Published by: IOCSCIENCE

## Fruitset Sains : Jurnal Pertanian Agroteknologi
Journal homepage: www.iocscience.org/ejournal/index.php/Fruitset

## TOKSISITAS METABOLIT SEKUNDER PENICILLIUM SP. PADA BERBAGAI MEDIA KULTUR UNTUK MENGENDALIKAN SPODOPTERA SP. SECARA IN VITRO

## Eko Muri Sanjaya
Program Studi Agroteknologi
Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan 2016, Indonesia ekomurisanjaya@gmail.com

## Abstract
This  research  was  aimed  to  study  the  secunder  metabolit  toksicity  of  Penicillium  sp  on various  media  of  culture  for  controlling  Spodoptera  sp.  (Lepidoptera:  Noctudae)  by  in vitro.  This  reseach  was  done  in  Plant  Disease  Laboratory  of  Agriculture  Faculty,  North Sumatera  University  from  January  till  August,  2016.  A  Non  Factorial  Complexcitiy Randomized  Design  with  5  (five)  treatment  (Potato  Dextrose  Agar,  Sabouraud  Dextrose Agar,  DOC2,  Czapex  Dox  Agar,  and  the  flour  which  derived  from  the  Spodoptera  sp. body) and four replication was applied in this research. The result shown that the highest mortality  of  Spodoptera  sp.  (100%)  was  found  on  the  treatment  which  used  flour    which derived  from  the  body  of  Spodoptera  sp.as  media  on  the  6th  hours  observation  after application and Lt50 was occured on the 3,545th hours after application.

## Abstrak
Penelitian  untuk  mempelajari  toksisitas  metabolit  sekunder  Penicillium  sp.  pada  berbagai media  kultur  untuk  mengendalikan  Spodoptera  sp.  (Lepidoptera:  Noctuidae)  secara  in vitro.  Penelitian  dilakukan  di  Laboratorium  Penyakit  Tumbuhan  Fakultas  Pertanian Universitas  Sumatera  Utara  mulai  bulan  Januari  hingga  Agustus  2016.  Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) non faktorial dengan 5 perlakuan (Potato Dextrose  Agar,  Sabouraud  Dextrose  Agar,  D0C2,  Czapek  Dox  Agar,  dan  tepung  yang berasal  dari  tubuh  Spodoptera  sp.)  dan  empat  ulangan.  Hasil  penelitian  menunjukkan mortalitas  Spodoptera  sp.  tertinggi  (100%)  terdapat  pada  perlakuan  media  tepung  yang berasal dari tubuh Spodoptera sp. pada pengamatan 6 jam setelah aplikasi dan Lt50 terjadi 3,545 jamsetelah aplikasi.
Kata kunci : Spodoptera sp, Penicillium sp. metabolit sekunder, media kultur.

