dan Acremonium sp. pada berbagai konsentrasi media. (Skripsi). Jurusan Biologi FMIPA Institut Pertanian Bogor. Kuc, J. 1995. Induced systematic resistance-an overview dalam Induced Resistance to Disease in Plants. (Ed. Hammerschmidt R, Kuc J,) Netherlands, Kluwer Academic Publishers. Hal. 169-175. Legard, D.E., T.Y. Lee, W.E. Fry, 1995. Pathogenic specialization in Phytophthora infestans: aggressivenes on tomato. Phytopathology 85:1356-1361. Ng, L.T., Y.S. Chang, A. Kadir, 1997. A review on agar (gaharu) producing Aquilaria species. Tropical Forest Product 2: 272-285 Nyange, N.E., B. Williamson, G.D. Lyon, R.J. McNicol, T. Connoly, 1997. Responses of cells and protoplasts of Coffea arabica genotypes to partially purified culture filtrates produces by Colletotrichum kahawae. Plant Cell Rep. 16:763-769. Rahayu, G., Y. Isnaini, J. Situmorang, M.I.J. Umboh, 1998. Cendawan yang berasosiasi dengan gaharu (Aquilaria spp.) dari Indonesia. Prosiding Seminar Pertemuan Ilmiah Tahunan Perhimpunan Mikrobiologi Indonesia. Universitas Lampung, 14-15 Desember. PERMI cabang Lampung. hal 385-393. Rahayu, G., Y. Isnaini, M.I.J. Umboh, 1999. Potensi beberapa hifomiset dalam induksi gejala pembentukan gubal gaharu. Prosiding Kongres Nasional XV dan Seminar Ilmiah Perhimpunan Fitopatologi Indonesia, Purwokerto, 16-18 September. Purwokerto, Universitas Jenderal Soedirman. hal 579-581. Rahayu, G., Y. Isnaini, J. Situmorang, 2001. Ciri isolat Acremonium dari pohon gaharu: morfologi, pola isozim, dan kepekaannya terhadap benomil. Prosiding Kongres XVI dan Seminar Nasional Perhimpunan Fitopatologi Indonesia: Bogor, 22-24 Agustus. Perhimpunan Fitopatologi Indonesia. hal 455-461. Rahman, M., C.C. Mundt, T.J. Wolpert, O. Rieralizarazu, 2001. Sensitivity of wheat genotypes to a toxic fraction produced by Cephalosporium gramineum and correlation with disease susceptibility. Phytopathology 1:702-707. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

467

ISBN 978-602-95471-0-8 Ramawat, K.G. 1999. Production in culture: optimization dalam Biotechnology of Secondary Metabolites. (Ed. Ramawat KG, Merillon JM) New Hampshire, Science Publisher. hlm 123-143. Schoffelmeer, E.A.M., S. Toef, R.P. Baayen, D.M. Elgersma, 1993. Phytoalexin production by carnation in response to a crude cell wall preparation of Fusarium oxysporum f.sp. dianthi race 2 dalam Mechanisms of Plant Defense Responses (Ed. Fritig B,Legard M). Netherlands, Kluwer Academic Publisher. Sepriana A. 2003. Interaksi tunas Aquilaria malaccensis dengan Acremonium sp pada berbagai konsentrasi media secara in vitro, (Skripsi). Jurusan Biologi FMIPA Institut Pertanian Bogor. Umboh, M.I.J., G. Rahayu, H. Affandi, 2000. Upaya peningkatan produksi gubal gaharu: mikropropagasi Aquilaria spesies dan upaya peningkatan bioproses gubal gaharunya (laporan akhir penelitian RUT V). Jakarta, Menristek-DRN. Yuan, Q.S. 1995. Aquilaria species: in vitro culture and the production of eaglewood (agarwood) dalam Biotechnology in Agriculture and Forestry 33: Medicinal and Aromatic Plants VIII. (Ed. Bajaj, Y.P.S) Berlin, Springer. hal 36-46

468


ISBN 978-602-95471-0-8 PENGARUH KOMBINASI DOSIS MINIMAL DEPOT MEDROKSIPROGESTERON ASETAT DAN EKSTRAK CABE JAWA TERHADAP KONSENTRASI SPERMATOZOA SERTA PENINGKATAN KADAR HORMON TESTOSTERON TIKUS Yurnadi*, Yoel Asmida**, Dwi Anita Suryandari*, Nukman Moeloek* *Departemen Biologi Kedokteran Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jakarta, **Mahasiswa Program Magister Ilmu Biomedik, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia, Jakarta ABSTRACT Background: Development of hormonal male contraception relied on suppression of spermatogenesis and reduced sperm concentration. Injection minimal dosage of DMPA could inhibit spermatogenesis and testosterone secretion, but also cause degradation of sexual potency and libido. One of the drug plants that could stimulate formation endogen androgen is Javanese long pepper (JLP) (Piper retrofractum Vahl.), that have been proven to improve testosterone hormonal and coitus frequency. Objective: Knowing the effect of combination DMPA and JLP extract on concentration and viability of sperms, testosterone hormonal level, and body weight of rat (Rattus norvegicus L.). Methods: This research is using completely randomized design (CRD). Consist of one group of control and two groups of treatment. The first group of treatment is castration rat that feed with JLP extract dosages 0, 0.94, 1.88, 2.82 and 3.76 mg. The second group of treatment is injected rat with DMPA 1.25 mg and also feed with JLP. Injection of DMPA done at week 0 and 12 of treatment and feeding of JLP extract given every day started from week 7 until 18 of treatment. Result: There was decreasing sperm concentration (p<0.05) at group of DMPA + 0.94 and 1.88 mg of JLP extract, but did not decreasing sperms viability (p>0.05). Combination DMPA + several dosages of JLP extract did not increasing testosterone level of rat (p>0.05). Combination DMPA + several dosages of JLP extract did not influence of body mass index (p>0.05) of rat. Conclusion: Combination DMPA + 0.94 and 1.88 mg of JLP extract cause decreasing of the sperms concentration, but did not decreasing sperm viability. Combination DMPA + several dosages of JLP extract did not increase testosterone level and influence body mass index of rat. Keywords: DMPA, JLP, spermatogenesis, testosterone

PENGANTAR Jumlah penduduk Indonesia diperkirakan mencapai 285 juta jiwa pada tahun 2020-2025.1 Untuk mengatasinya, pemerintah Indonesia telah mencanangkan program keluarga berencana (KB) bagi pasangan suami istri (pasutri) usia subur. Agar program tersebut berhasil, diperlukan peran serta aktif dari pasutri-pasutri tersebut.2 Di Indonesia, keikutsertaan suami dalam program KB masih rendah sehingga pria merupakan fokus baru untuk program KB yang selama ini belum banyak diperhatikan.2 Pengembangan kontrasepsi pria dapat dilakukan melalui pendekatan hormonal. Kontrasepsi hormonal pria bekerja dengan cara menekan spermatogenesis, menghambat motilitas sperma. Tujuan kontrasepsi hormonal pria adalah mengubah lingkungan endokrin dalam tubuh sehingga menghambat proses spermatogenesis. Spermatogenesis membutuhkan kerja stimulasi dari hormon gonadotropin di hipofisis yaitu luteinizing hormone (LH) dan follicle stimulating hormone (FSH). LH berperan menstimulasi sel Leydig, memproduksi testosteron dan mempertahankan konsentrasi testosteron agar tetap tinggi di dalam testis yang dibutuhkan untuk spermatogenesis. FSH berperan dalam mempertahankan proses spermatogenesis secara kualitatif.3 Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

