Eksplorasi Spasial Karang Lunak Kaitannya dengan Senyawa Bioaktif Bakteri Simbion
EKSPLORASI SPASIAL KARANG LUNAK KAITANNYA
DENGAN SENYAWA BIOAKTIF BAKTERI SIMBION
ROZIRWAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Eksplorasi Spasial
Karang Lunak Kaitannya dengan Senyawa Bioaktif Bakteri Simbion adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Rozirwan
NIM C561100051
iv
RINGKASAN
ROZIRWAN. Eksplorasi Spasial Karang Lunak Kaitannya dengan Senyawa
Bioaktif Bakteri Simbion. Dibimbing oleh DIETRIECH GEOFFREY BENGEN,
NEVIATY PUTRI ZAMANI, HEFNI EFFENDI dan CHAIDIR.
Secara ekologi, karang lunak dan karang keras memiliki fungsi yang sama
di perairan. Distribusi dan jenis karang lunak sangat dipengaruhi oleh karakteristis
lingkungan perairan. Karang lunak telah diketahui mengandung senyawa bioaktif
yang dapat dijadikan sebagai marine natural product, tetapi secara alami
ketersediaan sumberdaya ini sangat terbatas dan sulit untuk dibudidayakan. Untuk
itu, isolat bakteri simbion adalah salah satu alternatif dalam upaya memanfaatkan
sumberdaya tersebut secara keberlanjutan.
Penelitian ini memiliki empat tujuan utama yaitu sebagai berikut: (1) untuk
membedakan distribusi dan jenis karang lunak diantara perairan terbuka di Pulau
Pongok, Bangka Selatan dan perairan tertutup Pulau Tegal di Teluk Lampung; (2)
untuk menemukan jenis-jenis karang lunak yang memiliki potensi senyawa
bioaktif sebagai antibakteri yang ditemukan di kedua perairan; (3) untuk
mengukur tingkat aktivitas antibakteri dan konsentrasi hambat minimum pada
senyawa bioaktif pada spesies target Sinularia flexibilis (SFTLS4) dan S.
polydactyla (SPTLS2); (4) untuk menemukan jenis-jenis bakteri simbion karang
lunak S. flexibilis dan S. polydactyla yang berpotensi menghasilkan senyawa
bioaktif.
Hasil yang ditemukan ada delapan jenis karang lunak yang diklasifikasikan
dalam empat genera (Lobophytum, Nephthea, Sarcophyton dan Sinularia)
ditemukan di kedua lokasi penelitian, enam spesies yang diidentifikasi di perairan
Bangka Selatan (di kedalaman 9 m) dan dua spesies (di kedalaman 3 m). Di
perairan P. Tegal (perairan tertutup), hanya 2 spesies tercatat dari genus Sinularia
(di kedalaman 2-5m). Ada 2 stasiun di P. Pongok yaitu PGK1 dan PGK2,
sementara di Tegal Island, ada 4 stasiun yaitu TGL1, TGL2, TGL3 dan TGL4.
Analisis komponen utama menunjukkan bahwa kedua perairan memiliki penciri
utama pada faktor fisik-kimianya meliputi; kedalaman, arus, fosfat dan kekeruhan,
dengan variabel pembeda adalah fosfat. Hasil analisis similaritas menunjukkan
bahawa perairan P. Pongok dan P. Tegal memiliki similaritas sangat kuat di atas
79%.
Hasil dari penanganan sampel menunjukkan bahwa biomassa sampel basah
sampai kering cukup bervariasi, selisih penyusutan tertinggi adalah pada sampel
genus Nephthea, Lobophytum, Sarcophyton, dan Sinularia. Hasil ekstraksi dari 12
sampel karang lunak diperoleh nilai berat ekstrak terendah pada pelarut semi polar
(EtOAc), sedangkan berat ekstrak dalam non polar (n-Hex) dan polar (MeOH)
bervariasi. Daya hambat antibakteri dari keseluruhan ekstrak sampel ditunjukkan
pada ekstrak karang lunak dalam pelarut EtOAc dan sebagian ekstrak dalam
pelarut MeOH. Nilai daya hambat tertinggi ditunjukkan pada karang lunak spesies
Sinularia flexibilis (SFTLS4) dan S. polydactyla (SPTLS2) dengan kategori kuat.
Analisis komponen utama diperoleh ada hubungan karakteristik lingkungan
dengan daya hambat senyawa bioaktif karang lunak, parameter fisik-kimia
v
perairan dicirikan oleh meliputi; kedalaman, arus, fosfat dan kekeruhan, dengan
variable pembeda adalah kedalaman.
Berat ekstrak dari kedua spesies S. flexibilis (SFTLS4) dan S. polydactyla
(SPTLS2) diperoleh relatif sama, kecuali ekstrak dalam pelarut n-Heksan (n-Hex)
dari sampel SFTLS4 yang lebih tinggi dibandingkan dengan berat ekstrak dalam
pelarut lainnya. Aktivitas antibakteri dari kedua spesies menunjukkan hanya
terjadi pada ekstrak dalam pelarut etil asetat (EtOAc) dengan kategori sangat kuat.
Hasil pemurnian diperoleh ada delapan fraksi (F1-F8) untuk ekstrak SFTLS4 dan
enam fraksi (F1-F6) untuk ekstrak SPTLS2. Spot-spot potensi senyawa bioaktif
ditunjukkan pada fraksi F4 dan F5 (untuk SFTLS4) dan fraksi F2 dan F5 (untuk
SPTLS2). Nilai KHM dari sampel SFTLS4 menunjukkan bahwa fraksi F4 dan F5
terendah (500 ppm) berkisar 6.12±0.10 dan 6.15±0.18 mm (bakteri E. coli), dan
berkisar 6.59±0.55 dan 6.28±0.28 mm (S. dysentri). Nilai KHM dari sampel
SPTLS2 menunjukkan hanya fraksi F2 yang mencapai konsentrasi terendah (500
ppm) dengan kisaran 6.20±0.10 mm (untuk bakteri E. coli).
Isolat bakteri simbion dari sampel karang lunak diperoleh dua isolat dari
sampel SFTLS4 yaitu: isolat A1 dan A2, dan dua isolat B1 dan B4 dari sampel
SPTLS2. Hasil karakterisasi menunjukkan seluruh isolat diklasifikasikan adalah
sebagai isolat A1 adalah Pseudomonas diminuta, isolat A2 adalah Edwardsiellla
hoshinae, isolat B1 adalah Edwardsiellla hoshinae dan isolat B4 adalah
Pseudomonas acidovorans. Pola pertumbuhan menunjukkan kesamaan pada
puncak fase stasioner ( 60 jam). Aktivitas
antibakteri ditemukan hanya pada bakteri simbion P. diminuta (A1) dari spesies S.
flexibilis berkisar 10.16±0.3mm (B. subtilis), 8.66±0.8 mm (E. coli) dan
9.86±1.7mm (S. dysentri), dan tidak ada pada bakteri simbion dari spesies S.
polydactyla. Hasil analisis LCMS menunjukkan senyawa bioaktif kelompok
diterpen sinularin yang diproduksi karang lunak S. flexibilis (SFTLS4) juga
diproduksi oleh isolat bakteri simbionnya P. diminuta (A1).