## 1. Pendahuluan
Ulat grayak (Spodoptera sp.) merupakan hama utama pemakan daun pada tanaman pangan, perkebunan dan hortikultura. Hama ini merusak pertanaman kapas, jatar (Sesbania sesban), kembang  kol  dan  arum  (Colocasia  esculenta)  dengan  intensitas  serangan  70-98%  serta menyebabkan gagal panen di negara Pakistan (Ahmad et al., 2013). Di Indonesia hama ini merusak 112 jenis tanaman antara lain : tembakau sebesar 30 %, kedelai 80%, sawi 90%, kubis 98%, kacang tanah 30%, kentang 60% cabai 53% dan sayuran lainya sebesar 34%.
2
Serangan terberat Spodoptera sp. terdapat pada instar 3, 4 dan 5, hama ini dapat menyerang tulang daun hingga tangkai daun menyebabkan tanaman menjadi botak dan mati (Hasnah et al., 2012).
Berbagai  upaya  yang  dilakukan  untuk  mengendalikan  hama  ini  antara  lain:  pemakaian insektisida kimia dapat menekan sebesar 30-70% (Amir, 2009) dan pemakaian insektisida nabati  dapat  menekan  20-30%  (Tohir,  2011)  pada  pertanaman  tembakau.  Agens  hayati yang  sering  digunakan  untuk  mengendalikan  hama  ini  antara  lain:  Beauveria  bassiana, Entomopthora  spp.,  Metarizium  spp.,  Aspergillus  sp.  dapat  membunuh  Spodoptera  sp. sebesar 50-78% pada skala laboratorium dan 35-50% pada lahan pertanian (Pasaru et  al., 2014). .  Berbagai  cara  telah  dilakukan  untuk  meningkatkan  virulensi  berbagai  cendawan entomopatogen  namun  suhu  udara  dan  keadaan  tanah  adalah  faktor  pembatas perkembangan cendawan entomopatogen. Cendawan entomopatogen  yang dapat  bertahan pada  suhu  ekstrim  adalah  cendawan  entomopatogen  Penicillium  sp.  Suhu  pertumbuhan kapang tersebut  adalah 20-80oC (Kathiresan dan Manivannan, 2006, Nwodo et al., 2008) dan dapat tumbuh pada kisaran pH antara 2-9 (Sindhu, 2011).
Efektivitas  dan  virulensi  pertumbuhan  cendawan  entomopatogen  Penicillum  sp.  sangat bergantung pada jenis medium yang digunakan. Media yang dipakai untuk menumbuhkan cendawan entomopatogen sangat menentukan laju pembentukan koloni dan jumlah konidia selama  pertumbuhan.  Jumlah  konidia  akan  menentukan  keefektifan  cendawan entomopatogen  dalam  mengendalikan  serangga  (Widayat  dan  Rayati,  1993). Adanya perbedaan  sporulasi  atau  jumlah  konidia  yang  dihasilkan  oleh  masing-masing  substrat terkait dengan banyak atau sedikitnya kandungan nutrisi yang terdapat padamedium.
Medium  yang  sering  digunakan  untuk  menumbuhkan  Penicillium  sp.  entomopatogen antara lain : medium kultur umum kompleks mikroorganisme PDA (Potato Dextrose Agar) medium ini sering digunakan untuk mengisolasi khamir, molds, actinomycetes dan bakteri (Koch, 1881). Medium diperkaya  seperti SDA (Sabouroud `s Dextrose  Agar) merupakan medium  kaya  nutrisi  untuk  menstimulasi  pertumbuhan  optimum  cendawan  dermatofungi yang menyerang integument mahluk hidup (Sabouroud, 1892).
Berbagai  jenis  medium  memiliki  komposisi  yang  berbeda  sehingga  menunjukkan pertumbuhan  dan  virulensi  yang  berbeda.  Berdasarkan  hal  tersebut  maka  dianggap  perlu dilakukan  penelitian  untuk  mengetahui  penggunaan  media  yang  paling  berpotensi menghasilkan virulensi  yang tinggi sebagai media perbanyakan cendawan entomopatogen Penicillium  sp.  dan  paling  efektif  mengendalikan  serangga  hama  Spodoptera  sp.  di laboratorium.

