DISERTASI dan TESIS Program Pascasarjana UM, 2019

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

Efektivitas biopestisida Mirabilis jalapadan Bacillus thuringiensis terhadap respon imun humoralSpodoptera litura serta pengembangannya sebagai buku referensi

Dina Maulina

Abstrak


ABSTRAK

 

Dina Maulina. 2018. Efektivitas biopestisida Mirabilis jalapa dan Bacillus thuringiensis terhadap respon imun humoral Spodoptera litura serta pengembangannya sebagai buku referensi. Disertasi, Program Studi Pendidikan Biologi, Pascasarjana, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (I) Prof. Sutiman Bambang Sumitro, S.U., D. Sc., (II) Prof. Dr. agr. Mohamad Amin, M.Si., (III) Dr. Sri Rahayu Lestari, M.Si.

 

Kata Kunci: Bacillus thuringiensis, biopestisida, buku referensi, Mirabilis jalapa respon imun humoral, Spodoptera litura.

Konsep Education for Suistainable Development (EfSD) menjadi filosofi dalam dunia pendidikan atas perkembangan peradaban manusia untuk tetap menjaga kelestarian alam dalam memenuhi kebutuhan hidup. Pemenuhan swasembada pangan atas kebutuhan manusia melahirkan era bertani yang juga memberikan dampak atas kemunculan istilah hama bagi Spodoptera litura F. (ulat grayak). Sejatinya S. litura adalah organisme polifagus yang merupakan bagian dari ekosistem alam dan harus tetap dijaga keberadaannya. Upaya pengendalian jumlah populasi dari S. litura dilakukan melalui teknik Pengandalian Hama Terpadu (PHT). Mirabilis jalapa L. diketahui merupakan tumbuhan yang memiliki potensi sebagai biopestisida. Teknik aplikasi PHT dalam hal ini adalah mengkombinasikan ekstrak tanaman M. jalapa dengan Bacillus thuringiensis untuk menekan penggunaan insektisida kimiawi dalam upaya pencegahan resistensi. Implementasi hasil penelitian laboratorium akan berhasil guna bila diintegrasikan melalui pembelajaran kontekstual berupa pengembangan bahan ajar berbasis penelitian. Buku referensi merupakan salah satu bahan sekaligus sumber belajar kontekstual bagi mahasiswa. Oleh sebab itu, penelitian ini dimanfaatkan untuk memberikan solusi dan kontribusi dalam perkembangan keilmuan dan aplikasinya.

Tujuan penelitian adalah untuk: (1) mengidentifikasi senyawa yang berpotensi sebagai biopestisida dari tanaman M. jalapa melalui analisis LC-MS dan HP-LC, (2) menjelaskan hasil kajian prediksi senyawa terpilih hasil identifikasi terhadap penghambatan reseptor glutamate melalui analisis in silico, (3) menjelaskan efek pemberian ekstrak M. jalapa terhadap sistem imun humoral berupa uji lectin dan phenoloksidase (4) menjelaskan efektivitas dari kombinasi M. jalapa dan B. thuringiensis tehadap struktur mikro anatomi pada sistem pencernaan S. litura, dan (5) menghasilkan buku referensi berbasis riset tentang serangga dan pengendalian hayatinya yang valid.

Metode penelitian ini menggunakan dua tahap kegiatan, yaitu tahap I penelitian laboratorium dan tahap II penelitian pengembangan. Penelitian laboratorium dilakukan melalui prosedur: analisis LC-MS dan HP-LC dari ekstrak tanaman M. jalapa, analisis in silico untuk memprediksi senyawa alanine terhadap penghambatan reseptor pada tubuh S. litura, analisis terhadap sistem imun humoral berupa uji lectin dan phenoloksidase, serta uji efektivitas kombinasi M. jalapa dan B. thuringiensis terhadap struktur mikroanatomi sistem pencernaan S. litura. Penelitian pengembangan bertujuan untuk menghasilkan buku referensi berbasis riset tentang sistem imun pada serangga yang valid dengan menggunakan model pengembangan Analyze, Design, Develop, Implementation and Evaluation (ADDIE) sebagai bahan ajar mahasiswa.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa analisis LC-MS memperlihatkan senyawa mirabijalone, miraxanthin, dan vulgaxanthin merupakan makromalekul kompleks dengan kandungan tertinggi pada tanaman M. jalapa. Analisis HP-LC menunjukan senyawa alanine merupakan senyawa spesifik dari M. jalapa yang merupakan senyawa aktif yang fungsinya sebagai repellent.  Berdasarkan analisis in silico alanine bersifat inhibitor pada reseptor glutamate yang mengganggu sistem otot dan syaraf berdampak pada kelumpuhan dan gangguan signaling metabolisme di tubuh S. litura. Identifikasi dan prediksi dari potensi biopestisida pada tanaman M. jalapa dibuktikan terhadap reaksi imunitas dengan parameter protein lectin dan enzim phenol oksidase (PO) ketika S. litura diberikan ekstrak M. jalapa. Konsentrasi 0,2% merupakan konsentrasi optimum dari M. jalapa yang mampu menginduksi terhadap aktivitas sistem imun. Ikatan lectin dengan karbohidrat dengan sel eritrosit veterbrata paling cepat terbentuk dibandingkan dengan konsentrasi lainya yaitu pada menit ke-60 sedangkan konsentrasi 0,1% pembentukan titer terjadi pada menit ke-75. Peningkatan PO tertinggi terjadi pada interval waktu induksi ke-2 dan ke-3 jam pada konsentrasi 0,1% memiliki nilai aktivitas PO tertinggi sebanyak 592,33 dan 512,33 IU/mg protein. Pengamatan pada struktur mikroanatomi menunjukan struktur midgut pada S. litura mengalami lisis. Kombinasi konsentarsi 0,2% M. jalapa dan 0,11% B. thuringiensis menunjukan tingkat kerusakan optimum. Dengan demikian, hasil penelitian ini membuktikan potensi M. jalapa sebagai biopestisida dan kombinasinya dengan B. thurungiensis mampu menyebabkan kematian S. litura. Hasil penelitian tahap I menjadi bagian pokok untuk tahapan pengembangan buku referensi berbasis riset yang berjudul “Serangga dan Pengendalian Hayatinya”. Buku referensi hasil pengembangan dinyatakan valid oleh ahli media dan ahli materi. Hasil uji coba kelompok kecil mahasiswa pada mata kuliah Fisiologi Hewan menunjukkan bahwa buku sangat layak untuk digunakan dengan skor penilaian: aspek kebahasaan 91,83; keterbacaan 87,50; penyajian 92,71; tampilan 87,83 dan manfaat 96,04. Integrasi pengembangan buku referensi pada kegiatan pembelajaran memberikan dampak pada peningkatan pemahaman mahasiswa yang ditunjukan melalui nilai pre-tes dan post-tes yang berbeda secara signifikan dengan nilai thit> ttabel (4,149>2,045) pada taraf p 0,05. Buku referensi berbasis riset yang dikembangkan telah disesuaikan dengan kebutuhan mahasiswa dengan merujuk pada capaian pembelajaran yang memuat konsep keilmuan mengenai serangga, penyebab kerusakan alam, dan upaya manusia mengembalikan peran sebangga sebagai organisme di dalam ekosistem. Buku referensi disusun selaras dengan tujuan kurikulum KKNI yang ditujukan bagi mahasiswa pada jenjang tuntutan level ke-6.