POLIPLOIDISASI Artemisia annua MENGGUNAKAN KOLKISIN … · Apabila ternyata di dalam naskah ......

POLIPLOIDISASI Artemisia annua MENGGUNAKAN KOLKISIN

ALAMI HASIL EKSTRAK AIR BIJI Gloriosa superba

TESIS

Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat Magister

Program Studi Biosain

Oleh

Sri Indah Rahmawati

S901508010

PASCASARJANA

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2018

PERNYATAAN KEASLIAN DAN PERSYARATAN PUBLIKASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa:

1. Tesis yang berjudul: “Poliploidisasi Artemisia annua Menggunakan Kolkisin Alami Hasil

Ekstrak Air Biji Gloriosa superba” ini adalah karya penelitian saya sendiri dan tidak

terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar

akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh

orang lain, kecuali yang tertulis dengan acuan yang disebutkan sumbernya, baik dalam

naskah karangan dan daftar pustaka. Apabila ternyata di dalam naskah tesis ini dapat

dibuktikan terdapat unsur-unsur plagiasi, maka saya bersedia menerima sanksi, baik Tesis

beserta gelas magister saya dibatalkan serta diproses dengan peraturan perundang-

undangan yang berlaku.

2. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi Tesis pada jurnal atau forum ilmiah harus

menyertakan tim promotor sebagai author dan PPs UNS sebagai institusinya. Apabila saya

melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan

sanksi akademik yang berlaku.

Surakarta, 28 Desember 2017

Mahasiswa,

Sri Indah Rahmawati

S901508010

ABSTRAK

Sri Indah Rahmawati. S901508010. Poliploidisasi Artemisia annua Menggunakan Kolkisin

Alami Hasil Ekstrak Air Biji Gloriosa superba (Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S dan Dr. Ari

Susilowati, M.Si)

Artemisia annua merupakan salah satu tanaman obat asli Cina yang memproduksi

metabolit sekunder penting untuk pengobatan malaria yaitu artemisinin. Artemisinin digunakan

sebagai alternatif pengobatan malaria karena patogen P. falciparum telah resisten terhadap kina

(quinine). Permasalahan pengembangan A. annua di Indonesia adalah kadar artemisinin yang

rendah. Induksi kolkisin pada A. annua digunakan sebagai upaya memperoleh tamanan

poliploid yang menghasilkan kadar artemisinin tinggi. Gloriosa superba merupakan tanaman

obat yang mengandung kolkisin tinggi pada bagian biji. Ekstrak air biji G. superba berpotensi

digunakan sebagai agen poliploidi. Tujuan penelitian ini adalah memperoleh A. annua poliploid

dari perlakuan lama waktu perendaman kecambah A. annua dan konsentrasi ekstrak air biji G.

superba serta mengetahui kadar artemisinin pada A. annua poliploid.

Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2016-Agustus 2017. Benih A. annua

diperoleh dari B2P2TOOT Tawangmangu, sedangkan biji G. superba diperoleh secara alami di

sekitar Pantai Krakal, Gunung Kidul, Yogyakarta. Perlakuan pada kecambah A. annua meliputi

lama waktu perendaman (0 menit, 30 menit, 60 menit, dan 90 menit) dan konsentrasi ekstrak air

biji G. superba (0%, 25%, 50%, 75%, dan 100%). Analisis morfologi dan sitologi A. annua

dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Bioteknologi, Fakultas Pertanian, UNS.

Analisis kadar kolkisin dan artemisinin dilakukan di Laboratorium Farmasetika, Fakultas

Kedokteran, UMY.

