J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 1, Hal.: 35 - 38 ISSN 1978-1873
EFEK ANTIMITOSIS EKSTRAK UMBI KEMBANG SUNGSANG (Gloriosa superba Linn.) TERHADAP PEMBELAHAN SEL AKAR TANAMAN CABAI MERAH (Capsicum annum L.) Eti Ernawiati Jurusan Biologi FMIPA Universitas Lampung Jl. Prof. Soemantri Brojonegoro No. 1 Bandar Lampung 35145 Diterima 28 Agustus 2007, perbaikan 10 Desember 2007, disetujui untuk diterbitkan 27 Desember 2007
ABSTRACT The tuber of kembang sungsang (Gloriosa superba Linn.) plant is known to contain colchicyne 0.1 0.8 %. This compound is often used as an antimitosis agent to induce the polyployds cell. This research is aiming to know the antimitosis effect of colchicyne on Capsicum annum L. This was done by completely randomize design with 5 different concentration of the the tuber of kembang sungsang extract, i.e. 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 % and 1 control (0%), and was repeated 4 times. The data were analyzed by variance analysis and with Least significant different at 5% level. The results showed that kembang sungsang tuber extract has a significant effect on the cell division (mitosis index) and the data obtained were 5.66 % (control), 11.94 % (10%), 12.58 % (20%), 14.17 % (30%), 16.16 %(40%), and 9.39 %(50%). From these data, it can be concluded that the extract of kumbang sungsang tuber has effect up to 40 % and can increase the rate of cell division significantly, and decrease when the concentration reach 50 %, although at 50% the mitosis effect is still bigger than the control. Keywords: kembang sungsang tuber extract, colchicyne, Capsicum annum L.
1. PENDAHULUAN Kembang sungsang (Gloriosa superba Lindl.) merupakan tanaman asli dari Afrika, dan sekarang dapat tumbuh secara alami di beberapa tempat di Asia, seperti India, Burma, Malaysia dan Srilanka1). Di Indonesia tanaman ini mempunyai beberapa nama lokal, yaitu kembang jonggrang, kembang kuku macan (Jakarta); katongkat, kembang sungsang (Sunda); dan Mandalika (Bali)2). Seluruh bagian dari tanaman ini mengandung senyawa aktif, khususnya pada umbi banyak mengandung alkaloid yang sangat toksit, yaitu kolkisin sekitar 0.1 0.8 % 3), atau menurut 2) umbi kembang sungsang mengandung kolkisin sekitar 0.3 %, serta alkaloid toksit yang lain adalah Gloriosin. Sedangkan bagian tanaman yang lain mengandung senyawa aktif seperti lumicolchicine, 3-demethyl-N-deformyl-N-deactylcolchicine, 3demethylcolchicine, dan N-formyldeacetylcolchicine1). Kandungan senyawa alkaloid kolkisin di hampir seluruh bagian tanaman ini merupakan potensi yang besar untuk digunakan sebagai mutagen. Seperti dikatakan3) bahwa senyawa kolkisin sering digunakan dalam genetika yaitu untuk menginduksi mutasi (poliploid). Selanjutnya dijelaskan bahwa senyawa ini mampu menghentikan pembelahan sel (antimitosis), yaitu dengan cara menghambat pembentukan benang gelendong sehingga sel tidak dapat ditarik ke kutub berlawanan dan kromosom menyebar dalam sel, pembentukan membran sel baru terhambat dan akhirnya membentuk sel dengan jumlah kromosom meningkat atau bersifat poliploid. Kisaran konsentrasi kolkisin murni yang sering digunakan untuk menginduksi poliploid adalah 0.006 3 %, dan perlakuan pada biji yang umum digunakan adalah 0.05 % dengan jangka wktu perlakuan 3 5 hari3). Meskipun demikian dalam beberapa literature dikatakan bahwa setiap tanaman mempunyai kisaran konsentrasi dan waktu perlakuan tersendiri untuk menimbulkan poliploid. Perlakuan dosis tinggi dan waktu yang lama menyebabkan kematian pada tanaman, sedangkan dosis rendah dan waktu yang pendek tidak merubah tingkat ploidi4). Poliploidisasi merupakan salah satu cara untuk meningkatkan kualitas tanaman. Tanaman poliploid biasanya memiliki banyak kelebihan dibandingkan tanaman diploidnya, seperti penampakan morfologi lebih kekar, daun lebih lebar, sel-sel lebih besar, lebih tahan terhadap perubahan lingkungan, dan produksinya lebih tinggi8, 9). Produksi cabai yang rendah (3.3 3.5 ton/ha) ternyata masih jauh dibawah permintaan pasar yang terus meningkat setiap tahunnya. Mengingat hal ini, maka peningkatan kualitas tanaman cabai dapat ditempuh dengan menginduksi tanaman poliploidnya. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dan menentukan konsentrasi ekstrak umbi kembang sungsang untuk perendaman benih cabai yang dapat menghambat mitosis (antimitosis) dan menghasilkan sel poliploid pada tanaman cabai.
