Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar Terhadap Respon Pertumbuhan Dan Komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa)
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI GARAM DAN ADAPTASI AIR TAWAR TERHADAP RESPON
PERTUMBUHAN DAN KOMPOSISI TRITERPENOID SERTA FITOSTEROL BAKAU (Rhizophora stylosa)
HASIL Oleh : PUTRI ESTER SIHALOHO 091201062
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI GARAM DAN ADAPTASI AIR TAWAR TERHADAP RESPON
PERTUMBUHAN DAN KOMPOSISI TRITERPENOID SERTA FITOSTEROL SEMAI BAKAU (Rhizophora stylosa)
HASIL Oleh : PUTRI ESTER SIHALOHO 091201062/BUDIDAYA HUTAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
Judul Penelitian : Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar
Terhadap Respon Pertumbuhan Dan Komposisi Triterpenoid dan
Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa)
Nama
: Putri Ester Sihaloho
Nim : 091201062
Menyetujui Komisi Pembimbing
Mohammad Basyuni, S.Hut, M.Si, Ph.D Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si
Nip. 19730421 20012 1 001
Nip. 19670821 199301 2 001
Mengetahui Ketua Program Studi Kehutanan
Tanggal Ujian :
Siti Latifah, S.Hut, M.Si., Ph.D Nip. 19710406 200112 2 001
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PUTRI ESTER SIHALOHO : Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar Terhadap Respon Pertumbuhan dan Komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa), dibimbing oleh MOHAMMAD BASYUNI dan LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI.
Bakau (Rhizophora stylosa) merupakan salah satu jenis mangrove yang termasuk ke dalam jenis non-sekresi dan toleran pada kondisi salin. Tetapi masih sedikit studi yang membahas tentang aspek morfologi dan fisiologi tanaman ini di bawah variasi salinitas dan adaptasi air tawar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui respon pertumbuhan dan biomassa serta komposisi triterpenoid dan fitosterol semai Bakau (R. stylosa) pada variasi konsentrasi garam dan adaptasi air tawar. Penelitian dilaksanakan di rumah kaca, Fakultas Pertanian, dan Laboratorium Farmasi Universitas Sumatera Utara pada Agustus 2012 – April 2013. Penelitian menggunakan 5 perlakuan, yaitu salinitas 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3%, dengan masing-masing 5 ulangan. Penelitian dilakukan dengan menanam propagul R. stylosa dengan konsentrasi garam yang telah ditentukan selama 3 bulan. Respon pertumbuhan dan biomassa diteliti setelah 3 bulan transfer ke air tawar. Isolasi komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa) dilakukan dengan mengekstraksi daun dan akar kemudian disaponifikasi dan dilanjutkan dengan running GCMS (Gas Chromatography Mess Spectrometry).
Hasil Penelitian menunjukkan bahwa terdapat pengaruh pemberian salinitas yang berbeda terhadap pertumbuhan semai R. stylosa pada umur 3 bulan dan peningkatan parameter pertumbuhan tinggi, diameter, jumlah daun dan luas daun pada semai R. stylosa setelah adaptasi air tawar. Pemberian salinitas 0.5% pada semai R. stylosa berbeda signifikan terhadap kontrol pada parameter pertumbuhan tinggi, diameter dan jumlah daun. Kandungan triterpenoid pada daun menurun sampai pada salinitas 1.5%-0 tapi kemudian meningkat pada salinitas 2%-0 dan 3%-0. Komposisi triterpenoid maupun phytosterol mengalami penurunan sampai pada salinitas 2%-0 kemudian meningkat pada salinitas 3%-0. Kandungan Isoprenoid R. stylosa lebih banyak terdapat pada akar.
.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
PUTRI ESTER SIHALOHO : Effect of Salt Concentration Variation and Freshwater Adaptation to Growth Response and composition of Triterpenoid and phytosterol Mangrove seedling (Rhizophora stylosa), guided by MOHAMMAD BASYUNI and LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI.
Mangrove ( Rhizophora stylosa ) is one of the non - secretion mangrove species and tolerant of saline conditions. But still few studies that discuss aspects of the morphology and physiology of plants under variations of salinity and freshwater adaptation. The purpose of this study was to evaluate the response of growth and biomass and composition of triterpenoids and phytosterols mangrove seedlings (R. stylosa) at various concentration of salt and freshwater adaptation. The experiment was conducted in a greenhouse , Faculty of Agriculture, Pharmacy Laboratory, University of North Sumatra in August 2012 - October 2013. Research using 5 treatments, namely salinity of 0% , 0.5% , 1.5% , 2% and 3% , with 5 replicates each . The study was conducted by planting propagules of R. stylosa with salt concentrations have been determined for 3 months . Growth responses and biomass observed after 3 months of transfer to freshwater. Isolation of Triterpenoid and phytosterol composition of Mangrove seedling (Rhizophora stylosa) is done by extracting the leaves and roots then saponified and continued with running GCMS (Gas Chromatography Mess Spectrometry).
Research results indicate that there is the effect of giving different salinity on the growth of seedlings of R. stylosa at the age of 3 months and an increase in growth parameters of height, diameter, number of leaves and leaf area of R. stylosa seedling after adaptation to freshwater. Giving salinity of 0.5 % to R. stylosa seedling significantly different to the control of the parameters growth of height, diameter and number of leaves. The content of triterpenoids on the leaves decreased in 1.5%-0 salinity but then increased in salinity of 2%-0 and 3%-0. The composition of triterpenoids and phytosterols decreased in 2% salinity and then increased in salinity 3%-0. The content of isoprenoid R. stylosa more abundant in the roots .
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tolping pada tanggal 12 Maret 1991 dari pasangan Bapak Firman Sihaloho S.pd dan Ibu Lasmi Sianturi S.pd. Penulis lulus dari Sekolah Dasar (SD) Negeri 175837 Tolping pada tahun 2003, pada tahun 2006 lulus dari SMP Negeri 1 Simanindo dan pada tahun 2009 lulus dari SMA Negeri 1 Simanindo. Pada tahun yang sama penulis diterima menjadi mahasiswi Fakultas Kehutanan Universtas Sumatera Utara (USU) melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB).
Selama mengikuti kuliah penulis aktif menjadi anggota UKM KMK USU UP FP dan Tanoto Scholar Association Medan. Penulis melakukan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Hutan Pendidikan USU, Tahura, Desa Tongkoh, Kabupaten Karo tahun 2011. Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan di PT. INTRACAWOOD Manufacturing, Tarakan, Kalimantan Utara dari tanggal 4 Februari sampai dengan 4 Maret 2013.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Judul dari penelitian ini adalah Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar Terhadap Respon Pertumbuhan Dan Komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa).
Penulis mengucapkan terimakasih terimakasih kepada ketua komisi pembimbing Mohammad Basyuni, S.Hut, M.Si, Ph.D dan anggota komisi pembimbing Dr.Ir. Lollie Agustina P. Putri M.Si yang terus membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada orangtua yang telah mendidik penulis dan memberi dukungan doa, semangat maupun materi, serta kepada semua pihak yang membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh kesempurnaan. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan oleh penulis demi penyempurnaan skripsi ini.
Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan pengembangan ilmu pengetahuan ke depannya.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ………………………………………………………………….
I
ABSTRACT ………………………………………………………………..... II
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ……………………………………………... III
KATA PENGANTAR ……………………………………………………... IV
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………. VII
DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………….……. VIII
PENDAHULUAN Latar Belakang ……………………………………………………….. Tujuan Penelitian …………………………………………………….. Hipotesis Penelitian …………………………………………………... Manfaat Penelitian ……………………………………………………
1 2 2 3
TINJAUAN PUSTAKA Taksonomi dan Morfologi Rhizophora stylosa ………………………. Ekologi Rhizophora stylosa ………………………………………….. Pengaruh Salinitas terhadap Pertumbuhan Tanaman ………………… Metabolit Sekunder …………………………………………………... Pengaruh Salinitas terhadap Fisiologi Tanaman ……………………...
4 5 6 9 10
METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ………………………………………... Penanaman ……………………………………………………... Ekstraksi ………………………………………………………... Bahan dan Alat penelitian ……………………………………………. Penanaman ……………………………………………………... Pengukuran Biomassa ………………………………………….. Analisis Data ………………..………………………………….. Eksraksi dan Isolasi Isoprenoid ………………………………… Prosedur Penelitian …………………………………………………... Penanaman Propagul …………………………………………… Pengamatan Respon Toleransi Garam …………………………. Ekstraksi dan Isolasi Isoprenoid ……………………………….. Analisis Data ……………………………………………………
13 13 13 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan Toleransi Garam ……..…………………………………… Komposisi Isoprenoid Pada Adaptasi Air Tawar ………..…………...
17 24
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan …………………………………………………………... Saran …………………………………………………………………..
28 29
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No. Halaman 1. Pengaruh salinitas terhadap respon pertumbuhan tinggi rata-rata (A),
diameter rata-rata (B) dan jumlah daun rata-rata (C) Rhizophora stylosa umur 3 bulan pada berbagai salinitas. Data merupakan rata-rata ± SE (n = 5 – 24). Tanda (*) menunjukkan beda nyata signifikan secara statistik dari control pada P < 0.05 dengan menggunakan Uji Dunnet …………………………………………………………………………… 13 2. Rizhophora stylosa umur 3 bulan pada berbagai salinitas, yaitu 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3% ………………………………………………... 14 3. Respon pertumbuhan tinggi rata-rata (A), diameter rata-rata (B), jumlah daun rata-rata (C) dan luas daun rata-rata (D) semai R. stylosa setelah adaptasi air tawar pada berbagai salinitas. Data merupakan rata-rata ± SE (n = 8 – 24). Tanda (*) menunjukkan beda nyata signifikan secara statistik dari control pada P < 0.05 dengan menggunakan Uji Dunnet …………………………………………………………………………… 15 4. Perbandingan berat basah (A) dan berat kering (B) daun, batang dan akar (A) semai R. stylosa pada berbagai salinitas serta rasio tajuk akar (C). Data merupakan rata-rata ± SE (n = 8 – 24). Tanda (*) menunjukkan beda nyata signifikan secara statistik dari kontrol P < 0.05 dengan menggunakan Uji Dunnet ……………………………………… 16 5. Perbandingan komposisi rata-rata Isoprenoid pada daun (A) dan akar (B) ……………………………………………………………………………. 19 6. Proporsi relative Isoprenoid (Triterpenoid dan Phytosterol) pada Daun (A) dan Akar (B) ………………………………………………………… 20
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PUTRI ESTER SIHALOHO : Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar Terhadap Respon Pertumbuhan dan Komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa), dibimbing oleh MOHAMMAD BASYUNI dan LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI.
