MAKALAH KULTUR TUNAS TANAMAN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penyakit malaria merupakan penyakit yang disebabkan oleh Plasmodium falciparum. Penyakit ini cukup serius dan beresiko tinggi karena dapat menyerang manusia dan menyebabkan kematian. Lebih dari 600 juta kasus di dunia terinfeksi penyakit ini, dan menyebabkan 1,7 – 2,5 juta orang/tahun mengalami kematian. Empat puluh persen dari jumlah tersebut terdapat di negaranegara antara lain India, Indonesia, Amerika Latin dan Afrika (WHO, 2004, dalam Gusmaini dan Nurhayati, 2007).

Menurut WHO (2004); pil kina selama ini menjadi obat yang diandalkan untuk mengatasi penyakit malaria telah resisten terhadap Plasmodium falciparum, sehingga diupayakan untuk mencari alternatif tanaman lain yang mampu mengatasi penyebab penyakit tersebut. Penelitian mengenai hal ini telah dilakukan di luar negeri, dan merekomendasikan bahwa salah satu tanaman obat yang mampu mengatasi secara efektif Plasmodium falciparum tersebut yaitu tanaman artemisia.

Artemisia terbukti efektif mengatasi penyakit malaria yang mulai kebal terhadap pil kina. Artemisia berasal dari daerah sub tropis (iklim temprate), dan dapat tumbuh baik di daerah tropis. Peluang pengembangan artemisia di Indonesia cukup besar. Tanaman ini mengandung senyawa terpenoid komplek, antara lain senyawa seskuiterpen lakton yang dikenal dengan artemisinin (Marco dan Barbara, 1990). Artemisinin adalah senyawa yang efektif untuk jenis-jenis malaria yang resisten terhadap kuinin dan klorokuin serta malaria serebral yang disebabkan oleh Plasmodium falciparum (Paniego dan Giuletti, 1994).

Oleh karena itu, dengan melakukan kultur tunas pada tanaman Artemisia ini, informasi dasar mengenai hubungan antara karakter anatomi dengan kandungan artemisinin dapat diketahui sehingga produksi artemisinin secara in vitro dapat ditingkatkan.

1.2 Rumusan Masalah

Pokok permasalahan yang mendasari penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut :

• Zat apa yang terkandung dalam tanaman Artemisia sp. yang berperan sebagai obat anti malaria?
• Bagaimana karakter anatomi dari tanaman Artemisia sp.?
• Bagaimana cara melakukan kultur jaringan tanaman Artemisia sp. ?

1.3 Tujuan

Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah sebagai berikut :

• Untuk mengetahui senyawa yang terkandung dalam tanaman Artemisia sp.
• Mengetahui karakter anatomi dari tanaman Artemisia sp.
• Mengetahui cara melakukan perbanyakan tanaman Artemisia sp. melalui kultur jaringan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Kultur Jaringan

Kultur jaringan dalam bahasa asing disebut sebagai tissue culture. Kultur adalah budidaya dan jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. Jadi, kultur jaringan berarti membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman kecil yang mempunyai sifat seperti induknya.Kultur jaringan akan lebih besar presentase keberhasilannya bila menggunakan jaringan meristem. Jaringan meristem adalah jaringan muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu membelah, dinding tipis, plasmanya penuh dan vakuolanya kecil-kecil. Kebanyakan orang menggunakan jaringan ini untuk tissue culture. Sebab, jaringan meristem keadaannya selalu membelah, sehingga diperkirakan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.

Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril.

Menurut Mariska (2002), seleksi in vitro merupakan salah satu metode dari keragaman somaklonal tetapi lebih efektif dan efisien karena perubahan genetik lebih diarahkan pada sifat yang diinginkan .

Teknik kultur jaringan sebenarnya sangat sederhana, yaitu suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang sering disebut eksplan secara aseptik diletakkan dan dipelihara dalam medium pada atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril. dengan cara demikian sebaian sel pada permukaan irisan tersebut akan mengalami proliferasi dan membentuk kalus. Apabila kalus yang terbentuk dipindahkan kedlam medium diferensiasi yang cocok, maka akan terbentuk tanaman kecil yang lengkap dan disebut planlet. Dengan teknik kultur jaringan ini hanya dari satu irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan kalus yang dapat menjadi planlet dlama jumlah yang besar.

