TESIS
EFEKTIVITAS EKSTRAK KULIT BATANG AMPUPU
(Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) DALAM
MENGHAMBAT PERTUMBUHAN Fusarium sp.
PENYEBAB BUSUK TONGKOL JAGUNG
(Zea mays L.)
BERNADINA METBOKIPROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
TESIS
EFEKTIVITAS EKSTRAK KULIT BATANG AMPUPU
(Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) DALAM
MENGHAMBAT PERTUMBUHAN Fusarium sp.
PENYEBAB BUSUK TONGKOL JAGUNG
(Zea mays L.)
BERNADINA METBOKI NIM: 1392261001
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOLOGI
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
ii
EFEKTIVITAS EKSTRAK KULIT BATANG AMPUPU
(Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) DALAM
MENGHAMBAT PERTUMBUHAN Fusarium sp.
PENYEBAB BUSUK TONGKOL JAGUNG
(Zea mays L.)
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister Pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biologi
Program Pascasarjana Universitas Udayana
BERNADINA METBOKI NIM 1392261001
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOLOGI
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2015
iii
LEMBAR PERSETUJUAN Tesis ini telah disetujui Tanggal 28 Desember 2015
Pembimbing I,
Dr. Dra. Ni Putu Adriani Astiti, M.Si NIP. 19631005 198903 2 001
Pembimbing II,
Dr. Dra. Meitini Wahyuni Proborini, M.Sc.St NIP. 19640523 199103 2 001
Mengetahui
Ketua Program Studi Magister Ilmu Biologi Program Pascasarjana
Universitas Udayana,
Ir. Ida Ayu Astarini, M.Sc., Ph. D NIP. 19680327 199302 2 001
Direktur Program Pascasarjana
Universitas Udayana,
Prof. Dr. dr. A. A. Raka Sudewi, Sp. S(K) NIP. 19590215 198510 2 001
iv
HALAMAN PENETAPAN PANITIA PENGUJI
Tesis ini Telah Diujikan Pada tanggal 14 Desember 2015
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK. Rektor Universitas Udayana No: 4191/UN.14.4/HK/2015
Tanggal 11 Desember 2015
Ketua : Dr. Dra. Ni Putu Adriani Astiti, M.Si.
Anggota :
1. Dr. Dra. Meitini Wahyuni Proborini, M.Sc. St. 2. Dr. Ir. Made Ria Defiani, M.Sc (Hons)
3. Dr. Sang Ketut Sudirga, S.Si, M.Si.
v
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya yang bertanda tangan di bawah ini:
Nama : Bernadina Metboki
NIM : 1392261001
Program Studi : Magister Ilmu Biologi
Judul Tesis : Efektivitas Ekstrak Kulit Batang Ampupu (Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) dalam Menghambat Pertumbuhan Fusarium sp. Penyebab Busuk Tongkol Jagung (Zea mays L.)
Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah tesis ini bebas plagiat.
Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 tahun 2010 dan Peraturan Perundang-undangan yang berlaku.
Denpasar,1 Desember 2015
vi
UCAPAN TERIMA KASIH
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya atas berkat, rahmat karunia dan penyertaan-Nya sehingga dapat menyelesaikan tesis yang berjudul “Efektivitas Ekstrak Kulit Batang Ampupu (Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) dalam Menghambat Pertumbuhan Fusarium sp. Penyebab Busuk Tongkol Jagung (Zea mays L.)”
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: Dr. Dra. Ni Putu Adriani Astiti, M.Si., selaku pembimbing pertama dan sebagai Ketua Panitia Ujian Tesis yang dengan penuh perhatiannya telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan dan saran selama penulis menyelesaikan tesis ini. Terima kasih sebesar besarnya pula penulis sampaikan kepada Dr. Dra. Meitini Wahyuni Proborini, M.Sc. St., selaku pembimbing kedua dan juga sebagai sekretaris panitia Ujian Tesis yang dengan penuh perhatian dan kesabaran memberikan bimbingan, arahan dan saran kepada penulis.
