Dibuat Untuk Memenuhi Nilai Ujian Tengah Semester Semester Mata Kuliah Bioteknologi Farmasi
REVIEW JURNAL “PENGARUH “PENGARUH ELISITASI ELISITASI DALAM DALAM MENINGKAT MENINGKATKAN KAN PRODU PRODUKSI KSI SENYAWA METABOLIT SEKUNDER PADA KULTUR JARINGAN TANAMAN”
Dibuat oleh: Ayu Nuki Wahyuni NPM: 13-047
KONSENTRASI KOSMETIKA BAHAN ALAM MAGISTER FARMASI UNIVERSITAS PANCASILA JAKARTA 2014
BAB I PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Tumbuhan merupakan sumber utama senyawa-senyawa kimia yang digunakan untuk industri farmasi, industri makanan, minyak wangi. Banyak dari senyawa tersebut diekstrak dari tumbuhan tropis, namun karena ketersediaan, biaya yang mahal serta struktur senyawa tersebut yang sangat kompleks. Salah satu bentuk perkembangan bioteknologi adalah proses peningkatan produksi terhadap produksi metabolit sekunder. Hal ini dilakukan untuk dapat menghasilkan suatu produk metabolit sekunder yang bersifat unggul dan jumlahnya melimpah. Dalam usaha menghasilkan metabolit sekunder untuk skala besar, sangat diperlukan pemahaman yang besar tentang tingkah laku sel, biosintesis metabolit sekunder didalam tubuh tanaman tersebut. Oleh karena itu, biosintesis metabolit sekunder dengan menggunakan kultur jaringan menjadi alternatif pilihan dan akhirnya menjadi tujuan yang berharga. Namun dari banyak penelitian dan usaha komersial, masih banyak menghadapi kendala. Kultur jaringan (in vitro) tanaman dapat memproduksi senyawa metabolit sekunder. Menurut Mattel dan Smith (1993), agar produksi metabolit sekunder tinggi maka perlu optimasi faktor-faktor internal dan eksternal.Optimasi faktor tersebut dapat dilakukan dalam dua tahap yaitu tahap pertumbuhan dan tahap produksi. Pada tahap pertumbuhan, kondisi kultur diarahkan untuk memproduksi biomassa sel dalam waktu dekat, sedangkan tahap produksi dilakukan pemindahan biomassa sel ke dalam medium produksi dengan tujuan pengkondisian kultur untuk produksi metabolit sekunder. Selain optimasi pada kedua tahap di atas, pendekatan lain yang dapat dilakukan secara efektif untuk meningkatkan produksi biomassa sel dan metabolit sekunder
adalah
penambahan
prekursor
(prazat),
elisitasi
dan
amobilisasi.
(Pandiangan, 2011) Produksi senyawa
bioaktif / metabolit sekunder melalui kultur jaringan dapat
ditingkatkan dengan elisitasi.
Elisitasi merupakan metode yang mengacu pada
fenomena alam dalam mekanisme pertahanan inang terhadap patogennya. Interaksi antara
patogen
dengan tumbuhan
inang
yang
menginduksi
pembentukan
fitoaleksin pada tumbuhan merupakan respon terhadap serangan mikroba patogen
(Vanconsuelo &
Boland, 2007; Yoshikawa & Sugimito, 1993). Senyawa yang
berperan dalam proses elisitasi disebut elisitor.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Bagaimana pengaruh elisitasi dalam meningkatkan produksi senyawa metabolit sekunder pada kultur jaringan tanaman?
1.3
TUJUAN DAN MANFAAT PENULISAN
Diharapkan dengan penulisan makalah ini dapat menambah ilmu pengetahuan mengenai pengaruh elisitasi dalam meningkatkan produksi senyawa metabolit sekunder pada kultur jaringan baik bagi penulis maupun pembaca.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 A.
METABOLIT SEKUNDER Pengertian metabolit sekunder Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam
organisme dan sel.
Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian
(katabolisme) molekul organik kompleks. Meskipun karakteristik makhluk hidup sangatlah bervariasi, akan tetapi jalur metabolik yang secara umum mensintesis dan memodifikasi senyawa-senyawa karbohidrat, protein, lemak dan asam nukleat ternyata secara esensial sama pada semua makhluk (bersif at universal); ada
sedikit
penyimpangan.
