1
EFEK LARVASIDA METABOLIT SEKUNDER
Beauveria bassiana
TERHADAP KEMATIAN LARVA
Aedes aegypti
Dyah Widiastuti1*, Isya Fikria Kalimah1
1
Balai Litbang P2B2 Banjarnegara, Jalan Selamanik No16A Banjarnegara
Abstract
Aedes aegypti is a major vector of Dengue, a deadly disease causing death of millions of people in developing countries both in urban and rural populations. Ae. aegypti control using chemical insecticide was always done and lead to a widespread insecticide resistance. So, mosquito biological control was needed to replace the usage of chemical insecticide. An experimental study using completely Randomized Design was conducted during March-April 2016 at Balai Litbang P2B2 Banjarnegara. A biolarvicide formula was made from Beauveria bassiana secondary metabolite which propagated by The Bacteriology Laboratory of Balai Litbang P2B2 Banjarnegara. In the experimental method, four concentrations of biolarvacide formula (2%, 4%, 8% and16%) were exposed to 3rd instar of Ae.aegypti larvae for eight days. The result showed that exposure of biolarvacide formula causing larval mortality which started on the 1st day exposure. This result showed that secondary metabolite of B. bassiana contains some larvacidal compounds.
Keywords: Beauveria bassiana, secondary metabolite, Aedes aegypti
LARVICIDAL EFFECT OF Beauveria
bassiana
SECONDARY
METABOLITE AGAINST
Aedes aegypti
LARVAE
Abstrak
Aedes aegypti merupakan vektor utama Dengue, penyakit yang menyebabkan kematian jutaan orang di negara-negara berkembang, baik pada populasi perkotaan dan pedesaan. Pengendalian Ae. aegypti menggunakan insektisida kimia selalu dilakukan dan menyebabkan resistensi insektisida secara luas. Oleh karena itu, pengendalian nyamuk secara biologis diperlukan untuk menggantikan penggunaan insektisida kimia. Penelitian eksperimental dengan disain rancangan acak lengkap dilaksanakan pada bulan Maret-April 2016 di Balai Litbang P2B2 Banjarnegara. Formula insektisida hayati dibuat dari metabolit sekunder jamur Beauveria bassiana. Metode eksperimen, menggunakan empat konsentrasi formula larvasida hayati (2%, 4%, 8% dan 16%) dipaparkan pada larva Ae.aegypti selama delapan hari. Hasil penelitian menunjukkan bahwa formula larvasida hayati menyebabkan kematian larva instar III Ae.aegypti. Kematian larva uji dimulai pada hari pertama. Hasil tersebut menunjukkan bahwa dalam metabolit sekunder jamur B. bassiana terdapat senyawa yang memiliki efek larvasida.
Kata Kunci: Beauveria bassiana, metabolit sekunder, Aedes aegypti
Naskah masuk: tanggal 27 September 2016; Review I: tanggal 3 November 2016 ; Review II: tanggal 21 November 2016; Layak Terbit: tanggal 9 Desember 2016
2
PENDAHULUAN
Penyakit Demam Berdarah Dengue (DBD) merupakan penyakit infeksi yang disebabkan oleh virus Dengue. Penyakit DBD masih menjadi masalah kesehatan penting di negara-negara tropis dan sub tropis, karena perjalanan penyakit ini sangat cepat, sehingga jika tidak segera ditangani dapat berakibat fatal. Virus Dengue yang merupakan penyebab penyakit DBD ini masuk ke dalam tubuh manusia melalui gigitan nyamuk Aedes aegypti atau Aedes albopictus. Dengan membawa virus ini, nyamuk Aedes sp dapat menularkan virus Dengue kepada siapa saja sepanjang siklus
hidupnya melalui gigitan sewaktu
menghisap darah manusia.1
Prevalensi global infeksi Dengue telah meningkat dengan dramatis pada beberapa dekade terakhir. Infeksi Dengue saat ini telah menjadi endemis di lebih dari 112 negara di Afrika, Amerika, bagian timur Mediterania, Asia Tenggara dan bagian barat Pasifik. World Health Organization
(WHO) memperkirakan 40 % populasi dunia atau 2,5 milyar orang yang tinggal di daerah tropis dan subtropis mempunyai risiko untuk terjangkit infeksi Dengue.2,3 Seluruh wilayah di Indonesia mempunyai risiko untuk terjangkit penyakit DBD sebab baik virus penyebab maupun nyamuk penularnya sudah tersebar luas di seluruh Indonesia.
