PENINGKATAN PRODUKSI SENYAWA THYMOQUINONE PADA KULTUR SUSPENSI SEL JINTAN HITAM (Nigella sativa L.) MENGGUNAKAN ELISITOR ASAM SALISILAT DAN METIL JASMONAT

Aji Pramono, Putro (2021) PENINGKATAN PRODUKSI SENYAWA THYMOQUINONE PADA KULTUR SUSPENSI SEL JINTAN HITAM (Nigella sativa L.) MENGGUNAKAN ELISITOR ASAM SALISILAT DAN METIL JASMONAT. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

"RINGKASAN Peningkatan Produksi Senyawa Thymoquinone pada Kultur Suspensi Sel Jintan Hitam (Nigella sativa L.) Menggunakan Elisitor Asam Salisilat dan Metil Jasmonat Putro Aji Pramono, Wahyu Widoretno, Nunung Harijati Program Magister Biologi, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya 2021 Jintan hitam (Nigella sativa L.) merupakan tanaman semusim dengan habitus terna dan bijinya sering digunakan sebagai obat tradisional yang semakin banyak diterapkan dalam dunia medis. Biji jintan hitam memiliki senyawa utama berupa thymoquinone dari golongan minyak atsiri (monoterpen). Tanaman jintan hitam merupakan tanaman subtropis dan belum banyak dibudidayakan di Indonesia. Kandungan senyawa thymoquinone hasil budidaya di Indonesia sangat rendah jika dibandingkan dengan di Negara-negara subtropis. Untuk memenuhi kebutuhan biji jintan hitam dalam negeri, Indonesia masih mengimpor dari berbagai negara seperti India, Mesir dan negara mediterania lainnya. Total impor jintan hitam oleh Indonesia meningkat dari tahun ke tahun. Kultur jaringan tumbuhan dapat digunakan sebagai teknik untuk senyawa bioaktif skala besar tanpa dipengaruhi kondisi lingkungan. Kultur suspensi sel merupakan salah satu teknik alternatif untuk meningkatkan produksi minyak jintan hitam. Elisitasi merupakan teknik yang mengacu pada fenomena alam dalam mekanisme pertahanan tumbuhan terhadap cekaman maupun patogen. Asam salisilat / salicylic acid (SA) dan metil jasmonat / methyl jasmonates (MJ) merupakan elisitor abiotik yang banyak digunakan untuk meningkatkan metabolit sekunder. Penambahan elisitor SA dan MJ pada media kultur suspensi sel jintan hitam diharapkan dapat meningkatkan senyawa minyak atsiri jintan hitam. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April 2020 - April 2021 bertempat di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan, Kultur dan Mikroteknik, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Brawijaya dan analisis GC-MS dilakukan di laboratorium Kimia Universitas Muhammadiyah Malang. Tahapan kegiatan penelitian meliputi induksi dan multiplikasi kalus dari eksplan biji, inisiasi dan pemeliharaan kultur suspensi sel, elisitasi kultur suspensi dengan elisitor SA dan MJ serta analisis komponen dan kandungan minyak atsiri pada kultur suspensi sel jintan hitam dengan GC-MS. Induksi kalus dilakukan dengan mengkultur biji pada media perlakuan MS + NAA 1 mg/L dengan berbagai konsentrasi kinetin (0; 0,5; 1; 2 dan 3 mg/L) selama lima minggu. Respon pembentukan dan pertumbuhan kalus dievaluasi setelah lima minggu kultur. Kalus hasil perlakuan terbaik dimultiplikasi sebanyak dua kali subkultur unttuk mendapatkan kalus yang remah dan seragam. Kultur suspensi sel diinisiasi dan dimultiplikasi dengan mentransfer kalus pada media cair MS + NAA 1 mg/L + kinetin 2 mg/L. Kultur suspensi sel diinkubasi dalam incubator-shaker dengan kecepatan 110 rpm di bawah kondisi gelap pada suhu 24±1oC. Kurva pertumbuhan kultur suspensi sel selama 14 hari kultur sebagai dasar penentuan lama elisitasi. Evaluasi pertumbuhan kultur suspensi sel diamati yang diamati meliputi Settled Cell Volume (SCV), Packed Cell Volume (PCV), berat basah, berat kering, indeks pertumbuhan dan viabilitas sel. Komponen dan kadar senyawa minyak jintan hitam pada kultur suspensi sel hasil elisitasi dianalisis menggunakan metode GC-MS. Penelitian ini menggunakan rancangan penelitian berupa Rancangan Acak Kelompok dengan dua faktor. Faktor pertama jenis elisitor (SA dan MJ) dan faktor kedua konsentrasi elisitor (0, 50, 100, 150 dan 200 µM). Total perlakuan sebanyak 10 perlakuan dengan setiap perlakuan terdiri dari 10 ulangan. Data kuantitatif dianalisis dengan menggunakan Analysis of Variance untuk mengetahui adanya pengaruh elisitor (SA dan MJ) dan konsentrasi elisitor terhadap pertumbuhan kultur suspensi sel jintan hitam. Apabila