Bakau (Rhizophora stylosa) merupakan salah satu jenis mangrove yang termasuk ke dalam jenis non-sekresi dan toleran pada kondisi salin. Tetapi masih sedikit studi yang membahas tentang aspek morfologi dan fisiologi tanaman ini di bawah variasi salinitas dan adaptasi air tawar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui respon pertumbuhan dan biomassa serta komposisi triterpenoid dan fitosterol semai Bakau (R. stylosa) pada variasi konsentrasi garam dan adaptasi air tawar. Penelitian dilaksanakan di rumah kaca, Fakultas Pertanian, dan Laboratorium Farmasi Universitas Sumatera Utara pada Agustus 2012 – April 2013. Penelitian menggunakan 5 perlakuan, yaitu salinitas 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3%, dengan masing-masing 5 ulangan. Penelitian dilakukan dengan menanam propagul R. stylosa dengan konsentrasi garam yang telah ditentukan selama 3 bulan. Respon pertumbuhan dan biomassa diteliti setelah 3 bulan transfer ke air tawar. Isolasi komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa) dilakukan dengan mengekstraksi daun dan akar kemudian disaponifikasi dan dilanjutkan dengan running GCMS (Gas Chromatography Mess Spectrometry).
Hasil Penelitian menunjukkan bahwa terdapat pengaruh pemberian salinitas yang berbeda terhadap pertumbuhan semai R. stylosa pada umur 3 bulan dan peningkatan parameter pertumbuhan tinggi, diameter, jumlah daun dan luas daun pada semai R. stylosa setelah adaptasi air tawar. Pemberian salinitas 0.5% pada semai R. stylosa berbeda signifikan terhadap kontrol pada parameter pertumbuhan tinggi, diameter dan jumlah daun. Kandungan triterpenoid pada daun menurun sampai pada salinitas 1.5%-0 tapi kemudian meningkat pada salinitas 2%-0 dan 3%-0. Komposisi triterpenoid maupun phytosterol mengalami penurunan sampai pada salinitas 2%-0 kemudian meningkat pada salinitas 3%-0. Kandungan Isoprenoid R. stylosa lebih banyak terdapat pada akar.
.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
PUTRI ESTER SIHALOHO : Effect of Salt Concentration Variation and Freshwater Adaptation to Growth Response and composition of Triterpenoid and phytosterol Mangrove seedling (Rhizophora stylosa), guided by MOHAMMAD BASYUNI and LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI.
Mangrove ( Rhizophora stylosa ) is one of the non - secretion mangrove species and tolerant of saline conditions. But still few studies that discuss aspects of the morphology and physiology of plants under variations of salinity and freshwater adaptation. The purpose of this study was to evaluate the response of growth and biomass and composition of triterpenoids and phytosterols mangrove seedlings (R. stylosa) at various concentration of salt and freshwater adaptation. The experiment was conducted in a greenhouse , Faculty of Agriculture, Pharmacy Laboratory, University of North Sumatra in August 2012 - October 2013. Research using 5 treatments, namely salinity of 0% , 0.5% , 1.5% , 2% and 3% , with 5 replicates each . The study was conducted by planting propagules of R. stylosa with salt concentrations have been determined for 3 months . Growth responses and biomass observed after 3 months of transfer to freshwater. Isolation of Triterpenoid and phytosterol composition of Mangrove seedling (Rhizophora stylosa) is done by extracting the leaves and roots then saponified and continued with running GCMS (Gas Chromatography Mess Spectrometry).
Research results indicate that there is the effect of giving different salinity on the growth of seedlings of R. stylosa at the age of 3 months and an increase in growth parameters of height, diameter, number of leaves and leaf area of R. stylosa seedling after adaptation to freshwater. Giving salinity of 0.5 % to R. stylosa seedling significantly different to the control of the parameters growth of height, diameter and number of leaves. The content of triterpenoids on the leaves decreased in 1.5%-0 salinity but then increased in salinity of 2%-0 and 3%-0. The composition of triterpenoids and phytosterols decreased in 2% salinity and then increased in salinity 3%-0. The content of isoprenoid R. stylosa more abundant in the roots .
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang Hutan mangrove adalah hutan yang tumbuh pada tanah alluvial di daerah
pantai dan sekitar muara sungai yang dipengaruhi pasang surut air laut dan dicirikan oleh jenis-jenis pohon Avicennia, Sonneratia, Rhizophora, Bruguiera, Lumnitzera excoecaria, Xylocarpus dan Nipa. Hutan mangrove merupakan jalur hijau daerah pantai yang mempunyai fungsi ekologis dan sosial ekonomi. Namun seiring dengan pertambahan penduduk, luasan hutan mangrove saat ini mengalami penurunan yang sangat besar.
Penurunan luas kawasan hutan mangrove yang terjadi saat ini adalah akibat banyaknya gangguan pada hutan mangrove yang salah satunya didominasi oleh Rhizophora spp. Jenis Rhizophora spp terutama R. stylosa adalah jenis tanaman mangrove yang umum digunakan dalam kegiatan rehabilitasi daerah pesisir pantai (Siregar, 2010). R. stylosa adalah salah satu jenis mangrove yang termasuk ke dalam golongan non-secretor species mangrove dimana mangrove ini menyerap air tetapi mencegah masuknya garam, melalui saringan yang terdapat pada akar.
Tanaman mangrove menghadapi lingkungan yang sangat komplek sehingga harus beradaptasi baik morfologi, fisiologi maupun reproduksi. Menurut Munss dan Tester (2008) proses adaptasi secara fisiologi dan morfologi yang terjadi pada tanaman terutama untuk bertahan dengan konsentrasi garam tinggi.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Oku et al., (2003) dan Basyuni et al., (2009, 2011) bahwa dalam merespon cekaman garam terjadi perubahan konsentrasi triterpenoid di mangrove jenis non-sekresi. Studi
Universitas Sumatera Utara
sebelumnya menunjukkan bahwa triterpenoid memainkan peran penting untuk melindungi mangrove dari cekaman garam. Basyuni et al., (2012) melaporkan bahwa pada penelitian yang dilakukan terhadap Kandelia candel dan Bruguiera gymnorrhiza, komposisi triterpenoid adalah berubah pada kondisi salin dan setelah ditransfer pada air tawar. Hal ini menunjukkan bahwa triterpenoid memainkan peran penting untuk melindungi mangrove dari cekaman garam. Akan tetapi saat ini masih sedikit studi yang membahas tentang aspek fisiologi dan morfologi tanaman mangrove di bawah variasi salinitas dan adaptasi air tawar. Sehingga untuk itu, dilakukan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi garam terhadap fisiologi dan morfologi semai Bakau (R. stylosa). Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui respon pertumbuhan dan biomassa semai Bakau
(R. stylosa) pada variasi konsentrasi garam dan adaptasi air tawar 2. Untuk mengetahui komposisi triterpenoid dan fitosterol pada variasi
konsentrasi garam pada adaptasi air tawar serta mempelajari relevansinya terhadap toleransi garam. Hipotesis Terdapat pengaruh variasi salinitas terhadap komposisi triterpenoid dan fitosterol serta respon pertumbuhan dan biomassa semai Bakau (R. stylosa) setelah adaptasi air tawar.
Universitas Sumatera Utara
Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini dapat menjadi sumber informasi bagi ilmu
pengetahuan tentang aspek fisiologi dan morfologi semai bakau R. stylosa pada variasi salinitas dan adaptasi air tawar; sehingga dapat digunakan sebagai acuan penelitian lanjutan di masa yang akan datang berkaitan dengan adaptasi R. stylosa pada cekaman garam dan air.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Taksonomi dan Morfologi Rhizophora stylosa
Rhizophora stylosa memiliki nama setempat : Bakau, bako-kurap, slindur,
tongke besar, wako, bangko. Deskripsi umumnya yaitu: pohon dengan satu atau
banyak batang, tinggi hingga 10 m.