Pengendalian populasi nyamuk Ae. aegypti sangat penting dalam rangka pengendalian penyakit DBD. Berbagai tindakan telah dilakukan dalam upaya pengendalian DBD antara lain melalui
pengasapan (fogging), gerakan
Pemberantasan Sarang Nyamuk (PSN)
maupun abatisasi. Namun demikian,
sampai saat ini permasalahan DBD belum juga dapat teratasi. Bahkan muncul permasalahan baru berupa meluasnya fenomena resistensi nyamuk terhadap berbagai jenis insektisida. Beberapa
penelitian telah melaporkan adanya
resistensi nyamuk Ae. aegypti terhadap berbagai insektisida.4,5,6
Pengendalian nyamuk dapat
dilakukan pada tahap larva. Pengendalian larva nyamuk yang selama ini sering digunakan adalah pengendalian secara kimiawi. Hal ini dapat menekan populasi vektor secara cepat. Namun, pengendalian dengan cara ini bila dilakukan secara berulang-ulang kurang efektif karena dapat
menyebabkan resistensi bagi larva,
kematian bagi hewan predator larva dan pencemaran lingkungan.7 Resistensi larva
Ae.aegypti terhadap larvasida temephos
telah dilaporkan di beberapa penelitian di berbagai tempat.4,5,6 Untuk itu diperlukan alternatif metode pengendalian nyamuk
Ae.aegypti dengan metode yang ramah lingkungan yaitu pengendalian hayati
menggunakan musuh alami nyamuk
tersebut.8
Beauveria bassiana merupakan jamur
yang mempunyai manfaat dalam
membunuh serangga baik di pertanian
(serangga hama pertanian) maupun
kesehatan (serangga penular penyakit). Jamur ini dilaporkan aman untuk manusia. Infeksi yang paling berat dari jamur B. bassiana pada manusia pernah dipublikasikan oleh Henke dan Tucker yang melaporkan adanya infeksi B. bassiana
pada penderita leukemia dengan kondisi imunokompromis. Hal ini menunjukkan bahwa secara umum B. bassiana tidak bersifat patogen untuk manusia. 9
Ikawati melaporkan bahwa
penggunaan isolat B. bassiana sebagai larvasida hayati terhadap larva An. maculatus menunjukkan efek larvasida yang bekerja secara lambat karena nilai LC50 dicapai pada konsentrasi 1x107
dengan waktu pengamatan selama 11 hari.10 Penelitian yang dilakukan oleh Putri dkk melaporkan bahwa rata-rata kerapatan spora jamur B. bassiana yang dapat mematikan 50% larva Ae. aegypti instar III selama pendedahan 24 jam sebesar 49,0×109 spora/mL, sedangkan pada waktu pendedahan 48 jam jumlah rata-rata kerapatan spora jamur B. bassiana yang dapat mematikan 50% larva Ae. aegypti
3
berupa konidia dan metabolit. Singh dan Prakash melaporkan bahwa penggunaan metabolit jamur B. bassiana dapat menjadi metode alternatif yang murah dan ramah lingkungan dalam pengendalian larva nyamuk Anopheles.12 Potensi pemanfaatan
metabolit jamur Beauveria bassiana
sebagai agen pengendali hayati nyamuk
Ae. aegypti memerlukan penelitian awal. Pada penelitian ini dilakukan uji larvasida menggunakan formula yang terbuat dari
metabolit B.bassiana terhadap larva
Ae.aegypti. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui efek larvasida dari
metabolit B.bassiana terhadap larva
Ae.aegypti. Apabila dalam metabolit B. bassiana terkandung senyawa yang memiliki efek larvasida maka dimungkinkan untuk dilakukan isolasi senyawa tersebut sebagai kandidat biolarvasida.
