Proposal Q : Pengaruh Pemberian Biopestisida daun Mirabilis jalapa dan Jamur Metarhizium anisopliae terhadap Respon Imun dan Mortalitas Larva Spodoptera exigua

 

Proposal Tesis Q :

Pengaruh Pemberian Biopestisida daun Mirabilis jalapa dan Jamur Metarhizium anisopliae terhadap Respon Imun dan Mortalitas Larva  Spodoptera exigua

1.      Permasalahan

Ulat tantra (Spodoptera exigua) umumnya ditemukan di lahan pertanian sayuran khususnya pada tanaman bawang. Telur yang dihasilkan oleh S.exigua, diletakkan pada tiap lapis daun tanaman bawang secara berkelompok dengan kisaran telur antara 20 – 100. Telur S.exigua ini selanjutnya akan berkembang menjadi larva. Tahap larva memiliki aktifitas makan yang tinggi dengan memakan banyak daun sampai tersisa tulang daun bahkan menghabiskan daun tersebut. Kondisi demikian dapat menyebabkan kerugian pada hasil panen terlebih jika populasi S.exigua meningkat (Ronald et al., 2007). Penggunaan pestisida kimiawi menjadi salah satu alternatif bagi petani dalam memberantas hama S.exigua dikarenakan efek kerja pestisida ini yang cepat dalam membasmi serangga.

Pembasmian serangga dengan penggunaan pestisida kimiawi meskipun daya kerjanya mudah dan cepat namun memiliki efek negatif terhadap lingkungan. Penyalahgunaan pestisida juga dapat merugikan organisme non-target, dan akumulasi residu racun pestisida pada tanaman hasil panen (Edwards, 1986 dalam Glover, 2008).

Penggunaan pestisida botani menjadi salah satu alternatif yang aman dalam menanggulangi  serangan serangga patogen khususnya S.exigua.  Tanaman bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) yang diekstrak dengan pelarut etanol diketahui memiliki senyawa antifeedant  yang dapat menurunkan konsumsi pakan, berat, dan laju pertumbuhan serangga S.exigua pada konsentrasi 0.8 M (Prasetyo, 2006).  Adanya senyawa antifeedant pada M.jalapa diharapkan dapat memperlemah sistem pertahanan (imunitas) S.exigua baik pada tingkat seluler maupun humoral.

Sistem pertahanan S.exigua yang melemah dengan pengaplikasian biopestisida M.jalapa akan lebih efektif dalam meningkatkan laju mortalitas S.exigua jika dikombinasikan dengan agen pengendali hayati yaitu Metarhizium anisopliae. Pengaplikasian jamur Metarhizium anisopliae pada seluruh taraf dosis jamur (1.5x10² – 1.5x10⁵ spora/ekor) mengakibatkan mortalitas Oxya japonica dengan mempengaruhi sistem imun seluler (tipe hemosit) larva O.japonica  dan imun humoral larva berupa aktivitas phenoloxidase (Melani, 2008). Namun, pengamatan terhadap respon imun humoral berupa aktivitas lektin belum diteliti khususnya pada larva S.exigua.

Pengkombinasian mekanisme kerja dari ekstrak tanaman Mirabilis jalapa dan jamur entomopatogen Metarhizium anisopliae diharapkan dapat membantu petani dalam memberantas hama serangga pertanian dalam jangka waktu yang relatif cepat, efektif, dan aman bagi organisme non-target.

2.      Tujuan Penelitian

a.       Untuk mengetahui persentase perubahan jumlah tipe hemosit larva  Spodoptera exigua dengan pemberian dosis infeksi yang tepat dari biopestisida daun Mirabilis jalapa.

b.      Untuk mengetahui perubahan aktivitas lektin larva Spodoptera exigua dengan pemberian dosis infeksi yang tepat dari biopestisida daun Mirabilis jalapa.

c.       Untuk mengetahui tingkat mortalitas larva Spodoptera exigua dengan pemberian dosis infeksi optimum dari biopestisida daun Mirabilis jalapa dan jamur Metarhizium anisopliae.