Kata kunci: aktivitas antibakteri, bakteri simbion, karang lunak, senyawa bioaktif,
Sinularia
vi
SUMMARY
ROZIRWAN. Spatial Exploration of Soft Coral Relation with Symbiont Bacterial
Bioactive Compounds. Supervised by DIETRIECH GEOFFREY BENGEN,
NEVIATY PUTRI ZAMANI, HEFNI EFFENDI and CHAIDIR.
In ecology, soft and hard corals have the same function in the waters. The
distribution of soft corals is strongly influenced by the characteristics of the
aquatic environment. Soft corals had been knows contain of bioactive compounds
that can be used as a marine natural product, but naturally theses resource are
limited and very difficult to cultivated. Therefore, the isolation of bacterial
symbiont on soft coral is one of alternatives in an effort to utilize these resources
in sustainability.
This study had four main objectives that include the following: (1) to
determine the differences of the soft corals between sheltered and exposed area in
Pongok Island, Soulth of Bangka and Tegal Island in Lampung Bay, Indonesia;
(2) to find of the soft corals inhibition potential for antibacterial activity; (3) to
measure the antibacterial activity level and minimum inhibitory concentration of
bioactive compounds in the soft coral S. flexibilis and S. polydactyla species; (4)
to find the isolation of bacterial symbionts from soft coral S. flexibilis and S.
polydactyla species that the potential to producted bioactive compound.
The results found eigtht types of soft corals classified in four genera
(Lobophytum, Nephthea, Sarcophyton and Sinularia) were found in both sites, six
species were identified in the waters of South Bangka (at 9 meters depth) and two
species (at 3 meters depth). In Tegal Island waters (closed waters), only 2 species
from the genus Sinularia were recorded (at 2-5m depth). There were 2 stations at
Pongok Island namely, PGK1 and PGK2, while in Tegal Island, there were 4
stations namely TGL1, TGL2, TGL3 dan TGL4. Principal component analyses
showed that both waters can be classified based on their physical-chemical
characteristic, which were depth, currents, phosphate and turbidity waters.
Discriminant function were showed in phosphate variable. While the similarity
analysis showed that both waters had very strong similarity of about 79%.
In sampling treatment, the biomass among wet and dry samples varied. The
highest shrinkage due to drying was found in Nephthea, followed by Lobophytum
and Sarcophyton, while the lowest was found in the genus of Sinularia. Extracted
from 12 samples of soft coral, the lowest extract weight was found in the semipolar solvent (EtOAc), while the extract weight of n-Hex and MeOH was vary.
Inhibition power from all extract samples were found on soft coral extract in the
EtOAc and MeOH solvents. The highest value of inhibition power was found in
soft coral of Sinularia polydactyla and S. flexibilis within strong catogery.
Principal component analysis showed there were corelations between the the
environment characteristics with the bioactive compounds inhibition of soft
corals, that the identifier parameters include; depth, currents, phosphate and
turbidity waters. Discriminant function were showed in depth variable.
Extracts weight of both species S. flexibilis (SFTLS4) and S. polydactyla
(SPTLS2) found the same relatively, except extract in n-Hexane (n-Hex) solvent
from SFTLS4 samples that higher compered to extract weigth in other solvents.
vii
Antibacterial activites of both spesies showed only on extract in ethyl acetate
(EtOAc), within strong category. For purification were obtained eigth fractions
(F1-F8) for SFTLS4 extractions and six fractions (F1-F6) for SPTLS2 extractions.
The potential spots of bioactive compounds were showed in F4 and F5 fractions
(for SFTLS4) and F2 and F5 fractions (for SPTLS2). MIC values in SFTLS4
showed the lowest F4 and F5 fractions (500 ppm) were about 6.12±0.10 and
6.15±0.18 mm (E. coli), and about 6.59±0.55 and 6.28±0.28 mm (S. dysentri).
MIC values of SPTLS2 showed the lowest F2 fraction only (500 ppm), within was
about 6.20±0.10 mm (for E. coli).
The isolation of bacterial symbionts from sampels of soft coral were
obtained two isolates from SFTLS4 samples i.e: A1 and A2 isolates, and two
isolates from SPTLS2 samples i.e: B1 and B4 isolates. The characterization
results showed whole of isolates classified as A1 isolate was Pseudomonas
diminuta, A2 isolate was Edwardsiellla hoshinae, B1 isolate was Edwardsiellla
hoshinae and B4 isolate was Pseudomonas acidovorans. The growth pattern
showed similarity at the height of the stationary phase (
60 h). Antibacterial activity were found only bacterial symbionts of P. diminuta
(A1) from S. flexiblis species about 10.16 ± 0.3mm (for B. subtilis), 8.66 ± 0.8
mm (E. coli) and 9.86 ± 1.7mm (S. dysentri), and none of it from S. polydactyla
species. The results of LC MS analysis showed the group of bioactive compound
diterpenes sinularin that were produced soft corals S. flexibilis (SFTLS4), and
bacterial symbionts isolates of P. diminuta (A1) also.
Key words: antibacterial activity, bacterial symbiont, bioactive compound,
sinularia, soft coral
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
EKSPLORASI SPASIAL KARANG LUNAK KAITANNYA
DENGAN BIOAKTIF BAKTERI SIMBION
ROZIRWAN
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Ujian Tertutup:
Penguji Luar Komisi:
Sidang Promosi Terbuka:
Penguji Luar Komisi:
1. Prof Dr Ir Dedi Soedharma, DEA
2. Dr Munti Yuhana, SPi, MSc
1. Dr Munti Yuhana, SPi, MSc
2. Dr Ir Zainal Arifin, MSc
PRAKARTA
Segala puji dan syukur dipersembahkan kepada Allah SWT dan sholawat
serta salam untuk Nabi Muhammad SAW, keluarga dan sahabatnya. Ungkapan
rasa syukur ini penulis sampaikan atas segala karunia-Nya sehingga disertasi ini
berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian adalah ekologi kimia
pada karang lunak, dengan judul Eksplorasi Spasial Karang Lunak Kaitannya
dengan Senyawa Bioaktif Bakteri Simbion.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Dietriech Geoffrey
Bengen, DEA, Ibu Dr Ir Neviaty Putri Zamani, MSc, bapak Dr Ir Hefni Effendi,
MPhil dan bapak Dr rer nat Chaidir, Apt selaku pembimbing yang telah banyak
membantu dan memberi masukan dari awal penentuan judul, pembuatan proposal,
proses penelitian, penulisan hingga tersusunnya ditertasi ini.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Dedi Soedharma,
DEA dan Ibu Dr Munti Yuhana, SPi, MSc selaku penguji luar komisi pada ujian
tertutup yang dilaksakan pada tanggal 7 Juli 2015 yang lalu. Terima kasih juga
saya sampaikan kepada Ibu Dr Munti Yuhana, SPi, MSc dan Bapak Dr Ir Zainal
Arifin, MSc selaku anggota luar komisi sidang promosi terbuka pada tanggal 10
Agustus 2015.