METODE
Penelitian ini dilakukan di Instalasi Bakteriologi dan Entomologi Balai Litbang P2B2 Banjarnegara pada bulan Maret 2016. Dengan menggunakan: isolat B. bassiana, medium Potato Dextrose Broth (PDB), larva nyamuk Ae.aegypti instar 3 (koleksi Balai Litbang P2B2 Banjarnegara).
Isolat B. bassiana dibiakkan dengan cara suspensi spora dalam 1 ml aquadest sampai tingkat pengenceran mencapai 1x108. Penghitungan spora dilakukan
menggunakan Improved Haemocytometer
Neubauer di bawah mikroskop binokuler dengan perbesaran 400 kali. Spora yang diperoleh kemudian diinokulasikan secara aseptis ke dalam 200 mL media PDB lalu diinkubasi di atas shaker dengan kecepatan 200 rpm pada suhu ruang selama 8 hari. Setelah itu isolat disaring menggunakan kertas Whatman no 42 sehingga diperoleh metabolit sekunder B. bassiana.
Untuk melihat efek larvasida
dilakukan uji larvasida dengan rancangan acak lengkap menggunakan 4 ml (2%), 8 ml (4%), 16 ml (8%) dan 32 ml (16%) formula larvasida yang berupa metabolit sekunder.
B. bassiana dimasukkan ke dalam wadah
hingga 200 mL. Masing-masing konsentrasi dari formula larvasida dibuat pengulangan sebanyak 3 kali. Sebanyak 10 ekor larva
Ae.aegypti instar tiga awal dimasukkan ke masing-masing wadah dan diamati jumlah larva yang mati serta proses perkembangan stadium selama 8 hari pengamatan. Sebagai kontrol digunakan 10 ekor larva
Ae.aegypti instar tiga awal yang dimasukan dalam wadah berisi 200 mL aquadest dengan pengulangan sebanyak 3 kali. Jumlah larva dan pupa yang mati pada masing-masing perlakuan dan kontrol dihitung persentasenya pada 24 jam (hari-1), 48 jam (hari-2), 72 jam (hari-3), 96 jam (hari-4), 120 jam (hari-5), 144 jam (hari-6), 168 jam (hari-7) dan 192 jam (hari-8)
setelah pemaparan, lalu hasilnya
ditabulasi.
HASIL
Paparan kedua jenis formula larvasida dengan konsentrasi 2%, 4%, 8% dan 16% pada larva Ae.aegypti instar ketiga menyebabkan kematian larva. Persentase kematian larva akibat paparan kedua jenis formula biolarvasida ditampilkan pada Tabel 1.
Hasil pengamatan selama penelitian
menunjukkan bahwa secara umum
kematian larva Aedes aegypti pada masing-masing konsentrasi sudah dimulai pada hari pertama kecuali pada konsentrasi 8% yang baru terjadi pada hari kedua. Secara umum, rata–rata kematian larva Ae. aegypti
4
Tabel 1. Persentase kematian larva dan pupa Aedes aegypti yang dipaparkan dengan
metabolit B. bassiana
Jenis
Rerata kematian larva dan pupa Aedes aegypti (%) Rerata jumlah
Tabel 2. Rerata jumlah larva Aedes aegypti yang menjadi pupa dan nyamuk selama
dipaparkan dengan metabolit B. bassiana
Jenis Keterangan: P= pupa; N= nyamuk
Hasil pengamatan menunjukkan
bahwa semakin tinggi konsentrasi larvasida hayati yang dipaparkan, perkembangan larva menajdi pupa semakin cepat. Rerata jumlah larva yang berkembang menjadi pupa dan nyamuk pada hari kedelapan paling banyak ditemukan pada paparan konsentrasi yang paling tinggi (16%) yaitu
rata-rata sebanyak 3 ekor yang menjadi pupa dan 3 ekor yang menjadi nyamuk. Paparan formula larvasida hayati dengan konsentrasi 2%, 4%, 8% dan 16% menimbulkan kematian larva dan pupa Ae. aegypti. Larva yang mati pada hari pertama pada paparan larvasida hayati dengan konsentrasi 2% secara morfologi berbeda.
