STUDI ANATOMI DAUN, ANALISIS STRUKTUR
SEKRETORI DAN HISTOKIMIA RIMPANG TEMULAWAK
(
Curcuma xanthorrhiza
Roxb.)
RISMA ROSMILAWANTI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Studi Anatomi Daun, Analisis Struktur Sekretori dan Histokimia Rimpang Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2016
Risma Rosmilawanti
ABSTRAK
RISMA ROSMILAWANTI. Studi Anatomi Daun, Analisis Struktur Sekretori dan Histokimia Rimpang Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.). Dibimbing oleh DORLY, IRENG DARWATI, dan YOHANA C SULISTYANINGSIH.
Temulawak (Curcuma xanthorrhizaRoxb.) banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku makanan, minuman, dan obat di Indonesia. Varietas Cursina 1, Cursina 2, dan Cursina 3 merupakan tiga varietas unggul temulawak yang baru dilepas oleh Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (Balittro), Bogor. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari struktur anatomi daunsebagai pendukung identifikasi tiga varietas Cursina, mengidentifikasi struktur sekretori yang terdapat pada rimpang temulawak dan menguji kandungan senyawa pada struktur sekretori tersebut.Varietas Cursina dapat dibedakan dari struktur anatomi daunnya berdasarkan jumlah lapisan jaringan palisade dan tebal lapisan kutikula pada epidermis bawah. Varietas Cursina 1 memiliki dua lapis jaringan palisade dengan lapisan kutikula yang tebal pada epidermis bawah. Varietas Cursina 2 dan
Cursina 3 memiliki satu lapis jaringan palisade dengan lapisan kutikula yang tipis pada epidermis bawah. Varietas Cursina 2 dan Cursina 3 dapat dibedakan berdasarkan ketebalan daun, yaitu pada Cursina 2 memiliki ketebalan daun yang lebih besar dibandingkan Cursina 3. Struktur sekretori yang dijumpai pada rimpang temulawak hanya sel idioblas. Empat tipe sel idioblas diamati berdasarkan bentuknya. Analisis histokimia menunjukkan bahwa sel idioblas tipe 1 dan tipe 2 mengakumulasi terpenoid, alkaloid, kurkumin, dan senyawa lipofilik dan sel idioblas tipe 3 dan 4 mengandung terpenoid yang dijumpai pada semua varietas Cursina.
ABSTRACT
RISMA ROSMILAWANTI. Anatomical Study of Leaf, Analysis of Secretory Structure Cells and Histochemical of Curcuma xanthorrhiza Roxb. Supervised by DORLY, IRENG DARWATI, and YOHANA C SULISTYANINGSIH.
Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) is commonly used as ingredients for food, beverage, and medicine in Indonesia. Cursina 1, Cursina 2,
and Cursina 3 are superior varieties recently released by Indonesian Spice and Medicinal Crops Research Institute (BALITTRO) Bogor. This research aimed to study the leaf structure as supporting data for identification purpose of those three
Cursina varieties, to identify secretory cells structures found in the rhizome of temulawak and to identify metabolite substances accumulated in those cells. Varieties of Cursina can be distinguished by leaf anatomical structure based on the number of palisade layer tissue and cuticle thickness on the abaxial. Cursina 1
has two layers of palisade tissue with thickest cuticle layer on the abaxial. Cursina 2 and Cursina 3 have one palisade layer tissue with thin cuticle layer on the abaxial. Varieties of Cursina 2 and Cursina 3 can be dishtinguished by its leaf thickness, where the leaf of Cursina 2 is thicker than Cursina 3. The idioblast cells are the only secretory cells structure found in temulawak rhizome. Four types of idioblast cells with different shape were observed. Histochemical analysis showed that idioblast cell type 1 and type 2 accumulating terpenoids, alkaloids, curcumin, and lipophilic compounds and idioblast cells types 3 and type 4 containing terpenoids are found in all Cursina varieties.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
pada
Departemen Biologi
STUDI ANATOMI DAUN, ANALISIS STRUKTUR
SEKRETORI DAN HISTOKIMIA RIMPANG TEMULAWAK
(
Curcuma xanthorrhiza
Roxb.)
RISMA ROSMILAWANTI
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR
//#4!+*-4 ./4 '.)$4 /'4 '#4--4.+/!./+4!+.)+4'4 -.)"%4
$*'4$/#0"4 )14
$4 4
4 -$4)-$#0'.4
+4,4 4
&&(44
-./ /4 )#4
+4 +0.4
&&'44
+4)'4 4
&$(44
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Januari hingga Juni 2015 yang bertempat di Laboratorium Anatomi Tumbuhan, Departemen Biologi, FMIPA IPB dengan judul Studi Anatomi Daun, Analisis Struktur Sekretori dan Histokimia Rimpang Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) .
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr Ir Dorly MSi, Dr Ireng Darwati dan Dr Yohana C Sulistyaningsih MSi selaku pembimbing yang telah memberikan arahan dan bimbingan pada penelitian dan penulisan ini. Terima kasih penulis sampaikan kepada Windra Priawandiputra Ph.D sebagai penguji atas saran dan masukannya terhadap penulisan ini. Terima kasih kepada Bapak Mardi selaku Kepala Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat yang telah bersedia dalam membantu merawat hingga dilakukan pemanenan tanaman temulawak. Terima kasih kepada Bapak Sunaryo selaku Teknisi Laboratorium Anatomi dan Morfologi Tumbuhan yang telah bersedia dalam mempersiapkan alat pada proses penelitian. Terima kasih kepada Nadya, Ratna, Deraya, Anita, Kak Evi dan Haris yang telah membantu dan memberikan semangat selama proses penelitian dan penulisan karya ilmiah.
Terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh keluarga, terutama kepada Bapak, Mama, Nia, dan Rika atas dukungan dan doa yang telah diberikan selama proses penelitian dan penulisan karya ilmiah ini.
Bogor, Januari 2016
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI vi
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR TABEL vii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 2
Tujuan Penelitian 2
METODE 2
Waktu dan Tempat 2
Bahan 2
Alat 2
Prosedur 2
HASIL DAN PEMBAHASAN 5
Struktur Sayatan Paradermal Temulawak 5 Struktur Penampang Transversal Daun Temulawak 7
Identifikasi Struktur Sekretori 9
Uji Histokimia 11
SIMPULAN 13
DAFTAR PUSTAKA 14
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
1 Ukuran epidermis, ukuran stomata, kerapatan stomata, dan indeks 8 stomata tiga varietas Cursina
2 Tebal kutikula, tebal epidermis, tebal mesofil, dan tebal daun tiga 8 varietas Cursina
3 Ukuran struktur sekretori pada rimpang temulawak varietas Cursina 10 4 Kandungan senyawa metabolit pada sel idioblas berdasarkan hasil uji 11 histokimia
5 Kerapatan sel idioblas berdasarkan hasil metabolit 13
1 Bagian struktur anatomi sampel daun yang diamati 3 2 Sayatan paradermal daun sisi adaksial dan abaksial varietas Cursina 5
3 Tipe stomata daun temulawak 6
4 Lapisan palisade pada sayatan transversal daun 9 5 Sayatan transversal rimpang temulawak 10 6 Variasi bentuk dan ukuran sel idioblas pada rimpang 10 temulawak
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanaman Zingiberaceae banyak digunakan sebagai obat, diantaranya temulawak. Temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb) merupakan salah satu tanaman obat yang banyak manfaatnya dan termasuk tanaman yang dibutuhkan dalam jumlah besar dibanding tanaman obat lainnya. Secara tradisional rimpang temulawak digunakan untuk mengobati penyakit lambung, gangguan hati, sembelit, diare, disentri, demam, wasir, hypotriglyceridaemic, dan anti-inflamasi (Hwang et al 1999 ). Tanaman temulawak tumbuh baik dan dapat beradaptasi di tempat terbuka maupun di bawah tegakan pohon hingga tingkat naungan 40%. Rata-rata produksi nasional relatif rendah yakni 10,7 t/ha pada tahun 2000, sedangkan potensi produksi varietas unggul temulawak bisa mencapai 20 - 30 t/ha (Rahardjo 2011).
Temulawak memiliki kandungan senyawa metabolit sekunder. Temulawak memiliki komponen utama kandungan zat yang terdapat dalam rimpang, yakni kurkumin, protein, pati, serta minyak atsiri. Kurkumin termasuk ke dalam senyawa fenolik yang dapat meningkatkan aktivitas antioksidan, sehingga dapat mencegah berbagai macam penyakit (Ahsan et al. 1999). Menurut Halim et al
(2012) rimpang dari temulawak memiliki kandungan kimia berupa terpenoid, fenol, alkaloid dan flavonoid. Beberapa tanaman dari famili Zingiberaceae pada rimpangnya memiliki kandungan senyawa alkaloid. Senyawa kurkumin pada rimpang Curcuma longa berperan untuk mengontrol penyebab dari karsinogenesis, oksidatif, dan penyakit encok (Sasikumar 2005). Pada tumbuhan, senyawa metabolit sekunder umumnya dihasilkan oleh struktur khusus yang disebut struktur sekretori (Fahn 1979). Struktur sekretori memiliki berbagai macam jenis diantaranya sel idioblas, trikoma kelenjar, rongga sekretori, dan sel minyak.
Pada tahun 2010, Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (Balittro) telah mengembangkan dan melepas tiga varietas unggul temulawak yaitu Cursina 1, Cursina 2, dan Cursina 3. Varietas Cursina 3 memiliki tinggi tanaman dan ukuran daun yang lebih besar dari dua Cursina lainnya. Varietas Cursina 2
2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membedakan struktur anatomi daun sebagai pendukung identifikasi tiga varietas Cursina, mengidentifikasi struktur sekretori yang terdapat pada rimpang temulawak dan menguji kandungan senyawa pada struktur sekretori tersebut.
METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian ini telah dilaksanakan pada bulan Januari-Juli 2015. Pengambilan sampel daun dan rimpang dilakukan di Kebun Percobaan Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (Balittro) yang terletak di Cicurug, Sukabumi. Pembuatan sayatan transversal daun dilakukan di Laboratorium Zoologi-LIPI, Cibinong. Pengamatan struktur anatomi daun dan uji histokimia rimpang dilakukan di Laboratorium Anatomi dan Morfologi Tumbuhan Departemen Biologi, FMIPA IPB.
