STUDI ANATOMI, FISIOLOGI DAN BIOAKTIFITAS SEKRESI PERTAHANAN DIRI RAYAP TANAH Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera: Rhinotermitidae)
FARAH DIBA
INST I
B
IAN AN
T PERT TU
OGOR
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
SURAT PERNYATAAN Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Farah Diba NRP. : P14600007 Asal Program Studi : Ilmu Pengetahuan Kehutanan Asal Universitas : Universitas Tanjungpura Pontianak NIP. : 132 146 233 Alamat Asal : Komplek UNTAN No. P 42 Jl. Imam Bonjol Pontianak Kalimantan Barat Menyatakan dengan sebenarnya bahwa disertasi yang berjudul:
STUDI ANATOMI, FISIOLOGI DAN BIOAKTIFITAS SEKRESI PERTAHANAN DIRI RAYAP TANAH Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera: Rhinotermitidae) Adalah karya saya sendiri, termasuk semua isi dan data hasil penelitian yang saya kerjakan sejak Bulan Juli 2003 sampai Bulan Juli 2005, dibimbing oleh 5 (lima) dosen pembimbing, yaitu: Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS sebagai ketua komisi; Prof. Dr. Ir. Rudy C. Tarumingkeng, MF; Dr. dr. Sri Budiarti; Dr. Ir. Anton Apriyantono, MS dan Dr. Ir. Achmad, MS sebagai anggota. Data hasil penelitian pada disertasi belum pernah diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka.
Bogor, 23 Mei 2006
Farah Diba P14600007
ABSTRACT FARAH DIBA. Anatomy Study, Physiology and Bioactivity of Soldier Defensive Secretions of Subterranean Termites Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera: Rhinotermitidae). Under supervision of Dodi Nandika as the chairman, Rudy C Tarumingkeng, Sri Budiarti, Anton Apriyantono and Achmad as advisory committee members. Termites possess rigid totalitarian societies in which morphologically specialized individuals execute specific tasks: the king and queen to reproduce, the workers to forage and feed, and the soldiers to defend the colonies. Soldier caste of subterranean termite’s C. curvignathus has chemical defensive secretions to destroy their enemy. The aims of this research were (1) to study the morphology and ultra structure of soldier C. curvignathus defense glands; (2) to isolate and characterize C. curvignathus defensive secretions; (3) to determine the toxicity of C. curvignathus soldier defensive secretion against ants; (4) to determine the antibacterial activity of C. curvignathus soldier defensive secretion extract; (5) to determine the antifungal activity of C. curvignathus soldier defensive secretion extract; (6) to identify the bioactive components of C. curvignathus soldier defensive secretion extract which has function as antibacterial, antifungal and toxic to ants. Result of the research showed that soldier defensive secretions are produced in frontal gland, with 2.5 + 0.10 mm long and ∅ 0.8 + 0.16 mm. This frontal gland is almost entirely occupying termite’s abdomen and has very thin cell wall (4 – 10 μm) and forming by cell class 1 and class 3. Soldier defensive secretions was extracted by non polar until polar solution, including n-hexane, ethyl acetate, ethanol and aquabidestilata. The yield value was range between 27.9081% – 38.0982%; pH 4-5.5; viscosity 0.00002 – 0.0005 poise; and 27 o – 27.5 C; the extract color was white and grey. Time for 100 percent mortality of Odontoponera denticulata ant on toxicity test showed that ethanol extract is the fastest with 54 hours then followed by ethyl acetate extract; n-hexane extract and aquabidestilata extract which was 74 hours, 79 hours and 82 hours, respectively. Time for the first ant mortality was occurred on ethanol extract at 15 minute, and then followed by ethyl acetate extract; nhexane extract and aquabidestilata extract which was 30 minutes, 35 minutes and 40 minutes, respectively. The polarity of soldier defensive secretions extract influenced the antibacterial activity. Ethanol extract showed the highest inhibition of S. aureus and E.coli than ethyl acetate extract. Meanwhile the n-hexane and aquabidestilata extract didn’t show the inhibition activity on both bacteria. Inhibition zone of ethanol extract was 30.52 mm to S. aureus and 25.71 mm to E. coli, and the inhibition zone of ethyl acetate extract was 17.92 mm to S. aureus and 12.99 mm to E. coli. MIC value for S. aureus is 1.84% and 3.65% for E. coli.
