abstract - IPB Repository

.
ii
ABSTRACT
JUWARTINA IDA ROYANI. Pengaruh Irradiasi Sinar Gamma Cobalt 60
Terhadap Perubahan Karakter Morfologi, Molekuler dan Senyawa Aktif Tanaman
Sambiloto (Andrographis paniculata (Burm.f.) Wallich Ex Ness). Supervisor
AGUS PURWITO and WAHONO SUMARYONO
Sambiloto (Andrographis paniculata (Burm.f.) Wallich Ex Ness) is a
medicinal plant that became the pre-eminent national and prospective to be
developed in Indonesia. Self pollination from sambiloto affected of the low of
genetic variation. Irradiation is one strategy that can be used to increase the
genetic diversity for economically important characters and improve the content
of the active compounds in medicinal plants. One method to increase the genetic
diversity is by using irradiation. The change of mutan character in medicinal
plants by irradiation can be detected by morphological and molecular. Detection
of characters change by morphology character is done by observing changes in
phenotype, while in molecular character can be done at the DNA level by PCR
analysis. The aim of this research was to change mutan character of sambiloto
plants by irradiaton with gamma rays on morphology and molecular character.
Seeds of sambiloto in clean plastic were irradiated in Cobalt 60 Gamma Chamber
machine with dose treatment were: 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125,
150, 175, 200, 225, 250, 275 and 300 Gy. Morphological observation was
performed on sambiloto mutan in M1V0, M1V1, M1V2 and M1V3 generations.
Analysis of molecular mutant by 10 primers of ISSR was used to obtain DNA
profiles. Detection of pytochemical profiles has been done by HPLC method. The
result of LD50 analyzed by using CurveExpert 1.3 was obtained 140.363 Gy.
There were morphological changes between irradiated plants and control.
Analysis of varians showed significant result of some observed character.
Analysis of DNA profiles showed 5 primers can distinguish changes of DNA
profiles, 4 primers showed the same number and size bands and 1 primer could
not amplified. Analysis of genetic similarity obtained 6 groups with genetic
distance 0.79-1.00. Analysis of chemichal profiles using HPLC showed different
andrographolide content ranged from 6.5%-10.9%. More higher doses showed
more high andrographolide content. Phytochemical profiles showed 3 mutants
had additional peak compared to control.
Keywords: Andrographis paniculata, gamma Cobalt 60, DNA profiles,
phytochemical profiles, genetic variation.
.iii
RINGKASAN
JUWARTINA IDA ROYANI. Pengaruh Irradiasi Sinar Gamma Cobalt 60
Terhadap Perubahan Karakter Morfologi, Molekuler dan Senyawa Aktif Tanaman
Sambiloto (Andrographis paniculata (Burm.f.) Wallich Ex Ness). Pembimbing
AGUS PURWITO, and WAHONO SUMARYONO
Sambiloto (Andrographis paniculata (Burm.f.) Wallich Ex Ness, 2n=28)
adalah salah satu tanaman obat yang menjadi unggulan nasional dan
diprioritaskan serta prospektif untuk dikembangkan di Indonesia. Kebutuhan
sambiloto untuk industri obat tradisional (IOT) di Indonesia mencapai 33.47 ton
simplisia kering atau setara dengan 709.60 ton terna basah pertahun. Produksi
tanaman obat sambiloto pada tahun 2009 menurut BPS (2012) adalah sebesar 4
334 768 kg. Diperkirakan kebutuhan sambiloto ini akan terus meningkat seiring
dengan peningkatan nilai pertumbuhan tahunan (annual growth rate) pasar dunia
untuk pengobatan herbal antara 5-15%.
Penyerbukan dari sambiloto adalah penyerbukan sendiri, yang berakibat
pada keragaman genetik tanaman sambiloto yang rendah. Pemuliaan atau
perbaikan mutu tanaman adalah salah satu strategi yang dapat digunakan untuk
mempertinggi keragaman genetik dan meningkatkan kandungan senyawa aktif
pada tanaman obat. Pemuliaan tanaman menghendaki adanya variasi genetik dari
sifat tanaman yang bermutu yang dapat berguna untuk perbaikan sifat tanaman.