## 2. Bahan  dan Metode
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Penyakit Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan. (± 25 m di atas permukaan laut) mulai Januari– Agustus 2016.
Bahan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  Penicillium  sp.  yang  berasal  dari Spodoptera  sp.  yang  terinfeksi,  Spodoptera  sp.,  air  destilasi,  dextrose,  agar,  kentang,
alkohol  96%,  sukrose,  bacto  peptone,  glukose,  yeast  extract  agar,  gelatin,  CuCl2,  kristal violet, PDA, CDA, SDA, D0C2-4, dan tepung tubuh Spodoptera sp. Alat yang digunakan dalam penelitian adalah hameositometer, cawan petri, autoclave, timbangan, beaker glass, laminar  air  flow,  inkubator,  oven,  hand  counter,  gelas  ukur,  burnsen,  cling  warp, alumunium  foil,  kapas,  cork  borer,handsprayer,  blender,  saringan,  kain  muslim,  gunting, sungkup, corong dan seluruh alat yang mendukung penelitian ini.
Penelitian  ini  menggunakan  Rancangan  Acak  Kelompok  (RAK)  faktorial  3.  Perlakuan diulang sebanyak 4 kali sehingga diperoleh 20 unit percobaan.Data dianalisa menggunakan SPSS 21, terhadap data yang berbeda nyata dilakukan Uji Jarak Berganda Duncan (UJGD) taraf 5 %.
Peubah amatanyang dilakukan antara lain: Perilaku dan Morfologi Spodoptera spersentase Mortalitas (%) dan Waktu Kematian Spodoptera sp. (LT 50).

## 3. Hasil dan Pembahasan

## Perilaku dan Morfologi Spodoptera sp
Hasil  pengamatan  yang  dilakukan  terlihat  jelas  bahwa  terjadi  perubahan  perilaku  dan morfologi larva Spodopera sp. setelah dilakukan aplikasi metabolit sekunder Penicilium sp. Perubahan perilaku yang terjadi pada larva satu hari setelah aplikasi menunjukkan gerakan yang mulai melambat, aktifitas makan mulai menurun, larva banyak yang menempel pada permukaan atas tanaman.
Perubahan pada Spodoptera sp. yang terinfeksi toksin adalah pecahnya dan menghitamnya jaringan di bagiab abdomen larva, larva menyusut berubah menjadi kuning pucat kemudian berubah lagi menjadi coklat kehitaman, bentuk tubuh larva mengkerut, kaku dan mengeras. Hal  ini  sesuai  dengan  penelitian  Boucias  dan  Pandland  (1998)  menyatakan perubahanwarna hitam yang terjadi pada tubuh serangga disebabkan oleh proses melanisasi yang  merupakan  suatu  bentuk  pertahanan  tubuh  serangga  melawan  patogen.  Miselium awalnya  muncul  antara  ruas-ruas  tubuh  larva  pada  bagian  abdomen. Menurut  Trizelia (2005)  bahwa  akibat  terjadinya  mekanisme  infeksi  serangga  secara  enzimatis  dan  kimia akanmenyebabkan  terjadinya  kenaikan  pH  darah,  penggumpalan  darah  dan  terhentinya peredaran  darah  pada  serangga  sehingga  akan  menyebabkan  kematian  dan  larva  yang sudah mati akan berubah menjadi berkerut dan hitam.