Bioassay to pathogenic fungi showed that all soldier defensive secretions extract did not inhibit the F. oxysporum fungi and only ethyl acetate extract showed inhibition to the growth of R. solani fungi. The inhibition activity value was linier from low until highest concentration of ethyl acetate extract. The inhibition value for concentration extract 2% is 2.5%, concentration 4% is 6.5 %, concentration 6% is 30.5%, and concentration 8% and 10% is 100%. Dilution of pine seed on ethyl acetate extract increased seed germination. Average value of germination of pine seed was 41.33%, meanwhile on control seed the average value of germination is 30.67%. Dilution of pine seed on ethyl acetate extract also decreased the damping-off on pine seed. The average value of damping-off on control seed was 41.33%, meanwhile on treated seed only 13.33%. GCMS analysis on ethanol extract showed that soldier defensive secretion extract of C. curvignathus termites consist of 5 compounds, while ethyl acetate extract consisted of 6 compounds. Ethanol extract consist of 20% alkenes and 80% aldehyde, meanwhile ethyl acetate extract consist of 50% aldehyde and 34% ester and 16% alcohol. The soldier defensive secretions of C. curvignathus consist of 7 compound of aldehyde, and Pentadecanal and Tetradecanal is the highest compound which contains of 72.81% and 60.17% respectively. From this research, it is concluding that defensive secretions of C. curvignathus have ability as antibacterial and antifungal and potential to be antibiotics.
Keywords : Coptotermes curvignathus, soldier defensive secretions, Staphyloccoccus aureus, Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani, Odontoponera denticulata
ABSTRAK FARAH DIBA. Studi Anatomi, Fisiologi Dan Bioaktifitas Sekresi Pertahanan Diri Rayap Tanah Coptotermes Curvignathus Holmgren (Isoptera: Rhinotermitidae). Di bawah bimbingan Dodi Nandika sebagai ketua komisi, Rudy C. Tarumingkeng, Sri Budiarti, Anton Apriyantono dan Achmad sebagai anggota. Rayap tanah Coptotermes curvignathus Holmgren merupakan spesies yang paling penting sebagai hama bangunan. Serangannya pada bangunan terjadi hampir di seluruh kota besar di Indonesia, dengan nilai kerugian ekonomis yang sangat besar. Prajurit rayap ini memiliki pertahanan diri yang khas, yaitu mengeluarkan sekresi kimia yang mengandung racun dalam mengusir atau membunuh musuh. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mempelajari struktur morfologi kelenjar penghasil sekresi pertahanan rayap C. curvignathus; (2) mengkarakterisasi sekresi pertahanan rayap; (3) mempelajari daya racun ekstrak sekresi pertahanan rayap terhadap semut; (4) mempelajari daya racun ekstrak sekresi pertahanan rayap terhadap bakteri patogen; (5) mempelajari daya racun ekstrak sekresi pertahanan rayap terhadap cendawan penyakit lodoh; dan (6) mengidentifikasi komponen ekstrak sekresi pertahanan rayap C. curvignathus yang memiliki daya racun terhadap semut, bakteri patogen dan cendawan penyakit lodoh. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sekresi pertahanan diri kasta prajurit rayap C. curvignathus diproduksi dalam kelenjar frontal (frontal gland) yang memenuhi hampir seluruh abdomen rayap dengan ukuran panjang 2,5 + 0,10 mm dan diameter 0,8 + 0,16 mm, dan berujung pada lubang fontanel yang terletak di kepala rayap yang berukuran diameter 0,2 + 0,18 mm. Ekstraksi sekresi pertahanan rayap dilakukan dengan pelarut n-heksan, etil asetat, etanol, dan aquabidestilata, dengan jumlah rayap 4000 ekor untuk masing-masing pelarut. Nilai rendemen ekstrak 27,9081% – 38,0982%; nilai pH 4-5,5; nilai viscositas 0,00002 - 0,0005 poise; suhu 27 - 27,5oC ; dan warna ekstrak putih susu dan abuabu. Pada pengujian daya racun ekstrak sekresi rayap terhadap semut Odontoponera