2007 FMIPA Universitas Lampung
35
Eti Ernawiati Efek Antimitosis Ekstrak Umbi Kembang Sungsang
2. METODE PENELITIAN Umbi kembang sungsang diperoleh dari halaman rumah penduduk di Bandar Lampung, Lampung. Pembuatan ekstrak umbi kembang sungsang menggunakan metode ekstraksi5). Pembuatan larutan untuk perlakuan menggunakan metode pengenceran. Benih cabai sebanyak 30 buah direndam dalam ekstrak umbi pada variasi konsentrasi yang telah ditentukan selama 48 jam. Kemudian ditumbuhkan dalam cawan petri sampai tumbuh akar sepanjang 3 5 cm. Penelitian ini dirancangan secara acak lengkap (RAL) yang terdiri dari 4 variasi konsentrasi ekstrak umbi kembang sungsang, yaitu : 10 %, 20 %, 30 %, 40 %, 50 % dan 1 kontrol (0%). Masing-masing perlakuan diulang sebanyak 4 kali. Pembuatan sediaan mitosis menggunakan metode squash6). Ujung akar tanaman cabai dipotong sepanjang 3 mm, kemudian dimasukkan ke dalam larutan fiksatif Farmers selama 24 jam. Selanjutnya potongan akar dipindahkan ke dalam alkohol 70 % selama beberapa saat. Potongan akar diambil dengan kuas dan diletakkan di atas gelas objek, ditetesi HCl 10 % dan didiamkan selama 5 menit kemudian HCl dihisap dengan tisu. Kemudian potongan akar ditetesi dengan larutan fiksatif kembali selama 2 menit, lalu hisap dengan tisu. Setelah itu, objek diwarnai dengan pewarna acetocarmin. Sedian diamati di bawah mikroskop dan sedian yang baik difoto dengan kamera digital. Parameter yang diamati adalah nilai indeks mitosis (IM) menggunakan rumus7) sebagai berikut: IM = Jumlah sel dalam fase mitosis X 100 % Jumlah total sel yang diamati Selain itu parameter lain yang diamati adalah kelainan-kelainan mitosis yang mungkin muncul dan sel-sel poliploid yang terjadi. Selanjutnya data yang diperoleh dianalisis menggunakan ANAVA , jika ada pengaruh maka dilanjutkan dengan uji BNT pada taraf 5 %.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil pengamatan menunjukkan bahwa perendaman dalam larutan ekstrak umbi kembang sungsang memberikan pengaruh yang nyata terhadap pembelahan sel (indeks mitosis) tanaman cabai. Dari nilai rata-rata indeks mitosis didapatkan ekstrak umbi kembang sungsang dapat memacu pembelahan sel ujung akar tanaman cabai. Dengan kecenderungan sampai dengan konsentrasi ekstrak umbi 40 % indeks mitosis meningkat, kemudian menurun pada konsentrasi 50 % tetapi masih lebih besar dari kontrol (Tabel 1). Hasil tersebut tidak sesuai dengan pendapat3,8) bahwa senyawa kolkisin mampu menghentikan pembelahan sel (antimitosis). Namun demikian mereka juga mengatakan bahwa kolkisin umum digunakan untuk tujuan memperoleh sel dengan tingkat ploidi berlipat (poliploid). Hal ini sesuai dengan hasil pengamatan yaitu, diperoleh sel-sel yang mengalami peningkatan ploidi (poliploid) yang semakin besar sejalan dengan meningkatnya konsentrasi ekstrak umbi (Tabel 1). Tabel 1. Pengaruh Perendaman Benih Tanaman Cabai dalam Larutan ekstrak Umbi Kembang Sungsang Terhadap Indeks Mitosis Sel dan Jumlah Sel Poliploidnya Konsentrasi ekstrak ` 0% 10 % 20 % 30 % 40 % 50 %
Rerata indeks mitosis (%)
Jumlah sel Poliploid (%)
5.66 a 11.94 bc 12.58 bc 14.17 c 16.16 d 9.39 b
0 67.67 64.24 77.68 84.13 47.67
Keterangan: Nilai yang diikuti dengan huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada Uji BNT 5 %.