Morfologi A. annua meliputi tinggi tanaman, diameter batang, lebar daun, panjang

daun, dan jumlah cabang. Penelitian ini menunjukkan bahwa morfologi tanaman A. annua

perlakuan perendaman ekstrak air biji G. superba lebih tinggi, berdiameter batang besar,

memiliki daun yang lebih lebar dan lebih panjang serta memiliki jumlah cabang yang lebih

banyak dibandingkan dengan A. annua kontrol (AA). Stomata A. annua kontrol (AA) memiliki

ukuran dan kerapatan yang lebih rendah dibandingkan dengan stomata A. annua perlakuan

perendaman ekstrak air biji G. superba. Kromosom pada A. Annua kontrol (2n = 18) lebih

sedikit dibandingkan kromosom A. annua perlakuan ED (2n = 30), EB (2n = 28), DD (2n = 25),

DB (2n = 24), CB (2n = 22), dan BC (2n = 20). Kadar artemisinin A. annua kontrol 6.39 µg/µl

(± 1.40) lebih rendah dibandingkan dengan artemisinin pada A. annua perlakuan perendaman

ekstrak air biji G. superba berkisar 9.78 µg/µl (3.21) - 16.60 µg/µl (± 1.39).

Kata Kunci : A. annua, Poliploidisasi, G. superba

ABSTRACT

Sri Indah Rahmawati. S901508010. Polyploidization of Artemisia annua Using Natural

Colchicine from Water Extract of Gloriosa superba (Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S and

Dr. Ari Susilowati, M.Si)

Artemisia annua merupakan salah satu tanaman obat asli Cina yang memproduksi

metabolit sekunder penting untuk pengobatan malaria yaitu artemisinin. Artemisinin digunakan

sebagai alternatif pengobatan malaria karena patogen P. falciparum telah resisten terhadap kina

(quinine). Permasalahan pengembangan A. annua di Indonesia adalah kadar artemisinin yang

rendah. Induksi kolkisin pada A. annua digunakan sebagai upaya memperoleh tamanan

poliploid yang menghasilkan kadar artemisinin tinggi. Gloriosa superba merupakan tanaman

obat yang mengandung kolkisin tinggi pada bagian biji. Ekstrak air biji G. superba berpotensi

digunakan sebagai agen poliploidi. Tujuan penelitian ini adalah memperoleh A. annua poliploid

dari perlakuan lama waktu perendaman kecambah A. annua dan konsentrasi ekstrak air biji G.

superba serta mengetahui kadar artemisinin pada A. annua poliploid.

Penelitian dilaksanakan pada bulan November 2016-Agustus 2017. Benih A. annua

diperoleh dari B2P2TOOT Tawangmangu, sedangkan biji G. superba diperoleh secara alami di

sekitar Pantai Krakal, Gunung Kidul, Yogyakarta. Perlakuan pada kecambah A. annua meliputi

lama waktu perendaman (0 menit, 30 menit, 60 menit, dan 90 menit) dan konsentrasi ekstrak air

biji G. superba (0%, 25%, 50%, 75%, dan 100%). Analisis morfologi dan sitologi A. annua

dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan dan Bioteknologi, Fakultas Pertanian, UNS.

Analisis kadar kolkisin dan artemisinin dilakukan di Laboratorium Farmasetika, Fakultas

Kedokteran, UMY.

Morfologi A. annua meliputi tinggi tanaman, diameter batang, lebar daun, panjang

daun, dan jumlah cabang. Penelitian ini menunjukkan bahwa morfologi tanaman A. annua

perlakuan perendaman ekstrak air biji G. superba lebih tinggi, berdiameter batang besar,

memiliki daun yang lebih lebar dan lebih panjang serta memiliki jumlah cabang yang lebih

banyak dibandingkan dengan A. annua kontrol (AA). Stomata A. annua kontrol (AA) memiliki

ukuran dan kerapatan yang lebih rendah dibandingkan dengan stomata A. annua perlakuan

perendaman ekstrak air biji G. superba. Kromosom pada A. Annua kontrol (2n = 18) lebih

sedikit dibandingkan kromosom A. annua perlakuan ED (2n = 30), EB (2n = 28), DD (2n = 25),

DB (2n = 24), CB (2n = 22), dan BC (2n = 20). Kadar artemisinin A. annua kontrol 6.39 µg/µl

(± 1.40) lebih rendah dibandingkan dengan artemisinin pada A. annua perlakuan perendaman

ekstrak air biji G. superba berkisar 9.78 µg/µl (3.21) - 16.60 µg/µl (± 1.39).