Kesamaan
walaupun
ini menunjukkan adanya keseragaman
proses yang fundamental pada semua mahluk hidup, yang secara kolektif disebut sebagai metabolisme primer, dan segala senyawa yang terlibat didalam jalur metabolisme tersebut disebut sebagai metabolit primer. (Dewick , 1999, Strohl, 1997) Berlawanan dengan jalur
metabolisme primer terdapat jalur metabolisme lain
yang melibatkan senyawa senyawa terbatas
di
organik
spesifik
dan
terjadi
sangat
alam. Metabolisme itu disebut metabolisme sekunder, dan senyawa
yang dihasilkan disebut sebagai metabolit
sekunder. Metabolit sekunder adalah
senyawa metabolit yang tidak esensial bagi pertumbuhan organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda-beda antara spesies yang satu dan lainnya. Senyawa ini umumnya mempunyai kemampuan bioaktifitas dan berfungsi sebagai pelindung tumbuhan tersebut dari gangguan hama penyakit untuk tumbuhan itu sendiri atau lingkungannya. Sebagian besar dari metabolik sekunder adalah turunan dari lemak. Setiap organisme biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda, bahkan mungkin satu jenis senyawa metabolit sekunder hanya ditemukan pada satu spesies dalam suatu kingdom. Senyawa ini juga tidak selalu dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase tertentu. (Dewick 1999; Wink, 1999) Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya untuk mengatasi hama dan penyakit, menarik polinator, dan sebagai molekul sinyal. Sampai dengan saat ini telah diidentifikasi lebih dari
100.000 senyawa metabolit
sekunder yang. dapat digolongkan ke
dalam: a). senyawa tanpa atom nitrogen dalam struktumya (seper ti golongan terpen, poliketid, saponin,
oliasetilen,
dU., dan b). senyawa me gandung nitrogen
(golongan alkaloid, amina, glik osida sianogenik,
asam
amino
non
protein,
proteinlenzim tertent , dU.). (Wink, 1999)
C.
Jalur Pembentukan
etabolit Sekunder
Sebelum mengetahui jalur tersebut, berikut merupakan hubunga
metabolit primer
menjadi metabolit sek nder:
Senyawa metabolit sekunder diproduksi melalui jalur di luar bios inthesa karbohidrat dan protein. Ada tiga j alur utama untuk pembentukan metabolit se under, yaitu: a.
Jalur Asam Malo at
Senyawa metabolit se under yang dihasilkan melalui jalur asam malonat diantaranya: asam lemak (laurat,
iristat, palmitat, stearat, oleat, linoleat, linolenic), gliserida,
poliasetilen, fosfolipida, dan glikolipida. Tanaman yang meng asilkan senyawa ini antara lain: Jarak p gar, kelapa sawit, kelapa, jagung, kacang tanah, zaitun, bunga matahari, kedelai, wijen, kapas, coklat, dan alpukat.
b.
Jalur Asam Mevalonat
Senyawa metabolit sekunder dari jalur ini diantaranya adalah Essential oil, Squalent , Monoterpenoid, Menthol, Korosinoid, Streoid, Terpenoid, Sapogenin, Geraniol, ABA, dan GA3. c.
Jalur Asam Sikhimat
Metabolit sekunder yang disintesis melalui jalur asam shikimat diantaranya adalah Asam Sinamat, Fenol, Asam benzoic, Lignin, Koumarin, Tanin, Asam amino benzoic dan Quinon. (Mariska, 2013)
D.