469

ISBN 978-602-95471-0-8 Pemberian androgen (misalnya testosteron) dapat menekan sekresi gonadotropin dan jumlah sperma pria normal, tetapi dengan penambahan progestin dapat meningkatkan kemanjuran kontrasepsi hormonal. Penambahan depot medroksiprogesteron asetat (DMPA) pada dosis tunggal testosteron enantat (TE) lebih menginduksi azoospermia. Selain itu, penambahan progestin dapat meningkatkan penghambatan terhadap spermatogenesis dan meminimalisir penggunaan testosteron.4 Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, pemberian DMPA secara tunggal pada pria normal akan menekan fungsi testis secara efektif sehingga menurunkan jumlah spermatozoa. Tetapi, masalah yang ditemukan adalah DMPA dapat pula menghambat sekresi testosteron intra-testikuler, sehingga kadarnya di dalam plasma darah menurun dan berakibat menurunnya libido serta mengganggu potensi seks.5 Hal inilah yang menyebabkan para ahli tertarik untuk mengkombinasikan progestin dengan androgen, karena androgen dapat berfungsi sebagai pengganti testosteron endogen yang hilang akibat pengaruh DMPA dan akan memperkuat penghambatan terhadap sekresi gonadotropin.6 Selain obat-obatan modern yang digunakan sebagai pengganti androgen, berbagai androgen di alam dapat dimanfaatkan antara lain dalam bentuk tanaman obat seperti buah cabe jawa (Piper retrofractum Vahl.). Secara empirik buah cabe jawa telah digunakan sebagai obat lemah syahwat, lambung lemah, dan peluruh keringat.7 Berdasarkan penelitian Sa’roni et al.,8 infus buah cabe jawa dosis 2,1 mg/10 gram (g) berat badan (bb) tikus menunjukkan adanya efek androgenik dan anabolik. Isnawati et al.,9 menunjukkan bahwa ekstrak buah cabe jawa tidak memperlihatkan adanya efek mutagenik sehingga aman untuk dikonsumsi. Selanjutnya Wahjoedi et al.,7 telah meneliti ekstraks etanol 70% buah cabe jawa terhadap efek androgenik anak ayam jantan pada dosis 3,75 mg/100 g berat badan mempunyai respon tidak berbeda nyata dengan bahan standar metiltestosteron (Andriol) dosis 500 mg/100 g berat badan. Berdasarkan penelitian klinik, diketahui cabe jawa dapat meningkatkan kadar hormon testosteron darah pada 7 dari 9 pria hipogonad (78%), menurunkan kadar hormon FSH dan LH, dan meningkatkan frekuensi koitus dan tidak menimbulkan efek samping yang serius.10 TUJUAN Untuk mengetahui pengaruh kombinasi DMPA dan ekstrak cabe jawa terhadap konsentrasi dan viabilitas spermatozoa, kadar hormon testosteron, dan berat badan tikus (Rattus norvegicus L.). CARA KERJA Bahan dan alat penelitian adalah tikus jantan dewasa galur SD, sehat, umur 2 bulan, berat badan 200-250 g dan fertil, makanan dan minuman tikus, kandang, serbuk gergaji, NaCl fisiologis, depogeston 50 mg, kit hormon testosteron, larutan George, akuabides, gelas ukur, therumo syringe 1 dan 5 mL, sonde, improve Neubauer, alat bedah, eppendorf tube 1,5 mL, pipet, tip kuning dan biru, timbangan, refrigerator, holder tikus, mikroskop, label, alat tulis, komputer, dan lain sebagainya. Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL), terdiri atas dua kelompok perlakuan besar dan satu kelompok kontrol. Kelompok perlakuan I, tikus dikastrasi dan dicekok ekstrak cabe jawa dosis 0, 0,94, 1,88, 2,82, dan 3,76 mg. Kelompok perlakuan II, tikus disusntik 1,25 mg DMPA dan dicekok ekstrak cabe jawa seperti dosis di atas. Jumlah ulangan 55 ekor tikus dengan 5 ekor tikus per kelompok (Tabel 1).11

470


ISBN 978-602-95471-0-8

No.

Tikus kontrol

C0

Tabel 1. Rancangan percobaan. Tikus kastrasi Tikus disuntik DMPA (1,25 mg) C1 C2 C3 C4 C0 C1 C2 C3 C4

1 2 3 4 5 (Keterangan: C0=cabe jawa 0 mg; C1=cabe jawa 0,94 mg; C2=cabe jawa 1,88 mg; C3=cabe jawa 2,82 mg; C4=cabe jawa 3,76 mg) Tikus disuntik dengan 1,25 mg DMPA pada paha kanan atau kiri tikus yang dilakukan sebanyak dua kali. Penyuntikan pertama dilakukan pada minggu ke-0 dan kedua dilakukan pada minggu ke-12. Pemberian ekstrak cabe jawa dimulai pada minggu ke-7 sesuai dengan dosis perlakuan seperti tercantum pada Tabel 1. Pencekokan ekstrak cabe jawa dilakukan sampai minggu ke-18 dan jumlah ekstrak cabe jawa yang dicekok disesuaikan dengan berat badan tikus. Setelah 6 minggu pasca penyuntikan DMPA ke-2, tikus dibius dengan aether dan dipreparasi untuk pengambilan data. Pengambilan darah dilakukan dengan menggunakan spuit terumo syringe 5 mL pada vena jugularis. Parameter yang diamati antara lain adalah konsentrasi dan viabilitas spermatozoa, kadar hormon testosteron dan berat badan tikus. Data dievaluasi dengan menggunakan analisis statistik meliputi uji normalitas Saphiro dan Wilk dan uji homogenitas varians Barlett. Data yang berdistribusi normal dan homogen, dilakukan uji Analysis Of Variance (ANOVA). Jika terdapat perbedaan bermakna dilanjutkan dengan uji Bonferroni. Data yang tidak berdistribusi normal dan homogen dilakukan transformasi (x=√y), setelah dianalisis kembali ternyata data tetap tidak normal dan tidak homogen, maka dilakukan uji statistik non-parametrik KruskalWallis. Apabila diperoleh nilai p<0,05, maka digunakan uji Mann-Whitney.12 HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Konsentrasi Spermatozoa Gambar 1 menampilkan rerata konsentrasi spermatozoa. Hasil uji normalitas menunjukkan data konsentrasi spermatozoa tidak berdistribusi normal (p=0,000). Setelah dilakukan transformasi data, maka diperoleh data berdistribusi normal. Dari uji homogenitas diketahui data konsentrasi spermatozoa bervarians homogen. Pada uji ANOVA, diperoleh nilai p=0,016. Berdasarkan hasil uji Bonferroni didapatkan kelompok DMPA + cabe jawa 0,94 mg (CJ1) dan DMPA + cabe jawa 1,88 mg (CJ2) mempunyai konsentrasi spermatozoa yang lebih rendah secara signifikan dibanding kelompok kontrol.


471

vas deferens (juta/mL)

konsentrasi spermatozoa

Rata-rata (± SEM)

ISBN 978-602-95471-0-8 40

33.90

30

22.30

22.10 14.20

20 10

0.00

0.00

Kontrol CJ 0

CJ 1

0.00

0.00

0.00

CJ 2

CJ 3

CJ 4

13.90

14.70

CJ 2

CJ 3

0 CJ 0

CJ 1

Kastrasi

CJ 4

DMPA Kelompok

Kontrol Kastrasi CJ 3 DMPA CJ 2

Kastrasi CJ 0 Kastrasi CJ 4 DMPA CJ 3

Kastrasi CJ 1 DMPA CJ 0 DMPA CJ 4

Kastrasi CJ 2 DMPA CJ 1

Gambar 1. Rerata konsentrasi spermatozoa tikus kelompok kontrol, kastrasi, dan DMPA pada minggu ke-18 pasca perlakuan. P<0,05 kontrol vs perlakuan kastrasi dan DMPA

2. Viabilitas Spermatozoa

spermatozoavas deferens (%)

Rata-rata(±SEM) viabilitas

Gambar 2 memperlihatkan rerata viabilitas spermatozoa. Berdasarkan uji normalitas diketahui data viabilitas spermatozoa tidak berdistribusi normal (p=0,000). Setelah dilakukan transformasi data, diketahui data viabilitas spermatozoa tetap tidak berdistribusi normal (p=0,045). Dari uji Kruskal-Wallis didapatkan hasil p=0,000, selanjutnya dari uji Mann Whitney diketahui viabilitas spermatozoa kelompok kastrasi lebih rendah secara signifikan dibanding kelompok kontrol dan kelompok DMPA+CJ0, DMPA+CJ1, DMPA+CJ2, DMPA+CJ3, dan DMPA+CJ4 dengan nilai p=0,005, namun viabilitas spermatozoa tikus kelompok DMPA tidak berbeda signifikan dibanding kontrol (p>0,0). 60 43.70