Bahan
Bahan tanaman yang digunakan adalah daun dan rimpang 3 varietas temulawak, yaitu Cursina 1, Cursina 2,dan Cursina 3. Daun diambil pada tanaman berumur tujuh bulan, sedangkan rimpang diambil pada tanaman berumursepuluh bulan. Bahan kimia yang digunakan untuk pengamatan anatomi daun adalah etanol 70%, asam nitrat ( ) 50%, safranin, dan gliserin 30%. Uji histokimia dilakukan menggunakan reagen Wagner, tembaga asetat 5%, asam tartarat 5%, feri triklorida10%, larutan sudan IV, asam borat 7%, alumunium klorida ( ) 5% dalam air, dan etanol p.a.
Alat
Alat untuk pembuatan sediaan mikroskopis sayatan transversal menggunakan mikrotom beku, sedangkan untuk sediaan mikroskopis sayatan paradermal menggunakan silet. Pengamatan anatomi daun, identifikasi struktur sekretori, dan uji histokimia menggunakan mikroskop cahaya Olympus Bx51 yang dilengkapi dengan kamera opti-lab.
Prosedur
3
dibilas dengan akuades. Proses pembuatan sediaan dengan cara disayat sisi adaksial dan abaksial daun dengan menggunakan silet. Hasil sayatan direndam dalam larutan natrium hipoklorit 5.25 % (Bayclin) selama 3-5 menit, dibilas dengan air, kemudian diberi pewarna safranin 1 %, selanjutnya diletakkan di gelas objek yang telah diberi gliserin 30% dan ditutup dengan gelas penutup, lalu diamati dengan mikroskop cahaya.
Gambar 1 Bagian struktur anatomi sampel daun yang diamati. (A) sayatan paradermal daun : (u) ujung, (t) tengah, (p) pangkal. (B) sayatan transversal daun.
Pembuatan Sediaan Sayatan Transversal Daun. Daun berukuran 0.5 x 1 cm diambil pada posisi tengah (Gambar 1), lalu disayat secara transversal dengan mikrotom beku setebal 24 µm. Hasil sayatan diwarnai dengan safranin 0.05% kemudian diletakkan di gelas objek yang telah diberi gliserin 30%, lalu diamati dengan mikroskop.
Pengamatan Sediaan Mikroskopis Daun. Pengamatan sediaan mikroskopis sayatan paradermal daun dilakukan pada lima bidang pandang dengan 3 ulangan tanaman, sedangkan pengamatan pada sediaan mikroskopis sayatan transversal dilakukan pada empat bidang pandang dengan tiga ulangan tanaman untuk setiap varietas. Parameter yang diamati pada sayatan paradermal daun adalah tipe, ukuran, kerapatan dan indeks stomata, selain itu juga diamati tipe dan ukuran epidermis. Pengukuran stomata dilakukan pada panjang dan lebar dari sel penjaga pada kondisi stomata tertutup. Nilai kerapatan stomata (KS) dan indeks stomata (IS) dihitung dengan menggunakan rumus menurut Willmer (1983) sebagai berikut :
Kerapatan Stomata =
Indeks Stomata =
u
t
p
t
4
Parameter yang diamati pada sayatan transversal daun ialah tebal lapisan kutikula atas dan bawah, tebal jaringan epidermis atas dan bawah, tebal jaringan palisade, tebal jaringan bunga karang, dan tebal daun.
Pengujian Histokimia. Rimpang disayat dengan menggunakan silet dan dilakukan pengujian histokimia sebagai berikut:
Uji Kandungan Terpenoid. Sayatan rimpang direndam dalam etanol p.a selama 48 jam untuk melarutkan kurkumin, kemudian dibilas dengan air. Selanjutnya sayatan direndam dalam reagen tembaga asetat 5% selama 24 jam kemudian di letakkan pada gelas objek yang telah diberi gliserin 30%. Kandungan senyawa terpenoid ditunjukkan dengan terbentuknya warna kuning- kecoklatan pada sel atau jaringan (Martin et al. 2002).
Uji Kandungan Alkaloid. Sayatan rimpang direndam dalam etanol p.a selama 48 jam, kemudian dibilas dengan air. Selanjutnya sayatan direndam dalam reagen Wagner selama 24 jam lalu di letakkan pada gelas objek yang telah diberi gliserin 30%. Kandungan senyawa alkaloid ditunjukkan dengan terbentuknya warna merah-kecoklatan pada sel atau jaringan. Sebagai kontrol negatif alkaloid, sayatan yang telah direndam dalam etanol p.a selama 48 jam dibilas dengan air lalu direndam dengan asam tartarat 5% selama 48 jam. Kemudian direndam dalam larutan Wagner, lalu diletakan pada gelas objek yang telah diberi gliserin 30%(Furr dan Mahlberg 1981).
Uji Kandungan Senyawa Lipofil. Sayatan rimpang direndam dalam etanol 70% selama 1 menit lalu diwarnai dengan reagen sudan IV 0.03% kemudian dipanaskan dalam water bath pada suhu 40ºC selama 30 menit. Sayatan dicuci dengan etanol 70%, selanjutnya diletakkan pada gelas objek yang telah diberigliserin 30%(Boix et al. 2013). Kandungan senyawa lipofil pada sel atau jaringan ditunjukkan dengan terbentuknya warna kuning hingga jingga.
Uji Kandungan Kurkumin. Sayatan rimpang diwarnai dengan safranin 1%, dibilas dengan akuades, selanjutnya diletakkan di gelas objek yang telah diberi asam borat 7% (Mayer 1943). Kemudian diamati dengan mikroskop, hasil positif ditunjukkan dengan terbentuknya warna kuning hingga coklat (Seema 2015).