Klasifikasi R. stylosa dapat diuraikan sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Malpighiales
Family
: Rhizophoraceae
Genus
: Rhizophora
Species
: Rhizophora stylosa
Kulit kayu halus, bercelah, berwarna abu-abu hingga hitam. Memiliki akar
tunjang dengan panjang hingga 3 m, dan akar udara yang tumbuh dari cabang
bawah. Daun berkulit, berbintik teratur di lapisan bawah. Gagang daun berwarna
hijau, panjang gagang 1-3,5 cm, dengan pinak daun panjang 4-6 cm. Unit dan
letak : sederhana dan berlawanan. Bentuk : elips melebar. Ujung daun meruncing,
gagang kepala bunga seperti cagak, biseksual, masing-masing menempel pada
gagang individu yang panjangnya 2,5-5 cm. Letak bunga di ketiak daun. Formasi
bunga kelompok (8-16 bunga per kelompok). Daun mahkota ada 4; putih, ada
rambut. Kelopak bunga: 4; kuning hijau, panjangnya 13-19 mm. Benang sari ada
8; dan sebuah tangkai putik, panjang 4-6 mm. Buah : Panjangnya 2,5-4 cm,
berbentuk buah pir, berwarna coklat, berisi 1 biji fertil, Hipokotil silindris,
Universitas Sumatera Utara
berbintil agak halus. Leher kotilodon kuning kehijauan ketika matang. Ukuran hipokotil : panjang 20-35 cm (kadang sampai 50 cm) dan diameter 1,5-2,0 cm (Noor, et al., 1999). Ekologi R. stylosa
R. stylosa tumbuh pada habitat yang beragam di daerah pasang surut, lumpur, pasir dan batu, menyukai pematang sungai pasang surut, tetapi juga sebagai jenis pionir di lingkungan pesisir atau pada bagian daratan dari mangrove. Satu jenis relung khas yang bisa ditempatinya adalah tepian mangrove pada pulau/substrat karang. Rhizophora stylosa menghasilkan bunga dan buah sepanjang tahun. Penyebaran R. stylosa diantaranya di Taiwan, Malaysia, Filipina, sepanjang Indonesia, Papua New Guinea dan Australia Tropis (di Indonesia tercatat dari Jawa, Bali, Lombok, Sumatera, Sulawesi, Sumba, Sumbawa, Maluku dan Irian Jaya. Kondisi salinitas sangat mempengaruhi komposisi mangrove. Berbagai jenis mangrove mengatasi kadar salinitas dengan cara yang berbeda-beda. Beberapa diantaranya secara selektif mampu menghindari penyerapan garam dari media tumbuhnya, sementara beberapa jenis yang lainnya mampu mengeluarkan garam dari kelenjar khusus pada daunnya (Noor et al., 1999).
Daya adaptasi atau toleransi jenis tumbuhan mangrove terhadap kondisi lingkungan yang ada mempengaruhi terjadinya zonasi pada kawasan hutan mangrove. Permintakatan jenis tumbuhan mangrove dapat dilihat sebagai proses suksesi dan merupakan hasil reaksi ekosistem dengan kekuatan yang datang dari luar seperti tipe tanah, salinitas, tingginya ketergenangan air dan pasang surut.
Universitas Sumatera Utara
Pembagian zonasi kawasan mangrove yang dipengaruhi adanya perbedaan penggenangan atau perbedaan salinitas meliputi : 1. Zona garis pantai, yaitu kawasan yang berhadapan langsung dengan laut.
Lebar zona ini sekitar 10-75 meter dari garis pantai dan biasanya ditemukan jenis Rhizophora stylosa, R. mucronata, Avicennia marina dan Sonneratia alba. 2. Zona tengah, merupakan kawasan yang terletak di belakang zona garis pantai dan memiliki lumpur liat. Biasanya ditemukan jenis Rhizophora apiculata, Avicennia officinalis, Bruguiera cylindrica, B. gymnorrhiza, B. parviflora, B. sexangula, Ceriops tagal, Aegiceras corniculatum, Sonneratia caseolaris dan Lumnitzera littorea. 3. Zona belakang, yaitu kawasan yang berbatasan dengan hutan darat. Jenis tumbuhan yang biasanya muncul antara lain Achantus ebracteatus, A. ilicifolius, Acrostichum aureum, A. speciosum. Jenis mangrove yang tumbuh adalah Heritiera littolaris, Xylocarpus granatum, Excoecaria agalocha, Nypa fruticans, Derris trifolia, Osbornea octodonta dan beberapa jenis tumbuhan yang biasa berasosiasi dengan mangrove antara lain Baringtonia asiatica, Cerbera manghas, Hibiscus tiliaceus, Ipomea pes-caprae, Melastoma candidum, Pandanus tectorius, Pongamia pinnata, Scaevola taccada dan Thespesia populnea (Pramudji dan Purnomo, 2003). Pengaruh Salinitas Terhadap Pertumbuhan Tanaman
Pertumbuhan tinggi tanaman dapat didefinisikan sebagai bertambah besarnya tanaman yang diikuti oleh peningkatan bobot kering. Beberapa ahli mendefinisikan pertumbuhan tanaman sebagai proses pembelahan dan
Universitas Sumatera Utara
pemanjangan sel, ahli tanah umumnya mendefinisikan pertumbuhan sebagai peningkatan bahan kering. Definisi ini meliputi proses deferensiasi yang besar sumbangannya dalam penimbunan bahan kering, dalam analisis akhir, perkembangan dan morfogenesis tanaman yang merupakan akibat dari ketiga hal berikut: pertumbuhan karena pembelahan, pembesaran dan deferensiasi sel. Pertumbuhan suatu pohon adalah pertambahan tumbuh dalam besar dan pembentukan jaringan baru, pertumbuhan tersebut dapat pula diukur dari berat seluruh tanaman (biomassa), dan juga meliputi pertumbuhan bagian atas dan bagian bawah (Syah, 2011).
Hutan mangrove merupakan hutan yang tumbuh dan berkembang pada daerah muara sungai atau pesisir pantai yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Oleh karena kawasan hutan mangrove secara rutin digenangi oleh pasang air laut, maka lingkungan (tanah dan air) hutan mangrove bersifat salin. Vegetasi yang hidup di lingkungan salin, baik lingkungan tersebut kering maupun basah disebut dengan halopita. Berbagai kondisi lingkungan ekstrim tersebut, yakni lingkungan salin, tanah jenuh air, radiasi matahari dan suhu tinggi akan menyebabkan terganggunya metabolismee tumbuhan dan pada akhirnya akan menyebabkan rendahnya produktivitas atau laju pertumbuhan tanaman (Onrizal, 2005).
Salinitas air dan salinitas tanah rembesan merupakan faktor penting dalam pertumbuhan, daya tahan, dan zonasi spesies mangrove. Tumbuhan mangrove tumbuh subur di daerah estuaria dengan salinitas 10-30 ppt. Salinitas yang sangat tinggi (hypersalinity) misalnya ketika salinitas air permukaan melebihi salinitas yang umum di laut (±35 ppt) dapat berpengaruh buruk pada vegetasi mangrove,
Universitas Sumatera Utara
karena dampak dari tekanan osmotik yang negatif. Akibatnya, tajuk mangrove semakin jauh dari tepian perairan secara umum menjadi kerdil dan berkurang komposisi jenisnya (Syah, 2011).
Kebanyakan tumbuhan memiliki toleransi sangat rendah terhadap salinitas, sehingga tidak mampu tumbuh di dalam atau di dekat air laut. Hal ini terjadi karena kebanyakan jaringan makhluk hidup lebih cair daripada air laut, akibatnya air dari dalam jaringan tumbuhan dapat keluar akibat proses osmosis, sehingga tumbuhan kekeringan, menjadi layu, dan mati. Lingkungan yang keras ini menyebabkan diversitas hutan mangrove cenderung lebih rendah daripada umumnya hutan hujan tropis (Noor et al., 1999).
Lopez-Hoffman et al. (2007) menyebutkan bahwa berat kering tanaman dan laju pertumbuhannya dipengaruhi juga oleh intensitas cahaya dan salinitas. Rasio akar-daun menjadi lebih tinggi pada salinitas tinggi. Kemampuan hidup semai akan lebih tinggi pada salinitas lebih rendah dan akan makin meningkat kemampuannya dengan ketersediaan cahaya yang optimum. Pada Krauss et al., (2008) melaporkan bahwa pertumbuhan awal tanaman mangrove juga sangat dipengaruhi oleh faktor global seperti temperatur dan faktor spesifik lokasi seperti salinitas. Salinitas memainkan peranan penting pada adaptasi pertumbuhan mangrove. Pertumbuhan semai akan memperluas distribusi mangrove dan meningkatkan rehabilitasi mangrove. Meskipun mangrove adalah salah satu jenis halofita, namun semainya sensitif terhadap stress garam, substrat yang bergaram mempengaruhi banyak aspek seperti aspek pertumbuhan dan fisiologinya.
Universitas Sumatera Utara
Metabolit Sekunder Semua makhluk hidup agar dapat melangsungkan hidup, tumbuh dan
reproduksinya perlu melakukan transformasi dan interkonversi sejumlah besar senyawa organik. Proses transformasi dan interkonversi tersebut dilaksanakan melalui suatu sistem terintegrasi yang terdiri atas reaksi-reaksi kimia beraturan yang dikatalisis dan dikontrol secara ketat oleh sistem enzimatik dengan jalur reaksi yang terlibat (disebut dengan jalur-jalur metabolisme). Senyawa-senyawa organik yang dihasilkan dan terlibat dalam metabolismee disebut sebagai metabolit. Beberapa metabolit penting dalam metabilisme tersebut adalah senyawa-senyawa karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat. Meskipun karakteristik makhluk hidup sangat bervariasi akan tetapi jalur jalur metabolik yang secara umum mensintesis dan memodifikasi senyawa-senyawa karbohidrat, protein, lemak dan sam nukleat secara esensial sama pada semua makhluk hidup, yang secara kolektif disebut dengan metaboolisme primer dan segala senyawa senyawa yang terlibat di dalam jalur tersebut disebut sebagai metabolit primer. Metabolit dan metabolismee primer dibutuhkan untuk menunjang terjadinya pertumbuhan pada setiap organism. Contoh proses metabolismee primer adalah degradasi senyawa karbohidrat dan gula melalui jalur glikolisis dan siklus krebs, degradasi lemak dan optimasi pembentukan energi (Sudibyo, 2002).