terdapat perbedaan yang nyata dari faktor maka dilanjutkan menggunakan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (α = 0,05) dan uji Independent sample T-test dengan kepercayaan 95%. Hasil induksi kalus biji jintan hitam menunjukkan konsentrasi kinetin dapat mempengaruhi pertumbuhan kalus jintan hitam secara signifikan terhadap waktu muncul kalus, persentase eksplan hidup, persentase eksplan membentuk kalus dan berat basah kalus. Media induksi kalus MS + NAA 1 mg/L + kinetin 2 mg/L manghasilkan pertumbuhan kalus optimal dengan rata-rata waktu muncul kalus 13 hari, persentase eksplan hidup dan persentase eksplan membentuk kalus mencapai 84% dan rata-rata berat basah kalus tiap eksplan sebesar 0,1699 gram. Subkultur kalus sebanyak dua kali pada media MS + NAA 1 mg/L + kinetin 2 mg/L menghasilkan kalus yang remah yang sangat sesuai untuk materi inisiasi kultur suspensi sel. Hasil pengkuran SCV pada kultur suspensi sel selama 14 hari diperoleh kurva pertumbuhan kultur suspensi sel yang meliputi fase lag (hari ke 0-2), fase eksponensial (hari ke 3-9) dan fase stasioner (hari ke 10-14). Pemberian elisitor SA dan MJ pada kultur suspensi sel selama 14 hari berpengaruh terhadap pertumbuhan kultur suspensi sel. Hasil ANOVA dua arah menunjukkan bahwa SCV, PCV, berat basah, berat kering dan indeks pertumbuhan kultur sel jintan hitam dipengaruhi secara nyata oleh konsentrasi elisitor tetapi tidak dipengaruhi oleh jenis elisitor dan interakri antara jenis elisitor dan konsentrasi elisitor. Sementara itu, viabilitas sel dipengaruhi oleh interaksi jenis dan konsentrasi elsitor. Pemberian elisitor pada media kultur suspensi sel menghambat SCV, PCV, berat basah, berat kering sel dan indeks pertumbuhan. Semakin tinggi konsentrasi elisitor SA dan MJ semakin besar penghambatan pertumbuhan kultur suspensi sel. Elisitor SA menyebabkan kematian sel lebih banyak dibandingkan elisitor MJ. Jumlah komponen minyak jintan hitam pada biji jintan hitam dan kultur suspensi sel kontrol masing-masing sebanyak 71 dan 70 komponen. Komponen minyak jintan hitam pada suspensi sel hasil elisitasi teridentifikasi 71-74 komponen. Kelimpahan senyawa utama minyak jintan hitam pada kultur suspensi sel lebih tinggi dibandingkan dengan pada biji, yaitu Thymoquinone (4,700 dan 4,722%), thymol (3,194 dan 3,209%), ρ-cymene (0,535 dan 0,537%), α-thujene (2,145 dan 2,154%) dan β-pinene (3,265 dan 3,280%). Kelimpahan komponen utama pada kultur suspensi sel dengan penambahan elisitor SA dan MJ sedikit lebih rendah dibandingkan dengan pada biji dan kultur supensi sel tanpa elsitasi. Kadar thymoquinone pada biji jintan hitam (1266,614 µg/g BB) lebih tinggi dibandingkan dengan kadar senyawa thymoquinone pada kultur suspensi kontrol (1173,799 µg/g BB). Elisitasi dengan SA dan MJ dengan konsentrasi 25-100 µM pada kultur suspensi sel dapat meningkatkan kadar senyawa thymoquinone dan 4 senyawa utama minyak jintan hitam yang lain (ρ-cymene, α-thujene, β-pinene dan thymol), jauh lebih tinggi dibandingkan dengan pada biji. Kadar thymoquinone pada kultur suspensi sel hasil elisitasi dengan MJ berkisar 1777,858 µg/g BB dan 2253,248 µg/g BB, sedangkan hasil elisitasi dengan SA sebesar 1143,288 µg/g BB dan 1705,346 µg/g BB. Elisitasi dengan MJ pada kultur suspensi sel meningkatkan kadar senyawa utama minyak jintan hitam lebih tinggi dibandingkan SA. Elisitasi kultur suspensi sel dengan asam salisilat 100 µM mampu meningkatkan kadar senyawa utama jintan hitam sebesar 1,35 kali lipat dibandingkan dari biji, sedangkan MJ 100 µM mampu meningkatkan kadar senyawa utama jintan hitam sebesar 1,78 kali lipat dibandingkan dari biji. Kata kunci: Asam salisilat, Nigella sativa L., Metil jasmonat, Kultur suspensi sel, Thymoquinone"

Item Type:	Thesis (Magister)
Uncontrolled Keywords:	Asam salisilat, Nigella sativa L., Metil jasmonat, Kultur suspensi sel, Thymoquinone
Divisions:	S2/S3 > Magister Biologi, Fakultas MIPA
Depositing User:	Unnamed user with username verry
Date Deposited:	19 Oct 2021 04:35
Last Modified:	23 Feb 2022 07:53
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/183997

Text (DALAM MASA EMBARGO) PUTRO AJI PRAMONO.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2023. Download (4MB)

Actions (login required)

View Item