Uji Senyawa Fenol. Sayatan rimpang temulawak direndam dalam etanol p.a selama 48 jam, dibilas dengan air, selanjutnya direndam dalam larutan feri triklorida 10% dalam air, lalu ditambahkan natrium karbonat beberapa butir dan dibiarkan selama 15 menit pada suhu kamar. Selanjutnya diletakkan pada gelas objek yang telah diberi gliserin 30%. Adanya kandungan fenol ditandai terbentuknya warna hijau gelap atau hitam (Johanssen 1940).
5
mikroskop fluoresens. Hasil positif ditunjukkan dengan pendaran berwarna kuning pada sel sekretori (Charriere & Ladreix 1973).
Pengamatan Struktur Sekretori. Rimpang disayat dengan menggunakan silet. Parameter yang diamati adalah tipe, ukuran dan kerapatan struktur sekretori. Pengamatan pada parameter dilakukan setelah pengujian histokimia, karena sel sekretori tidak dapat dibedakan dengan sel lainnya.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Struktur SayatanParadermal DaunTemulawak
Epidermis
Epidermis merupakan sel terluar dari suatu organ tanaman yang berfungsi untuk melindungi sel yang ada di dalamnya. Karakter epidermis pada tiga varietas
Cursinatersusun oleh sel-sel dengan bentukpoligonal 4 – 7 sisi, dinding sel lurus berlekuk (Gambar 2). Sel epidermis pada sisi adaksial (atas) memiliki bentuk yang lebih ramping dan seragam dengan susunan yang lebih teratur dibandingkan dengan sisi abaksial (bawah). Sisi adaksial memiliki bentuk yang lebih seragam, sedangkan pada sisi abaksial memiliki bentuk yang bervariasi dan berukuran lebih besar. Beberapa spesies dari famili Zingiberaceae memiliki letak epidermis permukaan atas lebih teratur dari bawah (Setyawan 2001). Selain itu genus dari
Curcuma seperti Curcuma rubrobracteata memiliki bentuk sel epidermis atas dan bawah poligonal dengan ukuran yang berbeda (Chen &Nian 2009).
Kerapatan dan indeks stomata.
Tipe, letak, kerapatan dan indeks stomata
Gambar 2 Sayatan paradermal daun sisi adaksial (atas) dan abaksial (bawah) varietas Cursina. (A) Cursina 1, (B) Cursina 2,(C) Cursina 3. Bar= 50µm.
6
Tipe, Ukuran dan Sebaran Stomata
Stoma merupakan lubang-lubang yang berada di bagian epidermis dan dilindungi oleh kedua celah yang disebut sel penjaga. Stomata pada daun temulawak dijumpai pada sisi adaksial dan abaksial. Varietas-varietas Cursina
memiliki tipe stomata yang sama yaitu tetrasitik dengan ciri dikelilingi oleh empat sel tetangga (Gambar 3). Sel tetangga di bagian kutub tidak dapat dibedakan dengan sel epidermis. Stomata dari varietas Cursina tersebar pada bagian ujung, tengah, dan pangkal daun. Beberapa spesies dari Zingiberaceae memiliki tipe stomata tetrasitik dengan sumbu pori yang panjang dengan pola distribusi acak atau menyebar (Hussin et al. 2000).
Daun temulawak memiliki bentuk lonjong dengan rasio panjang terhadap lebar yang tinggi, sehingga diperlukan informasi mengenai sebaran stomata pada tiga lokasi daun yaitu ujung, tengah, dan pangkal. Kerapatan stomata pada daun dari tiga varietas Cursina berbeda pada setiap bagiannya. Terdapat perbedaan pola sebaran stomata pada bagian-bagian daun, yaitu Cursina 1 kerapatan terendah pada bagian pangkal baik permukaan abaksial maupun adaksial, Cursina 2 pada adaksial kerapatan terendah pada bagian pangkal sedangkan pada bagian abaksial pada bagian ujung, Cursina 3 sisi adaksial kerapatan terendah pada bagian ujung, sedangkan pada abaksial pada bagian pangkal (Tabel 1).
Indeks stomata menunjukkan rasio antara jumlah stomata dengan sel-sel yang terdapat pada jaringan epidermis (Willmer 1983). Cursina 1 pada sisi adaksial di bagian ujung memiliki nilai indeks stomata lebih besar dibandingkan bagian tengah dan pangkal. Cursina 2 pada sisi adaksial memiliki nilai indeks stomata di bagian tengah lebih besar dibandingkan bagian lainnya. Cursina 3 pada bagian ujung dari sisi adaksial memiliki nilai indeks stomata lebih rendah dibanding bagian tengah dan pangkal. Cursina 1 pada sisi abaksial memiliki nilai indeks stomata terendah di bagian tengah. Cursina 2 pada bagian ujung sisi abaksial memiliki nilai indeks stomata lebih kecil dibandingkan bagian lainnya.
7
permukaan adaksial indeks stomata menunjukkan kecenderungan yang berbeda dengan kerapatan stomata. Berdasarkan hasil pengamatan pada Cursina 1
permukaan abaksial memiliki ukuran stomata lebih besar dan ukuran epidermis kecil, hal ini memungkinkan jumlah stomata lebih rendah dan jumlah epidermis lebih tinggi sehingga memiliki nilai indeks stomata yang rendah. Pada permukaan adaksial bagian tengah Cursina 2, ukuran stomata kecil dan ukuran epidermis besar, hal ini menyebabkan jumlah stomata lebih banyak dan jumlah epidermis sedikit, sehingga memiliki nilai indeks stomata lebih besar (Tabel 1).
