PENINGKATAN HASIL ARTEMISININ MELALUI POLIPLOIDISASI DAN KULTUR TEKNIK Artemisia cina Berg ex Poljakov

M. MARINA HERAWATI, Dr. Ir. Aziz Purwantoro, M.Sc.;Dr. Ir. Endang Sulistyaningsih, M.Sc;Prof. Dr. Suwijiyo Pramono, DEA. Apt

2016 | Disertasi | S3 Agronomi

Intisari Tujuan dari penelitian ini adalah (1) mendapatkan konsentrasi zat pengatur tumbuh 2,4-D yang dikombinasikan dengan BA dan lama perlakuan yang optimum dalam menginduksi poliploid tanaman A. cina; (2) mengetahui hasil artemisinin pada tanaman A. cina poliploid; (3) mengidentifikasi efektifitas antara zat pengatur tumbuh dengan kolkisina dalam menginduksi poliploid dan hasil artemisinin; dan (4) mendapatkan persentase penaungan, konsentrasi zat pengatur tumbuh asam Giberellin (GA3) dan aras poliploid yang optimal terhadap hasil artemisinin pada A. cina poliploid. Penelitian tahap pertama: induksi poliploid secara kultur jaringan menggunakan zat pengatur tumbuh 2,4-D yang dikombinasikan dengan Benzil-adenin (BA) dengan konsentrasi 1; 1,5; 2; dan 3 mgL-1 dan lama perlakuan 21 hari dan 28 hari dan kolkisina dengan konsentrasi 100; 150; dan 200 mgL1 dengan lama perlakuan 24; 48; 72 dan 96 jam. Penelitian tahap ke dua adalah kultur teknis tanaman A. cina di lapangan dengan perlakuan naungan 0%, 50% dan 75 % yang dikombinasikan GA3 dengan konsentrasi 0 mgL-1; 50 mgL-1; 75 mgL-1 dan 100 mgL-1 dan aras poliploidi yaitu 2n=3x; 2n=4x; 2n=5x; 2n=6x untuk menghasilkan artemisinin. Data dianalisis menggunakan analisis varians dengan uji lanjut DMRT pada taraf 5% untuk peubah ketahanan, kontras ortogonal untuk parameter pertumbuhan, dan uji t untuk kadar artemisinin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa perlakuan 2,4-D yang dikombinasikan dengan BA dengan lama perlakuan 21 hari dan 28 hari mampu menginduksi poliploid A. cina. Perlakuan 3 mgL-1 2,4-D yang dikombinasikan dengan 1,5 mgL-1 BA merupakan kombinasi konsentrasi yang optimal dalam menghasilkan tanaman poliploid yaitu sebesar 53% sedangkan untuk memperoleh tanaman tetrapolid yang tinggi perlakuan 2 mg 2,4-D L-1 yang dikombinasikan dengan 1 mgL-1 BA merupakan kombinasi konsentrasi yang optimal karena menghasilkan persentase tanaman A. cina tetraploid tertinggi yaitu 11,11%. Tanaman A. cina tetraploid (2n=4x) hasil induksi zat pengatur tumbuh menghasilkan artemisinin sebesar 0,131%. Perlakuan zat pengatur tumbuh lebih efektif dalam induksi poliploid dan hasil artemisinin. Perlakuan penaungan 50%, 50 mgL-1 GA3 dan level poliploid tetraploid (2n=4x) menghasilkan kadar artemisinin tertinggi yaitu 0,488% dan bobot artemisinin tertinggi yaitu 0,062 gram per tanaman. Kata kunci: Artemisia cina, artemisinin, GA3, penaungan, poliploidi, zat pengatur tumbuh

Abstract The aims of this study were: 1 ) Obtaining the optimum concentration and duration of application of plant growth regulator 2,4 - D in combination with BA to induce polyploidy in A. cina 2 ) Knowing the artemisinin content of polyploidA. cina 3).Identifying the effectiveness of plant growth regulator with colchicine in inducing polyploidy and artemisinin yield .4 ) obtaining the optimum shade level, concentration of Gibberellin acid ( GA3 ), and polyploidy level for artemisinin yield in polyploid A. cina.This study consisted of two stages. The first was polyploidy induction through tissue culture technique using plant growth regulators and colchicine. In the first stage, plant growth regulator 2,4 - D in combination with benzyl adenine ( BA ) was applied at concentrations of 1 ; 1.5 ; 2 ; and 3 mg / L during a period of 21 and 28 days . For comparison,colchicine was given at concentrations of 100 mgL-1 ; 150 mgL-1 and 200 mgL-1 for duration of 24 ; 48 ; 72 and 96 hours . The experiment were arranged in a random complete block design for the growth regulators-treated plants and for the colchicine-treated ones. Data were analyzed using analysis of variance and DMRT at 5% level for survival rate variable, orthogonal contrasts at 5% level for growth variables and T-test at 5% level for artemisinin content. The second stage was on-field cultivation of polyploid A. cina. Polyploid plants were treated with different shade level, concentration of GA3, and polyploidy level. The shade levels were 0 %, 50 % and 75 % and combined with GA3 concentrations of 0 mgL-1 ; 50 mgL-1 ; 75 mgL-1 and 100 mgL-1. The polyploidy levels were 2n = 3x ; 2n = 4x ; 2n = 5x ; 2n = 6x. The experiment was assembled in a randomized complete block design. Data were assessed with analysis of variance and DMRT at 5% level. Treatment of 2,4- D in combination with BA with duration application 21 days and 28 days were able to induce polyploid.The application of 3 mgL-1 of 2,4 - D in combination with 1,5 mgL-1 of BA has induced the optimal percentage of polyploidy plants (53%). The use of 2 mgL-1of 2,4 - D combined with 1 mgL1 BA was the optimal combination to produce the highest percentage of tetraploid plants (11.11%). The tetraploidA. cina( 2n = 4x ) produced 0.131 % of artemisinin translating the effectiveness of plant growth regulators in inducing polyploidy and increasing artemisinin biosynthesis. In field, the use of 50 % of shade to cover the plants in combination with 50 mg L- 1of GA3 to the tetraploid plants resulted in the highest artemisinincontent and production, respectively 0.488 % and 0.062 g per plant. Keywords: Artemisia cina, artemisinin, GA3, plant growth regulator, polyploidy, shade

Kata Kunci : Keywords: Artemisia cina, artemisinin, GA3, plant growth regulator, polyploidy, shade