denticulata, waktu untuk mencapai mortalitas semut sebesar 100 persen tercepat pada ekstrak etanol yang dicapai dalam waktu 54 jam, kemudian diikuti dengan ekstrak etil asetat, n-heksan dan aquabidestilata berturut-turut 74 jam, 79 jam dan 82 jam. Polaritas ekstrak sekresi rayap mempengaruhi aktivitas antibakteri, dimana ekstrak etanol (polar) menunjukkan aktivitas yang lebih tinggi daripada ekstrak etil asetat (semi polar) terhadap bakteri S. aureus dan E.coli. Sementara itu, ekstrak n-heksan dan aquabidestilata tidak menunjukkan aktivitas antibakteri. Ekstrak etanol dapat menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dengan zona areal penghambatan pertumbuhan bakteri rata-rata sebesar 30,52 mm, sedangkan pada bakteri E. coli rata-rata sebesar 25,71 mm. Ekstrak etil asetat dapat menghambat pertumbuhan bakteri S. aureus dengan zona areal penghambatan pertumbuhan bakteri rata-rata sebesar 17,92 mm, sedangkan pada bakteri E. coli rata-rata sebesar 12,99 mm. Bakteri yang lebih sensitif terhadap ekstrak etanol
adalah bakteri gram positif S. aureus dengan nilai MIC sebesar 1,84%; sedangkan bakteri yang lebih resisten adalah bakteri gram negatif E. coli dengan nilai MIC sebesar 3,65%. Sementara itu, pada pengujian terhadap cendawan penyebab lodoh pada benih pinus, ekstrak sekresi pertahanan rayap pada semua pelarut tidak dapat menghambat pertumbuhan cendawan Fusarium oxysporum, sedangkan pada cendawan Rhizoctonia solani hanya ekstrak etil asetat yang dapat menghambat pertumbuhan cendawan. Nilai aktivitas anticendawan ekstrak etil asetat semakin meningkat dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Pada konsentrasi 2% daya hambat pertumbuhan cendawan rata-rata sebesar 2,5%, konsentrasi 4% meningkat menjadi 6,5 %, konsentrasi 6% meningkat menjadi sebesar 30,5% dan pada konsentrasi 8% dan 10% masing-masing nilai daya hambat sebesar 100%. Pelapisan benih pinus dengan ekstrak sekresi rayap dalam pelarut etil asetat meningkatkan daya berkecambah benih yang ditanam pada media dengan cendawan R. solani, dengan nilai rata-rata sebesar 41,33%, sedangkan pada benih kontrol hanya sebesar 30,67%. Disamping itu juga mampu menekan serangan penyakit lodoh karena pada benih kontrol terjadi serangan sebesar 41,33%, sedangkan pada benih perlakuan hanya sebesar 13,33%. Hasil analisis GCMS terhadap ekstrak etanol diperoleh 5 komponen senyawa yang berdasarkan golongan terdiri dari 20% golongan alkana dan 80% golongan aldehid. Sementara itu pada ekstrak etil asetat terdapat 6 komponen yang berdasarkan golongan terdiri dari 50% golongan aldehid, 34% golongan ester dan 16% golongan alkohol. Senyawa yang mendominasi ekstrak sekresi pertahanan diri rayap C. curvignathus adalah golongan aldehid (7 komponen). Senyawa yang memiliki persentase terbesar dari golongan aldehid adalah senyawa Pentadecanal dan Tetradecanal masing-masing sebesar 72,81% dan 60,17% Dari penelitian disimpulkan bahwa sekresi pertahanan diri rayap C. curvignathus memiliki potensi sebagai antimikroba, sebagai bahan pelindung benih pinus dari serangan cendawan penyakit lodoh dan memiliki potensi sebagai bahan antibiotik baru.
Kata kunci : Coptotermes curvignathus, sekresi pertahanan, Staphyloccoccus aureus, Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani, Odontoponera denticulata
STUDI ANATOMI, FISIOLOGI DAN BIOAKTIFITAS SEKRESI PERTAHANAN DIRI RAYAP TANAH
Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera: Rhinotermitidae)
FARAH DIBA
Disertasi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan
SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
Judul Disertasi
:
Studi Anatomi, Fisiologi Dan Bioaktifitas Sekresi Pertahanan Diri Rayap Tanah Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera: Rhinotermitidae)
Nama
:
Farah Diba
NRP.