Contoh senyawa metabolit sekunder 1. Terpenoid
Terpenoid adalah merupakan komponen-komponen tumbuhan yang mempunyai bau dan dapat diisolasi dari bahan nabati dengan penyulingan disebut sebagai minyak atsiri. Minyak atsiri yang berasal dari bunga pada awalnya dikenal dari penentuan struktur secara sederhana, yaitu dengan perbandingan aton hidrogen dan atom karbon dari suatu senyawa terpenoid yaitu 8 : 5 dan dengan perbandingan tersebut dapat dikatakan bahwa senyawa tersebut adalah golongan terpenoid. Minyak atsiri bukanlah senyawa murni akan tetapi merupakan campuran senyawa organik yang kadangkala terdiri dari lebih dari 25 senyawa atau komponen yang berlainan. Sebagaian besar komponen minyak atsiri adalah senyawa yang hanya mengandung karbon dan hidrogen atau karbon, hidrogen dan oksigen yang tidak bersifat aromatik yang secara umum disebut terpenoid. Sebagian besar terpenoid mempunyai kerangka karbon yang dibangun oleh dua atau lebih unit C-5 yang disebut unit isopren. Unit C-5 ini dinamakan demikian karena kerangka karbonnya sama seperti senyawa isoprene. 2. Steroid
Steroid terdiri atas beberapa kelompok senyawa dan penegelompokan ini didasarkan pada efek fisiologis yang diberikan oleh masing-masing senyawa. Kelompokkelompok itu adalah sterol,
asam-
asam empedu, hormon
seks, hormon
adrenokortikoid, aglikon kardiak dan sapogenin. Ditinjau dari segi struktur molekul, perbedaan antara berbagai kelompok steroid ini ditentukan oleh jenis substituen R 1, R 2, R 3 yang terikat pada kerangka dasar karbon. sedangkan perbedaan antara senyawa yang satu dengan yang lain pada suatu kelompok tertentu ditentukan oleh panjang rantai karbon R 1, gugus fungsi yang terdapat pada substituen R 1, R 2, R 3, jumlah serta
posisi gugus fungsi oksigen dan ikatan rangkap dan konfigurasi dari pusat-pusat asimetris pada kerangka dasar karbon tersebut. Percobaan-percobaan biogenetik menunjukkan bahwa steroid yang terdapat dialam berasal dari triterpenoid. Steroid yang terdapat dalam jaringan hewan beasal dari triterpenoid lanosterol sedangkan yang terdapat dalam jaringan tumbuhan berasal dari triterpenoid sikloartenol setelah triterpenoid ini mengalami serentetan perubahan tertentu. tahap- tahap awal dari biosintesa steroid adalah sama bagi semua steroid alam yaitu pengubahan asam asetat melalui asam mevalonat dan skualen (suatu triterpenoid) menjadi lanosterol dan sikloartenol. 3. Alkaloida
Alkaloid adalah suatu golongan senyawa organik yang terbanyak ditemukan dialam. Hampir seluruh senyawa alkaloida berasal dari tumbuh-tumbuhan dan tersebar luas dalam berbagai jenis tumbuhan. Semua alkaloida mengandung paling sedikit satu atom nitrogen yang biasanya bersifat basa dan dalam sebagian besar atom nitrogen ini merupakan bagian dari cincin heterosiklik. Hampir semua alkaloida yang ditemukan dialam mempunyai keaktifan biologis tertentu, ada yang sangat beracun tetapi ada pula yang sangat berguna dalam pengobatan. Misalnya kuinin, morfin dan stiknin adalah alkaloida yang terkenal dan mempunyai efek sifiologis dan psikologis. Alakaloida dapat ditemukan dalam berbagai bagian tumbuhan seperti biji, daun, ranting dan kulit batang. Alakloida umumnya ditemukan dalam kadar yang kecil dan harus dipisahkan dari campuran senyawa yang rumit yang berasal dari jaringan tumbuhan. Alkaloida tidak mempunyai tatanam sistematik, oleh karena itu, suatu alkaloida dinyatakan dengan nama trivial, misalnya kuinin, morfin dan stiknin. Hampir semua nama trivial ini berakhiran –in yang mencirikan alkaloida. 4. Flavonoid