Ucapan yang sama juga penulis tujukan kepada Rektor Universitas Udayana Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp. PD-KEMD atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana. Ucapan terima kasih ini juga ditujukan kepada Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang dijabat oleh Prof. Dr. Dr. A. A. Raka Sudewi, Sp.S(K) atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pascasarjana Universitas Udayana. Penulis juga menyampaikan rasa terima kasih kepada Ketua Jurusan Program Studi Magister Biologi Ir. Ida Ayu Astarini, M.Sc., Ph.D. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada para penguji tesis, yaitu Dr. Ir. Made Ria Defiani, M.Sc (Hons), Drs. Ida Bagus Gede Darmayasa, M.Si. dan Dr. Sang Ketut Sudirga, S.Si, M.Si., yang telah memberikan masukan, saran, sanggahan, dan koreksi sehingga tesis ini dapat terwujud seperti ini.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus disertai penghargaan kepada Ibu tercinta Katharina Kole, dan juga Ayah Paulus Tana, yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, memberikan dasar-dasar berpikir logik dan suasana demokratis sehingga tercipta lahan yang baik untuk berkembangnya kreativitas.
Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan di dalam penulisan tesis ini. Oleh sebab itu penulis mengharapkan adanya masukan dan saran-saran yang membangun untuk memperbaiki tulisan ini. Semoga Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini, serta kepada penulis sekeluarga. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih dan semoga tesis ini dapat meberikan informasi dan wacana baru bagi para pembaca.
Denpasar, Desember 2015
vii
ABSTRAK
Efektivitas Ekstrak Kulit Batang Ampupu (Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) dalam Menghambat Pertumbuhan Jamur Fusarium sp. Penyebab
Busuk Tongkol Jagung (Zea mays L.)
Produksi jagung yang rendah di Indonesia disebabkan oleh banyak faktor salah satunya adalah penyakit yang disebabkan oleh jamur. Pengendalian jamur dengan menggunakan bahan kimia sangat berbahaya bagi kesehatan. Oleh karena itu, diperlukan usaha pengembangan fungisida nabati yang ramah lingkungan, misalnya dengan menggunakan ekstrak kulit batang ampupu. Tujuan penelitian untuk mengetahui efek anti jamur dari ekstrak kulit batang ampupu terhadap pertumbuhan jamur Fusarium sp. yang menyebabkan busuk tongkol jagung. Pengujian hambatan pertumbuhan Fusarium sp. oleh ekstrak kulit batang ampupu dilakukan di laboratorium dengan metode sumur difusi pada media PDA. Ekstrak dengan konsentrasi 1,5%, 3,0%, 4,5% di masukkan dalam sumur difusi pada setiap petri. Identifikasi senyawa aktif menggunakan Kromatografi Gas-Spektroskopi Massa.Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara in vitro ekstrak kasar kulit batang ampupu dengan konsentrasi 1,5%, 3,0%, dan 4,5% mampu menghambat pertumbuhan jamur Fusarium moniliforme dengan diameter zona hambatan masing-masing adalah 0,18 mm, 1,85 mm, 2,01 mm. peningkatan konsentrasi ekstrak yang diberikan menyebabkan zona hambatan yang terbentuk lebih besar. Sebelas senyawa dalam ekstrak methanol kulit batang ampupu diketahui berpotensi sebagai anti jamur yaitu Ethylbenzene, o-Xylene,
ALPHA.-PINENE, DELTA.3-Carene, Azulene (CAS) Cyclopentacycloheptene,
Tetradecane(CAS)n-Tetradecane, 2,6-Diisopropylnaphthalene,
7,9-Di-tert-butyl-1-oxaspiro(4,5)deca-6,9-dien, Hexadecanamide, 9-Octadecenamide,
(Z)-(CAS)OLEOAMIDE, 1,2-Benzenedicarboxylicacid,mono(2-ethylhexyl) Kata kunci: aktivitas anti jamur, tanaman ampupu, Fusarium moniliforme.
viii
ABSTRACT
Effectivity of Ampupu tree bark (Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) crude extract in response to inhibit fungal growth of Fusarium sp. as the causal
agent of corncob rot (Zea mays L.)