Struktur Sayatan Trasnversal Daun Temulawak
Hasil pengamatan pada sayatan transversal daun menunjukkan tiga varietas Cursina memiliki tipe daun dengan jaringan mesofil yang terdiferensiasi menjadi jaringan palisade dan jaringan bunga karang. Susunan daun dari tiga varietas Cursina yaitu, kutikula atas, epidermis atas, hipodermis atas, jaringan palisade, jaringan bunga karang, hipodermis bawah, epidermis bawah, dan kutikula bawah.
Kutikula Daun
Varietas Cursina 1, Cursina 2, dan Cursina 3 memiliki tebal lapisan kutikula atas yang relatif sama, akan tetapi memiliki tebal lapisan kutikula bawah yang berbeda (Tabel 2). Tebal lapisan kutikula bawah pada varietas Cursina 1 dua kali lebih besar dari dua Cursina lainnya. Tebalnya kutikula tidak sama pada setiap tumbuhan, umumnya tanaman yang hidup pada habitat kering memilki tebal lapisan kutikula lebih tebal (Fahn 1991).
Epidermis Daun
Pada tanaman ini dijumpai lapisan hipodermis. Tiga varietas Cursina
memiliki hipodermis pada sisi adaksial dan abaksial. Lapisan epidermis dan hipodermis pada ketiga varietas Cursina memiliki ketebalan yang berbeda di bagian atas maupun bawah (Tabel 2). Varietas Cursina 2 memiliki lapisan epidermis dan hipodermis pada atas dan bawah lebih besar dari dua varietas lainnya. Umumnya pada tanaman ada yang memiliki hipodermis atas dan bawah atau salah satunya, seperti pada beberapa famili Zingiberaceae pada Alpinia spp.
8
Tabel 1 Ukuran epidermis, ukuran stomata, kerapatan stomata, dan indeks stomata tiga varietas Cursina
Varietas Bagian
Ukuran Epidermis Ukuran Stomata Kerapatan Stomata Indeks Stomata (µm) (µm)
Adaksial Abaksial Adaksial Abaksial
Adaksial Abaksial Adaksial Abaksial Panjang Lebar Panjang Lebar Panjang Lebar Panjang Lebar
Cursina 1 Ujung 58.4±1.4 16.9±0.2 58.6±2.5 30.7±2.6 35.4±1.7 18.9±0.4 35.8±1.3 21.6±0.5 26.7±1.0 88.7±2.1 3.5±0.1 11.2±1.5 Tengah 77.0±2.1 26.6±1,2 47.8±0.6 36.4±1.0 39.0±0.2 19.6±0.8 36.7±0.5 24.7±0.7 23.1±1.0 84.3±2.6 3.0±0.2 9.0±0.2 Pangkal 74.6±1.1 37.1±1.0 36.2±0.3 23.1±2.0 38.2±0.8 22.8±1.4 36.7±0.5 21.1±0.8 16.4±0.5 74.6±1.1 3.0±0.1 11.0±0.4
Rata-rata 70±10.1 26.9±10.1 47.5±11.1 30.1±6.7 37.5±1.8 20.4±2.1 36.4±0.5 22.5±1.9 22.1 ± 5.2 82.5±7.1 3.2±0.2 10.4±1.2 Cursina 2 Ujung 68.2±1.3 34.7±0.4 74.3±1.2 23.3±0.8 38.6±0.6 21.0±0.4 35.4±0.5 18.9±0.4 25.0±0.2 74.6±1.1 3.1±0.1 10.0±0.2 Tengah 66.9±0.8 22.8±0.5 57.5±1.1 24.7±0.8 38.2±0.5 19.7±0.3 37.1±0.4 26.5±0.7 26.9±0.7 82.3±0.8 4.0±0.1 11.0±0.3 Pangkal 59.0±1.4 21.5±0.6 53.2±2.9 32.2±1.2 39.8±0.7 19.3±0.4 36.5±0.4 22.4±0.4 13.6±0.8 83.9±0.7 1.0±0.1 11.0±0.8 Rata-rata 64.7±4.9 26.3±7.2 61.7±11.1 26.8±4.8 38.9±0.8 20.0±0.8 36.3±0.8 22.6±3.8 21.8±7.1 80.3±4.9 2.7±1.5 10.6±0±.5 Cursina 3 Ujung 57.9±1.3 19.5±0.6 67.6±2.2 33.7±0.5 37.1±2.2 21.4±0.7 37.2±1.0 20.1±0.3 25.7±0.2 74.6±0.4 3.3±0.2 10.2±0.3
Tengah 62.5±0.5 20.3±0.5 59.5±1.3 24.2±1.3 37.5±0.8 19.3±0.7 37.4±0.7 22.9±1.4 28.5±1.0 85.5±0.9 4.0±0.1 12.0±0.5 Pangkal 72.5±0.6 30.0±0.4 67.5±1.0 23.5±0.6 38.6±0.8 20.5±0.6 36.8±1.5 19.7±0.9 29.3±1.4 73.4±0.6 4.0±0.4 10.0±0.5 Rata-rata 64.3±7.4 23.3±5.8 64.8±4.6 27.1±5.7 37.7±0.7 20.4±1.0 37.1±0.2 20.9±1.7 27.8±1.8 77.9±6.6 3.8±0.4 10.7±1.0
Tabel 2 Ukuran tebal kutikula, epidermis, mesofil, dan tebal daun tiga varietas Cursina
Varietas Tebal Kutikula (µm)
Tebal Epidermis (µm) Tebal Hipodermis (µm) Tebal Jaringan Tebal Jaringan
Tebal daun (µm) Atas Bawah Atas Bawah Atas Bawah Palisade (µm) Bunga Karang (µm)
Cursina 1 5±0 4.6±0.5 32.5±1.7 37.9±2.3 43.8±6.9 45.4±8.4 64.7±4.6 128.1±31.3 320.9±3.8