:
P14600007
Program Studi
:
Ilmu Pengetahuan Kehutanan Disetujui : Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS Ketua
Dr. dr. Sri Budiarti Anggota
Prof. Dr.Ir. Rudy C. Tarumingkeng, MF Anggota
Dr. Ir. Anton Apriyantono, MS Anggota
Dr. Ir. Achmad, MS Anggota
Diketahui : Ketua Program Studi IPK
Dr. Ir. Rinekso Soekmadi, MSc Tanggal Ujian : 7 Juni 2006
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS Tanggal Lulus :
PRAKATA Syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT yang telah memberikan hidayah dan rahmat-Nya sehingga penyusunan disertasi ini dapat diselesaikan. Disertasi dengan judul : “Studi Anatomi, Fisiologi Dan Bioaktifitas Sekresi Pertahanan Diri Rayap Tanah Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera: Rhinotermitidae)” merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor di Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana IPB. Penulis mengucapkan terima kasih yang mendalam dan penghargaan yang tinggi kepada komisi pembimbing Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS; Prof. Dr. Ir. Rudolf C. Tarumingkeng, MF; Dr. dr. Sri Budiarti; Dr. Ir. Anton Apriyantono, MS; dan Dr. Ir. Achmad, MS yang telah memberikan pengarahan dengan penuh kesabaran dan motivasi tinggi untuk kemajuan berpikir ilmiah. Terima kasih kepada penguji luar komisi Dr. Ir. Idham Sakti Harahap, MS, Prof. Ir. Surjono Surjokusumo, MSF, PhD serta Dr. James Sinambela yang telah memberi saran perbaikan disertasi. Penulis menyampaikan terima kasih yang mendalam kepada suami tercinta Pramudi Kintaman yang dengan penuh kesabaran, pengertian dan selalu memberi semangat kepada penulis selama penelitian sampai menyelesaikan disertasi ini (wish you be my soulmates ever and after). Rasa terima kasih yang mendalam kepada ayahanda Ir. H. Faisal Makmur Mukti (alm) dan ibunda Hj. Dahniar Rusli, juga kepada ayah mertua Drs. Radjidi Zachry dan ibunda Nila Mawarni, yang telah memberi kasih sayang dan teladan tentang pentingnya pendidikan bagi kehidupan dunia dan yaumil akhir. Ucapan terima kasih kepada keluarga besar penulis yang telah banyak membantu dengan do’a dan kesabaran selama penulis berada di Bogor : abangda Ir. Fahrizal, MP dan mbak Dra. Dwi Nugrohoyekti beserta ponakanku yang beranjak dewasa Dhani dan Kiki serta Tiara yang manis, keluarga adinda Elsa Tri Mukti, ST, MT dan Rudi Sugiono, ST, MT beserta ponakanku yang lucu Bima dan Rangga, adinda Andres Duanta Ponti, adinda Adilla Zuchruf, dan keluarga adinda Yano Erman dan Dany Fitriana. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Rektor Universitas Tanjungpura Pontianak, Prof. Hj. Asniar Subagiyo Ismail, SE, MM yang memberikan dukungan selama penulis melanjutkan sekolah, Dekan Fakultas Kehutanan Prof. Ir. Sakoento, MS, Ketua Jurusan Teknologi Hasil Hutan Ir. Evy Wardenaar, MP serta staf pengajar Fakultas Kehutanan UNTAN yang terus mendukung perjalanan ilmiah ini. Ucapan terima kasih kepada Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional yang telah memberikan Beasiswa Pendidikan Program Pascasarjana kepada penulis, selama pendidikan Program Magister dan Program Doktoral. Penulis juga menyampaikan terima kasih atas persaudaraan yang indah selama di Laboratorium Biologi Hasil Hutan, PSIH-IPB bersama keluarga Ir. Yudi Rismayadi, MSi, keluarga Ir. Arinana, MSi, keluarga Niken Subekti, S.Si, MSi, keluarga Ir. Ina Lidiawati, MSi, Tanty Erningtyas, S.Hut, MSi dan Ir. Desyanti, MSi. Juga kepada keluarga Asep Somadiputra, S.Hut, keluarga Dedi Karmadi, keluarga Satimo, keluarga Dadang, Diah Komalasari, Tuti, Y. Imam, Anang, Supardi, Rosyid, Yono, Widodo, Hendra, Nurhadi, Dadan, dan Riswanto.