The fungal-related diseases were responsible as one of many reasons for low production of maize in Indonesia. Controlling fungal contaminants using chemical is hazardous for human nowadays. Thus the need of environmental friendly vegetative-based fungicide such as from the extract of Ampupu tree bark is important. The objective of this study was to investigate the antifungal effect from Ampupu tree bark crude extract in response to growth of Fusarium sp, which responsible as the causal agent of corncob rot. The inhibition test on growth of
Fusarium sp. by Ampupu tree bark crude extract was performed with diffusion
well method on PDA as media. The process involved the infusion of crude extracts at 1.5%, 3.0% and 4.5% concentration, respectively, into diffusion well on each petri disk. Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS) was used to identify any active compound contained. The result showed that by in vivo treatment, crude extract of Ampupu tree bark with concentration of 1.5%, 3,0% and 4.5%, were able to inhibit the fungal growth of Fusarium miniliforme as the causal agent of corncob rot with diameter of inhibition zone 0.18 mm, 1.85 mm and 2.01 mm, respectively. The higher the concentration of the crude extract given, the larger the diameter of inhibition zone formed. There were 11 active compound found within Ampupu tree bark methanol-based extract, which could potentially become antifungal, i.e. Ethylbenzene, o-Xylene, ALPHA.-PINENE, DELTA.3-Carene, Azulene (CAS) Cyclopentacycloheptene, Tetradecane(CAS)n-Tetradecane, 2,6-Diisopropylnaphthalene, 7,9-Di-tert-butyl-1-oxaspiro(4,5)deca-6,9-dien, Hexadecanamide, 9-Octadecenamide, (Z)-(CAS)OLEOAMIDE, 1,2-Benzenedicarboxylicacid,mono(2-ethylhexyl).
ix
RINGKASAN
Gagasan ketahanan dan diversifikasi pangan nasional membuat kuliner berbasis pangan lokal mulai dikembangkan. Jagung merupakan salah satu sumber karbohidrat yang cukup potensial. Namun kebutuhan jagung untuk pangan maupun pangan dan pakan baik kualitas maupun kuantitas belum terpenuhi sehingga masih impor. Produksi jagung di Indonesia tahun 2013 adalah 18,51 juta ton, sedangkan kebutuhan jagung untuk pangan, pakan dan industri mencapai 27,14 juta ton. Produksi jagung yang rendah di Indonesia disebabkan oleh banyak faktor salah satunya adalah faktor biologis. Penyakit tanaman jagung khususnya busuk tongkol jagung yang di sebabkan oleh jamur berkontribusi secara signifikan terhadap kerugian hasil pertanian. Penggunaan fungisida kimia untuk mengendalikan jamur terbukti memberikan keuntungan walaupun memberikan efek berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Pestisida nabati yang lebih ramah lingkungan dipilih untuk mengendalikan jamur penyebab penyakit tanaman. Penelitian menggunakan ekstrak kulit batang tanaman Ampupu sebagai fungisida nabati untuk mengurangi pencemaran terhadap manusia dan lingkungan. Tujuan penelitian adalah: (1) untuk mengetahui jenis jamur penyebab busuk tongkol pada jagung, (2) untuk mengetahui daya hambat ekstrak kulit batang tanaman ampupu terhadap pertumbuhan jamur penyebab busuk tongkol pada jagung, (3) untuk mengetahui senyawa metabolit sekunder apa sajakah yang terkandung pada kulit batang tanaman Ampupu (Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume).