Berlawanan dengan jalur metabolismee primer (yang melaksanakan sintesis, degradasi dan terjadi secara universal) terdapat jalur metabolismee lain yang melibatkan senyawa organik spesifik dan terjadi sangat terbatas di alam. Metabolismee tersebut disebut sebagai metabolismee sekunder dan metabolismee yang dihasilkan disebut sebagai metabolit sekunder. Metabolit sekunder tertentu
Universitas Sumatera Utara
hanya ditemukan pada organism spesifik, atau bahkan pada galur spesifik dan hanya diproduksi pada kondisi-kondisi tertentu. Metabolit sekunder memang tidak dibutuhkan untuk pertumbuhan, akan tetapi sangat dibutuhkan untuk kelangsungan hidupnya, yaitu merupakan senyawa yang berguna untuk menangkal serangan dari predator dan untuk bertahan terhadap lingkungan. Contoh metabolit sekunder antara lain : senyawa-senyawa asam lemak, flavonoid, triterpenoid, lignin, steroid, dll (Sudibyo, 2002). Pengaruh Salinitas Terhadap Fisiologi
Dalam kaitannya dengan adaptasi terhadap kandungan garam, mangrove dikelompokkan menjadi dua kelompok yakni (1) salt-excreting mangrove, seperti jenis Avicennia, Aegiceras, dan Aegialitis, dan (2) non-secretor mangrove, seperti jenis Rhizophora, Bruguiera, Sonneratia, dan lain-lain. Sehubungan dengan ini Hutching dan Saenger (1987) mengemukakan tiga cara mangrove beradaptasi terhadap garam sebagai berikut: 1) Sekresi garam (salt extrusion/salt secretion)
Flora mangrove menyerap air dengan salinitas tinggi kemudian mengekskresikan garam dengan kelenjar garam yang terdapat pada daun. Mekanisme ini dilakukan oleh Avicennia, Sonneratia, Aegiceras, Aegialitis, Acanthus, Laguncularia dan Rhizophora (melalui unsur-unsur gabus pada daun). 2) Mencegah masuknya garam (salt exclusion)
Flora mangrove menyerap air tetapi mencegah masuknya garam, melalui saringan yang terdapat pada akar. Mekanisme ini dilakukan oleh Rhizophora, Ceriops, Sonneratia, Avicennia, Osbornia, Bruguiera, Excoecaria, Aegiceras, Aegalitis, dan Acrostichum.
Universitas Sumatera Utara
3) Akumulasi garam (salt accumulation) Flora mangrove seringkali menyimpan Na dan Cl pada bagian kulit kayu,
akar dan daun yang lebih tua. Daun penyimpan garam umumnya sukulen dan pengguguran daun sukulen ini diperkirakan merupakan mekanisme mengeluarkan kelebihan garam yang dapat menghambat pertumbuhan dan pembentukan buah. Mekanisme adaptasi akumulasi garam ini terdapat pada Excoecaria, Lumnitzera, Avicennia, Osbornia, Rhizophora, Sonneratia dan Xylocarpus.
Onrizal (2005) melaporkan bahwa sebagaimana halnya halofita lainnya, jenis mangrove mengandung konsentrasi garam yang tinggi pada jaringannya. Pada salinitas yang tinggi, ion-ion Na+ dan Cl- mendominasi komposisi ion jaringan. Secara umum konsentrasi ion-ion anorganik yang diperlukan oleh mangrove di dalam mengatur potensial osmotik antar sel, agar lebih rendah dari potensi air dalam tanah. Banyaknya jumlah genangan air akan mempengaruhi pertumbuhan mangrove dalam hal ini adaptasi fisiologis dalam menjaga keseimbangan air, seperti perilaku stomata, tingkat osmotik, dan pengeluaran garam.
Mekanisme fisiologi yang terjadi pada tumbuhan adalah untuk bertahan dalam cekaman garam. Selain metabolismee bergeser untuk mengatasi tantangan lingkungan, sel membran tanaman itu sendiri merupakan hambatan mendasar bagi faktor eksternal. Lipid pada membran sel memainkan peranan penting dalam adaptasi terhadap salinitas yang berbeda melalui perubahan komposisi sterol, lipid dan triterpenoid (Basyuni, at al., 2012). Triterpenoid telah dibedakan dari fitosterol karena mereka tidak dianggap menjadi
Universitas Sumatera Utara
konstituen membran lipid walaupun memiliki struktur kimia yang mirip dan jalur biosintesis (Oku et al, 2003).
Beberapa studi telah menunjukkan bahwa fitosterol berkontribusi untuk mengatur permeabilitas ion dari membran sel tumbuhan meskipun menunjukkan variasi dalam keberhasilan tergantung pada struktur kimia dari kerangka karbon sterol (Grunwald, 1974). Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh Basyuni et al., (2012) bahwa kandungan triterpenoid pada akar Rhizophora stylosa lebih banyak daripada kandungan fitosterol.
Salinitas dari garis pantai menurun kearah darat, sehingga salinitas maksimum ditemukan dari arah pinggiran menuju laut (36 ‰ salinitas, sekitar 1000 mmol / kg larutan aktif osmotik, atau kira-kira 25 bar tekanan osmotik pada 25oC). Salinitas ini berkurang kearah darat selama musim hujan sebagai akibat curah hujan atau drainase air tawar dari tanah. Di belakang komunitas mangrove yang mempunyai salinitas ekstrim tersebut, salinitas rendah di permukaan tanah selama musim hujan, dan hampir garam larutan tanah jenuh selama musim kemarau. Kasus stres salinitas dapat dideteksi melalui analisis osmolalitas (Medina, 1999).
Universitas Sumatera Utara
Analisis Data Data respon toleransi dianalisis dengan analisis varian satu arah diikuti
dengan uji jarak nyata Dunnet dengan mengunakan software SPSS 17.0. Luas daun dihitung dengan menggunakan software Imge-J. Ekstraksi dan Isolasi Isoprenoid
Bahan yang digunakan adalah nitrogen cair, klorofom, methanol, hexane, KOH, ethanol, cholesterol, garam buatan, aluminium foil, kertas tisu. Alat-alat yang digunakan dalam ekstraksi dan isolasi isoprenoid adalah tabung reaksi untuk mengekstrak daun dan akar tanaman mangrove, rak kultur untuk tempat peletakan tabung reaksi yang digunakan dalam pengekstrakan, Eyela Evaporator, waterbath, desikator, watch glass, pial, kertas filtrasi, vortex boeco, pipet tetes, neraca analitis Boeco dan Gas Chromatograph Mass Spectrometry (GC-MS, Shimidzu) untuk mengidentifikasi struktur kimia dari Isoprenoid khususnya triterpenoid fitosterol. Prosedur Penelitian Penanaman Propagul
Propagul dari R. stylosa ditanam dalam pot botol dengan media pasir dan diberi salinitas bervariasi. Solusi air laut disiapkan dengan melarutkan bubuk garam komersial untuk membuat konsentrasi garam 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3% (setara konsentrasi garam air laut). Dalam setiap pot, konsentrasi garam diperiksa setiap minggu dengan menggunakan Salinity refractometer S/Mill-E (Atago Co. Ltd, Tokyo, Jepang) untuk mempertahankan konsentrasi garam konstan selama penelitian. Setelah 3 bulan, semai dibagi menjadi dua kelompok perlakuan dan ditumbuhkan selama 2 bulan : satu kelompok terus menerus dalam larutan garam
Universitas Sumatera Utara
dan yang lainnya disiram dengan air tawar untuk menghilangkan stres garam. Pada langkah ini, semua benih dicuci dengan air tawar selama 7 hari untuk menghilangkan garam dari perakaran. Pengamatan respon toleransi garam
Setelah 5 bulan budidaya, tanaman dipanen dengan memisahkan bagian akar, daun dan batang kemudian dicuci. Sampel yang akan digunakan untuk proses ekstraksi dan isolasi isoprenoid segera dibekukan nitrogen cair dan disimpan pada -80 0C untuk analisis. Setelah itu dilakukan pengukuran respon toleransi garam dengan mengukur parameter pertumbuhan yaitu : tinggi tanaman (mm), diameter (mm), jumlah daun, luas daun dan biomassa. Pengukuran biomassa dilakukan dengan mengovenkan bagian akar, batang dan daun selama 48 jam dengan suhu 700C sehingga diperoleh berat kering konstan. Ekstraksi dan Isolasi Isoprenoid
Untuk analisis senyawa triterpenoid dan fitosterol disediakan 5-6 lembar daun atau 5-10 gr akar dan digerus dengan nitrogen cair. Hasil gerusan tersebut Diekstrak dengan chloroform-methanol (CM21) Diekstrak dengan chloroformmethanol (CM21), sehingga menjadi ekstrak lipid. Ekstrak tersebut disaponifikasi menjadi triterpenoids dan fitosterol. Hasil saponifikasi dikeringkan dan dilarutkan dengan hexane. Sampel siap dianalisis (Basyuni et al., 2012). Analisis Data
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAL) dimana sampel diacak dengan menggunakan sistem bilangan teracak. Penelitian ini menggunakan 5 taraf yaitu dengan perbandingan konsentrasi garam 0%, 0.5%, 1.5%, 2%, dan 3%.