Senyawa flavonoida adalah suatu kelompok senyawa fenol yang terbesar yang ditemukan dialam. Senyawa-senyawa ini merupakan zat warna merah, ungu dan biru dan sebagai zat warna kuning yang ditemuykan dalam tumbuh-tumbuhan. Flavonoida mempunyai kerangka dasar karbon yang terdiri dari 15 atom karbon, dimana dua cincin benzen (C6) terikat pada suatu rantaipropana (C3) sehingga membentuk suatu susnan C6 – C3 – C6. Susunan ini dapat menghasilkan tiga jenis struktur senyawa flavonoida. Contoh senyawa flavonoida, diantaranya isoflavonoida. 5. Saponin
Saponin adalah suatu glikosida yang mungkin ada pada banyak macam tanaman. Saponin ada pada seluruh tanaman dengan konsentrasi tinggi pada bagian-bagian tertentu, dan dipengaruhi oleh varietas tanaman dan tahap pertumbuhan. Fungsi dalam tumbuh-tumbuhan
tidak
diketahui,
mungkin
sebagai
bentuk
penyimpanan
karbohidrat, atau merupakan waste product dari metabolisme tumbuh-tumbuhan. Kemungkinan lain adalah sebagai pelindung terhadap serangan serangga. Sifat-sifat Saponin adalah: 1) Mempunyai rasa pahit 2) Dalam larutan air membentuk busa yang stabil 3) Menghemolisa eritrosit 4) Merupakan racun kuat untuk ikan dan amfibi 5) Membentuk persenyawaan dengan kolesterol dan hidroksisteroid lainnya 6) Sulit untuk dimurnikan dan diidentifikasi 7) Berat molekul relatif tinggi, dan analisis hanya menghasilkan formula empiris yang mendekati. Toksisitasnya mungkin karena dapat merendahkan tegangan permukaan (surface tension). Dengan hidrolisa lengkap akan dihasilkan sapogenin (aglikon) dan karbohidrat (hexose, pentose dan saccharic acid). Berdasarkan atas sifat kimiawinya, saponin dapat dibagi dalam dua kelompok: 1) Steroids dengan 27 C atom. 2) Triterpenoids, dengan 30 C atom. Macam-macam saponin berbeda sekali komposisi kimiawinya, yaitu berbeda pada aglikon (sapogenin) dan juga karbohidratnya, sehingga tumbuh-tumbuhan tertentu dapat mempunyai macam-macam saponin yang berlainan.
2.2 A.
METODE ELISITASI Definisi Elisitasi
Elisitasi merupakan penimbulan, atau perekayasaan proses dengan penambahan suatu elisator, pada sel tumbuhan dengan tujuan menginduksi dan meningkatkan pembentukan metabolit sekunder. Selain itu, elisitasi merupakan suatu respon dari suatu sel untuk menghasilkan metabolit sekunder. Dalam hal ini adanya interaksi patogen dengan inang akan menginduksi pembentukan fitoaleksin pada tumbuhan. Fitoaleksin itu sendiri merupakan senyawa antibiotik yang mempunyai berat molekul rendah, dan dibentuk pada tumbuhan tingkat tinggi sebagai respons terhadap infeksi
mikroba patogen.Senyawa yang merupakan bagian dari mekanisme tersebut dapat dianalogikan dengan antibody yang terbentuk sebagai respons imun pada hewan (Yoshikawa&Sugimito, 1993). Kegunaan elisitasi yaitu merangsang suatu tanaman untuk menghasilkan fitoaleksin. Suatu tanaman dapat menghasilkan fitoaleksin jika tanaman tersebut mendapatkan cekaman. Cekaman tersebut dapat berupa serangan ataupun perlukaan pada sel tanaman. Sel tersebut akan merespon serangan dengan mekanisme pertahanan, dan zat yang dihasilkan dari mekanisme pertahanan tersebut merupakan fitoaleksin.
B.
Penggolongan Elisitor
Senyawa yang berperan dalam proses elisitasi disebut elisitor. Elisator ada 2 kelompok, yaitu elisator abiotik dan elisator biotic. 1.
Elisitor abiotik, bisa berasal dari senyawa anorganik , radiasi secara fisik, seperti ultraviolet, logam berat, dan detergen
2.
Elisator biotik dapat dikelompokkan dalam elisator endogen,dan elisator eksogen,yaitu : a) Elisator endogen, umumnya berasal dari bagian tumbuhan itu sendiri, seperti bagian dari dinding sel (oligogalakturonat) yang rusak. Rusaknya dinding sel ini, disebabkan oleh suatu serangan pathogen. Dinding sel yang rusak dan terluka oleh karena aktivitas enzim hidrolisis dari serangan pathogen. b) Elisator eksogen, bisa berasal dari dinding jamur misalnya kitin, atau glukan. Selain itu dapat berupa senyawa yang disintesis, misalnya protein (enzim) (Salisburry & Ross. 1996).
