Senyawa Sekunder dalam Jaringan dan Suspensi Sel Kina (Cinchona ledgeriana Moens): Analisis Anatomi, Histokimia dan Kadarnya

Abstract

Kelompok utama senyawa sekunder pada tumbuhan antara lain terpenoid, fenol, flavonoid, senyawa lipofil, dan alkaloid. Peranan senyawa sekunder bagi tumbuhan di antaranya terpenoid sebagai perlindungan diri di lingkungan abiotik dan biotik. Fenol memiliki efek alelopati dan bekerja memecah dormansi biji agar biji segera berkecambah. Flavonoid berguna sebagai antioksidan yang melindungi jaringan dari spesies oksigen reaktif (ROS). Senyawa lipofil berperan dalam menekan autotoksisitas senyawa yang berpotensi toksik pada sel. Alkaloid diketahui mampu memproteksi tanaman dari serangan predator, khususnya mamalia karena bersifat toksik. Alkaloid sudah banyak dimanfaatkan untuk kebutuhan manusia, khususnya di bidang farmasi. Beberapa penggunaan alkaloid di antaranya, dalam pengobatan disentri, pengobatan sakit telinga dan bagian abdominal, serta efektif melawan sel kanker. Meskipun kina telah lama dimanfaatkan, informasi mengenai anatomi dan histokimia jaringan kina belum banyak diketahui, sehingga analisis anatomi dan histokimia dilakukan untuk melengkapi pengetahuan dasarnya. Analisis alkaloid kuinin menjadi fokus dalam penelitian ini, karena C. ledgeriana memiliki alkaloid kuinin tinggi. Selain itu, kuinin banyak dimanfaatkan sebagai tonikum, antipiretikum, antimalaria, pemberi cita rasa pahit, bahan kosmetika, dan bahan baku industri penyamakan. Kebutuhan kuinin yang terus meningkat, tidak sebanding dengan hasil panen dari kulit batang kina. Selain waktu budidaya yang lama, proses pemulihan bagi tumbuhan setelah dipanen juga memerlukan waktu lama. Hal tersebut mendorong diproduksinya obat malaria sintetik. Namun, obat malaria sintetik ini menimbulkan resistensi parasit yang lebih besar, sehingga kuinin masih digunakan. Upaya untuk memproduksi kuinin dengan cepat, salah satunya melalui kultur sel. Namun penelitian yang dilakukan belum memberikan biomassa sel dan kadar kuinin yang optimal. Oleh karena itu, dilakukan penelitian lanjutan untuk mengoptimasi biomassa sel dan kadar kuininnya. Penggunaan elisitor ganda menciptakan kondisi cekaman dalam kultur sel sehingga mampu meningkatkan produksi kuinin. Penelitian ini bertujuan menganalisis struktur sekretori pada jaringan segar dan pada sel yang dikulturkan, yang mengakumulasi senyawa sekunder, serta efek berbagai perlakuan elisitor ganda terhadap kandungan alkaloid kuinin pada kultur suspensi sel kina. Identifikasi struktur sekretori dan anatomi jaringan segar daun dan kulit batang menggunakan mikroskop cahaya. Anatomi jaringan segar diamati melalui sayatan paradermal, transversal dan longitudinal. Sayatan paradermal dibuat dengan metode sediaan utuh, sedangkan sayatan transversal dan longitudinal dibuat metode sayatan segar. Reagen Wagner, Kupri asetat, pewarna Sudan IV, Feri triklorida, dan Aluminium triklorida digunakan untuk analisis histokimia. Lamina daun Cinchona ledgeriana digunakan sebagai eksplan untuk inisiasi kalus. Kalus remah yang dihasilkan diperbanyak di media padat dan dihomogenisasi di media cair sebelum perlakuan. Kalus remah yang berukuran 50 mesh digunakan untuk kultur suspensi sel yang diberi perlakuan elisitor ganda berupa ABA atau PBZ (Paklobutrazol) yang dikombinasikan dengan manitol atau sorbitol. Sel yang berumur 7 minggu dipanen untuk diukur bobot basah dan kering, juga viabilitas selnya. Viabilitas sel diukur menggunakan pewarna TTC (Tripenil Tetrazolium Klorida). Sel yang sudah kering dan digiling hingga berukuran 60 mesh digunakan untuk proses ekstraksi dan purifikasi dan dilanjutkan dengan analisis HPLC untuk kandungan alkaloid kuininnya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa daun kina memiliki hipodermis, selain epidermis atas dan bawah, jaringan palisade dan bunga karang. Kulit batang tersusun atas periderm, korteks, dan floem sekunder. Melalui sayatan paradermal daun nampak jelas adanya trikoma non kelenjar dan stomata bertipe parasitik, sedangkan pada kulit batang ditemukan struktur kanal sekresi dan jejari floem multiseriat. Pada daun dan kulit batang C. ledgeriana terdapat sel idioblas yang mengandung alkaloid dan terpenoid, serta jaringan umum (epidermis, palisade, dan bunga karang) yang mengakumulasi alkaloid, terpenoid, fenol, dan senyawa lipofil. Hanya alkaloid dan terpenoid yang ditemukan pada sel-sel yang dikulturkan, sedangkan ketiga uji lainnya menunjukkan hasil yang negatif. Perlakuan elisitor mampu menaikkan kadar kuinin pada sel kina. Pertumbuhan sel yang terbaik ditunjukkan oleh perlakuan A3K (ABA 3 mg/L ditambah sukrosa 30 g/L). Perlakuan A3S (ABA 3 mg/L dengan kombinasi sorbitol 5.3 g/L dan sukrosa 20 g/L) memberikan kadar kuinin yang paling tinggi meskipun tidak berbeda secara signifikan dengan perlakuan A3M (ABA 3 mg/L dengan kombinasi manitol 5.3 g/L dan sukrosa 20 g/L). Namun nilai kuinin total lebih tinggi diberikan oleh perlakuan A3K dan A3S. Perbedaan waktu dalam pemberian retardan PBZ juga memperlihatkan adanya perbedaan dalam kadar kuinin dan kuinin total. Kadar kuinin pada perlakuan P7M (PBZ 7 mg/L dengan kombinasi manitol 5.3 g/L dan sukrosa 20 g/L) nyata lebih rendah dari perlakuan P7-3S (PBZ 7 mg/L di minggu ketiga kultur dengan kombinasi sorbitol 5.3 g/L dan sukrosa 20 g/L), tapi setara dengan P7-3M (PBZ 7 mg/L di minggu ketiga kultur dengan kombinasi manitol 5.3 g/L dan sukrosa 20 g/L). Namun kuinin total tertinggi diperoleh dari perlakuan P7-3M. Kadar kuinin juga dianalisis dari sampel daun dan kulit batang dengan hasil kadar kuinin pada daun dan kulit batang 4.4 kali lebih besar dibandingkan dengan kadar kuinin hasil kultur sel.