Penelitian dilakukan di Laboratorium Taksonomi Tumbuhan (Mikologi) FMIPA Universitas Udayana dan dilanjutkan dengan Identifikasi senyawa aktif di Laboratorium Sumber Daya Genetika dan Biologi Molekuler Pascasarjana Universitas Udayana. Penelitian diawali dengan menyiapkan ekstrak kulit batang ampupu terlebih dahulu yang di ambil dari hutan rakyat Kabupaten Timor Tengah Utara. Tahap selanjutnya melakukan isolasi jamur penyebab penyakit busuk tongkol jagung dari tongkol jagung yang menunjukkan gejala penyakit. Uji postulat Koch dilakukan untuk menentukan jamur patogen yang diisolasi merupakan jamur spesifik penyebab penyakit busuk tongkol jagung. Patogen penyebab penyakit diidentifikasi secara mikroskopis dengan mikroskop dan secara makroskopis menggunakan buku Fungi and Food Spoilage (Pitt and Hocking, 1997). Penelitian menggunakan metode sumur difusi dimulai dari pengujian ekstrak untuk melihat daya hambat, mencari MIC (Minimum Inhibytori
Concentration) dan melakukan pengujian persentase ekstrak dari 0 % sampai
4,5%. Identifikasi senyawa aktif yng terkandung dalam kulit batang ekstrak ampupu dilakukan dengan proses maserasi selama 32 jam, partisi menggunakan 2 pelarut dengan polaritas berbeda, kromatografi lapis tipis (KLT) untuk menentukan pelarut sebagai fase gerak pada kromatografi kolom dan setelah kromtografi kolom dilakukan KLT kembali untuk mencari nilai rf yang sama lalu diidentifikasi senyawa aktifnya dengan KG-SM.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa jamur yang menyebabkan penyakit busuk tongkol jagung adalah jamur Fusarium moniliforme. Koloni F. moniliforme berwarna violet hingga merah lembayung, sebalik koloni berwarna ungu muda hingga violet gelap, makrokonidia bersepta 3-7, mikrokonidia tdk bersepta dengan
x
jumlah yang banyak. Hasil pengujian ekstrak kulit batang kulit batang ampupu secara in vitro mampu menekan pertumbuhan jamur F. moniliforme. Zona bening yang terbentuk di setiap perlakuan menunjukkan bahwa semakin tinggi konsentrasi yang diberikan semakin tinggi pula zona bening yang terbentuk. Zona bening yang terbentuk pada konsentrasi tertinggi 4,5% adalah 2,01 mm, konsentrasi 3,0% sebesar 1,85 mm, konsentrasi 1,5% adalah 0,18 mm, sedangkan pada kontrol tidak ada. Hasil uji KG-SM ditemukan 11 senyawa dalam ekstrak metanol kulit batang ampupu yang bekerja secara sinergis sebagai fingisida nabati yaitu Ethylbenzene, o-Xylene, ALPHA.-PINENE, DELTA.3-Carene, Azulene (CAS) Cyclopentacycloheptene, Tetradecane(CAS)n-Tetradecane,
2,6-Diisopropylnaphthalene, 7,9-Di-tert-butyl-1-oxaspiro(4,5)deca-6,9-dien,
Hexadecanamide, 9-Octadecenamide, (Z)-(CAS)OLEOAMIDE,
xi DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DALAM ... i
PRASYARAT GELAR ... ii
LEMBAR PENGESAHAN ... iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI ... iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ... v
UCAPAN TERIMA KASIH ... vi
ABSTRAK ... vii
ABSTRACT ... viii
RINGKASAN ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 6
1.3 Tujuan Penelitian ... 7
1.4 Manfaat Penelitian ... 7
BAB II KAJIAN PUSTAKA ... 8
2.1 Biologi Ampupu (Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) ... 8
2.2 Fungisida Nabati ... 10
2.2.1 Kelebihan Pestisida Nabati ... 13
2.2.2 Kekurangan Pestisida Nabati ... 14
2.2.3 Prospek Pengembangan Pestisida Nabati ... 14
2.3. Penyakit tanaman Jagung ... 15
2.4 Senyawa Metabolit Sekunder ... 16
2.4.1 Alkaloid ... 17
2.4.2 Flavonoid ... 18
2.4.3 Tanin ... 18
2.4.4 Saponin ... 19
2.4.5 Polifenol ... 20
2.4.6 Steroid dan Triterpenoid ... 20
xii
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS ... 23
3.1 Kerangka Berpikir ... 23
3.2 Konsep Penelitian ... 25
3.3. Hipotesis Penelitian . ... 26