42.70

45

40.50

15

28.20

29.40

CJ 3

CJ 4

22.20

30 0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

Kontrol CJ 0

CJ 1

CJ 2

CJ 3

CJ 4

0 CJ 0

Kas tras i

CJ 1

CJ 2 DMPA

Kelompok Kontrol Kastrasi CJ 3 DMPA CJ 2

Kas tras i CJ 0 Kas tras i CJ 4 DMPA CJ 3

Kas tras i CJ 1 DMPA CJ 0 DMPA CJ 4

Kastrasi CJ 2 DMPA CJ 1

Gambar 2. Rerata viabilitas spermatozoa tikus kelompok kontrol, kastrasi, dan DMPA pada minggu ke-18 pasca perlakuan. P<0,05 kontrol vs perlakuan kastrasi CJ0, CJ1, CJ2, CJ3, dan CJ4. 3. Kadar Hormon Testosteron Darah Gambar 3 menampilkan rerata kadar hormon testosteron darah tikus. Berdasarkan uji normalitas diketahui data kadar hormon testosteron darah tidak berdistribusi normal (p=0,000). Setelah ditransformasi, data yang diperoleh tetap tidak berdistribusi normal (p=0,000). Uji Kruskal-Wallis menunjukkan nilai p=0,000. Dari uji Mann Whitney diketahui data kadar hormon testosteron darah tikus kelompok kastrasi berbeda secara signifikan dibanding kelompok kontrol (p=0,019; p<0,05), sedangkan kadar hormon testosteron kelompok DMPA tidak berbeda signifikan dibanding kontrol (p>0,05).

472


R ata-rata(±SE M )kadar

horm ontestosteron(ng/m L )

ISBN 978-602-95471-0-8

3

2.28

2.02 1.58

2

0.88

1

0.20

0.20

0.20

0.20

0.20

CJ 2

CJ 3

CJ 4

0.70

0.88

CJ 2

CJ 3

0 Kontrol CJ 0

CJ 1

CJ 0

CJ 1

Kas tras i

CJ 4

DMPA Kelompok

Kontrol Kas tras i CJ 3 DMPA CJ 2



Kas tras i CJ 2 DMPA CJ 1

Gambar 3. Rerata kadar hormon testosteron tikus kelompok kontrol, kastrasi, dan DMPA pada minggu ke-18 pasca perlakuan. P<0,05 kontrol vs perlakuan kastrasi CJ0, kastrasi CJ1, kastrasi CJ2, kastrasi CJ3, dan kastrasi CJ4.

4. Berat Badan Tikus Akhir Perlakuan (Bulan Ke-3)

berat badan(g)

Rata-rata(±SEM )

Penghitungan rerata berat badan tikus pada bulan ketiga perlakuan dapat dilihat pada Gambar 4. Berdasarkan uji normalitas dan homogenitas diketahui data berat badan tikus berdistribusi normal (p=0,200) dan bervarians homogen (p= 0,640). Hasil uji ANOVA didapatkan nilai p=0,072 (p>0,05). 400 300

303.0

305.8

Kontrol CJ 0

CJ 1

277.0

294.4

291.0

308.4

328.2

287.4

CJ 2

CJ 3

CJ 4

CJ 0

CJ 1

321.8

334.6 283.0

200 100 0

Kas tras i

CJ 2

CJ 3

CJ 4

DMPA Kelompok

Kontrol Kas tras i CJ 3 DMPA CJ 2



Kas tras i CJ 2 DMPA CJ 1

Gambar 4. Rerata berat badan tikus pada bulan ketiga pasca perlakuan kombinasi DMPA dan pencekokan berbagai dosis ekstrak cabe jawa. Berdasarkan hasil dan analisis data penelitian, diketahui bahwa secara garis besar terjadi penurunan konsentrasi spermatozoa pada semua kelompok DMPA yang dikombinasikan dengan berbagai dosis ekstrak cabe jawa dibanding kelompok kontrol. Penurunan konsentrasi spermatozoa secara signifikan ditemukan pada kelompok DMPA CJ1 (14,20±1,63 juta/mL) dan DMPA CJ2 (13,90 ± 1,29 juta/mL) dibanding kontrol (33,90±1,49 juta/mL). Penyuntikan DMPA 1,25 mg yang dikombinasikan dengan pencekokan 0,94 dan 1,88 mg ekstrak cabe jawa dapat lebih menekan konsentrasi spermatozoa dibanding dosis lain pada kelompok DMPA. Diduga bahwa rendahnya konsentrasi spermatozoa kelompok DMPA CJ1 dan DMPA CJ2 adalah akibat penekanan DMPA. Namun, secara umum dosis ekstrak cabe jawa yang diberikan pada semua kelompok DMPA belum bisa menekan spermatogenesis, karena belum tercapainya kondisi oligospermia dan azoospermia. Hal ini karena, pada kelompok DMPA CJ3 dan DMPA CJ4 justru terjadi peningkatan konsentrasi spermatozoa walaupun masih lebih rendah dibanding kelompok kontrol. More cit. Yurnadi et al.,13 menyatakan bahwa senyawa β-sitosterol (yang terkandung dalam buah cabe jawa) bekerja sebagai tonik seksual pada sistem hormonal. Pada dosis yang rendah, diduga senyawa β-sitosterol dapat mengaktifkan poros hipotalamus-hipofisis-testis melalui mekanisme umpan balik positif.


473

ISBN 978-602-95471-0-8 Jadi, kondisi tersebut akan menstabilkan proses spermatogenesis dan berakibat terjadinya peningkatan konsentrasi spermatozoa. Setelah pemberian DMPA+ekstrak cabe jawa, terjadi penurunan viabilitas spermatozoa vas deferens (Gambar 2) meskipun tidak berbeda signifikan dengan kelompok kontrol. Penurunan viabilitas spermatozoa paling rendah ditemukan pada kelompok DMPA CJ 2 (22,30±5,53 %). Terjadinya penurunan viabilitas spermatozoa ini diduga karena penekanan gonadotropin oleh DMPA pada tikus percobaan sehingga menurunkan kadar hormon testosteron intratestikuler. Dosis DMPA 1,25 mg+1,88 mg ekstrak cabe jawa belum bisa dikatakan sebagai dosis optimal dalam menekan spermatogenesis meskipun pada kelompok tersebut viabilitas spermatozoa paling rendah. Hal ini dikarenakan dosis tersebut tidak menyebabkan kondisi azoospermia atau oligozoospermia pada tikus percobaan. Diduga mungkin disebabkan oleh dosis pencekokan ekstrak cabe jawa yang diberikan masih belum dapat menekan secara maksimal aktivitas hipotalamus dalam menghasilkan GnRH. Akibatnya, hipofisis tetap menghasilkan FSH dan LH meskipun dalam jumlah yang lebih sedikit dibanding tanpa pemberian ekstrak cabe jawa. Secara normal, keberadaan FSH dan LH sangat penting untuk peningkatan spermatogenesis. Penurunan FSH sebagai akibat pemberian DMPA + ekstrak cabe jawa akan mempengaruhi sel Sertoli yang berfungsi sebagai sumber nutrisi bagi sel germinal. Lue et al.,14 mengemukakan bahwa penurunan FSH akan menyebabkan berkurangnya jumlah sel Sertoli secara nyata dan kejadian ini erat hubungannya dengan penurunan jumlah sel germinal. Hasil analisis kadar hormon testosteron pada minggu ke-18 perlakuan (Gambar 3) memperlihatkan kadar hormon testosteron DMPA CJ4 (2,28±0,35 ng/mL) lebih tinggi dibanding kontrol (2,02±0,34 ng/mL). Namun demikian, hasil analisis statistik menunjukkan peningkatan ini tidak berbeda secara signifikan. Gu et al.,15 melaporkan bahwa rerata kadar serum testosteron pria relawan meningkat secara signifikan di atas baseline setelah empat minggu penyuntikan dosis tunggal TU (1.000 mg). Kadar serum testosteron pada penyuntikan dosis tunggal TU tersebut masih lebih tinggi secara signifikan dibanding setelah 12 minggu pemberian TU (1000 mg)+DMPA (150 mg, 300 mg). Kadar serum testosteron pasca penyuntikan dosis tunggal TU lebih tinggi secara signifikan dibanding kelompok pemberian TU+DMPA pada empat minggu perlakuan. Telah dilaporkan bahwa DMPA dapat menghambat biosintesis androgen dan bekerja pada testis yang diindikasikan oleh rendahnya kadar serum testosteron. Dengan meningkatnya kadar hormon testosteron tikus pada kelompok DMPA CJ4, maka dapat dikatakan bahwa cabe jawa dapat meningkatkan kadar hormon testosteron tikus percobaan. Senyawa β-sitosterol yang terkandung di dalam buah cabe jawa adalah bentuk steroid dalam tumbuhan. Senyawa ini berstruktur mirip kolesterol yang dapat diubah menjadi pregnenolon. Kemiripan struktur tersebut memungkinkan dikonversinya β-sitosterol menjadi hormon steroid.16 Nuraini17 mengemukakan bahwa senyawa saponin (salah satu senyawa kimia dalam buah cabe jawa) merupakan senyawa dengan struktur dasar sterol pada bagian aglikon yang berikatan dengan bagian glikosida (gugus gula). Dari sejumlah teori dan penelitian yang mendukung, buah cabe jawa dapat dijadikan sebagai cikal bakal metode kontrasepsi hormonal pria yang menggunakan fitoandrogen. Hasil penimbangan berat badan tikus setelah pemberian kombinasi dosis minimal DMPA dan pencekokan berbagai dosis ekstrak cabe jawa memperlihatkan tidak terdapat perbedaan berat badan tikus secara signifikan antara kelompok kontrol dengan perlakuan. Hal ini menunjukkan bahwa pemberian kombinasi dosis minimal DMPA dan ekstrak cabe jawa tidak mempengaruhi berat badan tikus.