Disamping itu, penghargaan dan ucapan terima kasih juga penulis
sampaikan kepada Kepala Laboratorium Biologi Laut FMIPA, UNSRI, Kepala
Laboratorium Mikrobiologi, FMIPA, UNSRI dan Kepala Labtiap BPPT Serpong
yang telah membantu pada proses penelitian sehingga disertasi ini dapat disusun
dan diselesaikan. Terima kasih kepada seluruh jajaran IPB, Rektor, Dekan
Pascasarjana, Dekan FPIK dan seluruh dosen IPB yang telah memberi kesempatan
kepada penulis untuk menimbah ilmu di instansi ini.
Terima kasih kepada Rektor Universitas Sriwijaya, Dekan FMIPA, Ketua
Program Studi Ilmu Kelautan dan seluruh rekan-rekan dosen berserta staf UNSRI,
atas bantuan dan dukunganya selama ini. Penghargaan dan terima kasih juga
penulis sampaikan kepada rekan-rekan seperjuangan di IPB. baik yang sudah
selesai maupun yang masih dalam proses, semoga ilmu yang kita dapatkan
bermafaat bagi masyarakat luas dan menjadi ladang ibadah untuk kita semua
kedepan.
Ungkapan terima kasih dan penghargaan secara khusus, penulis sampaikan
kepada istriku tercinta Lisvi Gunaini, SST dan anak-anakku Afandi Maulana Rozi
dan Alfatahillah Muhammad Rozi, serta ayahandaku Bapak H. Damli, ibundaku
Ibu Hj. Ridawati dan serta ayah dan ibu mertuaku Bapak Drs Darwan Siawas dan
Ibu Nihariyah serta seluruh keluarga, atas doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Rozirwan
x
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
1 PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
3
Tujuan Penelitian
4
Manfaat Penelitian
4
Kebaruan Penelitian
4
2 TINJAUAN PUSTAKA
6
3 DISTRIBUSI SPASIAL KARANG LUNAK PADA PERAIRAN
TERBUKA DI PULAU PONGOK BANGKA SELATAN DAN
PERAIRAN TERTUTUP PULAU TEGAL TELUK LAMPUNG
26
Pendahuluan
26
Bahan dan Metode
27
Hasil
31
Pembahasan
40
Simpulan
41
4 SKRINING POTENSI SENYAWA BIOAKTIF KARANG LUNAK
DARI PERAIRAN PULAU PONGOK BANGKA SELATAN DAN
PULAU TEGAL TELUK LAMPUNG
42
Pendahuluan
42
Bahan dan Metode
43
Hasil
46
Pembahasan
53
Simpulan
55
5 AKTIVITAS ANTIBAKTERI PADA ISOLAT SENYAWA BIOAKTIF
KARANG LUNAK Sinularia polydactyla DAN S. flexibilis
56
Pendahuluan
56
Bahan dan Metode
58
Hasil
61
Pembahasan
68
Simpulan
69
6 SENYAWA BIOAKTIF BAKTERI SIMBION KARANG LUNAK
Sinularia flexibilis dan S. polydactyla
70
Pendahuluan
70
Bahan dan Metode
71
Hasil
77
Pembahasan
86
Simpulan
87
7 PEMBAHASAN UMUM
88
8 SIMPULAN DAN SARAN
91
Simpulan
91
Saran
92
DAFTAR PUSTAKA
93
LAMPIRAN
103
xi
DAFTAR TABEL
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
Senyawa aktif genus Sinularia
Alat dan bahan yang digunakan untuk pengukuran parameter perairan
Peralatan digunakan untuk pengamatan dan pengambilan sampel karang
lunak
Jenis-jenis Karang di perairan Pulau Tegal Lampung Selatan dan Pulau
Pongok Bangka Selatan
Wilks lambda
Matriks struktur
Fungsi pada grup centroid
Koefisien fungsi klasifikasi
Biomassa karang lunak yang ditemukan di lokasi penelitian
Berat ekstrak karang lunak
Skrining aktivitas antibakteri ekstrak karang lunak
Kategori potensi senyawa bioaktif karang lunak
Wilks lambda
Matriks struktur
Fungsi pada grup centroid
Koefisien fungsi klasifikasi
Berat ekstrak yang diperoleh
Kategori daya hambat ekstrak kasar S. polydactyla dan S. flexibilis
Aktivitas antibakteri ekstrak karang lunak dalam pelarut etil asetat
Kategori daya hambat antibakteri pada fraksi-fraksi SFTLS4 dan
SPTLS2
Aktivitas antibakteri pada konsentrasi hambat minimum (KHM)
Komposisi media pertumbuhan zobell modifikasi dari (Atlas 2005)
Timetable gradient perlarut analisis LCMS
Hasil pengamatan morfologi isolat bakteri (A1-A4) dari karang S.
flexibilis
Hasil pengamatan morfologi isolat bakteri (B1-B4) dari karang S.
polydactyla
Hasil uji biokimia isolat bakteri simbion pada sampel karang SFTLS4
Hasil uji biokimia isolat bakteri simbion pada sampel karang SPTLS2
Daya hamabat ekstrak isolat bakteri simbion pada karang lunak S.
flexibilis dan S. polydactyla
Data total ion current (TIC) dari nilai m/z ekstrak karang lunak S.