Cursina 2 5±0 2.5±0 36.9±2.0 40.8±3.7 44.7±4.5 47.7±5.2 49.4±1.5 149.1±1.3 347.9±19.3
9
Mesofil Daun
Mesofil daun merupakan jaringan yang terletak di bawah lapisan epidermis yang biasanya berdiferensiasi menjadi jaringan fotosintetik dan mengandung klorofil (Fahn 1991). Lapisan palisade yang dimiliki oleh tiga varietas Cursina memiliki sifat bifasial yaitu hanya terdapat pada satu sisi adaksial (Gambar 4). Varietas Cursina 1 memiliki dua lapisan palisade, sedangkan dua varietas lainnya hanya memiliki satu lapisan palisade (Gambar 4). Lapisan palisade dari spesies yang sama dapat bervariasi pada setiap varietasnya. Beberapa varietas Colocasia esculenta L memiliki lapisan palisade yang bervariasi, varietas sutera memiliki tiga lapis palisade sedangkan varietas wild-2 memiliki dua lapis palisade (Juliarni et al. 1999).
Gambar 4 Lapisan palisade pada sayatan transversal daun. (A) Cursina 1(B)
Cursina 2 (C) Cursina 3 (Pal: Palisade). Bar = 50µm. Tebal Daun
Ketebalan daun diukur dari kutikula atas hingga kutikula bawah. Varietas
Cursina 2 memiliki tebal daun lebih besar dari varietas lainnya, pada varietas ini ketebalan epidermis dan hipodermis pada sisi adaksial maupun abaksial lebih besar dari dua varietas lainnya, sehingga varietas ini memiliki tebal daun yang lebih besar (Tabel 2). Ketebalan daun pada varietas yang berbeda dari spesies yang sama bisa bervariasi, seperti pada hasil penelitian Juliarni et al. (1999) yang menunjukan bahwa pada beberapa varietas tanaman Colocasia esculenta L. memiliki ketebalan daun yang berbeda.
Identifikasi Struktur Sekretori
Rimpang pada tiga varietas Cursina menunjukkan struktur sekretori berupa sel idioblas. Sel idioblas adalah sel yang berbeda berdasarkan bentuk, struktur, maupun kandungan dari sel-sel disekitarnya. Sel idioblas dijumpai di jaringan parenkima korteks, dan empulur pada rimpang tiga varietas temulawak (Gambar 5). Tipe sel idiobas yang dijumpai dibedakan berdasarkan bentuknya, yaitu tipe 1 berbentuk bulat, tipe 2 segilima, tipe 3 lonjong, dan tipe 4 segitiga (Gambar 6). Varietas Cursina 1 dan Cursina 2 memiliki empat tipe sel idioblas, sedangkan pada varietas Cursina 3 tidak memiliki idioblas berbentuk lonjong. Ukuran sel idioblas dari tiga varietas Cursina bervariasi (Tabel 3). dioblas tipe 1 diukur dengan mengukur diameter karena memiliki bentuk bulat, sedangkan tipe 2, tipe 3, dan tipe 4 diukur dengan pengukuran panjang dan lebar karena memiliki
Pal Pal
10
bentuk berturut-turut segilima, oval dan segitiga. Varietas Cursina 1 dan 3
memiliki sel idioblas tipe 1 dengan ukuran lebih besar dibandingkan tipe sel idioblas lainnya, sedangkan pada Cursina 2 memiliki sel idioblas tipe 3 dengan ukuran yang lebih besar dari sel idioblas tipe lainnya
.
Tabel 3 Ukuran struktur sekretori pada rimpang temulawak varietas Cursina Varietas Struktur Sekretori Ukuran (µm)
Diameter Panjang Lebar
Cursina 1 Idioblas 1 75.9-100.0 - -Idioblas 2 - 35.8-75.2 24.9-61.7 Idioblas 3 - 37.2-91.0 23.4-48.7 Idioblas 4 - 47.8-79.1 25.2-64.8
Cusina 2 Idioblas 1 81.2-90.8 - -Idioblas 2 - 46.8-80.5 36.9-64.5 Idioblas 3 - 136.0 59.0 Idioblas 4 - 82.0-97.0 77.0-78.0
Cursina 3 Idioblas 1 85.4-111.7 - -Idioblas 2 - 45.6-77.2 38.4-60.3 Idioblas 4 68.0-124.0 21.0-88.0
Gambar 6 Variasi bentuk dan ukuran sel idioblas pada rimpang temulawak. (A) sel idioblas tipe 1 (B) sel idioblas tipe 2 (C) sel idioblas tipe 3 (D) sel idioblas tipe 4. Bar = 100µm
Gambar 5 Sayatan transversal rimpang temulawak. (Ep: Epidermis, Kr: Korteks, Em: Empulur, Id: Idioblas) Bar = 300 µm.