Ucapan terima kasih kepada staf laboratorium: Mbak Dewi, Pak Anhari, Yuke, Fatimah, Tantri dan Mbak Ariyati, atas kerjasama dan bantuan selama penelitian berlangsung. Penulis mengucapkan terima kasih karena mendapatkan bantuan yang sangat berharga berupa diskusi selama penelitian berlangsung dan kiriman jurnal yang membantu proses penelitian dari Prof. Dr. Glenn D. Prestwich dari Utah University, Amerika Serikat, Prof. Andre Quennedey dari Gabriel University, Dijon Perancis, Rebecca B. Rosengaus, Ph.D.dari Northeastern University, Boston Amerika Serikat, Prof Chuah Cheng Hock dari Malaya University, Malaysia , Dr. Ir. Dwi Setianingsih, MS dan Ir. Hendra Adijuwana, MST dari Institut Pertanian Bogor. Penulis menyampaikan terima kasih atas bantuan finansial yang diberikan dalam pelaksanaan penelitian oleh Hibah Pasca. Penelitian ini merupakan bagian dalam penelitian Hibah Penelitian Tim Pascasarjana (Hibah Pasca) yang berjudul: Pengendalian Terpadu Koloni Rayap Tanah Genus Coptotermes Pada Lingkungan Permukiman di Pulau Jawa Berdasarkan Informasi Genetik dan Kelas Bahaya Rayap dengan ketua peneliti Prof. Dr. Rudy C Tarumingkeng, MF dan dibiayai selama 3 (tiga) tahun oleh Badan Penelitian, Pengembangan dan Pengabdian Pada Masyarakat Ditjen Dikti Departemen Pendidikan Nasional. Pada disertasi ini mungkin masih ditemukan beberapa kekurangan, oleh karena itu kritik dan saran akan penulis terima dengan baik. Semoga disertasi ini bermanfaat bagi masyarakat secara umum maupun perkembangan iptek khususnya dalam bidang entomologi hutan. Termites, What an amazing world!!
Bogor, 23 Mei 2006
Farah Diba
©Hak Cipta milik Farah Diba, tahun 2006 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam Bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm dan sebagainya
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pontianak pada tanggal 16 November 1970 sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan yang berbahagia Ir H. Faisal Makmur Mukti (alm) dan Hj. Dahniar Rusli. Penulis menamatkan Sekolah Dasar Pertiwi Pontianak pada tahun 1983, kemudian melanjutkan ke SMP Negeri 1 Pontianak dan lulus pada tahun 1986. Pada tahun 1989 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Pontianak kemudian melanjutkan studi di Fakultas Pertanian Jurusan Kehutanan Universitas Tanjungpura Pontianak. Penulis menikah dengan Pramudi Kintaman pada tanggal 26 Juli 1992. Pada tahun 1994 penulis lulus dengan mendapat gelar Sarjana Kehutanan dan diterima sebagai staf pengajar di Fakultas Kehutanan Universitas Tanjungpura Pontianak. Pada tahun 1997 penulis mendapat Beasiswa Pendidikan Pasca Sarjana dari Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional untuk mengikuti program magister pada Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor program studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, lulus dengan mendapatkan gelar Magister Sains pada tahun 1999. Pada tahun 2000 penulis kembali mendapatkan Beasiswa BPPS dari Ditjen DIKTI Departemen Pendidikan Nasional untuk melanjutkan pendidikan Program Doktor di IPB dengan bidang studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan minat Entomologi Hutan. Sebagian hasil penelitian dalam disertasi ini telah dipresentasikan pada Seminar 1st International Conference of Crop Security, Universitas Brawijaya, Malang, 20 - 22 September 2005 dengan judul “Utilization Soldier Defensive Secretions From Subterranean Termites Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera:Rhinotermitidae) To Inhibition Damping-Off On Pine Seed (Pinus merkusii Jungh Et De Vriese), Seminar Nasional Masyarakat Peneliti Kayu (MAPEKI) VIII 3 – 5 September 2005 di Tenggarong, Kutai Kartanegara, Kalimantan Timur dengan judul: “Karakterisasi Eksudat Pertahanan Rayap Tanah Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera:Rhinotermitidae) dan Seminar Nasional MAPEKI VII di Universitas Hasanuddin Makassar, 5 – 6 Agustus 2004, dengan judul “ Kajian Aktivitas Antimikroba Eksudat Rayap