flexibilis dan isolat bakteri simbion
18
29
29
33
38
38
39
39
46
47
47
48
50
50
51
51
62
62
62
65
67
71
76
77
79
80
81
84
84
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
Kerangka pikir penelitian
Perbedaan struktur tubuh karang lunak dan keras (Ryan 1985)
Anatomi Karang Lunak (Foster dan Smith 2011)
Korelasi keragaman dengan kedalaman dan jenis karang dan kedalaman
Sheppard dalam McClanahan et al. (2000)
5
7
8
13
xii
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
Korelasi antara kedalaman dan laju rata-rata pertumbuhan Porites
lobata (Grigg 2006)
Hubungan spesies karang terhadap salinitas perairan di Samudera India
Sheppard dalam McClanahan et al. (2000)
Senyawa aktif diterpen Sinularin dari karang lunak genus Sinularia
Persentase isolat bioaktif yang diperoleh dari karang keras dan lunak,
air laut dan sedimen (Shnit-Orland dan Kushmaro 2008)
Peta lokasi penelitian
Analisis komponen utama karakteristik habitat karang lunak pada
sumbu 1 dan sumbu 2; A) lingkaran korelasi variabel fisik-kimia; B)
sebaran spasial stasiun pengamatan
Jenis karang lunak yang ditemukan di lokasi penelitian
Persentasi tutupan karang dan jumlah spesies karang lunak
Analisis komponen utama (PCA) hubungan karakteristik lingkungan
dengan jenis dan persentase tutupan karang lunak, A) korelasi variabel
fisik-kimia pada sumbu F1 dan F2; B) korelasi variabel fisik-kimia
pada sumbu F1 dan F3
Dendogram similaritas antar stasiun berdasarkan jenis dan persentase
tutupan karang lunak
Lokasi pengambilan sampel karang lunak
Bagan alir kegiatan skrining potensi senyawa bioaktif karang lunak
Aktivitas antibakteri dari ekstrak karang lunak dalam pelarut EtOAc;
(A) ekstrak SpTGL3 terhadap bakteri S. areus; (B) ekstrak SpTGL3
terhadap bakteri E. coli; (C) ekstrak SfTGL4 terhadap bakteri S. areus;
(D) ekstrak SfTGL4 terhadap bakteri E. coli
Analisis Komponen Utama (PCA) keterkaitan karakteristik perairan dan
distribusi karang lunak dengan daya hambat senyawa bioaktifnya
Spesies S. polydactyla, A) kondisi hidup di air; B) kondisi sesudah
dipotong
Spesies S. flexibilis, A) kondisi hidup di air; dan B) kondisi sudah
dipotong
Bagan alir penelitian aktivitas antibakteri
Skema proses ekstraksi senyawa bioaktif
Skema proses bioassay aktivitas antibakteri
Zona bening pada ekstrak kasar karang lunak S. flexibilis dan S.
polydactyla. A) Ekstrak dalam n-Hex; B) Ekstrak dalam EtOAc; C)
Ekstrak dalam MeOH
Pemurnian isolat senyawa bioaktif karang lunak S. polydactyla, A)
Hasil pengkoloman; B) Hasil fraksi-fraksi pada KLT
Pemurnian isolat senyawa bioaktif karang lunak S. flexibilis, A) Hasil
pengkoloman; B) Hasil fraksi-fraksi pada KLT
Daya hambat antibakteri pada fraksi-fraksi senyawa bioaktif ekstrak
SPTLS2
Daya hambat antibakteri pada fraksi-fraksi senyawa bioaktif ekstrak
SFTLS4
Pewarnaan gram dan bentuk koloni bakteri simbion yang diperoleh
pada sampel SfTLS4
13
15
17
25
28
32
36
36
37
40
44
45
49
50
52
52
58
60
61
63
64
65
66
67
78
xiii
30 Pewarnaan gram dan bentuk koloni bakteri simion yang diperoleh pada
sampel SPTLS2
31 Kurva tumbuh isolat bakteri simbion
32 Kurva kecepatan tumbuh isolat bakteri simbion
33 Kurva waktu generasi sel isolat bakteri simbion
34 Aktivitas antibakteri isolat bakteri simbion dari S. flexibilis dan S.
polydactyla
35 Spektrum TIC senyawa yang sama, A) spesies S. flexibilis (SFTLS4);
dan B) Isolat simbion A1
36 Spektrum senyawa aktif, A) spesies S. flexibilis (SFTLS4); dan B)
isolat bakteri simbion A1
80
82
82
83
83
85
86
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Parameter fisik-kimia perairan di lokasi penelitian
Analisis komponen utama (PCA) karakteristik habitat perairan
Persentase tutupan karang
Analisis komponen utama (PCA) korelasi parameter fisik-kimia
perairan dengan jenis dan distribusi karang lunak
Perhitungan dissimilaritas (Bray-Curties Index) antar titik stasiun
Hasil skrining biomassa ekstrak sampel karang lunak
Hasil skrining aktivitas antibakteri pada ekstrak karang lunak
Analisa beda nyata dengan ANOVA pada data skrining aktivitas
antibakteri (ρ2 mm. Sklerit dari lapisan permukaan klub dan
spindle kecil. Warna koloni keputihan, kekuningan, kecoklatan (Fabricus dan
Alderslade 2001)
11
Karang dapat bereproduksi dalam berbagai cara termasuk dengan
fragmentasi. Pemijahan terjadi setelah bulan purnama pada bulan November.
Pertumbuhan spesies ini lambat sekitar 5 mm per tahun (Verseveldt 1980).
Kingdom Animalia
Phylum Cnidaria
Class Anthozoa
Subclass Octocorallia
Order Alcyonacea
Family Alcyoniidae
Genus Sinularia (Verseveldt 1980)
© Andy Lewis
Pertumbuhan Karang Lunak
Laju pertumbuahan karang lunak tergantung pada karakteristik biofisikkimia lingkungan perairan. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh
Arafat (2009) di perairan Pramuka, menunjukan bahwa laju pertumbuhan
Sinuaria dura tidak dipengaruhi oleh faktor kedalaman (antara 3 dan 10 m),
namun dipengaruhi oleh faktor musim, dimana pertumbuhan tertinggi terjadi pada
bulan Agustus-Desember dengan panjang rata-rata 0,24 cm per bulan dan lebar
0,28 cm per bulan. Pada bulan Januari-Maret, laju pertumbahan mengalami
penurunan yakni panjang rata-rata 0,07 cm per bulan dan lebar 0,08 cm per bulan.
Hal ini diduga pengaruh musim barat yang mengakibatkan perairan keruh dan
berarus relative kuat. Pada spesies Lobophytum strictum, laju perumbuhan
bervariasi dan puncak pertumbuhan tertinggi pada bulan Juli yaitu sekitar 0,67 cm
panjang, 0,89 cm lebar dan pada bulan Oktober berkisar 0,86 cm panjang dan 0,62
cm lebar.
Karateristik Biofisik Perairan Karang Lunak
Karakteristik biofisik perairan berperan penting dalam menentukan
distribusi ekosistem terumbu karang termasuk distribusi karang lunak. Distribusi
karang menjadi lebih baik apabila parameter-parameter utama fisik-kimia
mendukung pertumbuhan karang. Adapun parameter-parameter fisik-kimia yang
mempengaruhi distribusi karang lunak meliputi kecerahan, kekeruhan, kedalaman,
arah dan kecepatan arus, suhu, jenis substrat, salinitas, pH, DO, nutrient, TOM
dan lain sebagainya (Wolanski 2010).
Kecerahan
Distribusi karang lunak tergantung paparan cahaya dan kedalaman,
kecerahan perairan dan kemiringan habitat. Partikel tersuspensi dalam air tidak
hanya membuat keruh tapi juga menyerap cahaya, dimana di kedalaman 10 m
terlihat gelap bahkan pada siang hari. Kekeruhan tertinggi terdapat pada pesisir
pantai dan muara sungai, dimana adanya pengaruh gelombang dan pasang surut
yang meresuspensi sedimen dari dasar perairan. Adanya cahaya dapat merangsang
12
pertumbuhan spesies zooxanthela (tingkat radiasi secara langsung mempengaruhi
laju fotosintesis
DENGAN SENYAWA BIOAKTIF BAKTERI SIMBION
ROZIRWAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Eksplorasi Spasial
Karang Lunak Kaitannya dengan Senyawa Bioaktif Bakteri Simbion adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang
berasal atau disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di
bagian akhir disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Rozirwan
NIM C561100051
iv
RINGKASAN
ROZIRWAN. Eksplorasi Spasial Karang Lunak Kaitannya dengan Senyawa
Bioaktif Bakteri Simbion. Dibimbing oleh DIETRIECH GEOFFREY BENGEN,
NEVIATY PUTRI ZAMANI, HEFNI EFFENDI dan CHAIDIR.