Pelaksanaan teknik kultur jaringan tanaman ini berdasarkan teori sel sperti yang dikemukakan oleh Schleiden, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan autonom, bahkan mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan setiap sel, darimana saja sel tersebut diambil, apabila diletakkan dilingkungan yangsesuai akan tumbuh menjadi tanaman yang sempurna.

Teknik kultur jaringan akan berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang diperlukan terpenuhi. Syarat-syarat tersebut meliputi pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukkan kalus, penggunaan medium yang cocok, keadaan yang aseptik dan pengaturan udara yang baik terutama untuk kultur cair. Meskipun pada prinsipnya semua jenis sel dapat ditumbuhkan, tetapi sebaiknya dipilih bagian tanaman yang masih muda dan mudah tumbuh yaitu bagian meristem, seperti: daun muda, ujung akar, ujung batang, keping biji dan sebagainya. Bila menggunakan embrio bagian bji-biji yang lain sebagai eksplan, yang perlu diperhatikan adalah kemasakan embrio, waktu imbibisi, temperatur dan dormansi.

2.2 Teori Dasar Kultur Jaringan

a. Sel dari suatu organisme multiseluler di mana pun letaknya, sebenarnya sama dengan sel zigot karena berasal dari satu sel tersebut (Setiap sel berasal dari satu sel).

b. Teori Totipotensi Sel (Total Genetic Potential), artinya setiap sel memiliki potensi genetik seperti zigot yaitu mampu memperbanyak diri dan berediferensiasi menjadi tanaman lengkap.  Teori ini mempercayai bahwa setiap bagian tanaman dapat berkembang biak.karena seluruh bagian tanaman terdiri atas jaringan – jaringan hidup.

2.3 Unsur-Unsur yang Dibutuhkan Tanaman

Sebelum menguraikan cara-cara membuat medium kultur jaringan, maka terlebih dahulu kita harus mengetahui unsur-unsur yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Unsur-unsur yang dibuthkan tanaman dikelompokkan menjadi:

1. Garam-Garam Anorganik

Setiap tanaman membutuhkan paling sedikit 16 unsur untuk pertumbuhannya yang normal. Tiga unsur di antaranya adalah C,H,O yang di ambil dari udara, sedangkan 13 unsur yang lain berupa pupuk yang dapat diberikan melalui akar atau melalui daun. Pada perbanyakan tanaman secara kultur jaringan. Semua unsur tersebut dibutuhkan oleh tanaman untuk pertumbuhannya. Ada unsur yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar yang disebut unsur makro, ada pula yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah sedikit tetapi harus tersedia yang disebut unsur mikro.

2. Zat-Zat Organik

Zat-zat organik yang biasanya ditambahkan dalam medium kultur jaringan adalah sukrosa, mio inositol, asam amino, dan zat pengatur tumbuh. Sedangkan sebagai tambahan biasanya diberi zat organik lain seperti air kelapa, ekstrak ragi, pisang, tomat, toge dan lain-lain.

B. Kegunaan Setiap Unsur Bagi Tanaman

Setelah kita mengetahui unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman, maka sebelum kita menentukan unsur-unsur yang akan digunakan untuk meramu medium kultur jaringan perlu mengetahui terlebih dahulu kegunaan unsur-unsur tersebut bagi pertumbuhan tanaman atau jaringan tanaman.

1. Unsur Nitrogen (N)

Kegunaan unsur Nitrogen bagi tanaman adalah untuk menyuburkan tanaman, sebab unsur N dapat membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik yang lain.

2. Unsur Fospor (P)

Dibutuhkan oleh tanaman untuk membentuk karbohidrat. Maka, unsur P ini dibutuhkan secara besar-besaran pada waktu pertumbuhan benih.

3. Unsur Kalium (K)

Memperkuat untuk tubuh tanaman, karena unsur ini dapat digunakan untuk memperkuat serabut-serabut akar, sehingga daun, bunga dan buah tidak mudah gugur.

4. Unsur Sulpur (S)

Unsur ini digunakan untuk proses pembentukan anakan sehingga pertumbuhan dan ketahanan tanaman terjamin.

5. Unsur Kalsium (Ca)

Digunakan untuk merangsang pembentukkan bulu-bulu akar, mengeraskan batang dan merangsang pembentukkan biji.

