Bhuiyan et al. 2009 juga pernah menguji minyak dari tanaman A. agallocha yang sehat, hasil yang diperoleh tidak mengindikasikan kandungan
senyawa sesquiterpene dan turunannya. Hasil yang diperoleh ini berbeda dengan senyawa kimia yang terdeteksi dari A. microcarpa yang diinokulasi seperti
disajikan pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Komponen gaharu dari tanaman Aquilaria microcarpa yang terinokulasi
Puncak Rentang
waktu Lokasi
Konsen. Nama senyawa
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
3.946 4.030
4.521 6.019
8.809 12.122
14.075 15.679
17.099 18.694
20.623
21.643 23.226
23.563 25.567
26.441 26.694
27.034 27.996
28.550 28.971
29.476 29.875
30.275 30.875
31.132 31.338
32.006 32.163
32.625 32.838
33.013 37.340
39.843
41.873 43.126
44.957 46.421
51.114 52.638
43336763 21481234
581871973 24235257
14749584 66907808
416783661 23859825
16151567 21427548
983694261 153913534
62806288 17828687
44916967 30587272
27159246
24215834 78236288
23934213 80905192
85011925 109066979
193368835 105313915
61314943 140581115
225615566 65290314
69816367 34881132
52133006 148108946
20042318 44232320
247582648 112603924
44320723 58536492
64578087 0.93
0.46 12.54
0.52 0.32
1.44 8.98
0.51 0.35
0.46
21.19 3.32
1.35 0.38
0.97 0.66
0.59
0.52 1.69
0.52 1.74
1.83 2.35
4.17 2.27
1.32 3.03
4.86 1.41
1.50 0.75
1.12 3.19
0.43
0.95 5.33
2.43 0.95
1.26 1.39
Wolfram, Tricarbonyl- 2,5-Norbornadien E-Cycloocten 2-PROPYNOIC ACID
3a.alpha.,4.alpha.,6a.alpha.-Hexahydro-4-methylene-12H- penta
1-Propanol, 2-methyl- CAS Isobutyl alcohol 2-Pentanone, 4-methyl-CAS 4-Methyl-2-pentanone
2-Pentanone, 4-hydroxy-4-methyl-CAS Diacetone alcohol Ethanol, 2-butoxy- CAS 2-butoxyethanol
Benzaldehyde CAS Phenylmethanal Benzene, 1-methoxy-4-methyl-CAS p-Methylnisole
Phenol, 4-methoxy- CAS Hqmme CYCLOBUTANE,
1-DEUTERO-2-ETHYL-1- PENTADEUTEROETHYL
2-Butanone,4-phenyl-CAS Benzylacetone Benzenepropanoic acid CASPHENYLPROPIONIC ACID
1-2-VINYL-PHENYL-ETHANONE 2-Butanone, 4-4-methoxyphenyl-CAS ENT 20,279
3-phenyl-2-butanone 2-
2’-3”-isopropenyl-1”-cyclopropenyl-2’-methylpropyl cyclopropyl methyl
Beta,-Ionol ETHANONE,
1-1-HYDROXY-2,6,6-TRIMETHYL-2,4- CYCLOHEXADIEN
1-3-ISOPROPYL-4-METHYL-PENT-3-EN-1YNYL-1- METHYL-CYCLOPRO
Gamma, 1-cadinene aldehyde 2-Furancarboxaldehyde, 5-5-methyl-2furanyl methyl- CAS 5-
FORMYL
“KW3 AUS EPIGLOBULOL” Baimuxinal
3,4-Dihydro-alpha-ionone 1,3-CHYCLOPENTADIEN, 5-5 DIMETHYL-1,2-DIPROPHYL
LEDENOXID-II Velleral
3-Cyclohexene-1-methanol,.alpha.,.alpha.,4-trimetyl-CAS CYCLOHEKSENE
Octanal,7-hydroxy-3,7-dimethyl-CAS Hydroxycitronella Elemol
9-Heptadecene-4,6-dyn-8-ol. Z-CAS 8-NAPHTHOL, 1-BENZYLOXY
1,2-Benzenedicarboxylic Acid, bis2-ethylhexyl ester CAS Bis 2-ethylhexyl
PENTANAL, 2[BISPHENYLMETHYL AMINO] -4-METHYL 6-METHOXY-2-2PHENYLETHYL-4H-CROMEN-4-ONE
7-Benzyloxy-5-hydroxy-2-methyl-4H-1-benzopyran-4-one PENTANAL,2-[
SPHENYLMETHYLAMINO]-4-METHYL NORFLUOROCURINE
Benzene, 1-methoxypropyl-CAS 1-Methoxy-1-phenylpropane
Gaharu pada umumnya mengandung alkohol sesquiterpen yang menghasilkan aroma khas Yuan 1995, Ng et al. 1997. Komposisi bahan kimia