Secara ekologi, karang lunak dan karang keras memiliki fungsi yang sama
di perairan. Distribusi dan jenis karang lunak sangat dipengaruhi oleh karakteristis
lingkungan perairan. Karang lunak telah diketahui mengandung senyawa bioaktif
yang dapat dijadikan sebagai marine natural product, tetapi secara alami
ketersediaan sumberdaya ini sangat terbatas dan sulit untuk dibudidayakan. Untuk
itu, isolat bakteri simbion adalah salah satu alternatif dalam upaya memanfaatkan
sumberdaya tersebut secara keberlanjutan.
Penelitian ini memiliki empat tujuan utama yaitu sebagai berikut: (1) untuk
membedakan distribusi dan jenis karang lunak diantara perairan terbuka di Pulau
Pongok, Bangka Selatan dan perairan tertutup Pulau Tegal di Teluk Lampung; (2)
untuk menemukan jenis-jenis karang lunak yang memiliki potensi senyawa
bioaktif sebagai antibakteri yang ditemukan di kedua perairan; (3) untuk
mengukur tingkat aktivitas antibakteri dan konsentrasi hambat minimum pada
senyawa bioaktif pada spesies target Sinularia flexibilis (SFTLS4) dan S.
polydactyla (SPTLS2); (4) untuk menemukan jenis-jenis bakteri simbion karang
lunak S. flexibilis dan S. polydactyla yang berpotensi menghasilkan senyawa
bioaktif.
Hasil yang ditemukan ada delapan jenis karang lunak yang diklasifikasikan
dalam empat genera (Lobophytum, Nephthea, Sarcophyton dan Sinularia)
ditemukan di kedua lokasi penelitian, enam spesies yang diidentifikasi di perairan
Bangka Selatan (di kedalaman 9 m) dan dua spesies (di kedalaman 3 m). Di
perairan P. Tegal (perairan tertutup), hanya 2 spesies tercatat dari genus Sinularia
(di kedalaman 2-5m). Ada 2 stasiun di P. Pongok yaitu PGK1 dan PGK2,
sementara di Tegal Island, ada 4 stasiun yaitu TGL1, TGL2, TGL3 dan TGL4.
Analisis komponen utama menunjukkan bahwa kedua perairan memiliki penciri
utama pada faktor fisik-kimianya meliputi; kedalaman, arus, fosfat dan kekeruhan,
dengan variabel pembeda adalah fosfat. Hasil analisis similaritas menunjukkan
bahawa perairan P. Pongok dan P. Tegal memiliki similaritas sangat kuat di atas
79%.
Hasil dari penanganan sampel menunjukkan bahwa biomassa sampel basah
sampai kering cukup bervariasi, selisih penyusutan tertinggi adalah pada sampel
genus Nephthea, Lobophytum, Sarcophyton, dan Sinularia. Hasil ekstraksi dari 12
sampel karang lunak diperoleh nilai berat ekstrak terendah pada pelarut semi polar
(EtOAc), sedangkan berat ekstrak dalam non polar (n-Hex) dan polar (MeOH)
bervariasi. Daya hambat antibakteri dari keseluruhan ekstrak sampel ditunjukkan
pada ekstrak karang lunak dalam pelarut EtOAc dan sebagian ekstrak dalam
pelarut MeOH. Nilai daya hambat tertinggi ditunjukkan pada karang lunak spesies
Sinularia flexibilis (SFTLS4) dan S. polydactyla (SPTLS2) dengan kategori kuat.
Analisis komponen utama diperoleh ada hubungan karakteristik lingkungan
dengan daya hambat senyawa bioaktif karang lunak, parameter fisik-kimia
v
perairan dicirikan oleh meliputi; kedalaman, arus, fosfat dan kekeruhan, dengan
variable pembeda adalah kedalaman.
Berat ekstrak dari kedua spesies S. flexibilis (SFTLS4) dan S. polydactyla
(SPTLS2) diperoleh relatif sama, kecuali ekstrak dalam pelarut n-Heksan (n-Hex)
dari sampel SFTLS4 yang lebih tinggi dibandingkan dengan berat ekstrak dalam
pelarut lainnya. Aktivitas antibakteri dari kedua spesies menunjukkan hanya
terjadi pada ekstrak dalam pelarut etil asetat (EtOAc) dengan kategori sangat kuat.
Hasil pemurnian diperoleh ada delapan fraksi (F1-F8) untuk ekstrak SFTLS4 dan
enam fraksi (F1-F6) untuk ekstrak SPTLS2. Spot-spot potensi senyawa bioaktif
ditunjukkan pada fraksi F4 dan F5 (untuk SFTLS4) dan fraksi F2 dan F5 (untuk
SPTLS2). Nilai KHM dari sampel SFTLS4 menunjukkan bahwa fraksi F4 dan F5
terendah (500 ppm) berkisar 6.12±0.10 dan 6.15±0.18 mm (bakteri E. coli), dan
berkisar 6.59±0.55 dan 6.28±0.28 mm (S. dysentri). Nilai KHM dari sampel
SPTLS2 menunjukkan hanya fraksi F2 yang mencapai konsentrasi terendah (500
ppm) dengan kisaran 6.20±0.10 mm (untuk bakteri E. coli).
Isolat bakteri simbion dari sampel karang lunak diperoleh dua isolat dari
sampel SFTLS4 yaitu: isolat A1 dan A2, dan dua isolat B1 dan B4 dari sampel
SPTLS2. Hasil karakterisasi menunjukkan seluruh isolat diklasifikasikan adalah
sebagai isolat A1 adalah Pseudomonas diminuta, isolat A2 adalah Edwardsiellla
hoshinae, isolat B1 adalah Edwardsiellla hoshinae dan isolat B4 adalah
Pseudomonas acidovorans. Pola pertumbuhan menunjukkan kesamaan pada
puncak fase stasioner ( 60 jam). Aktivitas
antibakteri ditemukan hanya pada bakteri simbion P. diminuta (A1) dari spesies S.
flexibilis berkisar 10.16±0.3mm (B. subtilis), 8.66±0.8 mm (E. coli) dan
9.86±1.7mm (S. dysentri), dan tidak ada pada bakteri simbion dari spesies S.
polydactyla. Hasil analisis LCMS menunjukkan senyawa bioaktif kelompok
diterpen sinularin yang diproduksi karang lunak S. flexibilis (SFTLS4) juga
diproduksi oleh isolat bakteri simbionnya P. diminuta (A1).