6. Unsur Magnesium (Mg)

Digunakan tanaman sebagai bahan mentah untuk ppembentukkan sejumlah protein.

7. Unsur Besi (Fe)

Unsur ini digunakan sebagai penyangga (chelati agint) yang sangat penting untuk menyagga kestabilan pH media selama digunakan untuk menumbuhkan jaringan tanaman.

8. Unsur Sukrosa

Unsur ini sering ditambahkan pada medium kultur jaringan sebagai sumber energi yang diperlukan untuk induksi kalus.

9. Unsur Glukosa atau Fruktosa

Unsur ini dapat digunakan sebagai unsur pengganti sukrosa karena dapat merangsang beberapa jaringan.

10. Unsur Mio-inositol

Penambahan unsur ini pada medium bertujuan untuk membantu diferensiasi dan pertumbuhan sejumlah jaringan.

11. Unsur Vitamin

Vitamin-vitamin yang sering digunakan dalam mediumklutur jaringan antara lain adalah Thiamin. Thiamin adalah vitamin esensial yang digunakan untuk medium kultur jaringan.

12. Unsur Asam Amino

Unsur ini diunakan oleh tanaman untuk proses pertumbuhan dan diferensiasi sel. Kebutuhan unsur asam amino oleh tanaman berbeda.

13. Unsur Zat Pengatur Tumbuh.

Zat pengatur tumbuh pada tanaman adalah senywa organik bukan hara, yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung, menghambat dan dapat merubah proses fisiologi tumbuhan. Zat pengatur tumbuh dalam tanaman terdir dari lima kelompok yaitu, Auksin, Sitokinin, Giberelin, Etilen dan Inhibitor dengan ciri khas dan pengaruh yang berlainan terhadap proses fisiologis.

Zat pengatur tumbuh sangat diperlukan sebagai komponen medium bagi pertumbuhan dan diferensiasi. Tanpa penambahan zat pengatur tumbuh dalam medium, pertumbuhan sangat terhambat bahkan tidak akan tumbuh sama sekali.

2.4 Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur   jaringan adalah :

1) Pembuatan media
      2) Inisiasi
      3) Sterilisasi
      4) Multiplikasi
      5) Pengakaran
      6) Aklimatisasi

   

• Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan. Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol kaca. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf.                                                            
• Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas.
• Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan. Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril.
• Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan. Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.
• Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteri ataupun jamur. Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru (disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan bakteri).
• Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar.

2.5 Faktor Lingkungan

1. Keasaman (pH)

Keasaman pH adalah nilai derazat keasaman atau kebasaan dari larutan dalam air. Keasaman (pH) suatu larutan menyatakan kadar dari ion H dalam larutan. Nilai di dalam pH berkisar antara 0 (sangat asam) sampai 14 (sangat basa), sedangkan titk netral adalah pH pada 7.

Sel-sel tanaman yang dikembangkan dengan teknik kultur jaringan mempunyai toleransi pH yang relatif sempit dengan titik optimal antara pH 5,0-6,0. Bila eksplan mulai tumbuh, pH dalam lingkungan kultur jaringan tanaman umumnya akan naik apabila nutrein habis terpakai.

Pengukuran pH dapat dilakukan dengan menggunakan pH meter, atau bila menginginkan yang lebih praktis dan murah dapat digunakan kertas pH. Bila ternyata pH medium masih kurang normal, maka dapat ditambah KOH 1-2 tetes. Sedangkan apabila pH melampaui batas normal dinetralkan dengan penambahan HCL.

2. Kelembapan

Kelembapan relatif (RH) lingkungan biasanya mendekati 100%. RH sekeliling kultur mempengaruhi pola pengembangan. Jadi, pengaturan RH pada keadaan tertentu memerlukan suatu bentuk diferensiasi Khusus.

3. Cahaya

Intensitas cahaya yang rendah dapat mempertinggi embriogenesis dan organogenesis. Cahaya ultra violet dapat mendorong pertumbuhan dan pembentukan tunas dari kalus tembakau pada intesitas yang rendah.

4. Temperatur

Temperatur yang dibutuhkan untuk dapat terjadi pertumbuhan yang optimum umumnya adalah berkisar di antara 20⁰-30⁰C. Sedangkan temperatur yang optimum untuk pertumbuhan kalus endosperm adalah sekitas 25⁰C.