Dari hasil pengamatan terhadap fase-fase mitosis sel-sel akar tanaman cabai yang diberi perlakuan ekstrak umbi kembang sungsang terdapat kelainan-kelainan dibandingkan sel yang tidak diberi perlakuan (kontrol) (Gambar 1). Kelainan-kelainan yang muncul tersebut diduga disebabkan senyawa kolkisin dapat mencegah terbentuknya benang gelendong sehingga kromosom tetap berserakan di bagian tengah sel (metafase). Efek yang lain adalah mencegah pembentukan dinding sel sehingga terjadi kelainan pemisahan kromosom pada anafase dan sitokinesis berikutnya terhambat. .Selanjutnya akan menyebabkan terbentuknya sel dengan ukuran lebih besar karena penggandaan kromosom tersebut. Kelainan-kelainan yang terjadi akibat induksi kolkisin biasanya dikenal dengan istilah C-mitosis (Colchisin-mitosis). Demikian juga dikatakan bahwa konsentrasi mutagen yang efektif dapat dilihat dari jumlah sel yang
36
2007 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 1
mengalami poliploid lebih banyak8,9). Oleh karena itu konsentrasi ekstrak 40 % merupakan konsentrasi yang efektif untuk menginduksi sel poliploid pada tanaman cabai.
Profase kontrol
Metafase kontrol
C-metafese A
C-metafase B
Sel Poliploid A
Sel Poliploid B
Anafase kontrol
C-metafase C
Sel Poliploid C
C-metafase D
Sel Poliploid D
telofase kontrol
C-metafse E
Sel Poliploid E
Gambar 1. Fase-fase mitosis pada kontrol, kelainan mitosis pada perlakuan dan sel poliploid akibat perlakuan (Foto diambil dengan kamera digital dengan perbesaran mikroskop 640 X) Keterangan : A = perlakuan ekstrak umbi 10 % B = perlakuan ekstrak umbi 20 % C = perlakuan ekstrak umbi 30 % D = perlakuan ekstrak umbi 40 % E = perlakuan ekstrak umbi 50 %
4. KESIMPULAN Ekstrak kembang sungsang dapat mempengaruhi pembelahan sel (mitosis) akar tanaman cabai dengan kecenderungan semakin tinggi konsentrasi ekstrak kembang sungsang maka pembelahan sel (mitosis) semakin meningkat, yaitu ditandai dengan semakin besarnya nilai indeks mitosis. Konsentrasi ekstrak 40 % merupakan konsentrasi yang cukup efektif untuk menginduksi sel poliploid pada tanaman cabai merah.
UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terimakasih kepada PHK A-2 Jurusan Biologi FMIPA Unila tahun 2007 yang telah memberikan dana dan Agustina Sulistyaningsih atas bantuan dalam pengambilan data sehingga penelitian ini dapat berhasil dengan baik.
DAFTAR PUSTAKA 1.
Acharya, D., S. Shrivastava, dan G. S. Wed. 2005. Gloriosa superba : Naturally a Herb.http://www.disabled-world.com/artman/publish/glori.shtml. Diakses 21/03/ 2005.
2007 FMIPA Universitas Lampung
Handsome
37
Eti Ernawiati Efek Antimitosis Ekstrak Umbi Kembang Sungsang
2.
Anonim. 2004. Gloriosa superba linn. Climbing Lily. http://www. parkerindia. Net/gloriosa.htm. Diakses 18 /06/ 2004.
3.
Addink, W. 2002. Colchicine. http://actahort.org/books/502/502- 27. htm. Diakses 18/06/ 2004.
4.
Sari, N dan ABAK, Kazim. 1996. Effect of Colchicine Treatment with Different Doses and Periods on in vitro Chromosome Doublication in Haploid Watermelon. Turk. J. Agric. For., 20 .iss 6. 555- 559. Diakses dari Scientific Journal Home Page. 3 /8/ 2007.
5.
Harborne, J.B. 1996. Metode Fitokimia. ITB. Bandung
6.
Gunarso, W. 1989. Mikroteknik. PAU-IPB. Bogor
7.
Pandey, R., R.Shukla, dan S. Datta. 1994. Chromosome effects of one fungicide (dithane M-45) and two insecticides (aldrex-30 and metacid-50). Cytologia. 59:419-422.
8.
Crowder, L.V. 1990. Genetika Tumbuhan. Diterjemahkan oleh Lilik Kusdiarti. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
9.
Suryo. 1995. Sitogenetika UGM Press. Yogyakarta. 446
38
2007 FMIPA Universitas Lampung