Kata Kunci : A. annua, Poliploidisasi, G. superba

PERSEMBAHAN

Bismillahirrahmanirrahim, karya ilmiah ini penulis persembahkan kepada:

Ayah dan Ibu ku tercinta yang senantiasa mendoakan, memberikan ridha, mendidik,

mendukung, menasihati, dan memberikan kasih sayang

Mas Bagus dan Adek Akbar tersayang yang selalu menemani, memberikan dukungan,

menasihati dan selalu direpotkan

Lesty Ayu Bidhari, Latifah Kholilulhaq, Maharani Putri Hikam dan Siti Wulandari terkasih

yang selalu pengertian, memberi dukungan, mencerahkan disaat gelap dan segala kasih sayang

kalian

Keluarga besar ku tersayang atas segala doa, kasih sayang dan dukungannya.

Almamaterku tercinta

MOTTO

“Be the flower that gives its fragrance to even the hand that crushes it”

-Ali Ibn Abi Thalib R.A-

“To get what you love, you must first be patient with you hate”

-Imam Al-Ghazali-

The more you trust Allah, the easier it becomes to be patient”

-Dewi Sandra-

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan tesis

dengan judul “Poliploidisasi Artemisia annua Menggunakan Kolkisin Alami Hasil Ekstrak Air

Biji Gloriosa Superba”. Sholawat dan salam penulis haturkan kepada Nabi Besar Muhammad

SAW yang selalu dinanti syafaatnya. Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan

penghargaan dan terima kasih yang setulusnya kepada :

1. Prof. Dr. M. Furqon Hidayatullah, M.Pd selaku Direktur Program Pascasarjana

Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan kesempatan belajar di

Program Studi Biosain

2. Dr. Ari Susilowati, M.Si selaku Ketua Program Studi Biosain dan pembimbing

akademik yang mengarahkan selama proses perkuliahan.

3. Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, M.S dan Dr. Ari Susilowati, M.Si selaku dosen

pembimbing yang senantiasa mengarahkan dan membimbing penulis dalam

penyusunan tesis.

4. Ir. Yuli Widiyastuti, M.P selaku pembimbing lapangan dari B2P2TOOT

Tawangmangu, Karanganyar yang senantiasa memberikan bimbingan, kritik dan

saran.

5. B2P2OOT selaku penyedia benih Artemisia annua yang digunakan peneliti

dalam penelitian tesis.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan proposal tesis ini masih sangat

jauh dari sempurna. Karena itu, saran dan kritik demi perbaikan penulisan thesis ini

sangat penulis harapkan. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.

Surakarta, Januari 2018

Penulis,

Sri Indah Rahmawati

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................................ i

PENGESAHAN PEMBIMBING TESIS .............................................................. ii

PENGESAHAN PENGUJI TESIS ....................................................................... iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH ............................................... iv

ABSTRAK ............................................................................................................. v

ABSTRACT ........................................................................................................... vi

PERSEMBAHAN .................................................................................................. vii

MOTTO .................................................................................................................. viii

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix

DAFTAR ISI .......................................................................................................... x

BAB I. PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

A. Latar Belakang ....................................................................................... 1

B. Perumusan Masalah ............................................................................... 3

C. Tujuan Penelitian ................................................................................... 3

D. Manfaat Penelitian ................................................................................. 3

BAB II. ISI ............................................................................................................. 5