Universitas Sumatera Utara
Model linear dari rancangan tersebut adalah: Yij = μ + αi + ε i( j) i = 1, 2, 3, …….. 32 j = 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3%. Dimana: Yij = Respon pengaruh bagian ke-i ulangan ke-j μ = Rata-rata umum αi = Pengaruh salinitas ke-i εi ( j) = Kesalahan (galad) percobaan
Data dianalisis dengan analisis varian satu arah (ANOVA) yang diikuti dengan uji jarak nyata Dunnet untuk perbandingan dari semua perlakuan terhadap kontrol (Gomez dan Gomez, 1995). Nilai P
PERTUMBUHAN DAN KOMPOSISI TRITERPENOID SERTA FITOSTEROL BAKAU (Rhizophora stylosa)
HASIL Oleh : PUTRI ESTER SIHALOHO 091201062
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH VARIASI KONSENTRASI GARAM DAN ADAPTASI AIR TAWAR TERHADAP RESPON
PERTUMBUHAN DAN KOMPOSISI TRITERPENOID SERTA FITOSTEROL SEMAI BAKAU (Rhizophora stylosa)
HASIL Oleh : PUTRI ESTER SIHALOHO 091201062/BUDIDAYA HUTAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI KEHUTANAN FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2013
Universitas Sumatera Utara
Judul Penelitian : Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar
Terhadap Respon Pertumbuhan Dan Komposisi Triterpenoid dan
Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa)
Nama
: Putri Ester Sihaloho
Nim : 091201062
Menyetujui Komisi Pembimbing
Mohammad Basyuni, S.Hut, M.Si, Ph.D Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si
Nip. 19730421 20012 1 001
Nip. 19670821 199301 2 001
Mengetahui Ketua Program Studi Kehutanan
Tanggal Ujian :
Siti Latifah, S.Hut, M.Si., Ph.D Nip. 19710406 200112 2 001
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PUTRI ESTER SIHALOHO : Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar Terhadap Respon Pertumbuhan dan Komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa), dibimbing oleh MOHAMMAD BASYUNI dan LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI.
Bakau (Rhizophora stylosa) merupakan salah satu jenis mangrove yang termasuk ke dalam jenis non-sekresi dan toleran pada kondisi salin. Tetapi masih sedikit studi yang membahas tentang aspek morfologi dan fisiologi tanaman ini di bawah variasi salinitas dan adaptasi air tawar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui respon pertumbuhan dan biomassa serta komposisi triterpenoid dan fitosterol semai Bakau (R. stylosa) pada variasi konsentrasi garam dan adaptasi air tawar. Penelitian dilaksanakan di rumah kaca, Fakultas Pertanian, dan Laboratorium Farmasi Universitas Sumatera Utara pada Agustus 2012 – April 2013. Penelitian menggunakan 5 perlakuan, yaitu salinitas 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3%, dengan masing-masing 5 ulangan. Penelitian dilakukan dengan menanam propagul R. stylosa dengan konsentrasi garam yang telah ditentukan selama 3 bulan. Respon pertumbuhan dan biomassa diteliti setelah 3 bulan transfer ke air tawar. Isolasi komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa) dilakukan dengan mengekstraksi daun dan akar kemudian disaponifikasi dan dilanjutkan dengan running GCMS (Gas Chromatography Mess Spectrometry).
Hasil Penelitian menunjukkan bahwa terdapat pengaruh pemberian salinitas yang berbeda terhadap pertumbuhan semai R. stylosa pada umur 3 bulan dan peningkatan parameter pertumbuhan tinggi, diameter, jumlah daun dan luas daun pada semai R. stylosa setelah adaptasi air tawar. Pemberian salinitas 0.5% pada semai R. stylosa berbeda signifikan terhadap kontrol pada parameter pertumbuhan tinggi, diameter dan jumlah daun. Kandungan triterpenoid pada daun menurun sampai pada salinitas 1.5%-0 tapi kemudian meningkat pada salinitas 2%-0 dan 3%-0. Komposisi triterpenoid maupun phytosterol mengalami penurunan sampai pada salinitas 2%-0 kemudian meningkat pada salinitas 3%-0. Kandungan Isoprenoid R. stylosa lebih banyak terdapat pada akar.
.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
PUTRI ESTER SIHALOHO : Effect of Salt Concentration Variation and Freshwater Adaptation to Growth Response and composition of Triterpenoid and phytosterol Mangrove seedling (Rhizophora stylosa), guided by MOHAMMAD BASYUNI and LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI.
Mangrove ( Rhizophora stylosa ) is one of the non - secretion mangrove species and tolerant of saline conditions. But still few studies that discuss aspects of the morphology and physiology of plants under variations of salinity and freshwater adaptation. The purpose of this study was to evaluate the response of growth and biomass and composition of triterpenoids and phytosterols mangrove seedlings (R. stylosa) at various concentration of salt and freshwater adaptation. The experiment was conducted in a greenhouse , Faculty of Agriculture, Pharmacy Laboratory, University of North Sumatra in August 2012 - October 2013. Research using 5 treatments, namely salinity of 0% , 0.5% , 1.5% , 2% and 3% , with 5 replicates each . The study was conducted by planting propagules of R. stylosa with salt concentrations have been determined for 3 months . Growth responses and biomass observed after 3 months of transfer to freshwater. Isolation of Triterpenoid and phytosterol composition of Mangrove seedling (Rhizophora stylosa) is done by extracting the leaves and roots then saponified and continued with running GCMS (Gas Chromatography Mess Spectrometry).
Research results indicate that there is the effect of giving different salinity on the growth of seedlings of R. stylosa at the age of 3 months and an increase in growth parameters of height, diameter, number of leaves and leaf area of R. stylosa seedling after adaptation to freshwater. Giving salinity of 0.5 % to R. stylosa seedling significantly different to the control of the parameters growth of height, diameter and number of leaves. The content of triterpenoids on the leaves decreased in 1.5%-0 salinity but then increased in salinity of 2%-0 and 3%-0. The composition of triterpenoids and phytosterols decreased in 2% salinity and then increased in salinity 3%-0. The content of isoprenoid R. stylosa more abundant in the roots .
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tolping pada tanggal 12 Maret 1991 dari pasangan Bapak Firman Sihaloho S.pd dan Ibu Lasmi Sianturi S.pd. Penulis lulus dari Sekolah Dasar (SD) Negeri 175837 Tolping pada tahun 2003, pada tahun 2006 lulus dari SMP Negeri 1 Simanindo dan pada tahun 2009 lulus dari SMA Negeri 1 Simanindo. Pada tahun yang sama penulis diterima menjadi mahasiswi Fakultas Kehutanan Universtas Sumatera Utara (USU) melalui jalur Ujian Masuk Bersama (UMB).
Selama mengikuti kuliah penulis aktif menjadi anggota UKM KMK USU UP FP dan Tanoto Scholar Association Medan. Penulis melakukan Praktik Pengenalan Ekosistem Hutan di Hutan Pendidikan USU, Tahura, Desa Tongkoh, Kabupaten Karo tahun 2011. Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan di PT. INTRACAWOOD Manufacturing, Tarakan, Kalimantan Utara dari tanggal 4 Februari sampai dengan 4 Maret 2013.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Judul dari penelitian ini adalah Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar Terhadap Respon Pertumbuhan Dan Komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa).
Penulis mengucapkan terimakasih terimakasih kepada ketua komisi pembimbing Mohammad Basyuni, S.Hut, M.Si, Ph.D dan anggota komisi pembimbing Dr.Ir. Lollie Agustina P. Putri M.Si yang terus membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian skripsi. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada orangtua yang telah mendidik penulis dan memberi dukungan doa, semangat maupun materi, serta kepada semua pihak yang membantu penulis dalam penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh kesempurnaan. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan oleh penulis demi penyempurnaan skripsi ini.
Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi para pembaca dan pengembangan ilmu pengetahuan ke depannya.
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ………………………………………………………………….
I
ABSTRACT ………………………………………………………………..... II
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ……………………………………………... III
KATA PENGANTAR ……………………………………………………... IV
DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………. VII
DAFTAR LAMPIRAN ……………………………………………….……. VIII
PENDAHULUAN Latar Belakang ……………………………………………………….. Tujuan Penelitian …………………………………………………….. Hipotesis Penelitian …………………………………………………... Manfaat Penelitian ……………………………………………………
1 2 2 3
TINJAUAN PUSTAKA Taksonomi dan Morfologi Rhizophora stylosa ………………………. Ekologi Rhizophora stylosa ………………………………………….. Pengaruh Salinitas terhadap Pertumbuhan Tanaman ………………… Metabolit Sekunder …………………………………………………... Pengaruh Salinitas terhadap Fisiologi Tanaman ……………………...
4 5 6 9 10
METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu Penelitian ………………………………………... Penanaman ……………………………………………………... Ekstraksi ………………………………………………………... Bahan dan Alat penelitian ……………………………………………. Penanaman ……………………………………………………... Pengukuran Biomassa ………………………………………….. Analisis Data ………………..………………………………….. Eksraksi dan Isolasi Isoprenoid ………………………………… Prosedur Penelitian …………………………………………………... Penanaman Propagul …………………………………………… Pengamatan Respon Toleransi Garam …………………………. Ekstraksi dan Isolasi Isoprenoid ……………………………….. Analisis Data ……………………………………………………
13 13 13 13 13 13 14 14 14 14 15 15 15
Universitas Sumatera Utara
HASIL DAN PEMBAHASAN Percobaan Toleransi Garam ……..…………………………………… Komposisi Isoprenoid Pada Adaptasi Air Tawar ………..…………...
17 24
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan …………………………………………………………... Saran …………………………………………………………………..
28 29
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
No. Halaman 1. Pengaruh salinitas terhadap respon pertumbuhan tinggi rata-rata (A),
diameter rata-rata (B) dan jumlah daun rata-rata (C) Rhizophora stylosa umur 3 bulan pada berbagai salinitas. Data merupakan rata-rata ± SE (n = 5 – 24). Tanda (*) menunjukkan beda nyata signifikan secara statistik dari control pada P < 0.05 dengan menggunakan Uji Dunnet …………………………………………………………………………… 13 2. Rizhophora stylosa umur 3 bulan pada berbagai salinitas, yaitu 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3% ………………………………………………... 14 3. Respon pertumbuhan tinggi rata-rata (A), diameter rata-rata (B), jumlah daun rata-rata (C) dan luas daun rata-rata (D) semai R. stylosa setelah adaptasi air tawar pada berbagai salinitas. Data merupakan rata-rata ± SE (n = 8 – 24). Tanda (*) menunjukkan beda nyata signifikan secara statistik dari control pada P < 0.05 dengan menggunakan Uji Dunnet …………………………………………………………………………… 15 4. Perbandingan berat basah (A) dan berat kering (B) daun, batang dan akar (A) semai R. stylosa pada berbagai salinitas serta rasio tajuk akar (C). Data merupakan rata-rata ± SE (n = 8 – 24). Tanda (*) menunjukkan beda nyata signifikan secara statistik dari kontrol P < 0.05 dengan menggunakan Uji Dunnet ……………………………………… 16 5. Perbandingan komposisi rata-rata Isoprenoid pada daun (A) dan akar (B) ……………………………………………………………………………. 19 6. Proporsi relative Isoprenoid (Triterpenoid dan Phytosterol) pada Daun (A) dan Akar (B) ………………………………………………………… 20
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
PUTRI ESTER SIHALOHO : Pengaruh Variasi Konsentrasi Garam dan Adaptasi Air Tawar Terhadap Respon Pertumbuhan dan Komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa), dibimbing oleh MOHAMMAD BASYUNI dan LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI.