Em Ep
Kr Id
11
Uji Histokimia
Kandungan senyawa dalam suatu struktur sekretori dapat diketahui dengan melakukan uji histokimia. Pengujian dengan menambahkan beberapa reagen dapat menunjukkan warna tertentu yang terlihat pada sel idioblas. Hasil uji histokimia terhadap sel idioblas pada rimpang temulawak menunjukkan bahwa sel tersebut mengandung senyawa terpenoid, alkaloid, lipofilik dan kurkumin. Idioblas 1 dan idioblas 2 mengandung senyawa terpenoid, alkaloid, lipofilik, dan kurkumin ( Tabel 4 dan Gambar 7). Sel idioblas 3 dan 4 pada Cursina 1 dan Cursina 2 dan sel idoblas 4 pada Cursina 3 hanya mengandung senyawa terpenoid (Tabel 4). Uji histokimia dari tiga varietas Cursina tidak menunjukkan kandungan senyawa fenol dan flavonoid. Hal ini terlihat bahwa pada uji senyawa fenol, sel idioblas tidak terbentuk warna hijau gelap hingga kehitaman. Hasil pengujian senyawa flavonoid pada kontrol dan reagen, keduanya menunjukkan pendaran warna hijau pada hasil flouresen (Gambar 7). Hal ini dimungkinkan bahwa senyawa kurkumin termasuk kedalam senyawa yang memiliki sifat auto fluoresens. Menurut Halim et al. (2012) berdasarkan uji fitokimia rimpang temulawak mengandung terpenoid, alkaloid, fenol dan flavonoid. Senyawa fenol dan flavonoid yang tidak terdeteksi pada uji histokimia dapat disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu senyawa fenolik memiliki sifat mudah teroksidasi, mudah menguap, dan sensitif terhadap cahaya. Selain itu, senyawa fenolik dapat mengalami penurunan kadar yang diakibatkan oleh faktor pencucian yang dilakukan sebelum pengujian (Grafianita 2011). Arum
et al (2012) melaporkan bahwa hasil positif untuk pengujian senyawa fenol terhadap daun kersen ditunjukkan dengan terbentuknya warna hijau kehitaman karena adanya gugus OH yang berikatan dengan feri triklorida.
Senyawa metabolit sekunder pada beberapa tanaman dapat dijumpai di berbagai organ tanaman. Hasil penelitian Iranbaskh et al. (2006) menunjukkan bahwa sintesis senyawa alkaloid Datura stramonium L. terjadi pada sel idioblas yang terdapat pada akar, batang, dan tangkai daun.
12
Hasil uji histokimia menunjukkan bahwa sel idioblas dapat menghasilkan lebih dari satu jenis metabolit (Tabel 4). Dalam penelitian ini dilakukan upaya untuk mengidentifikasi metabolit yang dihasilkan oleh sel idioblas dan menghitung kerapatan sel idioblas berdasarkan metabolit yang dihasilkan. Varietas Cursina 3 memiliki nilai kerapatan sel idioblas penghasil terpenoid lebih tinggi dibandingkan dua Cursina lainnya. Varietas Cursina 2 memiliki nilai kerapatan sel idioblas tertinggi penghasil alkaloid dan sel idioblas tipe 2 penghasil senyawa lipofilik dibandingkan Cursina 1 dan 3. Varietas Cursina 3 memiliki nilai kerapatan sel idioblas tipe 2 tertinggi penghasil kurkumin dibandingkan dua
Cursina lainnya (Tabel 5). Hal ini sesuai dengan penelitian Setiyono (2011) yang menyatakan bahwa varietas Cursina 2 memiliki kadar minyak atsiri lebih tinggi dan varietas Cursina 3 memiliki kadar kurkumin tertinggi dibandingkan dua
Cursina lainnya.
13
Tabel 5 Kerapatan sel idioblas berdasarkan hasil metabolit Varietas Struktur Sekretori Kerapatan Sel Idioblas (
)
Terpenoid Alkaloid Lipofilik Kurkumin
Cursina 1 Idioblas 1 2.4±0.3 1.2±0.2 1.1±0.09 1.3±0.3
Idioblas 2 0.6±0.1 0.4±0.09 3.3±0.3 1.6±0.3 Idioblas 3 0.2±0.1 0 0 0 Idioblas 4 0.2±0.1 0 0 0
Cursina 2 Idioblas 1 1.7±0.3 2.1±0.6 1.3±0.2 1.5±0.04
Idioblas 2 0.3±0.1 0.9±0.2 4.6±0.6 2.1±0.3 Idioblas 3 0.4±0.0 0 0 0
Idioblas 4 0.07±0.03 0 0 0
Cursina 3 Idioblas 1 2.5±0.4 1.4±0.2 0.8±0.2 1.5±0.2
Idioblas 2 0.4±0.2 1.2±0.4 3.0±0.5 2.6±0.5 Idioblas 4 0.1±0.1 0 0 0
SIMPULAN
Struktur anatomi daun pada tiga varietas Cursina relatif berbeda. Varietas-varietas Cursina dapat dibedakan dari struktur anatomi daunnya berdasarkan jumlah lapisan palisade, tebal lapisan kutikula pada epidermis bawah, dan sebaran stomata. Varietas Cursina 1 memiliki dua lapis jaringan palisade dengan kutikula pada epidermis bawah yang tebal. Indeks stomata pada permukaan adaksial daun, menunjukkan sebaran stomata hampir sama dari ujung hingga pangkal. Varietas
14
DAFTAR PUSTAKA
Ahsan H, Parveen N, Khan N, Hadi SM. 1999. Pro-oxidant, anti-oxidant and cleavage activities on DNA of curcumin and its derivatives demethoxycurcumin and bisdemethoxycurcumin.Chem Biol Interact. 121: 161-175.
