ASOSIASI ANTARA ALELOPATI DAN MIKORIZA

DALAM INVASI BIOLOGI

CHRIS LEIWAKABESSY FIT A 362110031

MATERI POKOK BAHASAN

PENDAHULUAN (SEJARAH DAN DEFINISI)

BEBERAPA SENYAWA KIMIA ALELOPATI

INTERAKSI ALELOPATI DENGAN MIKORIZA

CONTOH KASUS

I. PENDAHULUAN

ALELOPATI

PENGETAHUAN

LOKAL

MASYARAKAT

OBAT-OBATAN

TRADISIONAL

BUDAYA

MASYARAKAT

ETNOBOTANI

ETNOMEDISIN

Konsep alelopati merupakan konsep kuno dari peneliti klasik di

Yunani dan Romawi.

Pengetahuan di bidang pertanian di Yunani dan Romawi:

Enquiry into Plant (Historia Plantarum) (Theoprastus 1980)

Liber de Agricultura (Cato 1979)

De Re Rustica (Varro 1979)

Georgics (Vergil 1989)

De Re Rustica (Columella 1994)

Naturalis Historia (Pliny 1938–1963)

II. SEJARAH DAN DEFINISI

Alelopati ditemukan di daerah Mediterania pada

beberapa vegetasi tanaman pohon evergreen, shrubs

and bushes

Beberapa tanaman seperti

Rue (Ruta graveolens L.) (Rutaceae) manjur untuk

berbagai penyakit

Olive trees (pohon Olive) (Olea europaea L.,

Oleaceae)

Squill (Urginea maritima (L.) Baker),

Beberapa tanaman penghasil alelopati

Sejarah Alelopati di China kuno tercatat 2000 tahun lalu (Zhou 1998).

Alelopati dilaporkan dalam sebuah buku China kuno:

“Xiang Sheng Xiang Ke”. Deskripsi tanaman penghasil Alelopati “Fan

Sheng Zhi Shu” (abad 1 SM)

Alelopati (modern) dimulai pada tahun 1980-an

Zhang and He (1981), Alelopati pada Lousewort (Pedicularis longiflora)

Xin et al. (1986) melaporkan pengaruh alelopati secara in vitro pada

tube-seedlings Salix siuzevii

Yang et al. (1987) pertama kali diisolasi senyawa aktif alelokimia,

harmaline dari Harmal (Peganum harmala)

SEJARAH DI CHINA

“Hua Gan Zuo Yong” (Publikasi Alelopati dalam bahasa China)

Alelopati yang dihasilkan oleh mikroba jarang. Zeng et al. (2001a)

bahwa Aspergillus japonicus menghasilkan asam F secalonic

(SAF) menunjukkan gangguan terhadap proses fisiologi dan

biokimia tanaman.

SAF mengurangi aktivitas superoksida dismutase, peroksidase

dan meningkatkan kandungan malonilaldehid; menurunkan

kandungan klorofil a dan b, dan laju fotosintesis (Zeng et al.

2001b).

Kata Alelopati (Allelopathy) berasal dari bahasa Yunani yaitu :

Allelon = satu sama lain/bersama

Pathos = menderita/sakit

Terminologi alelopati pertama kali oleh Mollisch, Austria (1937):

“ Interaksi kimiawi diantara tanaman dan mikroorganisme”

Rice (1984), alelopati adalah pengaruh dari satu tanaman terhadap

pertumbuhan tanaman dan mikroorganisme melalui pelepasan

senyawa kimia ke lingkungan.

“Alelopati” adalah fenomena biologi dimana organisme yang menghasilkan

satu atau beberapa senyawa biokimia yang mempengaruhi pertumbuhan,

survival, dan reproduksi organisme lain (Mallik 2008).

Senyawa biokimia diketahui sebagai ‘allelochemicals” yang bersifat

menguntungkan (positif) or merugikan (negatif) pengaruhnya terhadap

organisme target.

“Alelokimia” adalah subset dari metabolit sekunder; tidak hanya

diperlukan dalam proses metabolisme (mis. pertumbuhan, perkembangan

dan reproduksi). Alelopati sifat negatif yang berperan penting dalam

pertahanan tanaman terhadap herbivora

Tidak menghasilkan hara, dapat disintesis pada beberapa bagian

tanaman seperti di daun, batang, akar, kulit dan benih.

Alelopati yang terlibat dalam sintesis senyawa bioaktif tanaman

dikenal sebagai alelokimia yang mampu bekerja sebagai pestisida.

Untuk pemecahan masalah : ketahanan tanaman, kesehatan, dan

polusi terhadap lingkungan.

III, BEBERAPA KELOMPOK SENYAWA KIMIA ALELOPATI

A. Glukosinat

Senyawa kimia dari metabolit sekunder yang mengandung

Sulfur. Ditemukan pada ordo Caparrales sebagai senyawa

organik

Contoh :

Fahey et al. (2001) membagi Glukosinat dalam 10 kelompok

berdasarkan kesamaan struktur R-moiety al:

Senyawa GSL dari kelompok Brassicae

B. Senyawa Fenolik

Kelompok terbesar aktivitas sebagai alelopati. Ditemukan lebih

banyak di dalam tanah. Senyawa ini dibedakan berdasarkan

toksisitasnya.

Kato-Noguchi (2004), meneliti Momilactone B pada padi sebagai

senyawa alelopati sejati yang dipengaruhi oleh senyawa fenolik.

Bukti bahwa senyawa fenolik terlibat sebagai alelopati masih

kontroversial.