Salah satu metode untuk meningkatkan keragaman adalah dengan irradiasi yang
terbukti dapat menghasilkan mutan. Mutasi disebabkan perubahan materi genetik
yang pada umumnya dapat diekspresikan pada fenotif tanaman dan diturunkan ke
generasi selanjutnya secara genetik.
Induksi mutasi merupakan metode yang paling mudah dalam menciptakan
variabilitas genetik dibandingkan dengan metode pemuliaan yang lainnya. Mutasi
dengan menggunakan irradiasi pengion merupakan salah satu pilihan yang paling
banyak digunakan untuk membentuk mutan. Hal ini disebabkan karena
kemudahan aplikasinya dan kekuatan daya tembusnya dalam menembus jaringan
tanaman. Pengaruh irradiasi sinar gamma secara biologi didasarkan pada interaksi
dengan atom atau molekul dalam sel, terutama air untuk membentuk radikal
bebas. Radikal bebas ini dapat merusak atau memodifikasi komponen yang
penting pada sel tanaman dan telah dilaporkan berakibat pada perubahaan
tanaman baik secara morfologi, anatomi, biokimia dan fisiologi tanaman,
bergantung pada dosis irradiasi yang diberikan.
Mutasi gen yang terjadi tanpa ekspresi fenotif yang terlihat biasanya tidak
dapat dikenali. Untuk dapat mengenali mutasi gen yang terjadi berbagai metode
telah diaplikasikan untuk mendeteksi pengaruh mutagen pada tanaman. Perubahan
sifat dan karakter mutan tanaman obat dapat dideteksi secara morfologi,
molekuler dan fitokimia. Secara morfologi deteksi dilakukan dengan mengamati
perubahan fenotif, sedangkan secara molekuler dapat dilakukan pada tingkat
DNA. Analisis molekuler sangat akurat karena dapat memberikan informasi
polimorfik, sebagai komposisi genetik yang unik pada masing-masing spesies,
yang tidak tergantung pada umur dan kondisi fisiologi seperti faktor lingkungan
iv
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan mutan tanaman sambiloto
dengan menggunakan irradiasi dengan sinar gamma Cobalt 60.
Hasil yang didapatkan adalah semakin tinggi dosis yang diberikan
menyebabkan semakin rendah daya germinasi biji yang tumbuh. Angka letal dosis
irradiasi (LD50) berada pada dosis 140.363 Gy. Deteksi secara morfologi terjadi
beberapa perubahan karakter morfologi dari karakter asalnya. Perubahan
morfologi yang sangat nyata terlihat pada karakter bagian daun dibandingkan
bagian yang lainnya. Deteksi secara molekuler didapatkan hasil dari 10 primer
ISSR yang digunakan 5 primer polimorfik, 4 monomorfik dan 1 primer tidak
dapat mengamplifikasi DNA genom sambiloto. Dari data dendogram mendapatkan
6 kelompok besar dengan masing-masing kelompok terbagi atas sub kluster
dengan jarak genetik dari 0.79 sampai dengan 1.00. Deteksi secara fitokimia
didapatkan data bahwa semakin tinggi dosis yang diberikan semakin tinggi kadar
andrographolide yang dihasilkan. Kadar andrographolide berada pada kisaran
6.5%-10.9%. Adanya perbedaan profil fitokimia pada mutan sambiloto DB60,
DG70 dan DG275 kemungkinan menghasilkan senyawa baru jika dibandingkan
dengan profil fitokimia tanaman sambiloto kontrol. Dari penelitian ini terdapat
peningkatan kadar andrographolide sampai dengan 1.66% dibandingkan dengan
kontrol, hal ini didapat jika tanaman diperbanyak secara ex vitro.
Kata-kata kunci: sambiloto, Andrographis paniculata, sinar gamma Cobalt
60, variasi genetik, profil DNA, profil fitokimia.