3.      Hipotesis

a.       Terdapat dosis infeksi tertentu dari biopestisida daun Mirabilis jalapa yang dapat berpengaruh terhadap persentase jumlah hemosit larva Spodoptera exigua.

b.      Terdapat dosis infeksi tertentu dari biopestisida daun Mirabilis jalapa yang dapat berpengaruh terhadap perubahan aktivitas lektin larva Spodoptera exigua.

c.       Terdapat dosis infeksi optimum dari biopestisida daun Mirabilis jalapa dan jamur Metarhizium anisopliae yang berpengaruh terhadap tingkat mortalitas larva Spodoptera exigua.

4.      Tinjauan Pustaka

a.      Spodoptera exigua

Spodoptera exigua (ulat tentara) termasuk dalam ordo lepidoptera merupakan salah satu hama yang sangat merugikan di beberapa negara khususnya Indonesia. Larva muda  memakan tanaman sayuran  panen secara berkelompok dan membuat lubang-lubang pada daun (Capinera, 2006). Masa perkawinan S.exigua sangat cocok pada suhu 26⁰ C dan produksi telur S.exigua efektif pada suhu 26-29 ⁰C.

Aktifitas makan S.exigua umumnya terjadi pada malam hari (Gross, 2006). Larva S.exigua akan mencapai ukuran maksimum sekitar 22.5 mm dan selanjutnya  menjadi  pupa. Larva yang menjadi pupa akan hidup di tanah selama 6-7 hari sehingga keseluruhan siklus hidup S. exigua sampai imago sekitar 3 minggu (Sparks, 2010).

Habitat S.exigua pada tanaman sayuran khususnya bawang, sangat merugikan petani sehingga dalam menanggulangi gagal panen petani menggunakan pestisida. Pengaplikasian biopestisida diharapkan dapat memperlemah sistem pertahanan tubuh serangga.

b.       Respon Imun Spodoptera exigua

 Mekanisme pertahanan serangga secara umum terbagi dua kelompok. Reaksi pertahanan pertama berupa reaksi imun non-spesifik yang terdiri dari struktur dan pelindung luar tubuh pasif seperti kutikula, gut physicochemical, dan perritrophic-membran. Reaksi pertahanan kedua berupa reaksi pertahanan spesifik meliputi reaksi selular dan humoral. Reaksi selular termasuk fagositosis, nodulasi (pengumpulan hemosit), dan enkapsulasi. Reaksi seluler serangga dapat diamati dengan jumlah tipe hemosit serangga. Jenis-jenis tipe hemosit serangga terdiri dari prohaemocyt, plasmatocyte, granular cell, cyctocyte, spherule cell, dan oenocytoid. Salah satu tipe hemosit serangga yang berperan terhadap benda asing yaitu plasmatocyt (Narayanan, 2004 dan Anggraeni, 1992).

Reaksi humoral meliputi pengaktifan prophenoloxidase cascade dan induksi protein imun seperti  lysozymes, lectins, anti-bacterial, dan anti-fungal. Reaksi humoral berupa aktifitas lektin dimana agglutinin atau lektin ini merupakan molekul berupa protein bukan enzim yang berikatan atau bereaksi dengan karbohidrat dari partikel asing yang dapat menyebabkan aglutinasi atau presipitasi sehingga lektin ini berperan sebagai pengenalan sel asing yang masuk ke dalam tubuh organisme khususnya serangga (Narayanan, 2004 dan Anggraeni, 1992). Salah satu biopestisida yang akan digunakan dalam memperlemah pertahanan tubuh serangga yaitu Mirabilis jalapa.

c.       Mirabilis jalapa

Bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) merupakan biopestisida yang mengandung senyawa antifeedant berupa beta-sitosterol  (Duke, 2002). Penolakan aktifitas makan larva juga terbukti dari hasil penelitian Yue-feng (2007), dengan mengekstrak Mirabilis jalapa dengan pelarut (petroleum ether,chloroform dan ethanol), khususnya dengan pelarut chloroform, efek penolakan makanan larva Pieris rapae meningkat menjadi  96.80% setelah hari kelima. Kemampuan M.jalapa dalam meningkatkan mortalitas S.exigua diharapkan dapat lebih efektif jika diaplikasikan dengan penggunaan jamur entomopatogen berupa jamur Metarhizium anisopliae.