(a) (b) (c)
Gambar 1. Larva Ae.aegypti yang mati pada hari pertama (a) dan hari ketujuh (b) pada
5
dengan larva yang mati pada hari ketujuh dengan konsentrasi yang sama. Larva yang
mati pada hari ketujuh mengalami
kerusakan eksoskeleton yang lebih parah
dibanding larva yang mati pada hari pertama. Demikian pula pupa yang mati
juga menunjukkan adanya kerusakan
eksoskeleton pada bagian posterior.
(a) (b)
Gambar 2. Pupa Ae.aegypti yang mati pada hari kedelapan pada konsentrasi 2% (a) dan pupa
pada kelompok kontrol (b)
BAHASAN
Hasil pengamatan menunjukkan
bahwa formula larvasida hayati yang berupa metabolit B. bassiana memiliki efek larvasida terhadap larva Ae.aegypti instar III. Hal ini selaras dengan penelitian Singh and Praksh yang telah melaporkan mengenai efek larvasida metabolit sekunder
B. bassiana terhadap larva Culex dan
Anopheles.12
Hasil uji larvasida menunjukkan
bahwa paparan keempat konsentrasi
formula larvasida hayati menyebabkan
kematian larva mulai hari pertama
pengamatan. Kematian 100% tidak
ditemukan hingga paparan pada hari kedelapan dari semua konsentrasi yang diberikan. Hal ini diperkuat oleh hasil penelitian Ikawati dimana waktu yang dibutuhkan untuk membunuh 50% larva
Anopheles sp pada dosis spora 1x10⁷ adalah 11,69 hari.10
Jumlah rerata larva dan pupa yang mati pada hari kedelapan paling tinggi ditemukan pada konsentrasi 8% (8 ekor), dan lebih tinggi dibanding konsentrasi 16% (6,3 ekor). Hal ini dimungkinkan karena
semakin tinggi konsentrasi larvasida hayati yang dipaparkan, perkembangan larva menajdi pupa semakin cepat (Tabel 2). Perkembangan larva menjadi pupa pada
paparan larvasida hayati dengan
konsentrasi 16% terjadi lebih cepat dibandingkan konsentrasi yang lebih rendah. Pengaruh pemberian metabolit sekunder B. bassiana terhadap percepatan pembentukan pupa Ae. aegypti belum dapat diketahui mekanismenya dalam penelitian ini sehingga memungkinkan untuk dilakukan penelitian lebih lanjut.
Kaya et al. menjelaskan bahwa fase pupa memiliki senyawa kitin dengan jumlah yang lebih banyak dibanding pada fase larva.13 Kitin adalah senyawa penyusun kutikula pada eksoskeleton serangga.14 Dengan kandungan kitin yang lebih tinggi kemungkinan pupa menjadi lebih tahan terhadap enzim ataupun toksin yang terkandung dalam metabolit sekunder B. bassiana. Jamur B. bassiana merupakan jamur yang bersifat entomopatogen. Sistem kerjanya yaitu spora jamur B. bassiana
6
yang menempel pada tubuh serangga inang
dapat berkecambah dan berkembang
membentuk tabung kecambah, kemudian masuk menembus kutikula tubuh serangga. Penembusan dilakukan secara mekanis dan atau kimiawi dengan mengeluarkan enzim atau toksin. Jamur ini selanjutnya akan mengeluarkan racun beauverin yang
membuat kerusakan jaringan tubuh
serangga. Dalam hitungan hari, serangga akan mati. Setelah itu, miselia jamur akan tumbuh ke seluruh bagian tubuh serangga. Serangga yang terserang jamur B. bassiana
akan mati dengan tubuh mengeras dan tertutup oleh benang-benang hifa berwarna putih.10 akhirnya spora akan memenuhi seluruh tubuh dan mengganggu gerak larva yang akan menyebabkan kematian.