gaharu berbeda antara Aquilaria yang terinfeksi cendawan sakit dengan yang tidak terinfeksi sehat. Kecuali asam lemak, pada kayu sehat tidak ditemukan
senyawa golongan seskuiterpen yang merupakan komponen minyak esensial Yuan 1995. Selanjutnya Yuan 1995 menemukan perbedaan komponen kimia
antara gaharu kualitas tinggi dan rendah. Agarol merupakan senyawa seskuiterpen pertama yang diisolasi dari gaharu Yuan 1995, dan oxo
–agarospirol merupakan komponen aroma gaharu yang dihasilkan dari infeksi cendawan pada kayu
A. sinensis. Beberapa senyawa penting yang terkandung dalam gaharu adalah
agarospirol, jinkohol dan chromone yang mungkin akan menyebabkan aroma khas gaharu Nakanishi et al 1984, Ishihara et al 1991; Dai et al 2009. Selanjutnya
Yuan 1995 menemukan perbedaan komponen kimia antara gaharu kualitas tinggi dan rendah. Agarol merupakan senyawa seskuiterpen pertama yang
diisolasi dari gaharu Yuan 1995, dan oxo agarospirol merupakan komponen aroma gaharu yang dihasilkan dari infeksi cendawan pada kayu A. sinensis.
Kandungan oxoagarolspirol A. sinensis meningkat dua bulan setelah inokulasi.
Menurut Ishihara et al. 1991 menyatakan bahwa kusunol, dihidrokanon, karanon, dan oxo-agarospirol merupakan senyawa seskuiterpen yang diisolasi dari
gaharu kualitas rendah. Benzilaseton merupakan konstituen gaharu yang telah didentifikasi oleh Yang dan Cheng dari A. sinensis Burfield 2005. Senyawa
chromone juga merupakan konstituen gaharu Yagura et al. 2005; Konishi et al. 2002;
Dai et al 2009
. Gaharu merupakan senyawa pertahanan pohon tipe fitoaleksin yang terpicu pembentukannya setelah terjadi serangan, maka
pembentukan benzilaseton dan senyawaan chromone ini menunjukkan respon pertahanan pohon terhadap induksi F. bulbigenum.
Yagura et al 2003 menemukan turunan cromone baru, yaitu 5-hydroxy-6- methoxy-2-2-phenylethyl
chromone, 6-hydroxy-2-2-hydroxy-2-phenylethyl
chromone, 8-chloro-2-2-phenylethyl-5,6,7
–trihydroxy-5,6,7,8-tetrahydro chromone, dan 6,7-dihydroxy-2-2-phenylethyl-5,6,7,8-tetrahydrochromone yang
diisolasi dari ekstrak MeOH kayu A. sinensis. Hasil GCMS dari tanaman yang diinokulasi ini menunjukkan kesamaan
komposisi kimia dengan sampel minyak gaharu dari beberapa peneliti sebelumnya diantaranya: elemol, baimuxinal, 3-phenyl-2-butanone dan 6-methoxy-2-2-
phenylethyl-4H-cromen-4-one, seperti tersaji pada Tabel 3.4. Pada penelitian yang dilakukan oleh Chen et al 2011, kandungan senyawa baimuxinal yang
diperoleh dari alam konsentrasinya sebesar 14,78, lebih tinggi dibanding konsentrasi yang disuntikkan NaCl ataupun tanaman sehat. Dalam penelitian ini
kandungan baimuxinal hanya sebesar 4,17 dan untuk tanaman yang tidak diinokulasi senyawa tersebut tidak dijumpai. Namun konsentrasi senyawa elemol
pada Tabel 3.3 lebih tinggi dibanding hasil penelitian Chen et al 2011. Elemol merupakan salah satu hasil sesquiterpena yang diproduksi oleh fungi pada saat
menyerang tanaman Mannito 1981 disamping tiga puluh sesquiterpena lainnya. Konsentrasi 3-phenyl-2-butanone yang ditemukan pada penelitian ini, bila
dibanding dengan hasil penelitian Faridah 2009 dari daerah Kelantan, Pahang dan Terengganu menunjukkan nilai yang lebih rendah.