## Mortalitas Larva Spodoptera sp. (%)
Hasil pengamatan terhadap mortalitas larva Spodoptera sp. dengan perlakuan berbagai medium kultur matabolit skunder Penicillium sp. yang berbeda menunjukkan fluktuasi terhadap kematian larva Spodoptera sp. Persentase mortalitas larva Spodoptera sp. dapat dilihat pada Tabel 1menjelaskan fluktuasi mortalitas yang berbeda-beda setiap jam. Tingkat mortalitas terendah yaitu pada perlakuan kontrol yaitu 0%. Sedangkan tingkat mortalitas tertinggi terdapat pada perlakuan ekstrak tubuh yaitu 100%, DOC, CDA, SDA memiliki nilai mortalitas 90%, dan PDB 80%.
4
Tabel 1. Mortalitas Spodoptera sp. 1-10 jsa (jam setelah aplikasi) di laboratorium.
perlakuan Monrtalita spodoptera 1-10 JSA Jam Setelah Pengamatan 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Control 0 0b 0b 0 0e 0e 0d 0c 0c 0c Potato dextrose 0 7a 27a 30 30d 33d 73c 80b 83b 83b Czapek Dox Agar 0 10a 30a 50 60b 70c 90ab 90ab 90ab 90ab Sabauround Dextrose Agar 0 10a 30a 50 60b 80b 90ab 90ab 90ab 90ab DOC2 10a 30a 50 53c 80b 90ab 90ab 90ab 90ab Ekstrak Tubuh Spodoptera sp 0 10a 30a 50 80a 100a 100a 100a 100a 100a
Keterangan : Angka - angka yang diikuti notasi yang berbeda pada setiap baris yang sama menunjukkan    perbedaan yang nyata pada Uji Duncan dengan taraf 5%.
Nilai  mortalitas  Spodoptera  tertinggi  terdapat  pada  komposisi  medium  ekstrak  tubuh Spodoptera  sp.  hal  ini  dikarenakan  medium  ekstrak  tubuh  mengandung  senyawa  paling komplek dalam susunan protein lemak dan senyawa mineral yang berasal dari Spodoptera sp. itu sendiri. Jamur yang dikulturkan pada medium ini akan mengabsobsi substansi yang paling  menyamai  dengan  tubuh  serangga  uji.  Hal  ini  yang  menyebabkan  toksisitas metabolik  menjadi  sangat  meningkat.  Hal  yang  sama  juga  dinyatakan  tubuh  Spodoptera mengandung  senyawa  utama  sebagai  substrat  obligat  pada  cendawan  entomopatogen. Tubuh  Spodoptera  mengandung  protein,  polyphenol,  hydrocarbon,  faty  acid,  ester,  khitin dan tannin (Clarkson dan Charnely, 1996).
Medium terbaik kedua dalam menghasilkan toksisitas terhadap Spodoptera adalah medium DOC, SDA, CDA. Medium ini dilaporkan mengandung komposisi karbohidrat dan protein yang  tinggi  sebagai  bahan  yang  digunakan  untuk  menghasilkan  nutrient  sebagai perangsang  metabolik  skunder.  D0C2-4  merupakan  medium  diferensial  selektif  untuk cendawan  entomopatogen. Medium  ini  mengandung  beberapa  fungisida  (seperti  oxgall, tembaga  sulfat,  tembaga  (II)  klorida  (CuCl),  benomyl  dan  dodine)  dan  antibiotik  (seperti cholramphenicol, tetracygline dan streptomisin) serta media selektif (Beilhartz et al, 1982;. Chase et al., 1986; Shimazu dan Sato, 1996 Mark dan Douglas, 1997 ; Keller et al., 2003; Shimazu  et  al.,2002;  Meyling  dan  Eilenberg  2006;;).  Di  antara  medium  tersebut,  dodine dan CuCl telah dievaluasi karena lebih efektif untuk isolasi cendawan entomopatogen dari tanah (Chase et al, 1986;. Shimazu dan Sato, 1996).
Pepton dipakai dalam kultur media sebagai sumber nitrogen, banyak senyawa nitrogen dan asam  amino  esensial  sederhana  terkandung  dalam  pepton,  sehingga  mudah  dilepas  unsur nitrogennya  (Sutarma,  2000).  Glukosa  merupakan  senyawa  sumber  karbohidrat  pada biakan  jamur  Agar  berfungsi  sebagai  pemadat  pada  substrat  yang  telah  di  homogenkan (Robert Koch, 1881)