Elisitor mengaktifkan gen dalam tumbuhan yang mengkode enzim yang diperlukan untuk sintesis fitoaleksin. Elisitor selain menginduksi pembentukan fitoaleksin juga meningkatkan berbagai metabolit sekunder dan enzim lain. Pada kultur kalus dan kultur sel penambahan elisitor juga dapat menginduksi senyawa metabolit sekunder yang bukan fitoaleksin (Eilert et al. 1986). Setiap tipe elisitor berdasarkan karakteristiknya masing-masing dapat menginduksi respon spesifik yang tergantung pada interaksi kultur tumbuhan dan elisitor. Elisitor biotik berasal dari makhluk hidup, dari patogen atau dari tumbuhan itu sendiri. Elisitor abiotik berupa faktor fisik atau senyawa kimia.Contoh elisitor abiotik berupa senyawa kimia contohnya yaitu asam salisilat. Selain itu elisitor abiotik yaitu biasa
berasal dari senyawa anorganik dan radiasi secara fisik seperti UV (ultraviolet), logam berat dan detergen (Vasconsuelo & Boland. 2007). C.
Metode Elisitasi
1.
Persiapan alat dan medium a) Pemilihan medium untuk induksi kalus b) Disiapkan Alat dan Bahan Alat dan bahan yang akan digunakan disiapkan terlebih dahulu, bahan diidentifikasi bagian yang dianggap mengandung metabolit sekunder c) Sterilisasi medium dan alat-alat yang akan digunakan di autoklaf pada suhu 121oC pada tekanan 15 Psi selama 15 menit d) Alat-alat selanjutnya disrerilisasi dalam oven pada suhu 170oC selama 1 jam
2.
Persiapan eksplan a) Pemilihan eksplan b) Eksplan yang digunakan dicuci terlebih dahulu di bawah air mengalir selama 15 menit
3.
Sterilisasi eksplan a) Direndam dalam etanol 70% selama 6 menit b) Dibilas dengan aquades steril c) Dimasukkan dalam LAF/kotak pemindahan beraliran udara
4.
Diinduksi kalus a) Penanaman dan induksi kalus dilakukan di dalam LAF b) Medium induksi kalus yang telah siap tanam, alat-alat dan eksplan yang sudah steril dimasukkan dalam LAF c) Setelah penanaman semua botol kultur disimpan dalam ruang kultur pada suhu kamar d) Kalus yang terbentuk di subkulturkan untuk perbanyakan sampel dan sebagai cadangan untuk penelitian
5.
Penyiapan elisitor Ditambahkan dalam konsentrasi kecil ke dalam aquades steril, kemudian disterilisasi dengan autoklaf. Jika yang digunakan jamur/bakteri, dipanen pada fase stasioner dengan cara membuat kurva pertumbuhan mikroba.Kemudian disterilkan dan dimurnikan dengan autoklaf.
6.
Tahap selanjutnya
a)Elisitasi dilakukan dengan cara aseptik, dengan menambahkan elisitor pada konsentrasi tertentu pada kulturagregat/suspensi sel b)Dilakukan pemanenan pada saat terjadi perubahan warna menjadi kecoklatan, warna kecoklatan menandakan bahwa senyawa metabolit sekunder tersebut mengandung fenol. Selain perubahan warna, diukur berat kering biomassa yang menandakan adanya akumulasi metabolit sekunder pada medium dan kalus sehingga siap untuk dipanen. Pemanenan metabolit sekunder pada medium dan kalus. c)Analisis kualitatif dan kuantitatif kandungan metabolit sekunder.