Kegunaan utama dari kultur jaringan adalah untuk mendapatkan tanaman baru dalam jumlah banyak dalam waktu yang relatif singkat, yang mempunyai sifat fisiologi dan morfologi sama persis dengan induknya. Dari teknik kultur jaringan tanaman ini diharapkan juga memperoleh tanaman baru yang bersifat unggul. Secara lebih rinci dan jelas berikut ini akan dibahas secara khusus kegunaan dari kultur jaringan terhadap berbagai ilmu pengetahuan.

2.6 Manfaat Kultur Jaringan

Kultur jaringan tanaman telah dikenal banyak orang sebagai usaha mendapatkan varietas baru (unggul) dari suatu jenis tanaman dalam waktu yang relatif lebih singkat dari pada dengan cara pemuliaan tanaman yang harus dilakukan penanaman secara berulang-ulang sampai beberapa generasi. Untuk mendapatkan varietas baru melalui kultur jaringan dapat dilakukan dengan cara isolasi protoplas dari 2 macam varietas yang difusikan. Atau dengan cara isolasi khloroplas suatu jenis tanaman yang dimasukkan kedalam protoplas jenis tanaman yang lain, sehingga terjadi penggabungan sifat-sifat yang baik dari kedua jenis tanaman tersebut hingga terjadi hibrid somatik.

 Cara yang lain adalah dengan menyuntikkan protoplas dari suatu tanaman ketanaman lain. Contohnya transfer khloroplas dari tanaman tembakau berwarna hijau ke dalam protoplas tanaman tembakau yang albino, hasilnya sangat memuaskan karena tanaman tembakau menjadi hijau pula. Contoh lain adalah keberhasilan mentrasnfer khloroplas dari tanaman jagung ke dalam protoplas tanaman tebu hasilnya memuaskan.

BAB III

PEMBAHASAN

3.1  Perbanyakan Tanaman Artemisia annua Secara In Vitro

Menurut Aryanti (2011), semenjak klorokuin tidak lagi efektif mengobati malaria, maka pencarian obat baru pengganti klorokuin telah diupayakan. Obat baru tersebut adalah obat malaria berbasis artemisinin yang dikenal dengan Artemisinin Combine Theraphy (ACT). Artemisinin termasuk kelompok sesquiterpen lakton, senyawa ini hanya terdapat di dalam tanaman Artemisia sp. dan kandungannya sangat rendah.

Klasifikasi:

Kingdom         : Plantae

Divisi               : Magnoliophyta

Kelas               : Magnoliopsida

Ordo                : Asterales

Famili              : Asteraceae

Genus              : Artemisia

Spesies            : Artemisia annua

Tanaman  Artemisia annua L. merupakan tanaman yang tergolong dalam suku Asteraceae. Daunnya berbentuk oval, lonjong, panjang sekitar 10-18 cm dan lebar 5-15 cm, ujung runcing,  pangkal tumpul. Daun atau seluruh bagian tanaman mengandung saponin, flavonoid, polyfenol, dan minyak atsiri. Menurut Simon et al. (1990), Artemisia merupakan penghasil artemisinin dan minyak esensial. Artemisinin merupakan produk metabolit sekunder yang mempunyai keunggulan antara lain cepat menghilangkan gejala klinis dan cepat mengeliminasi parasit dalam darah.

Artemisinin telah lama digunakan sebagai obat anti malaria di Cina dan Vietnam karena tidak memberikan efek samping (Klayman 1985). Penggunaan artemisinin sebagai obat anti malaria merupakan  suatu langkah pengobatan yang efektif karena dianggap tidak menimbulkan efek samping yang berat seperti kina atau klorokuin yang selama ini digunakan. Pada saat ini beberapa parasit malaria seperti Plasmodium falciparum (penyebab malaria tropika) telah resisten terhadap klorokuin sehingga perlu dikembangkan obat anti malaria lainnya.

Artemisinin adalah senyawa yang efektif untuk jenis-jenis malaria yang resisten terhadap kuinin dan klorokuin serta malaria serebral yang disebabkan oleh Plasmodium falciparum (Paniego dan Giuletti, 1994). Turunan dari artemisinin juga dapat berfungsi sebagai pestisida (Duke, 1991). Menurut van Geldre et al. (1997) artemisinin yang dihasilkan oleh A. annua disintesis di akar dan diakumulasikan di daun dan bagian tanaman lainnya. Kandungan artemisinin daun mencapai 89% dari kandungan total yang terdapat pada tanaman. Daun A. annua tertutup oleh trikoma kelenjar dan trikoma non-kelenjar (Duke dan Paul, 1993), pada ruang subkutikular trikoma kelenjar tersebut artemisinin diakumulasikan (Duke et al., 1994).