474


ISBN 978-602-95471-0-8 KESIMPULAN 1. Kombinasi DMPA + ekstrak cabe jawa dosis 0,94 mg dan 1,88 mg dapat menurunkan konsentrasi spermatozoa, namun tidak menurunkan viabilitas spermatozoa tikus. 2. Kombinasi DMPA+ekstrak cabe jawa belum dapat meningkatkan kadar hormon testosteron tikus. 3. Pemberian kombinasi DMPA + berbagai dosis ekstrak cabe jawa tidak mempengaruhi berat badan tikus. DAFTAR PUSTAKA 1. Pusat Informasi Keluarga Sejahtera (PIKAS) – BKKBN (Badan Koordinasi Keluarga Berencana Nasional. Komitmen Program KB Jangka Panjang. Jakarta 2003. 2. Asmarinah, Moeloek N. Testosteron sebagai alternatif pengembangan metode kontrasepsi pria. Maj Kedok Indon 1997; 47:119-24. 3. Pasqualotto FF, Lucon AM, Pasqualotto EB, et al. Trends in male contraception. Rev Hosp Clínic 2003;58(5):275-283. 4. Moeloek NH. Penurunan kesuburan pria pada penyuntikan testosteron enantat (TE) + DMPA dan 19 nortestosteron heksiloksifenilpropionat (19NT) + DMPA. Disertasi FKUI Jakarta 1991:1-210. 5. Yurnadi, Asmida Y, Suryandari DA, et al. Penentuan dosis minimal DMPA serta pengaruhnya terhadap viabilitas spermatozoa dan kadar hormon testosteron tikus. Maj Kedok Indon 2008;58:192-199. 6. Alvarez-Sanchez F, Faundes A, Brache V, et al. Attainment and maintenance of azoospermia with combined monthly injections of DMPA and TE. Contracep 1997;15:635-648. 7. Wahjoedi B, Pudjiastuti, Adjirni, et al. Efek androgenik ekstrak etanol cabe jawa (Piper retrofractum Vahl.) pada anak ayam. J Bah Al Indon 2004; 3(2):201-204. 8. Sa’roni, Pudjiastuti, Adjirni. Penelitian efek androgenik dan anabolik buah cabe jawa. CDK 1989;59:22-24. 9. Isnawati A, Endreswari S, Pudjiastuti, et al. Efek mutagen ekstrak etanol buah cabe jawa (Piper retrofractum Vahl.). J Bah Al Indon 2002;1(2):63-67. 10. Moeloek N, Wahjoedi B, Yurnadi, et al. Uji klinik ekstrak cabe jawa (Piper retrofractum Vahl.) sebagai fitofarmaka androgenik pria hipogonad. Laporan Akhir Penelitian Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia 2006:1-35. 11. Federer WY. Experimental design. Theory and application. Mc Millan, New York: 1963. 12. Dahlan MS. Statistika untuk kedokteran dan kesehatan. PT. Arkans, Jakarta: 2004. 13. Yurnadi, Sari P, Suryandari DA. Pengaruh kombinasi Muira puama, damiana, dan Siberian ginseng (MDS) terhadap berat badan, testis, tubulus seminiferus, dan sel Leydig tikus strain Sprague-Dawley. Maj Kedok Indon 2006;56(5):357-363. 14. Lue Y, Sinha HAP, Wang C, et al. Functional role of inducible nitric oxide synthase in the induction of male germ cell apoptosis, regulation of sperm number, and determination of testes size: evidence from null mutant mice. Endocrin 2003;144(7):3092-3100. 15. Gu YQ, Tong JS, Ma DZ, et al.. Male hormonal contraception: effects of injections of TU and DMPA at eight-week intervals in Chinese men. J Clin Endoc & Metab 2004;89(5):2254-2262. 16. Fernández C, Suárez Y, Ferruelo AJ, et al. Inhibition of cholesterol biosynthesis by b22− unsaturated phytosterol via competitive inhibition of sterol ∆24−reductase in mammalia cells. Biochem J 2002;366:1009–119. Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

475

ISBN 978-602-95471-0-8 17.

476

Nuraini A. Mengenal etnobotani beberapa tanaman yang berkhasiat sebagai aprodisiaka. InfoPOM, Badan Pengawas Obat dan Makanan Republik Indonesia 2003;IV(10):1-4.


ISBN 978-602-95471-0-8 VIBRIOSIS SEBAGAI SALAH SATU KENDALA DALAM BUDIDAYA IKAN LAUT DI KARAMBA JARING APUNG ZAFRAN Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut, Gondol-Bali ABSTRACT In Indonesia, culture of different marine fish species in floating net cages, especially groupers, has grown rapidly for the last decade. However, the intensification of aquaculture in this country has led to the occurrence of various infectious diseases, including bacterial infection. Clinical sign of this disease is ulcer on the fish body surfaces. Species infected by the disease including tiger grouper (Epinephelus fuscoguttatus), coral trout (Plectropomus leopardus), coral grouper (E. corallicola), humpback grouper (Cromileptes altivelis), golden trevally (Gnathanodon speciosus), and red snaper (Lutjanus sebae). An experiment with aim to know the cause of ulcer disease in cultured marine fish was conducted. Diseased fish were collected from floating net cages and observed microscopically and microbiologically in disease laboratory. Results of microbiological observation found that Vibrio is predominant in this disease. It is suggested that ulcer disease in marine fish cultured in floating net cages is caused by vibrio. Vibriosis can be one of threats in mariculture. Key Words: Mariculture, Floating net cage, Vibrio