A. Tinjauan Pustaka ................................................................................. 5

1. Artemisia annua .............................................................................. 5

2. Produksi Artemisinin pada Artemisia annua ................................... 6

3. Pemanfaatan Artemisinin................................................................. 8

4. Poliploidi Menggunakan Kolkisin .................................................. 9

5. Gloriosa superba ............................................................................. 10

B. Kerangka Berpikir ............................................................................... 13

C. Hipotesis .............................................................................................. 13

BAB III. METODE PENELITIAN ...................................................................... 14

A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................... 14

B. Materi Penelitian .................................................................................. 14

C. Metode Penelitian ................................................................................ 14

D. Tatalaksana Penelitian ........................................................................... 15

1. Pengambilan Sampel Gloriosa superba ......................................... 15

2. Ekstraksi Gloriosa superba ............................................................ 16

3. Penyemaian dan Perlakuan Biji Artemisia annua............................ 17

4. Penanaman Artemisia annua ........................................................... 17

5. Pengamatan Morfologi Artemisia annua ........................................ 18

6. Pengamatan Sitologi Artemisia annua ........................................... 18

7. Ekstraksi Artemisinin dari Artemisia annua ................................... 20

E. Analisis Data ......................................................................................... 20

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 21

A. Penetapan Kadar Kolkisin pada Ekstrak Air Biji G. superba .............. 21

B. Morfologi A. annua Perlakuan Ekstrak Air Biji G. superba ................ 25

1. Tinggi Tanaman A. annua ............................................................... 25

2. Diameter Batang A. annua .............................................................. 29

3. Lebar dan Panjang Daun A. annua .................................................. 30

4. Jumlah Cabang A. annua ................................................................. 32

C. Sitologi A. annua Perlakuan Ekstrak Air Biji G. superba .................... 34

1. Stomata A. annua Perlakuan Ekstrak Air Biji G. superba .............. 34

2. Kromosom A. annua Perlakuan Ekstrak Air Biji G. superba .......... 38

D. Penetapan Kadar Artemisinin pada Ekstrak Daun A. annua .................. 41

BAB V. KESIMPULAN ......................................................................................... 46

A. Kesimpulan ........................................................................................... 46

B. Saran ..................................................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................. 47

LAMPIRAN ........................................................................................................... 54

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Artemisia annua (De Jesus, 2003) ........................................... 5

Gambar 2. Struktur Kimia Artemisinin (De Jesus, 2003) ......................... 8

Gambar 3. Kolkisin (Chen et al., 2009) ..................................................... 10

Gambar 4. (a) Biji Gloriosa superba (b) Umbi Gloriosa superba

dan (c) Bunga Gloriosa superba .............................................. 11

Gambar 5. Diagram Alir Kerangka Pemikiran .......................................... 13

Gambar 6. (a) Silica Plat Hasil KLT dan (b) Silica Plat Hasil KLT

yang disemprot Vanillin Sulphate ............................................ 22

Gambar 7. Silica Plat Hasil KLT yang diamati di bawah Sinar UV .......... 23

Gambar 8. Panjang Gelombang (λmax) Scanning Densitometri .................. 24

Gambar 9. Grafik rata-rata tinggi tanaman A. annua pada lama

perendaman 0 Menit dengan konsentrasi meningkat ............... 25


perendaman 30 Menit dengan konsentrasi meningkat ............. 26

Gambar 11. Grafik rata-rata tinggi tanaman A. annua pada lama perendaman 60 Menit dengan konsentrasi meningkat ........................ 26


perendaman 90 Menit dengan konsentrasi meningkat ........................ 27

Gambar 13. Grafik Diameter Batang A. annua Perlakuan Ekstrak Air

Biji G. superba pada 18 MST .............................................................. 29

Gambar 14. Grafik Lebar Daun A. annua Perlakuan Ekstrak Air

Biji G. superba pada 18 MST .............................................................. 30

Gambar 15. Grafik Panjang Daun A. annua Perlakuan Ekstrak Air

Biji G. superba pada 18 MST ............................................................. 31

Gambar 16. Grafik Jumlah Cabang A. annua Perlakuan Ekstrak Air

Biji G. superba pada 18 MST ............................................................. 32

Gambar 17. (a) Panjang bidang pandang, dan (b) lebar bidang pandang

pada mikroskop dengan perbesaran 400x ........................................... 36