Beauveria bassiana merupakan jamur/cendawan yang dikenal sebagai entomopatogen yang mempunyai distribusi yang luas. Jamur ini banyak ditemukan dari hasil isolasi serangga yang telah mati. Produksi konidia yang baik dan mempunyai infeksi tinggi merupakan ciri khas dari
Beauveria. Beauveria mempunyai miselium
berwarna putih atau terang dengan
konidiospora sendiri-sendiri. Percabangan miselium tertumpu pada suatu tempat dan secara mikroskopis pada media terlihat butiran tepung putih. Konidiospora dapat hidup pada suhu udara 20°C-30°C dengan pH netral. Jamur Beauveria bassiana
adalah jamur mikroskopik dengan tubuh berbentuk benang-benang halus (hifa). Kemudian hifa-hifa tadi membentuk koloni yang disebut miselia. Jamur ini tidak dapat memproduksi makanannya sendiri, oleh karena itu ia bersifat parasit terhadap serangga inangnya.10
Formula larvasida hayati yang
digunakan dalam penelitian ini tersusun dari metabolit sekunder jamur B. bassiana. Pada
penyiapan metabolit sekunder jamur B. bassiana, koloni yang tumbuh dalam medium cair telah difiltrasi menggunakan kertas saring dengan ukuran pori-pori sebesar 2,5 µm. Namun pada saat diaplikasikan ke kontainer uji, koloni jamur tetap dapat tumbuh (membentuk hifa) dan menginfeksi tubuh larva uji. Hal ini mengindikasikan bahwa ukuran spora strain
B. bassiana yang digunakan lebih kecil dari 2,5um. Jeffs et al melaporkan bahwa ada perbedaan ukuran morfologi B. bassiana
dari berbagai strain. Salah satu strain yang berasal dari New Zealand memiliki ukuran spora kurang dari 2,5 um.15
Pengamatan menunjukkan bahwa kondisi air dalam kontainer setelah pemberian isolat bakteri kitinolitik mengalami perubahan, terutama pada konsentrasi 16%. Perubahan yang terjadi adalah air menjadi keruh namun tidak berbau. Perubahan air kontainer dalam aplikasi larvasida perlu diperhatikan karena untuk aplikasi larvasida di masyarakat, terutama untuk kontainer yang berisi air
konsumsi harus diupayakan tidak
menimbulkan perubahan pada air.
Larvasida yang merubah kondisi air dalam kontainer akan cenderung tidak disukai oleh masyarakat.
Penelitian yang dilakukan Pratiwi16 menyebutkan bahwa penerapan larvasida dalam bak mandi masih dapat ditoleransi oleh responden jika larvasida tersebut tidak
menimbulkan perubahan warna dan
perubahan bau pada air. Salah satu hal yang menghalangi persepsi masyarakat untuk menerima larvasida adalah karena proses penggunaannya berkaitan dengan penggunaan air bersih untuk keperluan sehari-hari. Sehingga mengurangi minat masyarakat dan lebih cenderung untuk lebih memilih menguras bak mandi daripada menggunakan larvasida.16
7
sebagai larvasida hayati masih memerlukan proses pengolahan lebih lanjut. Namun demikian, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa formula larvasida hayati dari metabolit sekunder B. bassiana memiliki efek larvasida terhadap larva Ae.aegypti
dan berpotensi untuk dikembangkan
sebagai biolarvasida.
KESIMPULAN
Formula larvasida hayati yang berasal dari campuran metabolit sekunder jamur B. bassiana memiliki potensi sebagai agen hayati dalam pengendalian vektor DBD karena dapat menyebabkan kematian larva
Ae.aegypti. Rerata jumlah larva dan pupa yang mati pada hari kedelapan paling tinggi ditemukan pada paparan konsentrasi 8%.