Produksi artemisinin dari A. annua dipengaruhi oleh iklim, kondisi tanah, umur tanaman (Klayman, 1985) dan variasi genetik (Paniego dan Giuletti, 1994). Untuk keperluan ekstraksi, 1 ton daun A. annua kering dapat menghasilkan 5-6 kg artemisinin, keperluan ini dapat dipenuhi dengan menanami lebih dari 40 ha lahan

pertanian (Hien dan White, 1993). Teknik kultur jaringan khususnya kultur tunas adalah salah satu alternatif untuk penyediaan bibit A. annua dengan kualitas dan kuantitas yang dapat dijaga.

Pemanfaatan kultur jaringan untuk perbanyakan dan produksi metabolit sekunder telah dilakukan terhadap beberapa spesies Artemisia di antaranya pada A. judaica, menggunakan media MS cair dan bioreaktor untuk multiplikasi tunas (Liu et al. 2003a). Liu et al. (2003) melakukan multiplikasi pada A. annua untuk produksi metabolit sekunder pada media MS yang diperkaya dengan BA 0,5 mg/l+ NAA 0,05 mg/l.

Menurut George dan Sherrington (1984) perbanyakan tanaman secara in vitro memiliki banyak keuntungan di antaranya (1) bahan tanaman yang digunakan lebih kecil sehingga tidak merusak pohon induk, (2) lingkungan tumbuh dalam kultur in vitro aseptik dan terkendali, (3) kecepatan perbanyakannya tinggi, (4) dapat menghasilkan bibit bebas penyakit dari induk yang sudah mengandung patogen internal, dan (5) membutuhkan tempat yang relatif kecil untuk menghasilkan bibit dalam jumlah besar.

Penelitian perbanyakan secara in vitro yang dilakukan oleh Yunita dan Lestari (2008) ini terdiri beberapa tahap yang berurutan, yaitu perkecambahan biji, multiplikasi tunas, perakaran, dan aklimatisasi planlet. Inkubasi biakan dilakukan pada 25+2oC, intensitas cahaya 1.000 lux selama 16 jam. Biji dikecambahkan pada media dasar MS (Murashige dan Skoog 1962) dan ½ MS ditambah vitamin grup B (asam nikotinat 0,5 mg/l, thiamin HCl 0,1 mg/l, piridoksin 0,5 mg/l, glisin 2 mg/l), mio-inositol 100 mg/l, sukrosa 3%, dan phytagel 0,2%. Kecambah yang telah tumbuh dipilih yang mempunyai ukuran seragam kemudian disubkultur ke dalam media MS yang diperkaya dengan zat pengatur tumbuh benzil amino purin (BAP) pada konsentrasi 0, 0,1, 0,3, dan 0,5 ppm. Masing-masing perlakuan diulang 5 kali. Setelah 7 minggu masa tanam dilakukan pengamatan terhadap jumlah tunas, tinggi tunas, dan jumlah buku. Data yang diperoleh dianalisis secara statistik dengan uji lanjut BNJ.

Pada percobaan  multiplikasi tunas, eksplan yang digunakan adalah tunas in vitro dari percobaan pertama. Batang dipotong sepanjang +1 cm (memiliki 2 buku) kemudian ditanam pada media dasar MS dengan penambahan BAP 0, 0,1, 0,3, dan 0,5 ppm. Masing-masing perlakuan diulang 5 kali. Peubah yang diamati adalah jumlah tunas, tinggi, dan jumlah buku tanaman. Data yang diperoleh dianalisis secara statistik dengan uji lanjut BNJ.

Pada percobaan induksi perakaran, tunas dengan tinggi lebih dari 5 cm diisolasi pucuknya kemudian ditanam ke media perakaran, yaitu media dasar MS dengan penambahan IBA 0,5, 1,0, 1,5, dan 2,0 ppm. Peubah yang diamati adalah persentase eksplan berakar, jumlah, panjang, dan visualisasi akar. Data yang diperoleh dianalisis secara statistik dengan uji lanjut BNJ.