PENGANTAR Budidaya ikan laut di karamba jaring apung (KJA) mempunyai prospek yang cerah untuk dikembangkan mengingat Indonesia mempunyai perairan pantai/laut yang sangat luas, dan tersebar di seluruh wilayah Indonesia. Usaha ini berkembang karena harga dan permintaan pasar, terutama pasar luar negeri, tinggi dan tidak dapat dipenuhi hanya dari hasil penangkapan dari alam yang sangat dipengaruhi oleh musim. Selain itu, ke depan ikan yang boleh diekspor hanyalah ikan-ikan yang diperoleh dari hasil budidaya. Karena itu tidak heran kalau banyak pengusaha yang berani menanamkan investasi dalam bidang budidaya laut ini. Berbagai spesies ikan laut yang bernilai ekonomis penting, antara lain kerapu bebek (Cromileptes altivelis), kerapu macan (Epinephelus fuscoguttatus), kerapu pasir (E. corallicola), dan kerapu sunu (Plectropomus leopardus), telah dikembangkan dalam upaya memenuhi permintaan pasar. Intensifikasi usaha budidaya ikan laut ternyata juga memicu perkembangan penyakit infeksi yang dapat mengancam kelestarian usaha budidaya ikan di KJA, baik yang disebabkan oleh infeksi virus, bakteri maupun parasit. Selain penyakit infeksi, penyakit non-infeksi seperti malnutrisi dan deformiti juga menjadi salah satu masalah serius dalam pengembangan budidaya ikan laut, baik di hatcheri maupun pembesaran di KJA . Infeksi virus yang sudah dilaporkan sangat mematikan pada ikan laut budidaya adalah viral nervous necrosis/VNN (Zafran et al.,1998; 2000; 2002; Zafran dan Yuasa, 1999) dan iridovirus (Mahardika et al., 2001; 2004a; 2004b; Owen, 1993; Rukyani et al., 1993). Dari kelompok bakteri umumnya adalah dari genus Vibrio, Flexibacter, dan Streptococcus (Zafran et al., 1998). Dari pemantauan penyakit ikan laut yang dibudidayakan di KJA beberapa tahun belakangan, terutama di daerah Bali dan Nusa Tenggara Barat, diketahui bahwa penyakit borok pada permukaan tubuh ikan merupakan penyakit yang sering terjadi. Penyakit borok ini kelihatannya tidak hanya menyerang satu spesies ikan saja tapi berbagai spesies, termasuk kerapu macan (Epinephelus fuscoguttatus), kerapu sunu (Plectropomus Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

477

ISBN 978-602-95471-0-8 leopardus), kerapu pasir (E. corallicola), kerapu bebek (Cromileptes altivelis). kue (Gnathanodon speciosus), dan kakap merah (Lutjanus sebae). Kalau penyakit ini tidak cepat ditanggulangi maka ikan akan mengalami kematian yang berarti kerugian secara ekonomis. TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui penyebab penyakit borok pada ikan laut yang dibudidayakan di KJA. Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat ditentukan metode pengendalian penyakit borok pada ikan laut budidaya di KJA. CARA KERJA Penelitian dilakukan dengan cara mengambil sampel ikan laut yang dibudidayakan di KJA yang mengalami borok pada permukaan tubuhnya. Sampel-sampel tersebut dibawa ke laboratorium patologi Balai Besar Riset Perikanan Budidaya Laut Gondol, Bali. Sampel selanjutnya diamati secara mikroskopis dan mikrobiologis. Pengamatan mikroskopis dilakukan untuk mengetahui adanya kemungkinan infeksi jamur atau parasit. Selain itu, pengamatan mikroskopis juga dapat digunakan untuk melihat adanya bakteri pada daerah yang mengalami borok. Sedangkan pengamatan mikrobiologis dilakukan untuk mengetahui adanya infeksi bakteri pada borok dengan cara mengisolasi bakteri dari bagian borok tersebut. Media yang digunakan untuk mengisolasi bakteri adalah Tryptic Soy Agar (TSA) yang mengandung 2% NaCl, dan Thiosulfat Citrate Bile Salt Sucrose Agar (TCBSA), yaitu media yang selektif untuk bakteri Vibrio. HASIL DAN PEMBAHASAN Pengamatan Mikroskopis Dari pengamatan secara mikroskopis tidak ditemukan adanya hifa jamur pada daging ikan sampel yang mengalami borok. Ini berarti jamur bukan penyebab borok ikan laut budidaya. Parasit juga tidak terdeteksi pada daerah luka borok yang berarti kemungkinan parasit menyebabkan penyakit borok juga bisa diabaikan. Dari preparat segar dari daging ikan sampel ditemukan banyaknya bakteri berbentuk batang pendek yang sangat aktif bergerak. Karena itu dapat dipastikan bakterilah yang jadi penyebab penyakit borok pada ikan-ikan laut yang dibudidayakan di KJA. Pengamatan Mikrobiologis Hasil isolasi bakteri dari daging ikan yang terserang borok menunjukkan bahwa Vibrio adalah bakteri yang dominan. Vibrio memang sudah dikenal sebagai ancaman utama dalam budidaya laut (Anguiano-Beltran et al., 1998; Austin and Austin, 1993; Danayadol et al., 1997). Infeksi oleh bakteri Vibrio (vibriosis) ,dikenal juga dengan nama Vibrio hemorrhagic septicemia, umumnya terjadi bila ikan yang dipelihara mengalami stress. Di BBRPBL Gondol, Bali, infeksi Vibrio pernah terjadi pada induk ikan kerapu malabar (Epinephelus malabaricus), kerapu lumpur (E. coioides), napoleon (Cheilinus undulatus), dan kerapu macan (E. fuscoguttatus) (Zafran et al. 1998). Belakangan infeksi Vibrio juga terjadi pada kerapu bebek (Cromileptes altivelis), kerapu pasir (E. corallicola), kerapu sunu (Plectropomus leopardus), Ikan kue (Gnathanodon speciosus), dan kakap merah (Lutjanus sebae). Spesies Vibrio yang sering diisolasi dari ikan borok adalah Vibrio harveyi, V. alginolyticus, dan V. parahaemolyticus. Vibriosis dapat menyerang ikan dari berbagai stadia, mulai dari benih sampai induk (Tendencia and Lavilla-Pitogo, 2004). Gejala klinis pertama yang terlihat apabila ikan terinfeksi Vibrio adalah ikan kehilangan nafsu makan dan perubahan warna tubuh