Gubal gaharu sebenarnya adalah resin yang tidak dieksudasikan, melainkan terdeposit dalam jaringan kayu pada pohon. Deposit resin ini
mengakibatkan kayu yang seratnya lepas dan berwarna putih berubah menjadi kompak padat berwarna hitam serta wangi. Resin ini termasuk golongan
sesquiterpena yang mudah menguap Ishihara et al. 1991. Namun untuk tanaman yang tidak diinokulasi, resin gaharu ini dapat dijumpai dalam jumlah yang kecil,
atau bahkan tidak terdapat sama sekali.
Tabel 3.4 Kesamaan senyawa kimia dari beberapa Aquilaria spp
Senyawa kimia Rumus bangun
Peneliti
Baimuxinal
Elemol
6-Methoxy-2-2- Phenylethyl-4H-
cromen-4-one 3-phenyl-2-butanone
Chen et al 2011 A. sinensis Lour
Chen et al 2011 A. sinensis Lour
Faridah 2009 A. maleccencis Dai et al 2009 A. sinensis Lour
Faridah 2009 A. maleccencis
Seiring perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi industri, saat ini gaharu bukan saja berguna sebagai bahan untuk industri wangi-wangian, tetapi
juga secara klinis dapat dimanfaatkan sebagai obat. Tanaman penghasil gaharu di Cina digunakan sebagai obat sakit perut, penghilang rasa sakit, kanker, diare,
tersedak, ginjal tumor paru-paru dan lain-lain. Di Eropa, gaharu ini kabarnya diperuntukkan sebagai obat kanker. Di India, gaharu juga dipakai sebagai obat
tumor usus Putri 2011. Bahkan Asoasiasi Eksportir Gaharu Indonesia ASGARIN melaporkan bahwa Negara-negara di Eropa dan India sudah
memanfaatkan gaharu dalam pengobatan tumor dan kanker. Di Papua, gaharu digunakan secara tradisional oleh masyarakat dengan mengambil bagian-bagian
dari pohon penghasil gaharu daun, kulit batang, dan akar digunakan sebagai bahan pengobatan malaria. Sementara air sulingan limbah dari proses destilasi
gaharu untuk menghasilkan minyak atsiri digunakan untuk merawat wajah dan menghaluskan kulit. Studi farmakologi menunjukkan bahwa A. agallocha dapat
menghambat pelepasan histamin dari sel dan menekan reaksi hipersensitif. Ini mungkin berpotensi sebagai agen anti-radang dan atau analgesik. Dalam
penelitian ini ada beberapa senyawa yang dapat digunakan tanaman sebagai pertahanan terhadap patogen dan juga memiliki manfaat bagi manusia baik pada
tanaman yang belum diinokulasi dan juga tpada tanaman yang telah diinokulasi, seperti pada Tabel 3.5.
CHO
H MeO
H H
H H
H H
3.4 Pembahasan
Pada bagian tanaman A. microcarpa yang diinokulasi dengan F. solani dalam tubuh tanaman akan timbul reaksi pertahanan tanaman yang tidak
dieksudasi keluar melainkan terdeposit di dalam jaringan kayu dan mengakibatkan perubahan warna jaringan dari putih menjadi coklat kehitaman
pada areal terinfeksi akibat akumulasi resin metabolit sekunder yang merupakan senyawa penentu kualitas gaharu.
Menurut Blanchette 2004, included phloem merupakan jaringan pada Aquilaria yang mampu mensekresi resin. Jaringan included phloem dan jejari
parenkima tersusun oleh sel-sel hidup, sedang unsur trakea xylem dan empulur tersusun oleh sel-sel yang mati, sehingga unsur trakea dan empulur hanya
berperan sebagai jaringan pendeposit saja.