Pada tahap selanjutnya, planlet yang dihasilkan diaklimatisasi di rumah kaca. Sebanyak 30 planlet ditanam dalam polibag yang berisi tanah dan pupuk kandang dengan perbandingan 1 : 1. Agar bibit dapat beradaptasi maka bibit disungkup terlebih dahulu selama 1-2 minggu, dan setelah bibit menunjukkan pertumbuhan yang baik maka sungkup dibuka.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan oleh Yunita dan Lestari (2008) ini, dapat disimpulkan bahwa media terbaik untuk memacu multiplikasi tunas dari eksplan kecambah adalah MS dengan penambahan BAP 0,3 ppm, demikian pula untuk eksplan tunas in vitro. Media yang terbaik untuk perakaran, yaitu pada media MS dengan penambahan IBA 1 ppm.

3.2  Karakter Anatomi Daun dari Kultur Tunas Artemisia annua

Berdasarkan penelitian karakter anatomi daun dari kultur tunas Artemisia annua L. yang telah dilakukan oleh  Juliarni, Dewanto, dan Ermayanti (2007),  A. annua memiliki tipe daun bifasial yaitu daun yang memiliki jaringan palisade hanya pada salah satu sisi. Walaupun ukuran dan bentuk jaringan penyusun daun agak berbeda, secara umum daun dari kelima klon tunas A. annua tersusun atas jaringan yang sama yaitu terdiri atas lapisan epidermis atas dan bawah, jaringan mesofil yang terdiferensiasi menjadi jaringan palisade dan bunga karang. Trikoma merupakan penjuluran dari epidermis (Fahn, 1990).  Terdapat dua macam trikoma pada daun tumbuhan yaitu trikoma kelenjar dan trikoma non-kelenjar.

Gambar 1. Trikoma kelenjar (a) dan non kelenjar (b) pada daun kelima A. Annua (Juliarni, et al., 2007) 

Gambar 2. Trikoma kelenjar dan non-kelenjar pada daun A. Annua (Juliarni, et al., 2007) 

 Masing-masing trikoma mempunyai fungsi yang berbeda, trikoma non-kelenjar antara lain berfungsi sebagai penghalang masuknya patogen melalui stomata, sedangkan trikoma kelenjar berfungsi mengeluarkan metabolit sekunder (Fahn, 1979). Trikoma kelenjarnya terdiri atas sepuluh sel (multiseriat) meliputi dua sel basal, dua sel tangkai dan enam sel sekretori (Duke and Paul, 1993) yang tersebar merata pada helai daun. Trikoma non kelenjar juga merupakan trikoma multiseriat dengan kepala bercabang dua menyerupai huruf ”T”.

Menurut Duke et al. (1994) senyawa artemisinin diakumulasikan di ruang subkutikular trikoma kelenjar daun, selanjutnya menurut Ferreira dan Janick (1995) kutikula yang menutupi tiga pasang sel teratas dari sel sekretori (sel apikal) akan terpisah dari dinding sel selama perkembangan trikoma kelenjar dan akan membentuk suatu kantung yang terisi oleh artemisinin dan zat bioaktif lainnya. Setelah menggelembung maksimal, kantung tersebut pecah dan mengeluarkan isinya.

3.3  Peningkatan Kandungan Artemisinin Melalui Mutasi Tunas In Vitro Tanaman Obat Artemisia cina

Mutasi induksi menggunakan sinar gamma telah berhasil memperbaiki sifat tanaman padi (Sobrizal and Ismachin, 2006) dan tanaman obat tapak dara (Syukur, 2000) dengan sifat lebih baik daripada tanaman induknya. Sinar gamma adalah gelombang elekromagnetik dan akan mengalami eksitasi dan ionisasi, energi dari proses eksitasi akan mengenai molekul air pada tanaman saat diiradiasi. Molekul air akan mengalami hidrolisis dan menghasilkan spur tidak stabil berupa oksidator dan reduktor yang akan menyerang DNA dan kromosom sehingga menimbulkan perubahan sifat pada tanaman yang dikenainya. Perubahan sifat yang diharapkan adalah tanaman dengan sifat lebih baik daripada tanaman induknya.