Arum YP, Supartono, Sudarmin. 2012. Isolasi dan uji daya anti mikroba daun kersen. J MIPA. 35(2): 165-174.
Boix YF, Victoria CD, Defaveri ACA, Arruda RDCDO, Sato A, Lage CLS. 2013. Glandular trichomes of Rosmarinus officinalis L. anatomical and phytochemical analyses of leaf volatiles. Plant Biosyst. 145(4): 848-856.
Berg CC, Corner EJH. 2005. Flora Malesiana. Leiden (NL): NationalHerbarium Netherland.
Charriere, Ledreix Y. 1973. Etude de la secretion flavonoi-dique des bourgeons de popls nigra L. var. Italica. cinetique du phenomene glandulaire, ultrastructure et evolution du tissu glandulaire. J. Microscopie. 17: 299-316.
Chen J, Nian-He X. 2010. Chromosome cytology, leaf epidermal morphology and planology of Curcuma rubobracteata (Zingiberaceae). Nordic J Bot. 28: 212-215.
Fahn H. 1979. Secretory Tissue in Plants. New York (US): Academic Pr. Fahn H. 1991. Anatomi Tumbuhan Ed-3. Yogyakarta (ID): UGM Pr.
Furr Y, Mahlberg PG. 1981. Histochemical analysis of laticifer and glandular trichomes in Cannabies sativa.J Nat Prod.44(2):153-159.
Grafianita. 2011. Kadar kurkuminoid, total fenol dan aktivitas antioksidan simplisia temulawak (Curcuma xanthorrhiza Roxb.) pada berbagai teknik pengeringan [Skripsi]. Surakarta (ID): Universitas Sebelas Maret.
Halim MRA, Tan MSMZ, Ismail S, Mahmud R. 2012. Standardization and phytochemical studies of Curcuma xanthorrhiza Roxb. Int J Pharm Sci. 4(3): 606-610.
Hussin KH, Chua TS, Halijah I, Wu QG, Liao JP, Liu N. 2000. Comparative leaf anatomy of Alpinia Roxb. species (Zingiberaceae) from China. Bot J Lin Soc. 133: 161-180.
Hwang JK, Shim JS, Pyun YR. 1999.Antibacterial activity of xanthorrhizol from
Curcuma xanthorrhiza against oral pathogens.Fitoterapia 7: 321-323. Iranbaskh A, Oshagi MA, Majd M. 2006. Distribution atropine and scopolamine in different organs and stages of development in Datura stramonium L. (Solanaceae). Structure and ultrastructure of biosynthesizing cells.
Acta Bio Cracov Series Bot. 48(1): 13-18.
Johansen DA. 1940. Plant Microtechnique. New York (USA): McGraw-Hill. Juliarni, Eneng P, Yohana CS, Dorly. 1999. Anatomical study of leaf of taro
(Colocasia esculenta (L.) Schott) from Bogor, West Java, Indonesia.
Jpn J Crop Sci. 68(2): 200-201.
15
accumulation in developing xylem of norway spurce stem. Plant Physiol. 129: 1003-1018.
Mayer F. 1943. The Chemistry of Natural Colouring Matter. New York (US): Reinhold.
Rahardjo M. 2011. Standar Operasional Prosedur Budidaya Temulawak. Bogor (ID): Balai Penelitian Tanaman Rempah dan Obat (Balittro).
Sass JE. 1951. Botanical Microtechnique. Iowa (US): Iowa state College Pr. Sasikumar B. 2005. Genetic resources of Curcuma: diversity, characterization and
utilization. Plant Genetic Resources. 3(2): 230-251
Seema R, Seshu L. 2015. Histochemical localization of curcumin and its significance in chemotypic characterization of selected of species of
Curcuma L. Ind Crops and Prod. 65: 175-179.
Setiyono RT. 2011. Varietas unggul temu lawak (Curcuma xanthorrhiza).Warta Penelitian dan Pengembangan Tanaman Industri. 17(3): 1-4.
Setyawan AD. 2001. Aanatomi sistematik pada anggota famili Zingiberaceae .
Bio SMART. 3(2): 36-44.
Stace CA. 1989. Plant Taxonomy and Biosystematics. London (UK): Cambridge Univ Pr.
16
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Subang pada tanggal 10 Oktober 1993 dari ayah Didin Saepudin dan ibu Oti. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Tahun 2011 penulis lulus dari SMAN 2 Subang dan pada tahun yang sama terdaftar sebagai mahasiswi Program Studi Biologi, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri Undangan IPB.
Tahun 2013 penulis pernah melaksanakan kegiatan studi lapang mengenai Tipe Frekuensi Suara Pada Hemiptera dan Orthoptera di Telaga Warna. Selain itu, penulis telah melaksanakan kegiatan praktik lapang di PT Saraswanti Indo Genetech mengenai Pengujian Mikrobiologi Pada Tepung di PT Saraswanti Indo Genetech yang dilaksanakan pada bulan Juli hingga Agustus 2014.