Tanah Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera:Rhinotermitidae). Hasil penelitian juga telah diterima dan akan diterbitkan dalam Jurnal Teknologi Hasil Hutan Fakultas Kehutanan Institut Pertanian Bogor dengan judul : “Morphology of Subterrranean Termites Defense Glands of Coptotermes curvignathus Holmgren (Isoptera : Rhinotermitidae)”. Penulis aktif dalam kegiatan pengendalian hama bangunan yang dikelola oleh Center for Building Protection (PROTEK); aktif dalam Ikatan Perusahaan Pengendalian Hama Indonesia (IPPHAMI) serta dalam pelatihan dan seminar tentang proteksi bangunan (building protection). Bersama Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS dan Ir. Yudi Rismayadi, M.Si penulis membuat buku yang berjudul: Rayap : Biologi dan Pengendaliannya, yang diterbitkan oleh Muhammadiyah University Press Surakarta pada tahun 2003. Pada saat ini, bersama Prof. Dr. Ir. Dodi Nandika, MS penulis sedang menyusun dua buah buku yang berjudul: Kerusakan Kayu Oleh Serangga dan Mikrobiologi Kayu yang akan diterbitkan pada tahun 2006.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR...................................................................................... DAFTAR TABEL.......................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................
i iii iv
PENDAHULUAN.......................................................................................... Latar Belakang................................................................................................ Tujuan Penelitian........................................................................................... Manfaat Penelitian.......................................................................................... Hipotesis……………..……………………………………………………...
1 1 3 3 3
TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………........….... Sistem Pertahanan Diri Rayap Tanah Coptotermes curvignathus.................. Antimikroba………...................………………………….………....…….... Bakteri Escherichia coli...............................................………......………..... Bakteri Staphylococcus aureus....................................................................... Cendawan Fusarium oxysporum.................................................................... Cendawan Rhizoctonia solani......................................................................... Purifikasi dan Identifikasi Kandungan Senyawa Aktif..................................
4 4 7 9 9 10 10 11
METODE PENELITIAN..…………...………………….……………...... Tempat dan Waktu Penelitian...............…………………………………..... Bahan dan Alat Penelitian...............………………………….…………..... Tahapan Penelitian………..………………………………………………..
13 13 13 14
HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................................... Karakteristik Morfologi Prajurit Rayap C. curvignathus.............................. Karakteristik Anatomi Kelenjar Sekresi Pertahanan Prajurit Rayap C. curvignathus...................................................................... Karakterisasi Sekresi Pertahanan Rayap C. curvignathus............................. Aktivitas Sekresi Rayap C. curvignathus Terhadap Semut O. denticulata..................................................................................... Aktivitas Sekresi Rayap C. curvignathus Terhadap Bakteri Patogen E. coli dan S. aureus........................................................... Aktivitas Sekresi Rayap C. curvignathus Terhadap Cendawan patogen......................................................................................... Identifikasi Ekstrak Sekresi Pertahanan Rayap C. curvignathus...................
31 31 33 39 44 48 56 65
KESIMPULAN DAN SARAN..................................................................... Kesimpulan..................................................................................................... Saran...............................................................................................................