 Hal ini melatarbelakangi Aryanti (2011) melakukan penelitian untuk meningkatkan kandungan artemisinin melalui mutasi tunas in vitro tanaman obat Artemisia cina. Pada penelitian ini telah dilakukan iradiasi terhadap tunas in vitro tanaman obat Artemisia cina dengan tujuan mendapatkan tanaman baru dengan morfologi lebih baik, berbunga lebih awal dan mengandung artemisinin lebih tinggi daripada tanaman induknya. Galur mutan terpilih telah dilakukan penanaman pada daerah dengan ketinggian dibawah 500 m di atas permukaan laut (dpl).         

Artemisia cina merupakan tanaman semak menahun dengan ketinggian hanya sampai 15 cm dan berdaun menjari berwarna hijau, daun beraroma khas, bunga berwarna keputihan dan muncul umumnya pada umur 4 bulan pada daerah dengan ketinggian 1000 m dpl (Aryanti, 2011).

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tunas in vitro Artemisia cina yang dikultur pada media Murashige & Skoog (MS) tanpa penambahan hormon.  Iradiasi dilakukan di Iradiator Gamma Chamber dengan dosis 10 Gy. Iradiasi dilakukan terhadap tunas in vitro berumur 2 minggu, setiapbotol terdiri dari 5 tanaman dan diperlukan 40 botol untuk mendapatkan 200 eksplan iradiasi.

Penanaman di Lahan Percobaan  Eksplan iradiasi selanjutnya diamati dan di sub kultur pada media MS tanpa hormon dan diseleksi sampai akhirnya di aklimatisasi dan ditanam pada lahan percobaan. Tanaman selama di lahan percobaan diamati berupa jumlah cabang, luas daun, tinggi tanaman, persentase tanaman berbunga dan kandungan artemisinin dari tanaman umur 4 bulan. Penanaman dilakukan pada lahan ukuran 4 x 5 m dengan jarak tanam 0,5 x 1 m dengan 3 kali ulangan untuk setiap galur. Lokasi tanam di daerah Bogor dengan ketinggian sekitar 300 m dpl.

Penetapan Kadar artemisinin ditetapkan mengikuti metode Sohly yang dimodifikasi yaitu penetapan kadar pada fraksi etil asetat menggunakan alat KCKT dengan kolom Bondapak dan pelarut asetonitril/air (7/3). Artemisinin murni digunakan sebagai baku pembanding untuk menetapkan kadar artemisinin pada setiap galur mutan.

Dari hasil penelitian Aryanti (2011) ini dapat disimpulkan bahwa telah terjadi perbaikan sifat tanaman pada tunas A.cina yang diiradiasi dengan dosis 10 Gy dengan tinggi tanaman, luas daun dan persentase tanaman berbunga bervariasi. Telah terjadi peningkatan kadar artemisinin pada galur mutan yaitu lebih tinggi daripada tanaman induknya, kadar tertinggi dicapai 21,03 mg/g pada galur mutan A32a2 dibanding tanaman induknya hanya 0,40 mg/g.

BAB IV

PENUTUP

4.1 Simpulan

• Artemisinin termasuk kelompok sesquiterpen lakton, senyawa ini hanya terdapat di dalam tanaman Artemisia sp. dan kandungannya sangat rendah.
• Artemisinin merupakan produk metabolit sekunder yang mempunyai keunggulan antara lain cepat menghilangkan gejala klinis dan cepat mengeliminasi parasit dalam darah.
• Penggunaan artemisinin sebagai obat anti malaria merupakan suatu  langkah  pengobatan yang efektif karena dianggap tidak menimbulkan efek samping yang berat seperti kina atau klorokuin yang selama ini digunakan.
• Artemisinin adalah senyawa yang efektif untuk jenis-jenis malaria yang resisten terhadap kuinin dan klorokuin serta malaria serebral yang disebabkan oleh Plasmodium falciparum.
• Media terbaik untuk memacu multiplikasi tunas dari eksplan kecambah Artemisia annua adalah MS dengan penambahan BAP 0,3 ppm, demikian pula untuk eksplan tunas in vitro. Media yang terbaik untuk perakaran, yaitu pada media MS dengan penambahan IBA 1 ppm.
• Kandungan artemisinin pada daun mencapai 89% dari kandungan total yang terdapat pada tanaman. Senyawa artemisinin diakumulasikan di ruang subkutikular trikoma kelenjar daun.
• Pada penelitian mutasi tunas in vitro Artemisia cina terjadi perbaikan sifat tanaman yang diiradiasi dengan dosis 10 Gy dengan tinggi tanaman, luas daun dan persentase tanaman berbunga bervariasi. Telah terjadi peningkatan kadar artemisinin pada galur mutan yaitu lebih tinggi daripada tanaman induknya, kadar tertinggi dicapai 21,03 mg/g pada galur mutan A32a2 dibanding tanaman induknya hanya 0,40 mg/g.