478


ISBN 978-602-95471-0-8 jadi lebih gelap. Pada awalnya haemorrhage akan membesar menjadi bentuk luka yang tidak beraturan dan dalam yang menyebabkan hancurnya lapisan kulit. Otot daging bawah kulit yang terbuka tersebut akhirnya akan berubah jadi borok. Enzim protease dan enzim extracellular yang dihasilkan oleh vibriosis menjadi penyebab terjadinya kerusakan jaringan ikan yang terinfeksi Vibrio. vibriosis dengan gejala pendarahan luar (external haemorrhage) dan dikenal dengan istilah vibriosis bentuk dermatitis. Bentuk kedua adalah vibriosis yang tanpa adanya tanda-tanda luar, yaitu gastroenteritis vibriosis (Muroga et al., 1990). Vibriosis bentuk pertama sangat umum terjadi sedangkan vibriosis bentuk kedua jarang terjadi. Infeksi Vibrio dapat dicegah/dikurangi dengan cara menghindari penanganan yang kasar selama penebaran, sampling, penggantian jaring, dan pada saat pemisahan ikan berdasarkan ukuran (grading). Selain itu perlu dihindari padat tebar yang berlebih. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kekebalan ikan kerapu pasir terhadap infeksi Vibrio dapat ditingkatkan melalui pemberian vaksinasi (Zafran et al., 2008). Untuk pengobatan bila infeksi sudah terjadi perlu diseleksi obat/antibiotik secara tepat, baik jenis mapun dosisnya. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa penyakit borok yang terjadi pada berbagai spesies ikan laut yang dibudidayakan di KJA disebabkan oleh bakteri Vibrio. Vibriosis dapat menjadi ancaman serius bagi usaha budidaya ikan laut di KJA jika tidak ditanggulangi secara cepat dan tepat. DAFTAR PUSTAKA Anguiano-Beltran, C., B.R. Searcy, and P.M.L. Lizarraga, 1998, “Pathogenic effects of Vibrio algynolyticus on larvae and postlarvae of the red abalone Haliotis rufescens”, Dis. Aquat. Org., 33:119-122. Austin, B. and D.A. Austin, 1993, “Vibrionaceae representative”. In : B. Austin & D.A. Austin (Eds.), Bacterial Fish Pathogens: Diseases in farmed and wild fish, Ellis Horwood Ltd, Chichester, pp. 265-307. Danayadol, Y., S. Direkbusarakom, S. Boonyaratpalin, T. Miyazaki, and M. Miyata, 1997, “Iridovirus infection in brown-spotted grouper (Epinephelus malabaricus) cultured in Thailand, In T.W. Flegel and I. McRae (Eds.). Diseases in Asian Aquaculture III. Fish Health Section, Asian Fisheries Society, Manila. Pp. 67-72. Mahardika, K., I. Koesharyani, K. Sugama, A. Priyono, dan K. Yuasa, 2001, “Studi histopatologi iridovirus pada Epinephelus coioides dan E. bleekeri”., Teknologi Budidaya Laut dan Pengembangan Sea Farming di Indonesia, Dept. Kelautan dan Perikanan bekerja sama dengan JICA. pp. 334 - 341. Mahardika, K. , Zafran, dan F. Johnny, 2004a, ”Tingkat kerentanan ikan kerapu macan Epinephelus fuscoguttatus dalam berbagai umur terhadap infeksi iridovirus”, J. Penel. Perik. Indonesia, 10(1):47-53. Mahardika, K., Zafran, D. Roza, dan F. Johnny, 2004b, ”Uji kerentanan ikan kerapu lumpur Epinephelus coioides dan kerapu batik E. microdon terhadap infeksi iridovirus”, J. Penel. Perik. Indonesia, 10(2):83-88. Muroga, K., H. Yasunobu, N. Okada, and K. Masumura. 1990. Bacterial enteritis of cultured flounder Paralichthys olivaceus larvae. Dis. Aquat. Org., 9:121-125. Owen, L., 1993, “Report on sleepy grouper disease”, Dept. of Biomedical and Tropical Veterinary Science. James Cook Univ. of North Quinsland, Townsville, Australia. 4811 Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

479

ISBN 978-602-95471-0-8 Rukyani, A., Taukhid, dan H. Yuliansyah, 1993 “Laporan survei kasus kematian ikan kerapu (grouper) di daerah Sumatera Utara”. Puslitbang Perikanan, Jakarta. 11 pp. Tendencia, E.A. and C.R. Lavilla-Pitogo, 2004, “Bacterial diseases”, In Diseases of Cultured Groupers, K. Nagasawa and E.R. Cruz-Lacierda (Eds.), pp.19-28. Zafran, D. Roza, I. Koesharyani, F. Johnny, and K. Yuasa, 1998, “Manual for Fish Diseases Diagnosis: Marine fish and crustacean diseases in Indonesia”. Gondol Research Station for Coastal Fisheries and Japan International Cooperation Agency. 44 pp. Zafran dan K. Yuasa, 1999, “Sejarah penyakit VNN di Indonesia”, Lolitkanta Newsletter, 15:3-4. Zafran, I. Koesharyani, F. Johnny, K. Yuasa, T. Harada, and K. Hatai, 2000, “Viral nervous necrosis in humpback grouper Cromileptes altivelis larvae and juveniles in Indonesia”, Fish Pathol., 35(2):95-96. Zafran, I. Koesharyani, and K. Yuasa, 2002, “Diseases of seabass, Lates calcarifer, larvae from hatchery in Indonesia,. In Diseases in Asian Aquaculture IV. Asian Fisheries Society, Manila, Philippines. pp 279-284. Zafran, F. Johnny, dan D. Roza. 2008. Peningkatan imunitas benih ikan kerapu pasir, Epinephelus corallicola melalui penggunaan vaksin bakteri polivalent. Prosiding Seminar Nasional Biodiversitas II, Unair, Surabaya, 19 Juli 2008:203-206

480


ISBN 978-602-95471-0-8 AKTIVITAS ANTIPROLIFERASI EKSTRAK HASIL FERMENTASI ISOLAT BAKTERI ENDOFITIK TANAMAN Taxus sumatrana SECARA In Vitro Zalinar Udin Puslit Kimia – LIPI, Jl. Cisitu-Sangkuriang Bandung, 40135 Telp. 022-2503051, Fax. 022-2503240 E-mail : [email protected] ABSTRACT Research on antiprofileraton activity of 7 endophytic bacteria isolated from Taxus sumatrana had been carried out. Several purposes of this research are to know the antiproliferation effect, effective concentration of extract, and which bacteria isolated that are produce the most effective exctract can inhibit the growth of YMB-1 proliferation cell. Each bacteria is being fermented and then extracted using different solvent : n-hexane, ethyl acetate, and butanol. These extracts are being used in antiproliferation activity assay based on in-vitro method. The results show that the n-hexane extracts of TsC1, TsC3, TsC5; the ethyl acetate extracts of TsC2, TsC6, TsC7; and the butanol extracts of TsC4, TsC7 gave antiproliferation activity of YMB-1 cell. It is known that the ethyl acetate extract of TsC7 has the best antiproliferation activity. Keywords : endophytic bacteria, antiproliferation, Taxus sumatrana

PENDAHULUAN Penyakit kanker dapat diderita oleh manusia dari semua kelompok usia dan ras serta menempati urutan kedua sebagai penyebab kematian di dunia setelah penyakit jantung , di Indonesia menempati urutan ke enam. Penyakit kanker diperkirakan diderita oleh 15 orang per 100.000 penduduk dunia dan pada suatu saat akan menjadi masalah kesehatan utama, baik di negara maju, maupun di negara berkembang termasuk Indonesia yang diperkirakan setiap tahun ada 100 penderita dari setiap100000 penduduk (Primadona, 2008). Penyakit kanker disebabkan oleh sel-sel yang telah kehilangan daya aturnya. Penyakit kanker dapat menyerang berbagai macam sel termasuk sel payudara. Taxol merupakan senyawa toxoid yang mempunyai aktivitas antiproliferasi berasal dari pohon Pacific yew, Metabolit sekunder aktif yang dihasilkan oleh tanaman juga merupakan hasil kontribusi mikroorganisme yang hidup dalam jaringan tanaman tersebut yang disebut mikroorganisme endofitik (Strobel et al., 1996). Namun demikian sampai saat ini belum banyak penelitian tentang senyawa antiproliferasi dari mikroorganisme endofitik pada genus taxus endemik termasuk spesies Taxus sumatrana ( Strobel et al., 2004). Di Indonesia terdapat tumbuhan Taxus sumatrana yang kemungkinan berpotensi sebagai penghasil taxol. Sebaran tumbuhan ini sangat terbatas, yaitu di daerah Gunung Kerinci di Sumatra Barat dan pegunungan di Sulawesi pada ketinggian antara 1500-2000 m di atas permukaan laut. Jamur dan bakteri adalah mikroba yang biasanya hadir sebagai endofitik. Penelitian penggunaan mikroba endofitik sebagai sumber penghasil senyawa yang sama dengan senyawa yang dihasilkan oleh inangnya perlu terus dikembangkan. Pada penelitian ini diteliti aktivitas antiproliferasi pada cell line YMB-1 terhadap isolat bakteri endofitik T. Sumatrana.