## Lethal time 50 (LT50). (Jam)
Hasil penelitian menunjukkan waktu kematian tercepat terdapat pada perlakuan medium tubuh Spodoptera dengan waktu 3,545 jam, diikuti perlakuan DOC sebesar 4,121 jam, kemudian SDA dan CDA memiliki waktu kematian yang sama yaitu 4,138 dan terendah terdapat pada perlakuan PDB yaitu 5,66 jam (Tabel 2)
Tabel 2. LT50 Metabolit sekunder Penicillium pada berbegai medium terhadap Spodoptera sp . Perlakuan Kisaran Lt50 (Jam) Terendah Tertinggi Kontrol 0 0 0 Pottato Dextrose Broth (PDB) 5,66 4,588 7,159 Czapek Dox Agar (CDA) 4,138 3,295 4,922 Sabouroud`s 4,138 3,295 4,922 DOC2 4,121 3,289 4,892 Ekstrak Tubuh Spodoptera sp. 3,545 2,984 4,066
Keterangan : Angka - angka yang diikuti notasi yang berbeda pada setiap baris yang sama menunjukkan perbedaan yang nyata pada Uji Duncan dengan taraf 5%.
Hal  ini  disebabkan  medium  tubuh  Spodoptera  mengandung  makro  dan  mikronutrient penting yang tidak terdapat pada medium uji yang lainya. Senyawa ini membentuk ikatan yang sistemik pada jamur yang dibiaak pada medium ini dan merangsang cendawan biakan untuk  dapat  beradaptasi  dengan  medium  ini.  Hal  ini  mempermudah  jamur  untuk  dapat mencerna  medium  ini  dan  meningkatkan  toksisitasnya  terhadap  nutrisi  medium  dan menyebabkan  jamur  mangalami  kondisi  obligat.  Perubahan  sistem  biokima  jamur  pun merangsan  cendawan  untuk  menghasilkan  metabolik  sekunder  yang  toksisitasnya  tinggi untuk dapat membunuh Spodoptera uji pada waktu tercepat. Seperti yang dinyatakan oleh Clarkson  dan  Charnely  (1996)  bahwa  perubahan  sistem  biokima  jamur  merangsang cendawan  untuk  menghasilkan  metabolit  sekunder  yang  toksisitasnya  tinggi  untuk  dapat membunuh  Spodoptera  uji  pada  waktu  tercepat.  Hal  ini  berkorelasi  positif  terhadap substrat dan host yang diuji.
Medium  DOC2  merupakan  medium  selektif  entomopatogen.  Medium  ini  akan menghambat  pertumbuhan  cendawan  ke  periode  vegetatife  dengan  senyawa  tembaga didalamnya,  sehingga  toksin  akan  segera  dihasilkan  pada  metabolisme  sekunder.  Namun medium  ini  tidak  meningkatkan  selektifitas  obligat  jamur  sehingga  waktu  kematian  di bawah medium ekstrak tubuh Spodoptera.
Medium  SDA  dan  CDA  memiliki  nilai  yang  sama  dikarenakan  medium  ini  kaya  nutrisi jamur  dermatofit.  Rangsangan  ini  menyebabkan  jamur  hanya  memparasit  namun  tidak menghasilkan  toksin  pada  sel.  hal  yang  sama  juga  dinyatakan  Thom  dan  Church  (1926) bahwa  kedua  medium  tersebut  digunakan  untuk  isolasi  jamur  dermatifit  manusia  yang merangsang  pemparasitan  sel  namun  tidak  merangsang  jamur  masuk  ke  fase  kimiawi penghasil toksin.
Medium PDB memiliki waktu  kematian terendah karena medium  ini  merupakan medium umum  isolasi  mikroba  termasuk  jamur  dan  bakteri.  Mediumini  kaya  karbohidrat  dan sedikit protein sehingga jamur akan terangsang untuk membentuk hifa dan sedikit toksin.
6
Hal  yang sama juga dinyatakan Nio (1992) bahwa Potato Dextrose Broth juga digunakan untuk pertumbuhan, isolasi dan enumerasi dari kapang serta khamir pada bahan makanan dan  bahan  lainnya.  Hal  yang  sama  juga  dinyatakan  Faridaz  (1998)  bahwa  pati  ektrak kentang  setiap  100  g  mengandung  energi  85  kal,  air  77,8  g,  protein  2g,  lemak  0,2g, karbohidrat 19,1g, mineral 1g, kalsium 11mg, fosfor 56 mg, besi 0,7 mg, thiamine 0,11mg, asam  askorbat  17  mg  berfungsi  sebagai  sumber  nitrogen  dan  vitamin  bagi  cendawan. Tingginya  kadar  karbohidrat  menyebabkan  meningkatkan  laju  vegetatif  jamur  dan menghambat  pembentukan  metabolik  sekunder.  Senyawa  pada  medium  ini  akan merangsang  vegetatife  jamur  dan  menghambat  pembentukan  metabolit  sekunder  (Koch, 1881)