Pemeriksaan mikroskopis menunjukkan bahwa resin yang dihasilkan oleh A.microcarpa terakumulasi dalam jumlah besar di included phloem, sedangkan di
bagian lain seperti trakea xilem, serat xilem, dan parenkima jejari resin terakumulasi dalam jumlah sedikit Rao dan Dayal 1992. Fahn 1991
menyatakan bahwa jaringan parenkima floem yang terdiri dari sel-sel hidup diduga dapat menyimpan pati, lemak, senyawa organik, yang merupakan tempat
terakumulasi beberapa metabolit sekunder seperti tanin dan resin.
Penginokulasian tanaman A. microcarpa dengan F. solani, dapat menghasilkan aroma wangi khas gaharu diduga disebabkan oleh adanya senyawa
gaharu yang terakumulasi pada kayu gaharu tersebut. Tidak semua senyawa gaharu akan memberikan aroma wangi. Taiz dan Zeiger 2002 melaporkan
bahwa salah satu senyawa metabolit sekunder yang beraroma wangi adalah sesquiterpenoid. Sebagian besar komponen dalam gaharu teridentifikasi sebagai
golongan sesquiterpenoid. Salah satu komponen wangi utama dari gaharu yang pertama diidentifikasi oleh Bhattacharyya dan Jain adalah agarol yang merupakan
senyawa monohidroksi Prema dan Bhattacharrya 1962.
Fitoaleksin merupakan senyawa-senyawa yang dihasilkan oleh jaringan inang sebagai tanggapan terhadap invasi patogen Semangun 1996. Senyawa ini
terakumulasi sampai pada suatu batas threshold yang menghambat pertumbuhan dan perkembangan patogen. Fitoaleksin berupa metabolit tanaman yang bersifat
antimikrobia, pada tanaman sehat kadarnya sangat rendah atau tidak terdeteksi, dan akan terakumulasi sebagai akibat patologis, fisik dan rangsangan-rangsangan
lain dari lingkungan. Pembentukan fitoaleksin dapat diinduksi oleh jamur, bakteri, virus, nematoda, senyawa kimia toksik atau perlakuan fisik. Beberapa fitoaleksin
bersifat toksik terhadap bakteri, nematoda, jamur dan binatang Misaghi 1982.
Hasil uji kandungan senyawa terpenoid dalam penelitian ini menunjukkan bahwa endapan ekstrak kayu gaharu yang memiliki warna coklat kemerahan,
mengindikasikan terbentuknya senyawa-senyawa sterol dan triterpenoid. Sterol merupakan salah satu senyawa yang tergolong dalam senyawa terpenoid
Harborne 1988. Sterol adalah terpenoid yang terikat asam lemak. Pada tumbuhan senyawa ini dihasilkan dari biosintesis senyawa triterpenoid
sikloartenol Lenny 2006. Sterol memiliki peranan penting dalam fungsi biologis
organisme yaitu mempertahankan integritas struktural membran dan permeabilitas membran dalam regulasi berbagai ion Mann 1987.
Seskuiterpena merupakan salah satu komponen utama gaharu. Burfield 2005 mengungkapkan 8 komponen seskuiterpena, yaitu α-agarofuran, --10-
epi- δ-eudesmol, agarospirol, jinkohol, jinkoh-eremol, kusunol, jinkohol II, dan
okso-agarospiral. Ishihara et al. 1993 melaporkan pula bahwa ada 8 komponen seskuiterpena yang berbeda dari Burfield 2005, yaitu --selina-3,11-dien-14-al,
+-selina-4,11-dien-14-al, asam selina-3,11-dien-14-at, asam selina-4,11-dien- 14- at, 9-hidroksiselina-4, 11-dien-14-at, +-1,5-epoksi-nor-ketoguaiena,
dehidro-jinkoh-eremol, dan neo-petasana. Namun dalam penelitian ini hanya ditemukan beberapa senyawa sesquiterpena yang diduga bergaharu, hal ini dapat
disebabkan karena suhu alat pyrolisis GCMS tesebut bekerja pada suhu 300
C, sehingga beberapa senyawa yang diperoleh diduga merupakan turunan dari
komponen utama gaharu tersebut. Perbedaan hasil GC MS antara tanaman yang tidak diinokulasi dan tanaman
telah yang diinokulasi tiga tahun, menunjukkan hasil yang sangat berbeda. Hal ini sangat dipengaruhi oleh tingkat virulensi F. solani disamping ketahanan tanaman
dan lingkungan yang mendukung terbentuknya gaharu. Pada tanaman yang tidak diinokulasi, senyawa gaharu tidak ditemukan. Senyawa gaharu yang ditemukan,
selain berfungsi sebagai pertahanan tanaman terhadap patogen juga bermanfaat bagi kesehatan manusia.