Kata kunci: aktivitas antibakteri, bakteri simbion, karang lunak, senyawa bioaktif,
Sinularia
vi
SUMMARY
ROZIRWAN. Spatial Exploration of Soft Coral Relation with Symbiont Bacterial
Bioactive Compounds. Supervised by DIETRIECH GEOFFREY BENGEN,
NEVIATY PUTRI ZAMANI, HEFNI EFFENDI and CHAIDIR.
In ecology, soft and hard corals have the same function in the waters. The
distribution of soft corals is strongly influenced by the characteristics of the
aquatic environment. Soft corals had been knows contain of bioactive compounds
that can be used as a marine natural product, but naturally theses resource are
limited and very difficult to cultivated. Therefore, the isolation of bacterial
symbiont on soft coral is one of alternatives in an effort to utilize these resources
in sustainability.
This study had four main objectives that include the following: (1) to
determine the differences of the soft corals between sheltered and exposed area in
Pongok Island, Soulth of Bangka and Tegal Island in Lampung Bay, Indonesia;
(2) to find of the soft corals inhibition potential for antibacterial activity; (3) to
measure the antibacterial activity level and minimum inhibitory concentration of
bioactive compounds in the soft coral S. flexibilis and S. polydactyla species; (4)
to find the isolation of bacterial symbionts from soft coral S. flexibilis and S.
polydactyla species that the potential to producted bioactive compound.
The results found eigtht types of soft corals classified in four genera
(Lobophytum, Nephthea, Sarcophyton and Sinularia) were found in both sites, six
species were identified in the waters of South Bangka (at 9 meters depth) and two
species (at 3 meters depth). In Tegal Island waters (closed waters), only 2 species
from the genus Sinularia were recorded (at 2-5m depth). There were 2 stations at
Pongok Island namely, PGK1 and PGK2, while in Tegal Island, there were 4
stations namely TGL1, TGL2, TGL3 dan TGL4. Principal component analyses
showed that both waters can be classified based on their physical-chemical
characteristic, which were depth, currents, phosphate and turbidity waters.
Discriminant function were showed in phosphate variable. While the similarity
analysis showed that both waters had very strong similarity of about 79%.
In sampling treatment, the biomass among wet and dry samples varied. The
highest shrinkage due to drying was found in Nephthea, followed by Lobophytum
and Sarcophyton, while the lowest was found in the genus of Sinularia. Extracted
from 12 samples of soft coral, the lowest extract weight was found in the semipolar solvent (EtOAc), while the extract weight of n-Hex and MeOH was vary.
Inhibition power from all extract samples were found on soft coral extract in the
EtOAc and MeOH solvents. The highest value of inhibition power was found in
soft coral of Sinularia polydactyla and S. flexibilis within strong catogery.
Principal component analysis showed there were corelations between the the
environment characteristics with the bioactive compounds inhibition of soft
corals, that the identifier parameters include; depth, currents, phosphate and
turbidity waters. Discriminant function were showed in depth variable.
Extracts weight of both species S. flexibilis (SFTLS4) and S. polydactyla
(SPTLS2) found the same relatively, except extract in n-Hexane (n-Hex) solvent
from SFTLS4 samples that higher compered to extract weigth in other solvents.
vii
Antibacterial activites of both spesies showed only on extract in ethyl acetate
(EtOAc), within strong category. For purification were obtained eigth fractions
(F1-F8) for SFTLS4 extractions and six fractions (F1-F6) for SPTLS2 extractions.
The potential spots of bioactive compounds were showed in F4 and F5 fractions
(for SFTLS4) and F2 and F5 fractions (for SPTLS2). MIC values in SFTLS4
showed the lowest F4 and F5 fractions (500 ppm) were about 6.12±0.10 and
6.15±0.18 mm (E. coli), and about 6.59±0.55 and 6.28±0.28 mm (S. dysentri).
MIC values of SPTLS2 showed the lowest F2 fraction only (500 ppm), within was
about 6.20±0.10 mm (for E. coli).
The isolation of bacterial symbionts from sampels of soft coral were
obtained two isolates from SFTLS4 samples i.e: A1 and A2 isolates, and two
isolates from SPTLS2 samples i.e: B1 and B4 isolates. The characterization
results showed whole of isolates classified as A1 isolate was Pseudomonas
diminuta, A2 isolate was Edwardsiellla hoshinae, B1 isolate was Edwardsiellla
hoshinae and B4 isolate was Pseudomonas acidovorans. The growth pattern
showed similarity at the height of the stationary phase (
60 h). Antibacterial activity were found only bacterial symbionts of P. diminuta
(A1) from S. flexiblis species about 10.16 ± 0.3mm (for B. subtilis), 8.66 ± 0.8
mm (E. coli) and 9.86 ± 1.7mm (S. dysentri), and none of it from S. polydactyla
species. The results of LC MS analysis showed the group of bioactive compound
diterpenes sinularin that were produced soft corals S. flexibilis (SFTLS4), and
bacterial symbionts isolates of P. diminuta (A1) also.
Key words: antibacterial activity, bacterial symbiont, bioactive compound,
sinularia, soft coral
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
EKSPLORASI SPASIAL KARANG LUNAK KAITANNYA
DENGAN BIOAKTIF BAKTERI SIMBION
ROZIRWAN
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu Kelautan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Ujian Tertutup:
Penguji Luar Komisi:
Sidang Promosi Terbuka:
Penguji Luar Komisi:
1. Prof Dr Ir Dedi Soedharma, DEA
2. Dr Munti Yuhana, SPi, MSc
1. Dr Munti Yuhana, SPi, MSc
2. Dr Ir Zainal Arifin, MSc
PRAKARTA
Segala puji dan syukur dipersembahkan kepada Allah SWT dan sholawat
serta salam untuk Nabi Muhammad SAW, keluarga dan sahabatnya. Ungkapan
rasa syukur ini penulis sampaikan atas segala karunia-Nya sehingga disertasi ini
berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian adalah ekologi kimia
pada karang lunak, dengan judul Eksplorasi Spasial Karang Lunak Kaitannya
dengan Senyawa Bioaktif Bakteri Simbion.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Dietriech Geoffrey
Bengen, DEA, Ibu Dr Ir Neviaty Putri Zamani, MSc, bapak Dr Ir Hefni Effendi,
MPhil dan bapak Dr rer nat Chaidir, Apt selaku pembimbing yang telah banyak
membantu dan memberi masukan dari awal penentuan judul, pembuatan proposal,
proses penelitian, penulisan hingga tersusunnya ditertasi ini.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Ir Dedi Soedharma,
DEA dan Ibu Dr Munti Yuhana, SPi, MSc selaku penguji luar komisi pada ujian
tertutup yang dilaksakan pada tanggal 7 Juli 2015 yang lalu. Terima kasih juga
saya sampaikan kepada Ibu Dr Munti Yuhana, SPi, MSc dan Bapak Dr Ir Zainal
Arifin, MSc selaku anggota luar komisi sidang promosi terbuka pada tanggal 10
Agustus 2015.