d.      Metarrhizium anisopliae

Jamur Metarhizium anisopliae dikenal  sangat virulen terhadap serangga,  bahkan saat ini digunakan dalam kontrol dari kumbang kelapa.  Jamur menyerang serangga dengan cara penetrasi melalui kutikula dikarenakan jamur M.anisopliae memiliki enzim yang dapat mendegradasi kutikula serangga. Jamur berproliferasi kemudian menyerang semua jaringan dan mengisi rongga tubuh serangga dengan hifa yang tumbuh tebal. Miselium yang dihasilkan jamur menyebabkan tubuh serangga menjadi keras, kaku, dan mengalami mumifikasi (Moazami, 2011). Senyawa dextruxins yang dihasilkan oleh M.anisopliae juga dapat menyebabkan terjadinya perubahan sitoskeleton dan morfologi plasmatosit pada larva Galleria melonella (Vilcinskas, 1998).

Daftar Pustaka

Anggraeni, tjandra. 1992. Sistem Pertahanan Tubuh pada Serangga. PAU Bidang Ilmu Hayati. Bandung.

Capinera, john L. 2006. Beet Army Worm (Spodoptera exigua Hubner). http://entnemdept.ufl.edu/creatures/veg/leaf/beet_armyworm.htm. Diakses tanggal 26 Oktober 2011.

Duke. 2002. Phytochemical and Ethnobotanical Databases Chemicals and their Biological Activities in: Mirabilis jalapa L. (Nyctaginaceae) -- Four-o-clock. http://www.rain-tree.com/db/Mirabilis-jalapa-phytochem.htm. Diakses tanggal 29 Oktober 2011.

Glover A,  Tetteh F.M.  2008.  Effect   of   Pesticide   Application  Rate  on  Yield of Vegetables and Soil Microbial Communities http://www.ajol.info/index.php/wajae/article/viewFile/45749/29226 .Diakses tanggal 25 Oktober 2011.

Gross, liza. 2006. Plants Tell Caterpillars When It's Safe to Forage. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1459478/. Jurnal Plos Biologi.  Diakses tanggal 26 Oktober 2011.

Melanie. 2008. Pengaruh Infeksi Jamur Entomopatogen Metarrhizium anisopliae terhadap Mortalitas dan Respon Imun Oxya japonica (Orthoptera : Acrdidae). Tesis. Biologi SITH ITB : Bandung.

Moazami, nasrine. 2011. Biopesticide Production. http://www.eolss.net/ebooks/Sample%20Chapters/C17/E6-58-05-08.pdf. Diakses tanggal 24 Oktober 2011.

Narayanan, K. 2004. Insect Defence: Its Impact on Microbial Control of Insect Pests. http://www.ias.ac.in/currsci/mar252004/800.pdf. Diakses tanggal 25 Oktober 2011.

Prasetyo, D.B. 2006. Pengaruh Pendedahan Ekstrak Etanol daun Mirabilis jalapa L. terhadap Konsumsi Pakan, Berat, dan Laju Pertumbuhan Larva serta Waktu Pupasi dan Persentase Kemunculan Imago Spodoptera exigua (Hubner). Skripsi. Biologi-SITH ITB : Bandung.

Ronald, F, J.L.M. Kessing. 2007. Spodoptera Exigua Hubner. http://www.extento.hawaii.edu/kbase/crop/type/spodopte.htm. Diakses tanggal 25 Oktober 2010.

Sparks, alton, et al. 2010. Spodoptera exigua. http://wiki.bugwood.org/Spodoptera_exigua. Diakses 26 Oktober 2011.

 Vilcinskas A, Vladimir M, Peter G. 1998. Effects of the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae and its secondary metabolites on morphology and cytoskeleton of plasmatocytes isolated from the greater wax moth,Galleria mellonella. Journal of Insect Physiology. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022191097000668. Diakses 24 Oktober 2011.

Yue-feng, peng, et al. 2007. Bioactivity of Extracts and Fractions from Stem of Mirabilis jalapa L. to Pieris rapae L. http://en.cnki.com.cn/Article_en/CJFDTOTAL-AHNY200713072.htm. Journal of Anhui Agricultural Sciences. Diakses tanggal 16 Oktober 2011.

Mohon cantumkan sumber jika ingin copas^^
http://andiirmasuryani.blogspot.com/2012/02/proposal-q-pengaruh-pemberian.html