BAHAN DAN METODA Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

481

ISBN 978-602-95471-0-8 Isolat bakteri endofitik yang digunakan dalam penelitian ini adalah bakteri endofitik diisolasi dari tumbuhan Taxus sumatrana yang terdiri dari isolat TSC1 – TSC7 dari koleksi Laboratorium Puslit Kimia LIPI Bandung (Rumampuk R, 2005). Fermentasi dilakukan menggunakan isolat TSC1 – TSC7 pada media Nutrien Broth (NB). Proses fermentasi ini dilakukan dalam labu Erlenmeyer skala 500 mL menggunakan media NB. Inokulum yang mengandung biakan bakteri endofitik aktif dengan konsentrasi inokulum 25 mL (10 %) diinokulasikan ke dalam labu Erlenmeyer berisi 250 mL media fermentasi. Proses inokulasi dilakukan dalam laminar airflow. Media fermentasi dan inokulum tersebut kemudian diinkubasi dalam shaker suhu 300C, 120 rpm selama 48 jam. Pengambilan cuplikan dilakukan setiap 6 jam dimulai dari fermentasi jam ke 6 sampai jam ke 48. Parameter yang diukur adalah pertumbuhan bakteri menggunakan spektrofotometer pada panjang gelombang 600 nm, perubahan pH, dan kandungan protein dengan metode Lowry (A500). Uji aktivitas antiproliferasi secara invitro dilakukan menggunakan cell line YMB1 yaitu salah satu tipe sel kanker payudara. Cara ini dilakukan dengan metode sulforhodamin B (SRB) untuk mengetahui prosentasi viabilitas sel YMB-1 dan konsentrasi penghambatan 50% pertumbuhan sel YMB-1. Prinsip metode SRB adalah kultur sel YMB-1 terlebih dahulu ditripsinasi kemudian, diwarnai dengan 0,4% SRB yang dilarutkan dalam 1% asam asetat dan difiksasi dengan trichloroacetic acid (TCA) 5%. Viabilitas sel YMB-1 dapat ditentukan dengan menggunakan plate reader pada panjang gelombang 515 nm (Skehan et al., 1990). Hasil fermentasi diekstraksi dengan etilasetat kemudian dievaporasi vakum untuk pengujian invitro seperti diatas. Sebagai zat pembanding digunakan cisplatin. Kurva respon dosis dikonstruksi dengan memvariasi konsentrasi dosis dan menetapkan % sel yang bertahan hidup. Konsentrasi penghambatan 50% sel kanker yang hidup dihitung menggunakan analisis regresi logaritmis dari kurva respon dosis. HASIL DAN PEMBAHASAN Pertumbuhan isolat bakteri diketahui melalui pengukuran optical density (OD) menggunakan spektrofotometer visibel pada panjang gelombang 600 nm. Hal ini didasarkan pada tingkat kerapatan bakteri di dalam media yang ditentukan bedasarkan tingkat kekeruhannya . Semakin keruh isolat bekteri, menandakan bahwa semakin banyak bakteri yang tumbuh dalam media tersebut.

482


ISBN 978-602-95471-0-8 0.700

10.00

8.00 0.500 6.00

0.400

pH

Pertumbuhan (A600)

0.600

0.300

4.00

0.200 2.00 0.100 0.000

0.00 6

12

18

24

30

36

42

48

Waktu pertumbuhan (jam) TsC1(A600)

TsC2(A600)

TsC3(A600)

TsC4(A600)

TsC5(A600)

TsC6(A600)

TsC7(A600)

TsC1(pH)

TsC2(pH)

TsC3(pH)

TsC4(pH)

TsC5(pH)

TsC6(pH)

TsC7(pH)

Gambar 1. Pertumbuhan isolat bakteri endofitik T. sumatrana yang dinyakatan dalam besarnya absorbansi pada λ 600 nm, dan pH Absorbansi isolat bakteri meningkat sejalan dengan meningkatnya waktu (jam) fermentasi, menunjukkan bahwa isolat bakteri mampu beradaptasi dengan lingkungannya (suhu, aerasi dan komposisi media). Pertumbuhan paling cepat (fase log) ditunjukkan pada jam ke-18 sampai jam ke-42. Setelah jam ke-42 terjadi penurunan karena nutrien dalam media telah berkurang dan mulai diproduksinya metabolit sekunder. Fase ini merupakan fase stasioner (Gambar 1). Pertumbuhan yang cukup drastis terjadi pada jam ke-36, sehingga pertumbuhan pada waktu inilah yang akan digunakan untuk penentu aktivitas anti proliferasi. pH selama fermentasi mengalami penurunan dari pH 7,11 menjadi pH 6,34 (Gambar 1). Hal ini disebabkan dengan adanya glukosa dan aerasi yang cukup pada fase log, isolat bakteri akan tumbuh secara optimum dan memproduksi asam-asam organik. Perubahan pH ini berpengaruh terhadap metabolit sekunder yang dihasilkan. Perbedaan jenis inokulum isolat bakteri endofitik pada media, menunjukkan perbedaan kecepatan metabolisme sel dalam media dan perbedaan produksi metabolit, sehingga pemakaian nutrien dan pembentukan produk yang menyebabkan penurunan pH berbeda pula. Selama fermentasi berlangsung isolat bakteri TsC1 lebih cepat berkembang yang menghasilkan produk lebih banyak, sehingga penurunan pH lebih rendah dibandingkan dengan isolat bakteri lainnya (Gambar 1).


483

ISBN 978-602-95471-0-8 Kandungan protein

Kandungan protein (mg/ml)

0.800

0.700

0.600

0.500

0.400 6

12

18

24

30

36

42

48

Waktu pertum buhan (jam ) TsC1

TsC2

TsC3

TsC4

TsC5

TsC6

TsC7

Gambar 2. Kandungan protein isolat bakteri endofitik T. sumatrana dalam media NB setiap 6 jam selama 48 jam Peningkatan kadar protein pada media NB hasil fermentasi berkaitan dengan bertambahnya absorbansi isolat bakteri. Peningkatan absorbansi selama pertumbuhan menyebabkan peningkatan kandungan asam nukleat dan protein. Isolat bakteri TsC5, TsC6 dan TsC7 memiliki peningkatan protein paling besar (gambar 2). Hasil fermentasi sebanyak 200 ml dari masing-masing isolat bakteri diekstraksi bertingkat mengunakan pelarut dengan polaritas yang meningkat yaitu n-heksan, etil asetat dan butanol. Dengan perbedaan polaritas dari ketiga pelarut tersebut, diharapkan seluruh senyawa yang terkandung dalam cairan hasil fermentasi tiap isolat bakteri dapat tertarik. Senyawa yang bersifat non polar akan tertarik oleh pelarut n-heksan, senyawa semi polar akan tertarik oleh pelarut etil asetat sedangkan senyawa polar akan tertarik oleh pelarut butanol. Hasil ekstraksi cai-cair dari ketujuh isolat bakteri terlihat pada Gambar (3).