Bakau (Rhizophora stylosa) merupakan salah satu jenis mangrove yang termasuk ke dalam jenis non-sekresi dan toleran pada kondisi salin. Tetapi masih sedikit studi yang membahas tentang aspek morfologi dan fisiologi tanaman ini di bawah variasi salinitas dan adaptasi air tawar. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui respon pertumbuhan dan biomassa serta komposisi triterpenoid dan fitosterol semai Bakau (R. stylosa) pada variasi konsentrasi garam dan adaptasi air tawar. Penelitian dilaksanakan di rumah kaca, Fakultas Pertanian, dan Laboratorium Farmasi Universitas Sumatera Utara pada Agustus 2012 – April 2013. Penelitian menggunakan 5 perlakuan, yaitu salinitas 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3%, dengan masing-masing 5 ulangan. Penelitian dilakukan dengan menanam propagul R. stylosa dengan konsentrasi garam yang telah ditentukan selama 3 bulan. Respon pertumbuhan dan biomassa diteliti setelah 3 bulan transfer ke air tawar. Isolasi komposisi Triterpenoid dan Fitosterol Semai Bakau (Rhizophora stylosa) dilakukan dengan mengekstraksi daun dan akar kemudian disaponifikasi dan dilanjutkan dengan running GCMS (Gas Chromatography Mess Spectrometry).
Hasil Penelitian menunjukkan bahwa terdapat pengaruh pemberian salinitas yang berbeda terhadap pertumbuhan semai R. stylosa pada umur 3 bulan dan peningkatan parameter pertumbuhan tinggi, diameter, jumlah daun dan luas daun pada semai R. stylosa setelah adaptasi air tawar. Pemberian salinitas 0.5% pada semai R. stylosa berbeda signifikan terhadap kontrol pada parameter pertumbuhan tinggi, diameter dan jumlah daun. Kandungan triterpenoid pada daun menurun sampai pada salinitas 1.5%-0 tapi kemudian meningkat pada salinitas 2%-0 dan 3%-0. Komposisi triterpenoid maupun phytosterol mengalami penurunan sampai pada salinitas 2%-0 kemudian meningkat pada salinitas 3%-0. Kandungan Isoprenoid R. stylosa lebih banyak terdapat pada akar.
.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
PUTRI ESTER SIHALOHO : Effect of Salt Concentration Variation and Freshwater Adaptation to Growth Response and composition of Triterpenoid and phytosterol Mangrove seedling (Rhizophora stylosa), guided by MOHAMMAD BASYUNI and LOLLIE AGUSTINA P. PUTRI.
Mangrove ( Rhizophora stylosa ) is one of the non - secretion mangrove species and tolerant of saline conditions. But still few studies that discuss aspects of the morphology and physiology of plants under variations of salinity and freshwater adaptation. The purpose of this study was to evaluate the response of growth and biomass and composition of triterpenoids and phytosterols mangrove seedlings (R. stylosa) at various concentration of salt and freshwater adaptation. The experiment was conducted in a greenhouse , Faculty of Agriculture, Pharmacy Laboratory, University of North Sumatra in August 2012 - October 2013. Research using 5 treatments, namely salinity of 0% , 0.5% , 1.5% , 2% and 3% , with 5 replicates each . The study was conducted by planting propagules of R. stylosa with salt concentrations have been determined for 3 months . Growth responses and biomass observed after 3 months of transfer to freshwater. Isolation of Triterpenoid and phytosterol composition of Mangrove seedling (Rhizophora stylosa) is done by extracting the leaves and roots then saponified and continued with running GCMS (Gas Chromatography Mess Spectrometry).
Research results indicate that there is the effect of giving different salinity on the growth of seedlings of R. stylosa at the age of 3 months and an increase in growth parameters of height, diameter, number of leaves and leaf area of R. stylosa seedling after adaptation to freshwater. Giving salinity of 0.5 % to R. stylosa seedling significantly different to the control of the parameters growth of height, diameter and number of leaves. The content of triterpenoids on the leaves decreased in 1.5%-0 salinity but then increased in salinity of 2%-0 and 3%-0. The composition of triterpenoids and phytosterols decreased in 2% salinity and then increased in salinity 3%-0. The content of isoprenoid R. stylosa more abundant in the roots .
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
Latar Belakang Hutan mangrove adalah hutan yang tumbuh pada tanah alluvial di daerah
pantai dan sekitar muara sungai yang dipengaruhi pasang surut air laut dan dicirikan oleh jenis-jenis pohon Avicennia, Sonneratia, Rhizophora, Bruguiera, Lumnitzera excoecaria, Xylocarpus dan Nipa. Hutan mangrove merupakan jalur hijau daerah pantai yang mempunyai fungsi ekologis dan sosial ekonomi. Namun seiring dengan pertambahan penduduk, luasan hutan mangrove saat ini mengalami penurunan yang sangat besar.
Penurunan luas kawasan hutan mangrove yang terjadi saat ini adalah akibat banyaknya gangguan pada hutan mangrove yang salah satunya didominasi oleh Rhizophora spp. Jenis Rhizophora spp terutama R. stylosa adalah jenis tanaman mangrove yang umum digunakan dalam kegiatan rehabilitasi daerah pesisir pantai (Siregar, 2010). R. stylosa adalah salah satu jenis mangrove yang termasuk ke dalam golongan non-secretor species mangrove dimana mangrove ini menyerap air tetapi mencegah masuknya garam, melalui saringan yang terdapat pada akar.
Tanaman mangrove menghadapi lingkungan yang sangat komplek sehingga harus beradaptasi baik morfologi, fisiologi maupun reproduksi. Menurut Munss dan Tester (2008) proses adaptasi secara fisiologi dan morfologi yang terjadi pada tanaman terutama untuk bertahan dengan konsentrasi garam tinggi.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Oku et al., (2003) dan Basyuni et al., (2009, 2011) bahwa dalam merespon cekaman garam terjadi perubahan konsentrasi triterpenoid di mangrove jenis non-sekresi. Studi
Universitas Sumatera Utara
sebelumnya menunjukkan bahwa triterpenoid memainkan peran penting untuk melindungi mangrove dari cekaman garam. Basyuni et al., (2012) melaporkan bahwa pada penelitian yang dilakukan terhadap Kandelia candel dan Bruguiera gymnorrhiza, komposisi triterpenoid adalah berubah pada kondisi salin dan setelah ditransfer pada air tawar. Hal ini menunjukkan bahwa triterpenoid memainkan peran penting untuk melindungi mangrove dari cekaman garam. Akan tetapi saat ini masih sedikit studi yang membahas tentang aspek fisiologi dan morfologi tanaman mangrove di bawah variasi salinitas dan adaptasi air tawar. Sehingga untuk itu, dilakukan penelitian ini untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi garam terhadap fisiologi dan morfologi semai Bakau (R. stylosa). Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui respon pertumbuhan dan biomassa semai Bakau
(R. stylosa) pada variasi konsentrasi garam dan adaptasi air tawar 2. Untuk mengetahui komposisi triterpenoid dan fitosterol pada variasi
konsentrasi garam pada adaptasi air tawar serta mempelajari relevansinya terhadap toleransi garam. Hipotesis Terdapat pengaruh variasi salinitas terhadap komposisi triterpenoid dan fitosterol serta respon pertumbuhan dan biomassa semai Bakau (R. stylosa) setelah adaptasi air tawar.
Universitas Sumatera Utara
Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini dapat menjadi sumber informasi bagi ilmu
pengetahuan tentang aspek fisiologi dan morfologi semai bakau R. stylosa pada variasi salinitas dan adaptasi air tawar; sehingga dapat digunakan sebagai acuan penelitian lanjutan di masa yang akan datang berkaitan dengan adaptasi R. stylosa pada cekaman garam dan air.
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
Taksonomi dan Morfologi Rhizophora stylosa
Rhizophora stylosa memiliki nama setempat : Bakau, bako-kurap, slindur,
tongke besar, wako, bangko. Deskripsi umumnya yaitu: pohon dengan satu atau
banyak batang, tinggi hingga 10 m.