Senyawa ini bekerja mempengaruhi membran sel, transportasi

hara dan air, fitohormon, enzim, fotosintesis, respirasi dan aliran

karbon di dalam tanaman.

C. Terpenoid (alelokimia volatil)

Senyawa ini diketahui mempunyai aktivitas inhibitor terhadap

pertumbuhan dan perkecambahan benih

Fisher (1986), diketahui ada 14 golongan monoterpena yang

berasosiasi secara fitotoksik.

Aktivitas dari Sesquiterpena meliputi :

Pertahanan hormon

Penyerbukan

Pertahanan herbivora

Fitoaleksin dan

Feromon

Contoh : Caryophylene, juvabione, vitrenal, spathulenol

D. Alkaloid

Kelompok metabolit sekunder sebagai alkaloid oleh Meissner ahli

obat mengektraksi tanaman dengan asam encer. Awalnya 12000

senyawa alkaloid, tetapi hanya 600 yang ditemukan mempunyai

sifat biokimia.

Robert dan van Wink (1998), membagi alkaloid menjadi 4

kelompok yaitu :

Turunan alkaloid dari senyawa asam amino (ornitin dan lisin)

Alkaloid purin (xanthine, caffeine)

Terpena diaminase (aconitin/diterpena) dan (solanine/triterpena)

Alkaloid poliketida (coniine)

Senyawa alkaloid ditemukan pada famili Fabaceae, Aponycnaceae,

Asteraceae, dan Borginaceae.

Berperan penting sebagai pertahanan tanaman terhadap herbivora,

cendawan, virus, mikroorganisme dan persaingan antar tanaman.

Beberapa spesies tanaman sebagai insektisida karena

menghasilkan senyawa-senyawa alkaloid seperti strychine,

ephedrine, piperine, nicotine, dan gramine.

Alkaloid yang bersifat fitotoksik :

E. Asam hidroksimat

Disebut asam hidroksimida siklik, merupakan bagian kecil dari

kelompok benzoxazinon (6 cincin heterosiklik).

Senyawa benzoxasolinone (BOA) (5 cincin) pertama kali dikenal

pada tanaman gandum hitam (rye).

Merupakan senyawa pertahanan terhadap serangan serangga,

mikroba dan tanaman. Ditemukan pada tanaman famili

Acanthaceae, Poaceae, Ranunculaceae, dan Scrophulariaceae

(Sicker dan Schulz 2002).

(a) DIMBOA [2,4-dihydroxy-7-methoxy-2H-1,4-benzoxazin-3-

(4H)-one

(b) DIBOA [2,4-dihydroxy-2H-1,4-benzoxazin-3-(4H)-one]

F. Flavonoid ; Flavone, Catechin, dan Kaempferol

G. Quinon : Juglone, Sorgoleone, Physcion, Emodin, dan asam

rhodocladonic

H. Poliasetilen : Thiophene

INTERAKSI ANTARA ALELOPATI DENGAN MIKORIZA

Invader berpotensi untuk menghambat mutualisme melalui senyawa

fitokimia yang dihasilkan dari interaksi antara tanaman dan cendawan

mikoriza.

Spesies non mikoriza mengurangi kelimpahan populasi mikoriza.

Vogelsang et al. (2005), lahan rumput di California yang diinvasi alelopati

akan mengurangi secara signifikan kolonisasi cendawan mikoriza

arbuskula (AM) daripada tdk diberi perlakuan

Infeksi mikoriza mempengaruhi struktur komunitas tanaman, bergantung

kepadatan sistem perakaran dan persaingan tanaman menghasilkan

senyawa alelokimia untuk menekan kolonisasi mikoriza

Koide dan Li (1991) melaporkan bahwa tiga spesies oldfield

tahunan (Abutilon theophrasti Medic, Ambrosia arternisiifolia L..

dan Setaria lutescens (Weigel) Hubb.) yang diteliti. Ketiganya

diinfeksi dengan mikoriza Glomus etunicatum Becker & Gerd.

Infeksi mikoriza meningkatkan kadar fosfor dan berat kering dari

Abutilon dan Ambrosia, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap

berat kering dan hanya kadar P yang meningkat pada Setaria.

Studi Kasus

Centauera maculosa Sekresi senyawa alelokimia Catechin.

Callaway et al (2004b). mempelajari interaksi

antara C. maculosa dan beberapa rumput asli

di Amerika Utara, serta tidak ada asosiasi dg

mikoriza .

Hasilnya : keberadaan mikoriza tidak

berpengaruh positif dan negatif terhadap

perkembangan C. maculosa, namun mikoriza

memberikan keunggulan kompetitif atas

Festuca idahoensis dan Koeleria cristata, tetapi

merugikan bagi Pseudoroegnaria spicata.

C. maculosa memiliki kemampuan untuk mempengaruhi secara

negatif keragaman komunitas cendawan tanah dan pengaruh ini

tergantung pada kepadatan C. maculosa serta jarak dari akar

tanaman yang menunjukkan bahwa peran dari eksudat akar

mungkin mempengaruhi hilangnya keragaman cendawan.

KESIMPULAN

1. Senyawa alelokimia yang dihasilkan oleh tanaman sangat

penting karena pengaruhnya secara tidak langsung terhadap

komposisi komunitas mikroba tanah dan stabilitas dari mikoriza.

2. C. maculosa memberikan bukti bagaimana kontribusi dari

senyawa alelopati (alelokimia) untuk mendukung keberhasilan

dari cendawan mikoriza dalam menginvasi tanaman.

3. Alelopati sangat berperan untuk ketahanan tanaman,

kesehatan, dan polusi lingkungan.