## 4. Simpulan
Medium yang memiliki toksisitas tertinggi terhadap Spodoptera sp. adalah medium ekstrak tubuh Spodoptera sp. dengan mortalitas 100 % pada pengamatan jam ke enam dan LT 50 pada 3,545 jam setelah aplikasi.

## 5 . Referensi
Ahmad  M,  A  Ghaffar  and  M  Rafiq.  2013.  Host  plants  of  leaf  worm,  Spodoptera  litura (fabricius) (lepidoptera: noctuidae) in Pakistan. Asian J. Agr. Biol. 1(1):23-28.
Hasnah, Husni and F. Ade. 2012.Pengaruh ekstrak rimpang jeringau (Acorus calamus L.) terhadap mortalitas ulat grayak Spodoptera litura F. J. Floratek. 7:115-124.
Amir  AM.  2009.  Pemantauan  Resistensi  Hama  Tembakau  Terhadap  Insektisida.  Balai Penelitian  Tanaman  Tembakau  Dan  Serat  Malang.  J.  Ilmiah  Tan.  Tembakau 8(3):376–380.
Tohir.  2010.  Teknik  ekstraksi  dan  aplikasi  beberapa  pestisida  nabati  untuk  menurunkan palatabilitas  ulat  grayak  (Spodoptera  litura  Fabr.)  di  Laboratorium.  Bul.  Teknik Pertanian. 15(1):37–40.
Pasaru  F,  Alam  A,  Tutik  K,  Mahfud  and  Shahabuddin.  2014.  Prospective  of Entomopathogenic  Fungi  Assosiated  with  Helopeltihs  Spp.(Hemipter  :  Miridae)  on Cacao Plantation. Int. J. Curr.Res. Acad. Rev. 2(11) 227 - 234.
Kathiresan  K  and  S  Manivannan.  2006.  Cellulase  Production  by  Penicillium  fellutanum Isolated from Coastal Mangrove Rhizosphere Soil. Res. J. Microbiol. 1(5):438-442.
Nwodo Chinedu S, C Obinna Nwinyi and VI Okochi. 2008. Properties of Endoglucanase of Penicillium chrysogemum PCL501. Austr. J. Basic Appl. Sci. 2(3):738-746.
Sindhu  R,  Nair  G.  Suprabha  dan  S.  Shashidhar.  2011.  Media  Engineering  For  The Production  Of  Cellulase  From  Penicillium  Species  (SBSS  30)  Under  Solid  State Fermentation. Research Article, Biotechnol. Bioinf. Bioeng. 343-349.
Widayat  W  dan  DJ  Rayati.  1993.  Hasil  penelitian  jamur  entomopatogenik  local  dan prospek penggunaannya sebagai insektisida hayati. Dalam E Martono, E Mahrub, NS Putra, & Y Trisetyawati (Eds.). Simposium Patologi Serangga I. Universitas Gadjah Mada,Yogyakarta, 12−13 Oktober 1993. hlm. 61-74.
Sabouraud  R.  1892.  Contribution  a  líetude  de  la  trichophytie  humaine.  Etude  clinique, microscopique et bacterioloqique sur la pluralite destrichophytons de líhomme. Ann. Dermatol. Syphil. 3:1061-1087
Clarkson JM and AK Charnley. 1996. New insight into mechanisms of fugal patogenesis insect. Trends microbiology 4(5). Volume 4, Issue 5,197– 203, May 1996.
Beilharz VC, Parberry DG and HJ Swart. 1982. Dodine: A selective agent for certain soil fungi. Trans. British Mycol. Soc .79:507-511.