Disamping itu, penghargaan dan ucapan terima kasih juga penulis
sampaikan kepada Kepala Laboratorium Biologi Laut FMIPA, UNSRI, Kepala
Laboratorium Mikrobiologi, FMIPA, UNSRI dan Kepala Labtiap BPPT Serpong
yang telah membantu pada proses penelitian sehingga disertasi ini dapat disusun
dan diselesaikan. Terima kasih kepada seluruh jajaran IPB, Rektor, Dekan
Pascasarjana, Dekan FPIK dan seluruh dosen IPB yang telah memberi kesempatan
kepada penulis untuk menimbah ilmu di instansi ini.
Terima kasih kepada Rektor Universitas Sriwijaya, Dekan FMIPA, Ketua
Program Studi Ilmu Kelautan dan seluruh rekan-rekan dosen berserta staf UNSRI,
atas bantuan dan dukunganya selama ini. Penghargaan dan terima kasih juga
penulis sampaikan kepada rekan-rekan seperjuangan di IPB. baik yang sudah
selesai maupun yang masih dalam proses, semoga ilmu yang kita dapatkan
bermafaat bagi masyarakat luas dan menjadi ladang ibadah untuk kita semua
kedepan.
Ungkapan terima kasih dan penghargaan secara khusus, penulis sampaikan
kepada istriku tercinta Lisvi Gunaini, SST dan anak-anakku Afandi Maulana Rozi
dan Alfatahillah Muhammad Rozi, serta ayahandaku Bapak H. Damli, ibundaku
Ibu Hj. Ridawati dan serta ayah dan ibu mertuaku Bapak Drs Darwan Siawas dan
Ibu Nihariyah serta seluruh keluarga, atas doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Agustus 2015
Rozirwan
x
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
xi
DAFTAR GAMBAR
xi
DAFTAR LAMPIRAN
xiii
1 PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
3
Tujuan Penelitian
4
Manfaat Penelitian
4
Kebaruan Penelitian
4
2 TINJAUAN PUSTAKA
6
3 DISTRIBUSI SPASIAL KARANG LUNAK PADA PERAIRAN
TERBUKA DI PULAU PONGOK BANGKA SELATAN DAN
PERAIRAN TERTUTUP PULAU TEGAL TELUK LAMPUNG
26
Pendahuluan
26
Bahan dan Metode
27
Hasil
31
Pembahasan
40
Simpulan
41
4 SKRINING POTENSI SENYAWA BIOAKTIF KARANG LUNAK
DARI PERAIRAN PULAU PONGOK BANGKA SELATAN DAN
PULAU TEGAL TELUK LAMPUNG
42
Pendahuluan
42
Bahan dan Metode
43
Hasil
46
Pembahasan
53
Simpulan
55
5 AKTIVITAS ANTIBAKTERI PADA ISOLAT SENYAWA BIOAKTIF
KARANG LUNAK Sinularia polydactyla DAN S. flexibilis
56
Pendahuluan
56
Bahan dan Metode
58
Hasil
61
Pembahasan
68
Simpulan
69
6 SENYAWA BIOAKTIF BAKTERI SIMBION KARANG LUNAK
Sinularia flexibilis dan S. polydactyla
70
Pendahuluan
70
Bahan dan Metode
71
Hasil
77
Pembahasan
86
Simpulan
87
7 PEMBAHASAN UMUM
88
8 SIMPULAN DAN SARAN
91
Simpulan
91
Saran
92
DAFTAR PUSTAKA
93
LAMPIRAN
103
xi
DAFTAR TABEL
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
Senyawa aktif genus Sinularia
Alat dan bahan yang digunakan untuk pengukuran parameter perairan
Peralatan digunakan untuk pengamatan dan pengambilan sampel karang
lunak
Jenis-jenis Karang di perairan Pulau Tegal Lampung Selatan dan Pulau
Pongok Bangka Selatan
Wilks lambda
Matriks struktur
Fungsi pada grup centroid
Koefisien fungsi klasifikasi
Biomassa karang lunak yang ditemukan di lokasi penelitian
Berat ekstrak karang lunak
Skrining aktivitas antibakteri ekstrak karang lunak
Kategori potensi senyawa bioaktif karang lunak
Wilks lambda
Matriks struktur
Fungsi pada grup centroid
Koefisien fungsi klasifikasi
Berat ekstrak yang diperoleh
Kategori daya hambat ekstrak kasar S. polydactyla dan S. flexibilis
Aktivitas antibakteri ekstrak karang lunak dalam pelarut etil asetat
Kategori daya hambat antibakteri pada fraksi-fraksi SFTLS4 dan
SPTLS2
Aktivitas antibakteri pada konsentrasi hambat minimum (KHM)
Komposisi media pertumbuhan zobell modifikasi dari (Atlas 2005)
Timetable gradient perlarut analisis LCMS
Hasil pengamatan morfologi isolat bakteri (A1-A4) dari karang S.
flexibilis
Hasil pengamatan morfologi isolat bakteri (B1-B4) dari karang S.
polydactyla
Hasil uji biokimia isolat bakteri simbion pada sampel karang SFTLS4
Hasil uji biokimia isolat bakteri simbion pada sampel karang SPTLS2
Daya hamabat ekstrak isolat bakteri simbion pada karang lunak S.
flexibilis dan S. polydactyla
Data total ion current (TIC) dari nilai m/z ekstrak karang lunak S.