484


ISBN 978-602-95471-0-8 Berat ekstrak isolat bakteri

40.00 35.00 30.00 25.00 Berat ekstrak 20.00 (% b/v) 15.00 10.00 5.00 0.00 TsC1

TsC2

TsC3

TsC4

TsC5

TsC6

TsC7

Isolat bakteri endofitik

Ekstrak n-Heksan

Ekstrak Etil Asetat

Ekstrak Butanol

Gambar 3. Berat ekstrak kering (% b/v) isolate bakteri endofitik T. sumatrana Gambar 3 memperlihatkan bahwa ekstrak butanol merupakan ekstrak yang paling banyak dikandung oleh semua isolat bakteri, yaitu sekitar 17%-37% (b/v). Hal ini menunjukkan bahwa semua isolat bakteri endofitik paling banyak mengandung senyawa polar dibandingkan kandungan senyawa non polar maupun senyawa semi polar. Untuk isolat bakteri TsC4, TsC5 dan TsC6 menunjukkan bahwa kandungan senyawa non polar yang lebih banyak (3%-11%) dibanding dengan senyawa semi polar (15-7%). Sedangkan untuk TsC1, TsC2, TsC3 dan TsC7 memperlihatkan kandungan senyawa semi polar yang lebih banyak (1%-3%) dibanding senyawa non polar (0.3%-.5%). Ekstrak yang dihasilkan dari ekstraksi bertingkat menggunakan berbagai pelarut organik selanjutnya digunakan untuk uji bioaktivitas anti proliferasi terhadap sel kanker payudara YMB-1. Dalam uji bioaktivitas antiproliferasi ini digunakan senyawa cisdiammineplatinum(II) dichloride (cisplatin) sebagai senyawa standar antiproliferasi yang memiliki aktivitas anti proliferasi terhadap sel kanker payudara YMB-1, IC50 = 1,98 ppm. Suatu ekstrak dinyatakan aktif dan memiliki potensi besar untuk dijadikan obat kanker apabila nilai IC50-nya kurang dari 100 µg/mL. Nilai tersebut menunjukkan bahwa dengan konsentrasi tertentu mampu menghambat 50% pertumbuhan dari sel kanker. Tetapi bukan berarti dengan nilai IC50 yang sangat kecil, ekstrak tersebut semakin berpotensi. Hal tersebut dikarenakan kekhawatiran dari sifat toksisitas yang berlebih akan menyebabkan kematian pada sel jaringan yang lain, sehingga ekstrak bukan hanya menghambat pertumbuhan sel kanker tetapi juga menghambat pertumbuhan sel yang lain. Uji aktivitas antiproliferasi ekstrak isolat bakteri T. sumatrana terhadap sel kanker YMB-1 dapat dilihat pada Gambar 4. Ekstrak yang mengindikasikan adanya aktivitas antiproliferasi di antaranya adalah ekstrak n-heksan dari isolat bakteri TsC1, TsC3, TsC5 dengan nilai IC50 berkisar 38,6 ppm – 79,2 ppm; ekstrak etil asetat dari isolat bakteri TsC2, TsC6, TsC7, masing-masing memiliki nilai IC50 : 36,9 ppm, 23,9 ppm, 12,6 ppm; ekstrak butanol dari isolat bakteri TsC4 (IC50 = 61,4 ppm), TsC7 (IC50 = 32,2 ppm). Untuk isolat TsC1, TsC3, TsC5 memberikan arti bahwa aktivitas antiproliferasi terhadap Seminar Nasional Biologi XX dan Kongres PBI XIV UIN Maliki Malang 24-25 Juli 2009

485

ISBN 978-602-95471-0-8 sel YMB-1 diguda disebabkan oleh adanya metabolit sekunder yang bersifat non polar. Untuk isolat TsC2, TsC6 memberikan arti bahwa aktivitas antiproliferasi diguda disebabkan oleh adanya metabolit sekunder yang bersifat semi polar, Untuk isolat TsC4 diguda disebabkan oleh adanya metabolit sekunder yang bersifat polar. Sedangkan aktivitas antiproliferasi TsC7 diguda disebabkan oleh adanya metabolit sekunder yang bersifat semi polar dan polar. Aktivitas antiproliferasi paling baik ditunjukkan oleh ekstrak isolat TsC7 (IC50 = 12,6 ppm) yang diekstraksi menggunakan pelarut etil asetat (TsC7-EA), diikuti oleh ekstrak isolat TsC6 (IC50 = 23,9 ppm) yang diekstraksi oleh pelarut yang sama (TsC6-EA). Aktivitas antiproliferasi

80.0 70.0 60.0 50.0 IC50 (ppm ) 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 TsC1 (nH)

TsC2 (EA)

TsC3 TsC4 (nH) (BU)

TsC5 (nH)

TsC6 TsC7 (EA) (EA)

TsC7 (BU)

Ekstrak isolat bakteri

Gambar 4. Nilai IC50 ekstrak isolat bakteri endofitik T. sumatrana terhadap sel kanker payudara YMB-1 Analisis fitokimia dilakukan untuk menduga secara kualitatif golongan senyawa yang terkandung dalam suatu ekstrak/ fraksi tumbuhan yang diisolasi. Pemeriksaan kualitatif golongan senyawa kimia terhadap ekstrak n-heksan isolate bakteri TsC1, TsC3, TsC5 menunjukkan bahwa ekstrak mengandung flavonoid, triterpenoid, steroid, saponin (Tabel 1). Ekstrak aktif antiproliferasi n-heksan ini memberikan arti bahwa aktivitas antiproliferasi diduga disebabkan oleh salah satu golongan senyawa yang terkandung dalam ekstrak tersebut. Ekstrak etil asetat aktif dari isolat bakteri TsC2, TsC6, TsC7 diketahui mengandung senyawa golongan alkaloid, fenolik, flavonoid, triterpenoid (Tabel 1) yang berarti bahwa aktivitas anti proliferasi dari isolat bakteri endofitik ini diduga disebabkan oleh salah satu golongan senyawa yang ada dalam ekstrak etil asetat tersebut. Sedangkan untuk ekstrak butanol aktif dari isolat bakteri TsC4, TsC7 diketahui mengandung semua golongan senyawa yang dianlalisis (Tabel 1), sehingga diduga bahwa aktivitas antiproliferasi disebabkan oleh salah sato dari golongan senyawa-senyawa tersebut. Tabel 1. Uji fitokimia ekstrak aktif dari isolate bakteri endofitik T. sumatrana 486


+ KO THYMIDINE KO CPM TER-119 B220 HEMATOCRIT WT 50% CD25 CD122 CD4 CD25 Berat basah × 100% Strain Jumlah Jumlah Aktifita 3 7akar ×100% 0,12 Gambar 0INCORPORATI 0.2 0.3 B A (a) (b) + 1 + - 54,17 50 60 80000 CD4 CD122 2,5 6 50 68040 0,1 seluruh bintil akar Agrobacterium seluruh akar yang s2.1 SOD =bintil Efek 5 40 40 ON 2 60000 0,08 0,06 40 aktif akar terinfeksi Varietas 1,5 0,06 4 BL terinfeksi 30 0,96 Timbal 30 3 1 40000 0,04 EHA105::pCL4 20 2 20 0,5 0,02 Terhadap 20000 20 0 0 1 10 GV3101::pCL4 Kualitas 00 00 10

Persentase Kadar TPH N-Total Kadar P-Total Persentase Biomassa Per sentase Tanaman Tanaman (%) Infeksi Akar (%) (mg/kg) Bintil Akar BasahTPH (g) Penurunan Aktif (%) (%)

cd ab

ISBN 978-602-95471-0-8

Senyawa kimia golongan

Ekstrak nHeksan

Alkaloid

-

Ekstrak Etil asetat +

Ekstrak Butanol

Fenolik

-

+

+

Flavonoid

+

+

+

Tanin

-

-

+

Triterpenoid

+

+

+

Steroid

+

-

+

Saponin

+

-

+

+

Keterangan : + memberikan reaksi positif terhadap uji senyawa kimia - tidak memberikan reaksi positif terhadap uji senyawa kimia KESIMPULAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diketahui bahwa 1. Ekstrak-ekstrak hasil fementasi tujuh isolat bakteri endofitik tanaman Taxus sumatrana, tidak semua ekstrak dapat menghambat pertumbuhan sel kanker YMB-1. 2. Ekstrak aktif antiproliferasi di antaranya adalah ekstrak n-heksan dari isolat TsC1, TsC3, TsC5; ekstrak etil asetat dari isolat TsC2, TsC6, TsC7 dan ekstrak butanol dari isolat TsC4, TsC7 3. Aktivitas antiproliferase terbaik ditunjukkan oleh ekstrak etil asetat isolat bakteri TsC7 (IC50 = 12,6 ppm) diikuti oleh ekstrak etil asetat isolat bakteri TsC6 (IC50 = 23,9 ppm) PUSTAKA Primadona, I., dkk. 2008. Laporan Penelitian dan Pengembangan Senyawa Potensial untuk Penyakit Kanker Payudara, Prostat dan Kulit dari Tumbuhan Indonesia. Pusat Penelitian Kimia-LIPI Rumampuk, R. 2005. Laporan Penelitian dan Pegembangan Senyawa Endofitik Antikanker Dari Taxus sumatrana. Puslit Kimia - LIPI Skehan, P., Storeng, R., Scudier, D., Monks, A., McMahon, J., Vistica, D., Warren, J.T., Bokesch, H., Kenney, S. and Boy, M.R. 1990 New Colorimetric Cytotoxicity Assay for Anticancer-Drug Screening. J.Nat.Cancer.Ins. 82:13: 1107-1112. Strobel, G., Yang, X., Sears, J.,Kramer, R., Sidhu, R.S. and Hess, H.M. 1996. Taxol from Pestalotiopsis microspora, an endophytic fungus of Taxus wallichiana. Microbiology 142: 435- 440.


487

ISBN

Recommend Documents