4.2 Saran

Perlu dikembangkannya kultur jaringan tanaman Artemisia sp. dimana senyawa artemisinin-nya sangat efektif sebagai obat anti malaria pengganti kina atau klorokuin. Mengingat banyaknya penderita penyakit malaria, besarnya kebutuhan obat antimalaria hingga saat ini dan mengindikasikan bahwa kebutuhan bahan baku artemisinin yang besar, seluruhnya masih diimpor, maka upaya pengembangan budidaya artemisia sangat strategis.

DAFTAR PUSTAKA

Aryanti, 2011, Peningkatan Kandungan Artemisinin Melalui Mutasi Tunas In Vitro Tanaman Obat Artemisia Cina, Majalah Farmasi Indonesia, Vol. 22, No. 1,Hal 60 – 64.

Duke, S.O., R.N. Paul. 1993. Development and Fine Structure of the Glandular Trichomes of Artemisia annua L. Int. J.Plant Sci. 154:107-118.

Duke. 1994. Localization of Artemisinin and Artemisitene in Foliar Tissues of Glanded and Glandless Biotypes of Artemisia annua L. Int. J. Plant Sci. 155: 365-372.

Fahn, A. 1979. Secretory Tissues in Plants. Academic Press Inc. London.

Fahn, A. 1990. Plant Anatomy. 4th Ed. Butterworth- Heinemann. London.

Ferreira, J.F.S, J. Janick. 1995. Floral morphology of Artemisia annua With Special Reference to Trichomes. Int. J. Plant Sci. 156: 807-815.

Gusmaini dan Nurhayati, H., 2007, Potensi Pengembangan Budidaya Artemisia annua L. di Indonesia, Perspektif , Vol. 6 No. 2. Hal 57 – 67.

Juliarni, Dewanto, H.A., dan Ermayanti, T.M., 2007, Karakter Anatomi Daun dari Kultur Tunas Artemisia annua L., Bul. Agron. (35) (3), Hal 225 – 232.

Klayman, D.L. 1985. Quinghaosu (artemisinin): An Antimalarial Drug from China. Sci. 228:1049-1055.

Marco, J.A., O. Barbera. 1990. Natural Products from the Genus Artemisia. In : Atta-ur-Rahman (ed). Studies in Natural Products Chemistry. Elsevier. Amsterdam. p. 201- 264.

Mariska, I., 2002, Perkembangan Penelitian Kultur In Vitro pada Tanaman Industri, Pangan, dan Hortikultura, Buletin AgroBio 5(2):45-50.

Paniego, N.B, A.M Giuletti. 1994. Artemisia annua L. : Dedifferentiated and Differentiated Cultures. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 36: 163-168.

Simon, J.E., D. Charles, E. Cebert, L. Grant, J. Janick, and A. Whipkey. 1990. Artemisia annua L. Promising Aromatic and Medicinal. In Janick, J. and J.E. Simon (Eds.). Advances in New Crops. Timber press, Portland, OR. p. 522-526.

Sobrizal dan Ismachin, M., 2006. Peluang Mutasi Induksi Pada Upaya Pemecahan Hambatan Peningkatan Produksi Padi. Jurnal Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi. 2(1), 50-64.

Syukur, S., 2000. Efek Iradiasi Gamma Pada Pembentukan Variasi Klon dari Chataranthus roseus. Prosiding APISORA, BATAN – Jakarta, 33-37.

WHO. 2004. More than 600 Million People Need Effective Malaria Treatment to Prevent Unacceptably High Death Rates. Press Release WHO/29, 22 April.

Yunita, R dan Lestari, E.G., 2008, Perbanyakan Tanaman Artemisia annua Secara In Vitro, Jurnal AgroBiogen, Vol. 4, No. 1, Hal: 41-44.