flexibilis dan isolat bakteri simbion
18
29
29
33
38
38
39
39
46
47
47
48
50
50
51
51
62
62
62
65
67
71
76
77
79
80
81
84
84
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
Kerangka pikir penelitian
Perbedaan struktur tubuh karang lunak dan keras (Ryan 1985)
Anatomi Karang Lunak (Foster dan Smith 2011)
Korelasi keragaman dengan kedalaman dan jenis karang dan kedalaman
Sheppard dalam McClanahan et al. (2000)
5
7
8
13
xii
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
Korelasi antara kedalaman dan laju rata-rata pertumbuhan Porites
lobata (Grigg 2006)
Hubungan spesies karang terhadap salinitas perairan di Samudera India
Sheppard dalam McClanahan et al. (2000)
Senyawa aktif diterpen Sinularin dari karang lunak genus Sinularia
Persentase isolat bioaktif yang diperoleh dari karang keras dan lunak,
air laut dan sedimen (Shnit-Orland dan Kushmaro 2008)
Peta lokasi penelitian
Analisis komponen utama karakteristik habitat karang lunak pada
sumbu 1 dan sumbu 2; A) lingkaran korelasi variabel fisik-kimia; B)
sebaran spasial stasiun pengamatan
Jenis karang lunak yang ditemukan di lokasi penelitian
Persentasi tutupan karang dan jumlah spesies karang lunak
Analisis komponen utama (PCA) hubungan karakteristik lingkungan
dengan jenis dan persentase tutupan karang lunak, A) korelasi variabel
fisik-kimia pada sumbu F1 dan F2; B) korelasi variabel fisik-kimia
pada sumbu F1 dan F3
Dendogram similaritas antar stasiun berdasarkan jenis dan persentase
tutupan karang lunak
Lokasi pengambilan sampel karang lunak
Bagan alir kegiatan skrining potensi senyawa bioaktif karang lunak
Aktivitas antibakteri dari ekstrak karang lunak dalam pelarut EtOAc;
(A) ekstrak SpTGL3 terhadap bakteri S. areus; (B) ekstrak SpTGL3
terhadap bakteri E. coli; (C) ekstrak SfTGL4 terhadap bakteri S. areus;
(D) ekstrak SfTGL4 terhadap bakteri E. coli
Analisis Komponen Utama (PCA) keterkaitan karakteristik perairan dan
distribusi karang lunak dengan daya hambat senyawa bioaktifnya
Spesies S. polydactyla, A) kondisi hidup di air; B) kondisi sesudah
dipotong
Spesies S. flexibilis, A) kondisi hidup di air; dan B) kondisi sudah
dipotong
Bagan alir penelitian aktivitas antibakteri
Skema proses ekstraksi senyawa bioaktif
Skema proses bioassay aktivitas antibakteri
Zona bening pada ekstrak kasar karang lunak S. flexibilis dan S.
polydactyla. A) Ekstrak dalam n-Hex; B) Ekstrak dalam EtOAc; C)
Ekstrak dalam MeOH
Pemurnian isolat senyawa bioaktif karang lunak S. polydactyla, A)
Hasil pengkoloman; B) Hasil fraksi-fraksi pada KLT
Pemurnian isolat senyawa bioaktif karang lunak S. flexibilis, A) Hasil
pengkoloman; B) Hasil fraksi-fraksi pada KLT
Daya hambat antibakteri pada fraksi-fraksi senyawa bioaktif ekstrak
SPTLS2
Daya hambat antibakteri pada fraksi-fraksi senyawa bioaktif ekstrak
SFTLS4
Pewarnaan gram dan bentuk koloni bakteri simbion yang diperoleh
pada sampel SfTLS4
13
15
17
25
28
32
36
36
37
40
44
45
49
50
52
52
58
60
61
63
64
65
66
67
78
xiii
30 Pewarnaan gram dan bentuk koloni bakteri simion yang diperoleh pada
sampel SPTLS2
31 Kurva tumbuh isolat bakteri simbion
32 Kurva kecepatan tumbuh isolat bakteri simbion
33 Kurva waktu generasi sel isolat bakteri simbion
34 Aktivitas antibakteri isolat bakteri simbion dari S. flexibilis dan S.
polydactyla
35 Spektrum TIC senyawa yang sama, A) spesies S. flexibilis (SFTLS4);
dan B) Isolat simbion A1
36 Spektrum senyawa aktif, A) spesies S. flexibilis (SFTLS4); dan B)
isolat bakteri simbion A1
80
82
82
83
83
85
86
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
Parameter fisik-kimia perairan di lokasi penelitian
Analisis komponen utama (PCA) karakteristik habitat perairan
Persentase tutupan karang
Analisis komponen utama (PCA) korelasi parameter fisik-kimia
perairan dengan jenis dan distribusi karang lunak
Perhitungan dissimilaritas (Bray-Curties Index) antar titik stasiun
Hasil skrining biomassa ekstrak sampel karang lunak
Hasil skrining aktivitas antibakteri pada ekstrak karang lunak
Analisa beda nyata dengan ANOVA pada data skrining aktivitas
antibakteri (ρ2 mm. Sklerit dari lapisan permukaan klub dan
spindle kecil. Warna koloni keputihan, kekuningan, kecoklatan (Fabricus dan
Alderslade 2001)
11
Karang dapat bereproduksi dalam berbagai cara termasuk dengan
fragmentasi. Pemijahan terjadi setelah bulan purnama pada bulan November.
Pertumbuhan spesies ini lambat sekitar 5 mm per tahun (Verseveldt 1980).
Kingdom Animalia
Phylum Cnidaria
Class Anthozoa
Subclass Octocorallia
Order Alcyonacea
Family Alcyoniidae
Genus Sinularia (Verseveldt 1980)
© Andy Lewis
Pertumbuhan Karang Lunak
Laju pertumbuahan karang lunak tergantung pada karakteristik biofisikkimia lingkungan perairan. Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan oleh
Arafat (2009) di perairan Pramuka, menunjukan bahwa laju pertumbuhan
Sinuaria dura tidak dipengaruhi oleh faktor kedalaman (antara 3 dan 10 m),
namun dipengaruhi oleh faktor musim, dimana pertumbuhan tertinggi terjadi pada
bulan Agustus-Desember dengan panjang rata-rata 0,24 cm per bulan dan lebar
0,28 cm per bulan. Pada bulan Januari-Maret, laju pertumbahan mengalami
penurunan yakni panjang rata-rata 0,07 cm per bulan dan lebar 0,08 cm per bulan.
Hal ini diduga pengaruh musim barat yang mengakibatkan perairan keruh dan
berarus relative kuat. Pada spesies Lobophytum strictum, laju perumbuhan
bervariasi dan puncak pertumbuhan tertinggi pada bulan Juli yaitu sekitar 0,67 cm
panjang, 0,89 cm lebar dan pada bulan Oktober berkisar 0,86 cm panjang dan 0,62
cm lebar.
Karateristik Biofisik Perairan Karang Lunak
Karakteristik biofisik perairan berperan penting dalam menentukan
distribusi ekosistem terumbu karang termasuk distribusi karang lunak. Distribusi
karang menjadi lebih baik apabila parameter-parameter utama fisik-kimia
mendukung pertumbuhan karang. Adapun parameter-parameter fisik-kimia yang
mempengaruhi distribusi karang lunak meliputi kecerahan, kekeruhan, kedalaman,
arah dan kecepatan arus, suhu, jenis substrat, salinitas, pH, DO, nutrient, TOM
dan lain sebagainya (Wolanski 2010).
Kecerahan
Distribusi karang lunak tergantung paparan cahaya dan kedalaman,
kecerahan perairan dan kemiringan habitat. Partikel tersuspensi dalam air tidak
hanya membuat keruh tapi juga menyerap cahaya, dimana di kedalaman 10 m
terlihat gelap bahkan pada siang hari. Kekeruhan tertinggi terdapat pada pesisir
pantai dan muara sungai, dimana adanya pengaruh gelombang dan pasang surut
yang meresuspensi sedimen dari dasar perairan. Adanya cahaya dapat merangsang
12
pertumbuhan spesies zooxanthela (tingkat radiasi secara langsung mempengaruhi
laju fotosintesis