BAB III PEMBAHASAN
3.1
PENGARUH SENYAWA
ELISITASI METABOLIT
DALAM SEKUNDER
MENINGKATKAN PADA
PRODUKSI
KULTUR
JARINGAN
TANAMAN
Hubungan elisitasi dengan teknik kultur jaringan tanaman memberikan korelasi positif. Elisitor dalam hal ini merupakan serangan atau pemacu yang dapat meningkatkan metabolit sekunder yaitu dengan cara perlukaan baik secara endogen maupun eksogen. Misalnya pada perlukaan secara endogen yaitu keluarnya asam jasmonic sehingga selnya merespon bahwa telah terjadi luka, kemudian sel tersebut mengeluarkan pertahanan dirinya yang disebut fitoaleksin (senyawa antibiotik yang mempunyai berat molekul rendah, dan dibentuk pada tumbuhan tinggi sebagai respons terhadap infeksi mikroba pathogen). Pada perlukaan secara eksogen, misalnya terjadi infeksi akibat mikroba patogen. Akibatnya dinding sel menjadi rusak lalu ada mekanisme dari fitoaleksin untuk meregenerasi sel-sel yang rusak tersebut. Metode elisitasi digunakan saat kita ingin memproduksi metabolit sekunder yang menghasilkan fitoaleksin dan enzim spesifik penghasil metabolit sekunder serta medium paling tepat sudah diketahui agar berhasil meningkatkan produksi metabolit sekunder. Serta menghasilkan biomassa dalam jumlah besar dan dalam waktu yang relatif singkat yang jika secara konvensional tidak bisa dilakukan. Waktu penggunaan metode elisitasi : 1. Ketika penggunaan metode kultur jaringan konvesional (kultur suspensi, kultur sel, dsb) memberikan hasil metabolit yang tidak optimal (sedikit). 2. Sudah diketahui enzim spesifik penghasil metabolit sekuder serta medium paling tepat agar berhasil meningkatkan produksi metabolit sekunder. Alasan pemilihan metode elisitasi : 1. Beragam sistem kultur sel pada tanaman tidak memberikan metabolit yang bernilai tinggi (Amid dan Jamal,2009). 2. Dibandingkan dengan berbagai macam metode untuk meningkatkan produksi metabolit
sekunder
seperti
immobilization,penambahan
optimasi
media,cell
precursor,transformasi
line
selection,
genetic,kultur
cell
rambut
akar;elisitasi merupakan metode yang paling berhasil memproduksi metabolit sekunder dalam kultur sel dari berbagai tanaman (Amid dan Jamal ,2009).
Pengaruh Elisitasi : Pada proses elisitasi, walau terjadi peningkatan asupan hara tetapi pertumbuhan tanaman terhambat. Hal ini dikarenakan tumbuhan memerlukan banyak energi untuk membentuk metabolit sekunder sebagai pertahanan diri atas serangan patogen. Elisitor mengaktifkan gen dalam tumbuhan yang mengkode enzim yang diperlukan untuk sintesis fitoaleksin. Elisitor selain menginduksi pembentukan fitoaleksin juga meningkatkan berbagai metabolit sekunder dan enzim lain. Pada kultur kalus dan kultursel
penambahan
elisitor
juga
dapat
menginduksi senyawa metabolit
sekunder
yang bukan fitoaleksin (Eilert et al. 1986). Salah satu pengaruh yang
ditimbulkan oleh elisitor adalah adanya depolarisasi sel tumbuhan yang berarti aktivasi saluran ion endogen oleh elisitor. Elisitor juga dapat membentuk pori sehingga memungkinkan ion menembus membran tanpa perlu terikat pada reseptor dan aktivasi saluran ion (Kluasener & Weiler 1999). Isaac (1992) menyatakan bahwa elisitor dapat menginduksi akumulasi metbolit sekunder dalam jaringan tumbuhan dengan menstimulasi sintesis mRNA melalui peningkatan laju transkripsi gen-gen terlibat. Beberapa faktor yang mempengaruhi kandungan metabolit sekunder dalam kultur yang dielisitasi antara lain: a. Jenis elisitor Berikut contoh jenis elisitor yang digunakan: Asam jasmonik merupakan salah satu elisitor abiotik
yang banyak
digunakan.
Asam jasmonik adalah senyawa alami yang disintesis oleh tumbuhan sebagai respon terhadap adanya serangan patogen. Asam jasmonik berperan dalam menginisiasi transkripsi
gen-gen yang terlibat
dalam mekanisme pertahanan pada tumbuhan.