Klasifikasi R. stylosa dapat diuraikan sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisi
: Magnoliophyta
Kelas
: Magnoliopsida
Ordo
: Malpighiales
Family
: Rhizophoraceae
Genus
: Rhizophora
Species
: Rhizophora stylosa
Kulit kayu halus, bercelah, berwarna abu-abu hingga hitam. Memiliki akar
tunjang dengan panjang hingga 3 m, dan akar udara yang tumbuh dari cabang
bawah. Daun berkulit, berbintik teratur di lapisan bawah. Gagang daun berwarna
hijau, panjang gagang 1-3,5 cm, dengan pinak daun panjang 4-6 cm. Unit dan
letak : sederhana dan berlawanan. Bentuk : elips melebar. Ujung daun meruncing,
gagang kepala bunga seperti cagak, biseksual, masing-masing menempel pada
gagang individu yang panjangnya 2,5-5 cm. Letak bunga di ketiak daun. Formasi
bunga kelompok (8-16 bunga per kelompok). Daun mahkota ada 4; putih, ada
rambut. Kelopak bunga: 4; kuning hijau, panjangnya 13-19 mm. Benang sari ada
8; dan sebuah tangkai putik, panjang 4-6 mm. Buah : Panjangnya 2,5-4 cm,
berbentuk buah pir, berwarna coklat, berisi 1 biji fertil, Hipokotil silindris,
Universitas Sumatera Utara
berbintil agak halus. Leher kotilodon kuning kehijauan ketika matang. Ukuran hipokotil : panjang 20-35 cm (kadang sampai 50 cm) dan diameter 1,5-2,0 cm (Noor, et al., 1999). Ekologi R. stylosa
R. stylosa tumbuh pada habitat yang beragam di daerah pasang surut, lumpur, pasir dan batu, menyukai pematang sungai pasang surut, tetapi juga sebagai jenis pionir di lingkungan pesisir atau pada bagian daratan dari mangrove. Satu jenis relung khas yang bisa ditempatinya adalah tepian mangrove pada pulau/substrat karang. Rhizophora stylosa menghasilkan bunga dan buah sepanjang tahun. Penyebaran R. stylosa diantaranya di Taiwan, Malaysia, Filipina, sepanjang Indonesia, Papua New Guinea dan Australia Tropis (di Indonesia tercatat dari Jawa, Bali, Lombok, Sumatera, Sulawesi, Sumba, Sumbawa, Maluku dan Irian Jaya. Kondisi salinitas sangat mempengaruhi komposisi mangrove. Berbagai jenis mangrove mengatasi kadar salinitas dengan cara yang berbeda-beda. Beberapa diantaranya secara selektif mampu menghindari penyerapan garam dari media tumbuhnya, sementara beberapa jenis yang lainnya mampu mengeluarkan garam dari kelenjar khusus pada daunnya (Noor et al., 1999).
Daya adaptasi atau toleransi jenis tumbuhan mangrove terhadap kondisi lingkungan yang ada mempengaruhi terjadinya zonasi pada kawasan hutan mangrove. Permintakatan jenis tumbuhan mangrove dapat dilihat sebagai proses suksesi dan merupakan hasil reaksi ekosistem dengan kekuatan yang datang dari luar seperti tipe tanah, salinitas, tingginya ketergenangan air dan pasang surut.
Universitas Sumatera Utara
Pembagian zonasi kawasan mangrove yang dipengaruhi adanya perbedaan penggenangan atau perbedaan salinitas meliputi : 1. Zona garis pantai, yaitu kawasan yang berhadapan langsung dengan laut.
Lebar zona ini sekitar 10-75 meter dari garis pantai dan biasanya ditemukan jenis Rhizophora stylosa, R. mucronata, Avicennia marina dan Sonneratia alba. 2. Zona tengah, merupakan kawasan yang terletak di belakang zona garis pantai dan memiliki lumpur liat. Biasanya ditemukan jenis Rhizophora apiculata, Avicennia officinalis, Bruguiera cylindrica, B. gymnorrhiza, B. parviflora, B. sexangula, Ceriops tagal, Aegiceras corniculatum, Sonneratia caseolaris dan Lumnitzera littorea. 3. Zona belakang, yaitu kawasan yang berbatasan dengan hutan darat. Jenis tumbuhan yang biasanya muncul antara lain Achantus ebracteatus, A. ilicifolius, Acrostichum aureum, A. speciosum. Jenis mangrove yang tumbuh adalah Heritiera littolaris, Xylocarpus granatum, Excoecaria agalocha, Nypa fruticans, Derris trifolia, Osbornea octodonta dan beberapa jenis tumbuhan yang biasa berasosiasi dengan mangrove antara lain Baringtonia asiatica, Cerbera manghas, Hibiscus tiliaceus, Ipomea pes-caprae, Melastoma candidum, Pandanus tectorius, Pongamia pinnata, Scaevola taccada dan Thespesia populnea (Pramudji dan Purnomo, 2003). Pengaruh Salinitas Terhadap Pertumbuhan Tanaman
Pertumbuhan tinggi tanaman dapat didefinisikan sebagai bertambah besarnya tanaman yang diikuti oleh peningkatan bobot kering. Beberapa ahli mendefinisikan pertumbuhan tanaman sebagai proses pembelahan dan
Universitas Sumatera Utara
pemanjangan sel, ahli tanah umumnya mendefinisikan pertumbuhan sebagai peningkatan bahan kering. Definisi ini meliputi proses deferensiasi yang besar sumbangannya dalam penimbunan bahan kering, dalam analisis akhir, perkembangan dan morfogenesis tanaman yang merupakan akibat dari ketiga hal berikut: pertumbuhan karena pembelahan, pembesaran dan deferensiasi sel. Pertumbuhan suatu pohon adalah pertambahan tumbuh dalam besar dan pembentukan jaringan baru, pertumbuhan tersebut dapat pula diukur dari berat seluruh tanaman (biomassa), dan juga meliputi pertumbuhan bagian atas dan bagian bawah (Syah, 2011).
Hutan mangrove merupakan hutan yang tumbuh dan berkembang pada daerah muara sungai atau pesisir pantai yang dipengaruhi oleh pasang surut air laut. Oleh karena kawasan hutan mangrove secara rutin digenangi oleh pasang air laut, maka lingkungan (tanah dan air) hutan mangrove bersifat salin. Vegetasi yang hidup di lingkungan salin, baik lingkungan tersebut kering maupun basah disebut dengan halopita. Berbagai kondisi lingkungan ekstrim tersebut, yakni lingkungan salin, tanah jenuh air, radiasi matahari dan suhu tinggi akan menyebabkan terganggunya metabolismee tumbuhan dan pada akhirnya akan menyebabkan rendahnya produktivitas atau laju pertumbuhan tanaman (Onrizal, 2005).
Salinitas air dan salinitas tanah rembesan merupakan faktor penting dalam pertumbuhan, daya tahan, dan zonasi spesies mangrove. Tumbuhan mangrove tumbuh subur di daerah estuaria dengan salinitas 10-30 ppt. Salinitas yang sangat tinggi (hypersalinity) misalnya ketika salinitas air permukaan melebihi salinitas yang umum di laut (±35 ppt) dapat berpengaruh buruk pada vegetasi mangrove,
Universitas Sumatera Utara
karena dampak dari tekanan osmotik yang negatif. Akibatnya, tajuk mangrove semakin jauh dari tepian perairan secara umum menjadi kerdil dan berkurang komposisi jenisnya (Syah, 2011).
Kebanyakan tumbuhan memiliki toleransi sangat rendah terhadap salinitas, sehingga tidak mampu tumbuh di dalam atau di dekat air laut. Hal ini terjadi karena kebanyakan jaringan makhluk hidup lebih cair daripada air laut, akibatnya air dari dalam jaringan tumbuhan dapat keluar akibat proses osmosis, sehingga tumbuhan kekeringan, menjadi layu, dan mati. Lingkungan yang keras ini menyebabkan diversitas hutan mangrove cenderung lebih rendah daripada umumnya hutan hujan tropis (Noor et al., 1999).
Lopez-Hoffman et al. (2007) menyebutkan bahwa berat kering tanaman dan laju pertumbuhannya dipengaruhi juga oleh intensitas cahaya dan salinitas. Rasio akar-daun menjadi lebih tinggi pada salinitas tinggi. Kemampuan hidup semai akan lebih tinggi pada salinitas lebih rendah dan akan makin meningkat kemampuannya dengan ketersediaan cahaya yang optimum. Pada Krauss et al., (2008) melaporkan bahwa pertumbuhan awal tanaman mangrove juga sangat dipengaruhi oleh faktor global seperti temperatur dan faktor spesifik lokasi seperti salinitas. Salinitas memainkan peranan penting pada adaptasi pertumbuhan mangrove. Pertumbuhan semai akan memperluas distribusi mangrove dan meningkatkan rehabilitasi mangrove. Meskipun mangrove adalah salah satu jenis halofita, namun semainya sensitif terhadap stress garam, substrat yang bergaram mempengaruhi banyak aspek seperti aspek pertumbuhan dan fisiologinya.
Universitas Sumatera Utara
Metabolit Sekunder Semua makhluk hidup agar dapat melangsungkan hidup, tumbuh dan
reproduksinya perlu melakukan transformasi dan interkonversi sejumlah besar senyawa organik. Proses transformasi dan interkonversi tersebut dilaksanakan melalui suatu sistem terintegrasi yang terdiri atas reaksi-reaksi kimia beraturan yang dikatalisis dan dikontrol secara ketat oleh sistem enzimatik dengan jalur reaksi yang terlibat (disebut dengan jalur-jalur metabolisme). Senyawa-senyawa organik yang dihasilkan dan terlibat dalam metabolismee disebut sebagai metabolit. Beberapa metabolit penting dalam metabilisme tersebut adalah senyawa-senyawa karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat. Meskipun karakteristik makhluk hidup sangat bervariasi akan tetapi jalur jalur metabolik yang secara umum mensintesis dan memodifikasi senyawa-senyawa karbohidrat, protein, lemak dan sam nukleat secara esensial sama pada semua makhluk hidup, yang secara kolektif disebut dengan metaboolisme primer dan segala senyawa senyawa yang terlibat di dalam jalur tersebut disebut sebagai metabolit primer. Metabolit dan metabolismee primer dibutuhkan untuk menunjang terjadinya pertumbuhan pada setiap organism. Contoh proses metabolismee primer adalah degradasi senyawa karbohidrat dan gula melalui jalur glikolisis dan siklus krebs, degradasi lemak dan optimasi pembentukan energi (Sudibyo, 2002).