Produksi senyawa metabolit sekunder pada tanaman mempunyai variabilitas yang tinggi karena sangat tergantung pada kondisi iklim, hama dan
penyakit serta kondisi fisiologis dari tanaman tersebut. Pada beberapa pengujian hasil ekstrak tanaman penghasil gaharu menunjukkaan kemampuan anti mikroba
dan juga sebagai antipiretik, analgesik serta anti-oksidatif tanpa aktivitas anti- inflamasi Sattayasai et al 2012. Menurut Ebadi 2007, senyawa-senyawa
alkaloid dan juga senyawa Benzene dan turunannya merupakan golongan dari hidrokarbon aromatik yang berguna sebagai anti jamur, optical brightening agent
dan dyes. Selain itu senyawa sesquiterpene yang diekstrak dari tanaman dapat berfungsi sebagai antioksidan, diuretik dan juga sebagai antipiretik. Pengujian
kandungan senyawa gaharu serta manfaatnya terutama dalam bidang farmasi masih perlu dikembangkan guna mendapatkan senyawa-senyawa yang bermanfaat
bagi manusia.
3.5 Simpulan
Perbedaan ciri anatomi tanaman yang berinteraksi dengan F. solani,
terdapat pada warna kayu, bahan endapan dalam pori, aroma kayu dan juga endapan dalam included phloem. Pengujian endapan dalam pori dengan
menggunakan GCMS pada tanaman yang berinteraksi dengan F. solani mengandung beberapa senyawa pembentuk gaharu yaitu struktur dasar
seskuiterpenoid seperti baimuxinal, elemol, 6-Methoxy-2-2-Phenylethyl-4H- cromen-4-one dan 3-phenyl-2-butanone, sedang pada tanaman yang tidak
diinokulasi, endapan maupun senyawa yang diperoleh tidak mengindikasikan hal tersebut.
4 GENOTIPE TANAMAN AQUILARIA MICROCARPA YANG BERINTERAKSI DENGAN FUSARIUM SOLANI
BERDASARKAN MARKA MIKROSATELIT
4.1 Pendahuluan
Penelitian terdahulu mengenai karakter fenotipe tanaman A.microcarpa, menunjukkan perbedaan antara tanaman bergaharu dan tidak, namun
sifat kuantitatif ini umumnya dikendalikan oleh banyak gen dan sangat dipengaruhi lingkungan sehingga perbedaan tersebut terkadang sulit diamati.
Penanda fenotipe memiliki keterbatasan karena memerlukan informasi karakter vegetatif dan generatif sehingga umumnya baru dapat teramati setelah tanaman
dewasa Jumari dan Pudjoarianto 2000. Oleh karena itu untuk mendapatkan informasi pembeda antara tanaman bergaharu dan tidak, perlu dilakukan
karakterisasi genotikFinkeldey 2005.
Karakterisasi genotik dapat dilakukan dengan bantuan marka molekuler, karena memiliki tingkat akurasi dan efesiensi yang lebih tinggi. Marka molekuler
seringkali dikenal sebagai sidik jari DNA karena mengacu pada pita polimorfisme berdasarkan fragmen DNA. Keunggulan penanda molekuler adalah keakuratan
data yang diperoleh dimana tidak dipengaruhi oleh lingkungan, dapat diuji pada semua tingkat perkembangan tanaman, pada pengujian hama dan penyakit tidak
tergantung pada organisme pengganggu, penggunaan pada kegiatan seleksi pemuliaan tanaman dapat membantu mempercepat proses seleksi dan lebih hemat
pada pengujian selanjutnya dilapangan Kasim dan Azrai 2004.