SARAN
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui toksisitas formula
larvasida hayati tersebut terhadap
organisme non target, serta mengisolasi toksin spesifiknya sebagai upaya mencari bahan aktif insektisida nabati yang lebih efektif.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih
kepada Kepala Balai Litbang P2B2
Banjarnegara atas ijin dan dukungannya hingga penelitian ini dapat dilaksanakan dengan baik, serta rekan-rekan teknis di Instalasi Bakteriologi dan Entomologi Balai
Litbang P2B2 Banjarnegara atas
bantuannya selama pelaksanaan penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
1. Sustainable Development Networking Programme. Dengue the deadly killer. [internet]. [Disitasi tanggal 15 Agustus
2015]. Diakses dari:
http://www.sdnbd.org/denguefever.htm.
and dengue hemorrhagic fever:
management issue in an intensive care unit. Journal of Pediatrics (Rio J).2007;83:522-535.
3. World Health Organization. Dengue and severe Dengue. [internet] 2013. [disitasi tanggal 15 Agustus 2015].
Diakses dari: www.who.int/media
centre/factsheets/fs117/en/.
4. Sunaryo, Ikawati B, Rahmawati, Widiastuti D. Status resistensi vektor resistensi vektor demam berdarah Dengue (Aedes aegypti) terhadap malathion 0,8% dan permethrin 0,25% di Provinsi Jawa tengah. Jurnal Ekologi Kesehatan. 2014.13(2):146-152.
5. Ikawati B, Sunaryo, Widiastuti D. Peta status kerentanan Aedes aegypti (Linn.) terhadap insektisida cypermethrin dan
malathion di Jawa Tengah.
Aspirator.2015;7(1):23-28
6. Sunaryo. Pemetaan Status Kerentanan
Aedes aegypti terhadap Insektisida di Indonesia. Laporan Penelitian. Balai Litbang P2B2 Banjarnegara. 2015.
7. Yunita EA, Suprapti NH, Hidayat JW.
Pengaruh ekstrak daun teklan
(Eupatorium riparium) terhadap mortalitas dan perkembangan larva
Aedes aegypti. Jurnal Bioma. 2009;11:11-17.
8. Axtell RC dan Guzman DR.
Encapsulation of the mosquito fungal
pathogen Lagenidium giganteum
(Oomycetes: Lagenidiales) in calcium alginate. Journal of American Mosquito Control Association. 1987;3(3):450-459.
9. Langle T. Beauveria bassiana (Bals.-Criv.) Vuill. – A biocontrol agent with more than 100 years of history of safe use. [internet] [disitasi 8 November 2016]. Diakses dari: http://www.rebeca-net.de/downloads/Beauveria%20bassia na.pdf.
10. Ikawati B. Studi efek Beauveria bassiana pada Anopheles maculatus
8
Litbang P2B2 Banjarnegara. Laporan Penelitian. 2015.
11. Putri. Jamur entomopatogen Beauveria bassiana (Balsamo, 1912) sebagai agen pengendali hayati nyamuk Aedes aegypti (Linaeus, 1762). Prosiding
Seminar Nasional Masyarakat
Biodiversitas Indonesia.
2015.1(6):1472-1477.
12. Singh G, Prakash S. Fungi Beauveria bassiana (Balsamo) Metabolites for controlling malaria and filaria in tropical countries; Advances in biomedical research. United Kingdom: Cambridge Press. 2010. ISSN: 1790-5125 ISBN: 978-960-474-164-9,.
13. Kaya M, Sofi K, Sargin I, Mujtaba M. Changes in physicochemical properties of chitin at developmental stages (larvae, pupa and adult) of Vespa crabro (wasp). Carbohydrat Polymers. 2016.10(145):64-70.
14. Bayoumi AE, Balaña-Fouce R, Sobeiha AK, Hussein EMK. The biochemical influences of some chitin synthesis inhibitors against the cotton leafworm Spodoptera littoralis (Boisd.). Bol. San. Veg. Plagas, 1997.23:583-593.
15. Jeffs LB, Xavier IJ, Matai RE, Khachatourians GG. Relationships between fungal spore morphologies
and surface properties for
entomopathogenic members of the genera Beauveria, Metarhizium,
Paecilomyces, Tolypocladium, and
Verticillium. Journal of Microbiology. 1999;45:936–948.