Senyawa ini merupakan senyawa pengatur penting yang mempengaruhi respon dan signal tumbuhan yang bekerja dalam penghambatan atau aktivasi suatu hubungan (Norbert et al. 2007). Hasil akhir dari proses ini adalah produksi senyawa metabolit sekunder terutama senyawa yang terlibat dalam mekanisme pertahanan pada tumbuhan (Gundlach et al. 1992).Hal ini menjadi dasar penggunaan asam jasmonik dan derivatnya sebagai elisitor pada
berbagai
kultur
invitro tanaman
dalam rangka peningkatan produksi metabolit sekunder. Penambahan Cu dalam kultur in-vitro sampai dosis tertentu dapat memengaruhi akumulasi metabolit sekunder, hal ini disebabkan karena ion logam Cu 2+ dapat berfungsi sebagai pemacu terhadap aktivitas lipoxigenase, membran sel dan Ca dalam
sitosol sehingga berpengaruh pada metabolisme, hasil metabolit dan pertumbuhan sel. Peran elisitor dan Cu dalam sintesis metabolit sekunder dapat menginduksi asam askorbat dan Flavan-3-ol lewat stimulasi (Saptarini, 1994). Penggunaan ion logam Cu 2+ diperlukan karena berperan dalam proses enzimatis seperti cytochrom oxidase, ascorbic acid oxidase dan laccase dan reaksi oksidasi-reduksi. (Sutini et al , 2008) b. Konsentrasi elisitor Konsentrasi elisitor merupakan salah satu faktor pembatas yang menentukan kandungan metabolit sekunder pada kultur jaringan yang dielisitasi. Hal ini menunjukkan bahwa pada membran plasma terdapat reseptor untuk elisitor dengan jumlah tertentu, sehingga untuk meningkatkan kandungan katarantin diperlukan konsentrasi elisitor yang optimum (Buitelaar et al ., 1991). c. Waktu kontak elisitor dengan sel tumbuhan Waktu kontak antara elisitor dan reseptor memerlukan waktu yang optimum hingga dihasilkan
metabolit
sekunder
yang
optimum.
Waktu
elisitasi
tersebut
menggambarkan lamanya waktu yang diperlukan sel untuk melangsungkan jalur metabolit sekunder hingga terbentuknya suatu produk (Buitelaar et al ., 1991) d. Galur sel yang digunakan e. Waktu penambahan elisitor dan fase pertumbuhan sel dalam kultur Jumlah elisitor yang ditambahkan ke dalam kultur sel biasanya sangat kecil dan ditambahkan pada tahapan pertumbuhan kultur tertentu (Collin & Edward 1998). f. Nutrient yang digunakan dalam medium
3.2
1.
KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN ELISITASI
Keuntungan Elisitasi memiliki banyak keuntungan diantaranya: a) Merangsang tanaman untuk memproduksi fitoaleksin untuk pertahanan dirinya, b) Memproduksi metabolit sekunder dalam skala besar yang relatif singkat, c) Menginduksi sintesis dan aktivitas enzim, serta ada peningkatan secara nyata bagi senyawa yang diharapkan.
2.
Kerugian a) Prosedur kompleks, misal untuk mendapatkan hasil maksimum diperlukan kultur dengan dua tahap. Dua tahap elisitasi : Menurut Yu.et.al (2000) elisitasi melalui dua tahap proses yaitu pertama medium pertumbuhan tanpa elisitor untuk biomassa maksimum sedangkan pada tahap kedua Jaringan akar rambut yang
terakumulasi ditransfer kedalam medium yang mengandung elisitor sebagai medium produksi yang membatasi pertumbuhan tetapi merangsang biosintesis alkaloida. b) Kadar konsentrasi elisitor harus optimum,Konsentrasi elisitor adalah titik kritis dalam keberhasilan elisitasi. Jika penambahan kurang tepat malah akan mengurangi produksi metabolit sekundernya. c) Sulit untuk meningkatkan produksi dua atau lebih metabolit sekunder yang kita inginkan dalam satu sistem elisitasi. d) Tidak semua metabolit sekunder yang dihasilkan berupa fitoaleksin sehingga dapat mengganggu peningkatan produksi metabolit sekunder. e) Pemberian elisitor yang menyebabkan luka sehingga nutrisi yang terdapat dalam tanaman digunakan untuk menutupi luka, akibatnya tidak ada nutrisi yang digunakan untuk pertumbuhan sel. Serta jika penambahan elisitor terlalu banyak, justru akan mengurangi pertumbuhan sel, hal itu disebabkan adanya pengaruh feedback inhibition. f) Membutuhkan senyawa spesifik untuk setiap metabolit sekunder (Verpoorte et al,1994).
BAB IV PENUTUP
4.1
KESIMPULAN
Elisitasi merupakan penimbulan, atau perekayasaan proses dengan penambahan suatu elisator, pada sel tumbuhan dengan tujuan menginduksi dan meningkatkan pembentukan metabolit sekunder. Senyawa yang berperan dalam proses elisitasi disebut elisitor. Elisitor dalam hal ini merupakan serangan atau pemacu yang dapat meningkatkan metabolit sekunder yaitu dengan cara perlukaan baik secara endogen maupun eksogen. Beberapa faktor yang mempengaruhi kandungan metabolit sekunder dalam kultur yang dielisitasi antara lain macam elisitor, konsentrasi elisitor, waktu kontak elisitor dengan sel tumbuhan, galur sel yang digunakan, waktu penambahan elisitor dan fase pertumbuhan sel dalam kultur, serta nutrien yang digunakan dalam medium.