BAB IV METODE PENELITIAN ... 27
4.1 Rancangan Penelitian ... 27
4.2 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 27
4.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 27
4.4 Variabel Penelitian ... 28
4.5 Bahan Penelitian... 28
4.6 Instrumen Penelitian ... 28
4.7 Prosedur Kerja ... 29
4.7.1 Pengumpulan dan Preparasi Sampel ... 29
4.7.2 Pembuatan Ekstrak Kulit Batang Ampupu ... 29
4.7.3 Prosedur Pembuatan Media Kultur ... 29
4.7.4 Isolasi dan Identifikasi Jamur penyebab busuk tongkol jagung. .... 30
4.7.5 Uji Postulat Koch ... 30
4.7.6 Uji Aktivitas Antijamur Ekstrak Kulit Batang Ampupu ... 31
4.7.7 Uji Aktivitas Antijamur ekstrak kulit batang terhadap Pertumbuhan Jamur Fusarium moniliforme ... 31
4.7.8 Partisi dan Identifikasi Fraksi Aktif ... 32
4.7.9 Uji Aktivitas Antijamur Hasil Fraksinasi ... 32
4.7.10 Uji Fitokimia ... 34
4.7.11 Analisis Kromatografi Gas-Spektroskopi Mass ... 36
4.8 Analisa Data ... 36
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ... 38
5.1 Jamur Penyebab Busuk tongkol jagung ... 38
5.2 Uji Postulat Koch ... 40
5.3 Uji Aktivitas Antijamur Ekstrak kulit batang Ampupu pada media PDA ... 42
5.4 Uji Aktivitas Antijamur Ekstrak kulit batang Ampupu Terhadap Pertumbuhan Jamur ... 44
5.5 Uji Daya Hambat Ekstrak hasil Partisi... 46
5.6 Analisis senyawa Aktif Ekstrak kulit batang Ampupu ... 46
5.7 Uji Fitokimia ... 48
xiii
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ... 62
6.1 Simpulan ... 62
6.2 Saran ... 62
DAFTAR PUSTAKA ... 63
xiv
DAFTAR TABEL
5.1 Daya hambat ekstrak kulit batang ampupu terhadap diameter zona bening jamur Fusarium moniliforme pada media PDA ... 45 5.2 Fraksinasi ekstrak kuli batang ampupu menggunakan Kromatografi Lapis
Tipis ... 47 5.3 Uji Bioassay hasil fraksinasi KLT ekstrak kulit batang tanaman ampupu
terhadap jamur Fusarium moniliforme... 47 5.4 Hasil uji fitokimia Ekstrak Kulit batang Ampupu (Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) ... 48 5.5 Senyawa-senyawa aktif sebagai fungisida nabatai yang teridentifikasi dalam
xv
DAFTAR GAMBAR
2.1 Pohon Ampupu (Eucalyptus alba Reinw. Ex. Blume) ... 8
2.2 Mikroskopis Jamur Fusarium sp. ... 16
2.3 Jagung yang Terinfeksi Jamur. ... 17
3.1 Bagan Peta Konsep Penelitian ... 26
5.1 Isolat Murni Jamur Fusarium moniliforme ... 38
5.2 Mikroskopis F.moniliforme ... 40
5.3 Uji Postulat Koch ... 41
5.4 uji aktivitas anti jamur ekstrak ampupu terhadap F.moniliforme ... 43
5.5 Zona hambatan ekstrak ampupu terhadap Jamur F.moniliforme ... 44
5.6 Uji ekstrak hasil Partisi menggunakan Heksan dan Metanol ... 46
5.7 Hasil uji Frkasinasi kromatografi Lapis Tipis ... 47
5.8 Kromatogram hasil analisis KG-SM pada fraksi 2. ... 50
5.9 Spektrum massa senyawa pada puncak 1 dan Spektrum Ethylbenzene ... 52
5.10 Spektrum massa senyawa pada puncak 2 dan Spektrum o-Xylene ... 53
5.11 Spektrum massa senyawa pada puncak 3 dan Spektrum alpha.-Pinene ... 53
5.12 Spektrum massa senyawa pada puncak 4 dan Spektrum DELTA.3-Carene54 5.13 Spektrum massa senyawa pada puncak 5 dan Spektrum Azulene (CAS) Cyclopentacycloheptene ... 55
5.14 Spektrum massa senyawa pada puncak 6 dan Spektrum Tetradecane. ... 55
5.15 Spektrum massa senyawa pada puncak 7 dan Spektrum 2,6-Diisopropil naphthalene ... 56
5.16 Spektrum massa senyawa pada puncak 8 dan Spektrum 7,9-Di-tert-butyl-l-oxaspiro (4,5)deca-6,9-dien ... 57
5.17 Spektrum massa senyawa pada puncak 9 dan Spektrum Hexadecanamid ... 57
5.18 Spektrum massa senyawa pada puncak 10 dan Spektrum Octadecanamide 58 5.19 Spektrum massa senyawa pada puncak 11 dan Spektrum 1,2 Benzenedicar boxylic acid, mono (2-ethylexyl) ester ... 58
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
2.1 Hasil Analisa Data ... 70 2.2 Hasil KLT ... 71