75 75 76
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………. LAMPIRAN…………………………………………………………………
77 88
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
15
16 17
18 19 20 21
Tahapan Umum Pelaksanaan Penelitian................................................. Media pengujian toksisitas ekstrak sekresi pertahanan diri rayap C. curvignathus terhadap Semut O. denticulata.................................... Media pengujian pertahanan diri rayap tanah C. curvignathus terhadap semut O. denticulata............................................................... Kasta Prajurit (A,B), Bentuk Kepala (C), Bentuk Mandibel (D) Rayap Tanah C. curvignathus................................................................. Kasta pekerja rayap memberi makan kepada kasta prajurit (Noirot, 1969)......................................................................................... Kelenjar Frontal Kasta Prajurit Rayap Tanah C. curvignathus (Perbesaran 40x)..................................................................................... Lubang Fontanel Kasta Prajurit Rayap Tanah C. curvignathus A :Perbesaran 100x B :Perbesaran 400x………................................. Kelenjar Frontal Kasta Prajurit Rayap Tanah C. curvignathus A :Perbesaran 100x B :Perbesaran 400x............................................. Kelenjar Sternal Kasta Prajurit Rayap Tanah C. curvignathus Perbesaran 400x...................................................................................... Kelenjar Frontal Kasta Prajurit Rayap C. lacteus (Perbesaran 5.600x, Quennedey, 1998)................................................ Skema Letak Kelenjar Frontal Kasta Prajurit Rayap Tanah C. curvignathus....................................................................................... Lubang Fontanel Kasta Prajurit Rayap Tanah C. curvignathus............. Botol berisi ekstrak sekresi pertahanan rayap C. curvignathus.............. Waktu kejadian kematian semut O. denticulata pertama dalam media pengujian toksisitas sekresi pertahanan rayap tanah C. curvignathus.................................................................. Waktu kematian seluruh semut O. denticulata dalam media pengujian toksisitas sekresi pertahanan rayap tanah C. curvignathus................................................................... Semut O. denticulata (perbesaran 100x)................................................ Kasta prajurit rayap tanah C. curvignathus melakukan penyerangan terhadap semut O. denticulata dalam media pengujian........................................................................... Waktu kematian semut O. denticulata dalam media pengujian pertahanan diri rayap C. curvignathus.................................................... Area Penghambatan Pertumbuhan Bakteri S. aureus dan E.coli oleh ekstrak Sekresi Pertahanan Rayap C. curvignathus....................... Zona penghambatan pertumbuhan bakteri oleh ekstrak sekresi pertahanan rayap C. curvignathus dalam berbagai pelarut.................... Struktur dinding dan membran sel bakteri: (A) Gram Positif; (B) Gram Negatif ; (C) Lapisan peptidoglikan (Sumber : Cano dan Colome, 1986)....................................................... i
15 19 20 31 32 34 34 35 36 37 38 38 41
45
46 46
47 48 50 51
52
Halaman 22
23 24
25
26
27 28
29
30
31 32 33 34 35 36
Zona Penghambatan Pertumbuhan Bakteri S. aureus dan E. coli oleh Ekstrak Sekresi Rayap Dalam Pelarut Etanol Konsentrasi 0 – 70 persen (searah anak panah)…………………………………….. Koloni cendawan F. oxysporum (A) dan R. solani (B) pada media PDA (Potato Dextrose Agar)....................................................... Pertumbuhan cendawan patogen F. oxysporum (A) dan R. solani (B) pada media PDA yang ditambahkan ekstrak sekresi pertahanan rayap tanah C. curvignathus konsentrasi 10%.................... Pertumbuhan cendawan R. solani pada media PDA yang ditambahkan ekstrak sekresi rayap C. curvignathus dalam pelarut etil asetat.......................................................................... Penghambatan pertumbuhan cendawan patogen R. solani oleh ekstrak sekresi rayap tanah C. curvignathus dalam pelarut etil asetat.......................................................................... Pertumbuhan benih pinus yang dilapisi ekstrak sekresi rayap C. curvignathus dalam pelarut etil asetat konsentrasi 8%..................... Daya berkecambah benih pinus yang direndam selama satu jam dalam ekstrak sekresi rayap C. curvignathus dalam pelarut etil asetat konsentrasi 8% ....................................................................... Daya berkecambah benih pinus yang direndam dalam ekstrak sekresi rayap tanah C. curvignathus dalam pelarut etil asetat konsentrasi 8% ....................................................................... Serangan lodoh pada benih pinus yang direndam dalam ekstrak sekresi rayap C. curvignathus dalam pelarut etil asetat konsentrasi 8% ....................................................................... Kromatogram Komponen Bioaktif Ekstrak Sekresi Pertahanan Rayap C. curvignathus Dalam Pelarut Etanol........................................ Kromatogram Komponen Bioaktif Ekstrak Sekresi Pertahanan Diri Rayap Tanah C. curvignathus Dalam Pelarut Etil Asetat............... Perbandingan Jumlah Komponen Dari Dua Pelarut Ekstrak Sekresi Pertahanan Diri Rayap C. curvignathus..................................... Struktur Kimia Senyawa Pentadecanal................................................... Struktur Kimia Senyawa Tetradecanal................................................... Hubungan Evolusi Rayap Famili Rhinotermitidae Berdasarkan Sekresi Kimia Pertahanan Diri Pada Subfamili Rhinotermitidae……...