Berlawanan dengan jalur metabolismee primer (yang melaksanakan sintesis, degradasi dan terjadi secara universal) terdapat jalur metabolismee lain yang melibatkan senyawa organik spesifik dan terjadi sangat terbatas di alam. Metabolismee tersebut disebut sebagai metabolismee sekunder dan metabolismee yang dihasilkan disebut sebagai metabolit sekunder. Metabolit sekunder tertentu
Universitas Sumatera Utara
hanya ditemukan pada organism spesifik, atau bahkan pada galur spesifik dan hanya diproduksi pada kondisi-kondisi tertentu. Metabolit sekunder memang tidak dibutuhkan untuk pertumbuhan, akan tetapi sangat dibutuhkan untuk kelangsungan hidupnya, yaitu merupakan senyawa yang berguna untuk menangkal serangan dari predator dan untuk bertahan terhadap lingkungan. Contoh metabolit sekunder antara lain : senyawa-senyawa asam lemak, flavonoid, triterpenoid, lignin, steroid, dll (Sudibyo, 2002). Pengaruh Salinitas Terhadap Fisiologi
Dalam kaitannya dengan adaptasi terhadap kandungan garam, mangrove dikelompokkan menjadi dua kelompok yakni (1) salt-excreting mangrove, seperti jenis Avicennia, Aegiceras, dan Aegialitis, dan (2) non-secretor mangrove, seperti jenis Rhizophora, Bruguiera, Sonneratia, dan lain-lain. Sehubungan dengan ini Hutching dan Saenger (1987) mengemukakan tiga cara mangrove beradaptasi terhadap garam sebagai berikut: 1) Sekresi garam (salt extrusion/salt secretion)
Flora mangrove menyerap air dengan salinitas tinggi kemudian mengekskresikan garam dengan kelenjar garam yang terdapat pada daun. Mekanisme ini dilakukan oleh Avicennia, Sonneratia, Aegiceras, Aegialitis, Acanthus, Laguncularia dan Rhizophora (melalui unsur-unsur gabus pada daun). 2) Mencegah masuknya garam (salt exclusion)
Flora mangrove menyerap air tetapi mencegah masuknya garam, melalui saringan yang terdapat pada akar. Mekanisme ini dilakukan oleh Rhizophora, Ceriops, Sonneratia, Avicennia, Osbornia, Bruguiera, Excoecaria, Aegiceras, Aegalitis, dan Acrostichum.
Universitas Sumatera Utara
3) Akumulasi garam (salt accumulation) Flora mangrove seringkali menyimpan Na dan Cl pada bagian kulit kayu,
akar dan daun yang lebih tua. Daun penyimpan garam umumnya sukulen dan pengguguran daun sukulen ini diperkirakan merupakan mekanisme mengeluarkan kelebihan garam yang dapat menghambat pertumbuhan dan pembentukan buah. Mekanisme adaptasi akumulasi garam ini terdapat pada Excoecaria, Lumnitzera, Avicennia, Osbornia, Rhizophora, Sonneratia dan Xylocarpus.
Onrizal (2005) melaporkan bahwa sebagaimana halnya halofita lainnya, jenis mangrove mengandung konsentrasi garam yang tinggi pada jaringannya. Pada salinitas yang tinggi, ion-ion Na+ dan Cl- mendominasi komposisi ion jaringan. Secara umum konsentrasi ion-ion anorganik yang diperlukan oleh mangrove di dalam mengatur potensial osmotik antar sel, agar lebih rendah dari potensi air dalam tanah. Banyaknya jumlah genangan air akan mempengaruhi pertumbuhan mangrove dalam hal ini adaptasi fisiologis dalam menjaga keseimbangan air, seperti perilaku stomata, tingkat osmotik, dan pengeluaran garam.
Mekanisme fisiologi yang terjadi pada tumbuhan adalah untuk bertahan dalam cekaman garam. Selain metabolismee bergeser untuk mengatasi tantangan lingkungan, sel membran tanaman itu sendiri merupakan hambatan mendasar bagi faktor eksternal. Lipid pada membran sel memainkan peranan penting dalam adaptasi terhadap salinitas yang berbeda melalui perubahan komposisi sterol, lipid dan triterpenoid (Basyuni, at al., 2012). Triterpenoid telah dibedakan dari fitosterol karena mereka tidak dianggap menjadi
Universitas Sumatera Utara
konstituen membran lipid walaupun memiliki struktur kimia yang mirip dan jalur biosintesis (Oku et al, 2003).
Beberapa studi telah menunjukkan bahwa fitosterol berkontribusi untuk mengatur permeabilitas ion dari membran sel tumbuhan meskipun menunjukkan variasi dalam keberhasilan tergantung pada struktur kimia dari kerangka karbon sterol (Grunwald, 1974). Penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh Basyuni et al., (2012) bahwa kandungan triterpenoid pada akar Rhizophora stylosa lebih banyak daripada kandungan fitosterol.
Salinitas dari garis pantai menurun kearah darat, sehingga salinitas maksimum ditemukan dari arah pinggiran menuju laut (36 ‰ salinitas, sekitar 1000 mmol / kg larutan aktif osmotik, atau kira-kira 25 bar tekanan osmotik pada 25oC). Salinitas ini berkurang kearah darat selama musim hujan sebagai akibat curah hujan atau drainase air tawar dari tanah. Di belakang komunitas mangrove yang mempunyai salinitas ekstrim tersebut, salinitas rendah di permukaan tanah selama musim hujan, dan hampir garam larutan tanah jenuh selama musim kemarau. Kasus stres salinitas dapat dideteksi melalui analisis osmolalitas (Medina, 1999).
Universitas Sumatera Utara
Analisis Data Data respon toleransi dianalisis dengan analisis varian satu arah diikuti
dengan uji jarak nyata Dunnet dengan mengunakan software SPSS 17.0. Luas daun dihitung dengan menggunakan software Imge-J. Ekstraksi dan Isolasi Isoprenoid
Bahan yang digunakan adalah nitrogen cair, klorofom, methanol, hexane, KOH, ethanol, cholesterol, garam buatan, aluminium foil, kertas tisu. Alat-alat yang digunakan dalam ekstraksi dan isolasi isoprenoid adalah tabung reaksi untuk mengekstrak daun dan akar tanaman mangrove, rak kultur untuk tempat peletakan tabung reaksi yang digunakan dalam pengekstrakan, Eyela Evaporator, waterbath, desikator, watch glass, pial, kertas filtrasi, vortex boeco, pipet tetes, neraca analitis Boeco dan Gas Chromatograph Mass Spectrometry (GC-MS, Shimidzu) untuk mengidentifikasi struktur kimia dari Isoprenoid khususnya triterpenoid fitosterol. Prosedur Penelitian Penanaman Propagul
Propagul dari R. stylosa ditanam dalam pot botol dengan media pasir dan diberi salinitas bervariasi. Solusi air laut disiapkan dengan melarutkan bubuk garam komersial untuk membuat konsentrasi garam 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3% (setara konsentrasi garam air laut). Dalam setiap pot, konsentrasi garam diperiksa setiap minggu dengan menggunakan Salinity refractometer S/Mill-E (Atago Co. Ltd, Tokyo, Jepang) untuk mempertahankan konsentrasi garam konstan selama penelitian. Setelah 3 bulan, semai dibagi menjadi dua kelompok perlakuan dan ditumbuhkan selama 2 bulan : satu kelompok terus menerus dalam larutan garam
Universitas Sumatera Utara
dan yang lainnya disiram dengan air tawar untuk menghilangkan stres garam. Pada langkah ini, semua benih dicuci dengan air tawar selama 7 hari untuk menghilangkan garam dari perakaran. Pengamatan respon toleransi garam
Setelah 5 bulan budidaya, tanaman dipanen dengan memisahkan bagian akar, daun dan batang kemudian dicuci. Sampel yang akan digunakan untuk proses ekstraksi dan isolasi isoprenoid segera dibekukan nitrogen cair dan disimpan pada -80 0C untuk analisis. Setelah itu dilakukan pengukuran respon toleransi garam dengan mengukur parameter pertumbuhan yaitu : tinggi tanaman (mm), diameter (mm), jumlah daun, luas daun dan biomassa. Pengukuran biomassa dilakukan dengan mengovenkan bagian akar, batang dan daun selama 48 jam dengan suhu 700C sehingga diperoleh berat kering konstan. Ekstraksi dan Isolasi Isoprenoid
Untuk analisis senyawa triterpenoid dan fitosterol disediakan 5-6 lembar daun atau 5-10 gr akar dan digerus dengan nitrogen cair. Hasil gerusan tersebut Diekstrak dengan chloroform-methanol (CM21) Diekstrak dengan chloroformmethanol (CM21), sehingga menjadi ekstrak lipid. Ekstrak tersebut disaponifikasi menjadi triterpenoids dan fitosterol. Hasil saponifikasi dikeringkan dan dilarutkan dengan hexane. Sampel siap dianalisis (Basyuni et al., 2012). Analisis Data
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok (RAL) dimana sampel diacak dengan menggunakan sistem bilangan teracak. Penelitian ini menggunakan 5 taraf yaitu dengan perbandingan konsentrasi garam 0%, 0.5%, 1.5%, 2%, dan 3%.
Universitas Sumatera Utara
Model linear dari rancangan tersebut adalah: Yij = μ + αi + ε i( j) i = 1, 2, 3, …….. 32 j = 0%, 0.5%, 1.5%, 2% dan 3%. Dimana: Yij = Respon pengaruh bagian ke-i ulangan ke-j μ = Rata-rata umum αi = Pengaruh salinitas ke-i εi ( j) = Kesalahan (galad) percobaan
Data dianalisis dengan analisis varian satu arah (ANOVA) yang diikuti dengan uji jarak nyata Dunnet untuk perbandingan dari semua perlakuan terhadap kontrol (Gomez dan Gomez, 1995). Nilai P