4.2
SARAN
Perlu dilakukan review lebih mendalam lagi mengenai jenis-jenis elisitor yang digunakan dan pengaruhnya terhadap produksi metabolit sekunder melalui kultur jaringan tanaman.
DAFTAR PUSTAKA
Collin HA, Edwards S. 1998. Plant Cell Culture. UK : BIOS Scientific Publisher Dewick, P.M. 1999. Medicinal Natural Products. A Biosynthetic Approach. England: John Wiley & Sons Ltd. Eilert U, Constabel F,
Kurz WGW. 1986. ElicitorStimulation of
Monoterpene
Indole
Alkaloids Formation in Suspension Culture of Catharanthus roseus. Journal of Plant Physiology 126. Flocco CG, Alvarez MA, Giulietti AM. 1998. Peroksidase Production in Vitro byArmoracia
lapathifolia (horseradish)transformed root
cultures:
Effect
of
Elicitation on Level and Profile of Isoenzymes. Biotechnol. Appl. Biochem 23:33- 38. Habibah, Noor Aini. 2009. Efektivitas Penambahan Elisitor Asam Jasmonik Dalam Peningkatan Sintesis Senyawa Bioaktif Andrografolid Pada Kultur Suspensi Sel Sambiloto. Biosaintifika Vol. 1, No.1, Maret 2009, Hal. 11 – 18 Isaac, S. 1992. Fungi plant interaction. London: Chapman and Hall Publ. Mariska, Ika. 2013. Metabolit Sekunder: Jalur Pembentukan Dan Kegunaannya. Diakses Melalui Http://Biogen.Litbang.Deptan.Go.Id/Index.Php/2013/08/Metabolit-SekunderJalur-Pembentukan-Dan-Kegunaannya/ Mukarlina,
Dkk.2006.
Pengaruh
Pemberian
Elisitor
Homogenat
Jamur Pythium
Phanidermatum (Edson) Fitzp. Terhadap Kandungan Ajmalisin Dalam Kultur Akar Catharantus Roseus (L) G. Don. Jurnal Matematika Dan Sains, Juni 2006, Vol. 11 No. 2 Pandiangan, Dingse. 2011. Peningkatan Produksi Katarantin Melalui Teknik Elisitasi Pada Kultur Agregat Sel Catharanthus Roseus. Jurnal Ilmiah Sains Vol. 11 No. 2, Oktober 2011 Purwianingsi,
Widi
Dan
Yanti
Hamdiyati.
Metode
Elisitasi
Menggunakan
Ragi
Sacharomyces Cerevisiae H. Untuk Meningkatkan Kandungan Bioaktif Kuinon Kalus Morinda Citrifolia L. (Mengkudu). Bandung: Prodi Biologi, Jurusan Pendidikan Biologi Fpmipa, Universitas Pendidikan Indonesia. Salisbury BF dan Ross WC, 1996. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB. Terjemahan Diah R Lukman dan Sumaryono,
Strohl, W.R. 1997. Biotechnology of Antibiotics, 2 nd Edition, Revised and Expanded. New York: Marcel Dekker Inc. Sutini B, Dkk. 2008. Meningkatkan Produksi Flavan-3-Ol Melalui Kalus Camellia Sinensis L. Dengan Elisator Cu 2+. Berk. Penel. Hayati: 14 (39–44), 2008 Vasconsuelo A and Boland R. 2007. Molecularaspects Of The Early Stages Of Elicitation Of Secondary Metabolites In Plants. ScienceDirect. Plant Science 172. Verpoorte, R. and R. van der Heijden. 1991. Plant biotechnology for the production of alkaloids : Present status and prospects, 1991, in Brossi A.(ed). Sandiego: Academic Press Inc. Wink, M. 1999. Function of Plant Secondary Metabolites and Their Exploitation in Biotechnology. Annual Plant Review, Vol. 3 Yoshikawa M, Sugimoto K. 1993. A Specific Binding Site on Soybean Membranes for a Phytoalexin Elicitor Released from Fungal Cell Wall by b-1,3 Endoglucananse. Plant Cell Physiology 34 (8)