Gambar 18. (a) Lebar stomata A. annua kontrol (AA), dan

(b) Panjang stomata A. annua sampel kontrol (AA) ............................ 36

Gambar 19. Panjang dan Lebar stomata A. annua

Perlakuan Ekstrak Air Biji G. superba ................................................ 37

Gambar 20. Kromosom A. annua kontrol 2n =18 ................................................... 38

Gambar 21. Kromosom A. annua Perlakuan Ekstrak Air Biji G. superba ............. 39

Gambar 22. Panjang Gelombang (λmax) Artemisinin Standar

dan Ekstrak Daun A. annua ................................................................. 42

Gambar 23. (a) Silica Plat sebelum elusi dan (b) Silica Plat hasil KLT

yang diamati di bawah sinar UV ......................................................... 43

Gambar 24. Grafik Kadar Artemisinin pada Daun A. annua pada 18 MST ............ 44

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Rancangan Penelitian .................................................................. 15

Tabel 2. Analisis KLT-Densitometri Sampel Ekstrak Air Biji G. superba

dan Kolkisin Standar yang diperoleh dari Pabrik .......................... 21

Tabel 3. Diameter Batang A. annua pada 18 MST ..................................... 29

Tabel 4. Lebar Daun A. annua pada 18 MST .............................................. 31

Tabel 5. Panjang Daun A. annua pada 18 MST ......................................... 32

Tabel 6. Jumlah Cabang A. annua pada 18 MST ........................................ 33

Tabel 7. Panjang Stomata A. annua pada 18 MST ...................................... 34

Tabel 8. Lebar Stomata A. annua pada 18 MST ......................................... 34

Tabel 9. Kerapatan Stomata Daun A. annua pada 18 MST ......................... 35

Tabel 10. Kategori Kerapatan Stomata A. annua ......................................... 35

Tabel 11. Analisis KLT-Densitometri Artemisinin ...................................... 41

Tabel 12. Kadar Artemisinin Daun A. annua pada 18 MST ......................... 44

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Grafik Baku Kolkisin ............................................................ 54

Lampiran 2. Tinggi Tanaman A. annua ....................................................... 55

Lampiran 3. Rata-Rata Tinggi Tanaman A. annua ..................................... 58

Lampiran 4. Data Diameter Batang A. annua ............................................ 59

Lampiran 5. Data Rata-Rata Diameter Batang A. annua ........................... 60

Lampiran 6. Data Lebar dan Panjang Daun A. annua ................................. 61

Lampiran 7. Data Jumlah Cabang A. annua ................................................ 62

Lampiran 8. Data Rata-Rata Jumlah Cabang A. annua ............................... 63

Lampiran 9. Data Panjang, Lebar dan Kerapatan Stomata A. annua .......... 64

Lampiran 10. Data Kategori Kerapatan Stomata A. annua ........................... 65

Lampiran 11. Grafik Baku Artemisinin ........................................................ 66

Lampiran 12. Data Kadar Artemisinin pada Daun A. annua ........................ 67

Lampiran 13. Data Rata-Rata Kadar Artemisinin pada Daun A. annua ....... 68

Lampiran 14. General Linear Model dengan Pengulangan Pengaruh

Konsentrasi dan Lama Perendaman terhadap Tinggi

Tanaman A. annua ................................................................. 69

Lampiran 15. Univariate Analysis of Variance Pengaruh Konsentrasi

dan Lama Perendaman terhadap Diameter Batang ................. 71


dan Lama Perendaman terhadap Lebar dan Panjang Daun .... 72


dan Lama Perendaman terhadap Jumlah Cabang .................. 74


dan Lama Perendaman terhadap Kadar Artemisinin ............. 75

Lampiran 19. Determinasi Tumbuhan G. superba ....................................... 77

POLIPLOIDISASI Artemisia annua MENGGUNAKAN KOLKISIN … · Apabila ternyata di dalam naskah ......

Documents

Transcript of POLIPLOIDISASI Artemisia annua MENGGUNAKAN KOLKISIN … · Apabila ternyata di dalam naskah ......