ii
53 56
58
59
60 61
62
63
64 65 66 67 68 68 73
DAFTAR TABEL Halaman
1 2 3
Rendemen ekstrak sekresi pertahanan rayap C. curvignathus pada empat pelarut yang berbeda........................................................... 36 Suhu, pH, viskositas dan warna ekstrak sekresi pertahanan rayap C. curvignathus pada pelarut yang berbeda................................ 39 Konsentrasi hambat tumbuh minimal (MIC) ekstrak sekresi rayap terhadap bakteri S. aureus dan E. coli serta perbandingannya terhadap ekstrak serangga dan tumbuhan lainnya.............................................................................. 65
4
Klasifikasi Tingkat Aktivitas Anti Cendawan (AFA)............................
74
5
Kondisi GCMS merk Shimadzu QP 5050.............................................
93
6
Komponen Ekstrak Sekresi Rayap C. curvignathus Dalam Pelarut Etanol............................................................................... Komponen Ekstrak Sekresi Rayap C. curvignathus Dalam Pelarut Etil Asetat........................................................................ Komposisi Kimia Sekresi Pertahanan Diri Rayap Dari Kelenjar Frontal Famili Rhinotermitidae dan Termitidae......................................................................................... Keragaman Sistem Pertahanan Diri Pada Beberapa Serangga Sosial……………………………………………...
7 8
9
iii
95 96
99 106
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Rata-rata waktu kematian semut O. denticulata dalam pengujian ekstrak sekresi pertahanan diri rayap C. curvignathus dalam berbagai pelarut....................................…….…. 2 Rata-rata waktu kematian 2 ekor semut O. denticulata yang diletakkan pada kelompok rayap C. curvignathus dengan jumlah anggota kelompok yang berbeda................................................. 3 Rata-rata area penghambatan pertumbuhan bakteri S. aureus dan E. coli oleh ekstrak sekresi pertahanan diri rayap C. curvignathus (milimeter).................................................................... 4 Rata-rata area penghambatan pertumbuhan bakteri S. aureus dan E. coli pada berbagai konsentrasi ekstrak etanol (milimeter)........................................................................ 5 Rata-rata penghambatan pertumbuhan cendawan patogen R. solani dan F. oxysporum oleh ekstrak sekresi pertahanan diri rayap C. curvignathus pada media PDA dengan konsentrasi 10%...................................................... 6 Rata-rata penghambatan pertumbuhan cendawan patogen R. solani oleh ekstrak sekresi pertahanan diri rayap C. curvignathus dalam pelarut etil asetat pada media PDA dengan berbagai konsentrasi................................................ 7 Analisis Ragam Pengaruh Perendaman Benih Pinus merkusii Dalam Ekstrak Sekresi Rayap Terhadap Daya Berkecambah Benih....................................................... 8 Analisis Ragam Pengaruh Perendaman Benih Pinus merkusii Dalam Ekstrak Sekresi Rayap Yang Ditanam Pada Media Dengan Cendawan Patogen Terhadap Daya Berkecambah Benih....................................................... 9 Analisis Ragam Pengaruh Perendaman Benih Pinus merkusii Dalam Ekstrak Sekresi Rayap Yang Ditanam Pada Media Dengan Cendawan Patogen Terhadap Serangan Penyakit Lodoh........................................................
iv
114
114
114
115
115
115
116
116
116