Teknologi marka molekuler pada genus Aquilaria berkembang sejalan dengan makin banyaknya pilihan marka DNA, diantaranya penggunaan marka
yang berdasarkan pada reaksi rantai polimerase yaitu polymerase chain reaction PCR dengan menggunakan sekuen-sekuen nukleotida sebagai primer, seperti
random amplified polymorphic DNA RAPD dilakukan oleh Lee et al. 2011, sequence characterized amplified regions SCARs Lee et al. 2011, bahkan
Meiling et al. 2012 menemukan 567 pita polimorfik dari 112 accessions A. sinensis dengan menggunakan marka inter-simple sequence repeats ISSR dan
sequence-related amplified polymorphism SRAP dari 11 lokasi .
Marka mikrosatelit merupakan marka genetik yang bersifat kodominan dan memiliki tingkat polimorfisme yang tinggi bahkan dapat diwariskan
mengikuti hukum Mendel Powell et al 1996; Hancock 1999. Eurlings dan Gravendeel 2006, mendesain empat pasang primer mikrosatelit untuk tanaman
A. crassna yang memiliki tingkat polimorfisme yang tinggi. Disamping itu Eurlings et al. 2010 mendesain kembali satu primer baru 71PA17 untuk
menguji beberapa sampel A. crassna dari beberapa daerah di Asia. Beberapa pertimbangan penggunaan marka mikrosatelit diantaranya; marka terdistribusi
secara melimpah dan merata dalam genom, variabilitasnya sangat tinggi dan lokasi genom dapat diketahui, disamping itu marka mikrosatelit merupakan alat
bantu yang sangat akurat untuk membedakan genotipe, evaluasi kemurnian benih,
pemetaan dan seleksi genotipe untuk karakter yang diinginkan bagi studi genetik populasi dan analisis diversitas genetik Powell et al. 1996.
Berdasarkan pertimbangan
tersebut maka
genotyping tanaman
A. microcarpa yang berinteraksi dengan F. solani diharapkan dapat dilakukan dengan menggunakan marka mikrosatelit guna mendapatkan karakter-karekter
molekuler, yang diharapkan dalam membantu kegiatan pemuliaan tanaman A. microcarpa dimasa mendatang.
4.2 Bahan dan Metode Pengujian F. solani Pada Tingkat Semai A. microcarpa Baill
Untuk mengetahui respon tanaman terhadap F. solani, dilakukan pengujian terhadap 40 tanaman muda semai dengan empat strain isolat F. solani
yang telah diinokulasikan pada tanaman dewasa di Carita Banten sehingga, masing-masing strain Fusarium diujikan pada 8 tanaman muda. Jenis dan asal
strain F. solani masih dalam penelitian pihak Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi Puskonser Bogor, untuk itu kode strain F. solani
pada riset ini berdasarkan kode peneliti yaitu; F. solani FORDA 512, F. solani FORDA 500, F. solani FORDA 509 dan F. solani FORDA 2969.
Pengamatan dilakukan terhadap respon tanaman dari sejak inokulasi sampai gejala awal Nampak, dengan satuan hari setelah inokulasi hsi.
Selanjutnya dilakukan penghitungan keparahan dengan menggunakan kategori serangan atau skala kerusakan menurut Mak et al. 2008, yaitu 0 = tidak ada
gejala, 1= tidak ada infeksi, 2= daun sedikit menguning, 3 daun menguning, 4= daun kuning kecoklatan dan 5 = daun gugur,
kemudian dihitung dengan rumus keparahan penyakit disease severity indeksDSI;
Tingkat keparahan severity Keterangan, n = Jumlah daun dari tiap kategori serangan
v = Nilai skala tiap kategori serangan Z = Nilai skala dari kategori serangan tertinggi
N = Jumlah daun yang diamati
Tingkat virulensi setiap isolat ditentukan dengan skor rata-rata dari semua tanaman contoh pada pengamatan terakhir menggunakan kriteria Mak et al.
2008, pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Kriteria virulensi isolat Fusarium solani pada tanaman muda Aquilaria
microcarpa Skor v
Tingkat virulensi isolat Tidak virulen
0 v ≤ 5 Virulensi rendah
5 v ≤ 10 Virulensi sedang
v 10 Virulensi tinggi
