antara konsorsium bakteri endofit dengan hara P. Seluruh penelitian dilakukan di laboratorium mikrobiologi, rumah kaca dan kebun percobaan Balittro Bogor.
Analisis kimia tanah dan jaringan tanaman dilakukan di Laboratorium Uji Balittro. Analisis andrografolid dilakukan di Laboratorium Pusat Studi
Biofarmaka IPB dan Balittro. Analisis hormon dilakukan di Laboratorium Balai Besar Pasca Panen Litbang Pertanian, dan identifikasi bakteri dilakukan di
Laboratorium International Centre Biodiversity Bogor ICBB. Ruang lingkup penelitian disajikan pada Gambar 1.1 berikut:
Gambar 1.1. Diagram Alir Penelitian Percobaan 1:
Eksplorasi, isolasi dan seleksi bakteri endofit dari tanaman
sambiloto sebagai pemacu pertumbuhan tanaman
Percobaan 2: Potensi konsorsium bakteri
endofit sebagai pemacu pertumbuhan dan produksi
andrografolid pada tanaman sambiloto
Percobaan 4: Tanggap agronomi tanaman
sambiloto terhadap konsorsium bakteri endofit dan fosfat pada
media larutan hara Percobaan 3:
Penggunaan konsorsium bakteri endofit dan fosfat terhadap
produksi dan kadar andrografolid di lapangan
Rekomendasi konsorsium bakteri endofit dan fosfat untuk meningkatkan produksi dan kadar andrografolid
Pemanfaatan konsorsium bakteri endofit dalam meningkatkan produksi dan kadar andrografolid pada tanaman sambiloto.
Hasil yang diharapkan: 1 Jenis konsorsium bakteri
endofit endogenous tanaman sambiloto
2 Keragaman konsorsium bakteri endofit
Hasil yang diharapkan: Konsorsium bakteri endofit
yang berpotensi dalam meningkatkan pertumbuhan,
produksi dan kadar andrografolid di rumah kaca
Hasil yang diharapkan: 1 Konsorsium bakteri endofit
dan dosis P yang terbaik 2 Informasi hubungan
konsorsium bakteri endofit dan fosfat di lapangan
Hasil yang diharapkan: Informasi hubungan antara
konsorsium bakteri endofit dan fosfat dalam media larutan
hara
2. TINJAUAN PUSTAKA
Tanaman Sambiloto Andrographis paniculata
Botani dan taksonomi
Sifat morfologi tanaman sambiloto yang tumbuh pada lingkungan tumbuh berbeda pada umumnya sama, kecuali pada sifat morfologi kuantitatif seperti
tinggi tanaman, panjang dan lebar daun. Tanaman sambiloto termasuk dalam klasifikasi sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta
Sub Divisi : Angiospermae
Kelas : Dicotyledonae
Ordo : Solanaceae
Famili : Acanthaceae
Genus : Andrographis
Spesies : Andrographis paniculata Nees
Produksi dan mutu simplisia tanaman obat pada umumnya dipengaruhi oleh faktor genetik varietas dan lingkungan, termasuk di dalamnya teknologi
budidaya, kondisi lahan dan penanganan pasca panen. Faktor-faktor lingkungan yang berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman antara lain iklim
meliputi cahaya, curah hujan, suhu udara, kelembaban dan lingkungan perakaran baik fisik maupun kimia Pujiasmanto et al. 2007.
Lingkungan tumbuh
Kondisi lingkungan yang optimal akan mendukung tanaman untuk tumbuh dengan baik. Tanaman sambiloto menginginkan lingkungan tumbuh dengan tipe
iklim A, B dan C menurut klasifikasi Schmidt dan Ferguson dengan curah hujan 2000-3000 mm tahun
-1
. Ketinggian tempat yang optimum bagi pertumbuhan dan produksi sambiloto yaitu mulai 1-700 m dpl. Tinggi tempat ini erat hubungannya
dengan suhu yang juga sangat berpengaruh terhadap berbagai proses fisiologi tanaman dan akan mempengaruhi produksi sambiloto Yusron dan Januwati
2004.
Tanaman sambiloto menghendaki banyak sinar matahari, namun demikian tanaman ini masih tumbuh dan berproduksi dengan baik pada kondisi ternaungi
sampai 30, tetapi jika budidaya dilakukan dengan kondisi naungan diatas 30, mutu simplisia sambiloto cenderung menurun. Hasil penelitian Saravanan et al.
2008 menunjukkan bahwa total herbal tanaman sambiloto dan hasil andrografolid merupakan yang tertinggi di bawah kondisi cahaya terbuka. Hal
tersebut menunjukkan bahwa A. paniculata sesuai untuk budidaya terbuka.
Sambiloto mampu tumbuh hampir pada semua jenis tanah. Pada habitat alamnya, sambiloto ditemui di hutan-hutan pada kondisi solum tanah yang
dangkal. Sambiloto dapat tumbuh di ketinggian 180-861 m di atas permukaan laut dengan kondisi lingkungan suhu 20-27
o
C, kelembaban udara relatif 78-87, dan curah hujan 2000-3000 mm tahun
-1
. Sambiloto dapat tumbuh pada tanah dengan kandungan unsur hara N sedang, P rendah, K sedang, Mg rendah, Ca
sangat rendah sampai rendah, C organik rendah sampai sedang, dan pH masam sampai sangat masam Pujiasmanto et al. 2007.
Sambiloto lebih banyak ditemukan di dataran menengah dibandingkan dataran rendah dan tinggi. Kadar andrographolid tertinggi diperoleh dari
sambiloto yang tumbuh di dataran menengah 2.27 , sedangkan di dataran rendah 1.37 dan dataran tinggi 0.89 Pujiasmanto et al. 2009. Tanaman
sambiloto untuk menghasilkan produksi yang maksimal, memerlukan kondisi tanah yang subur. Kadar andrografolid terbentuk melalui proses metabolisme
sekunder dalam tumbuhan sebagai upaya untuk mempertahankan diri dari ekosistem tumbuhnya, oleh karena itu tinggi rendahnya kadar metabolit sekunder
dalam setiap tumbuhan dipengaruhi oleh lingkungan seperti ketinggian tempat, curah hujan, kesuburan tanah dan suhu Vanhaelen et al. 1991.
Senyawa kimia yang terkandung dalam tanaman sambiloto
Daun dan percabangan tanaman sambiloto mengandung laktone yang terdiri dari deoksi andrografolid, andrografolid, flavonoid, alkane, keton, aldehid,
mineral kalium, kalsium, dan natrium, asam kersik, dan dammar Rao et al. 2004. Andrografolid termasuk golongan biosintesis diterpenoid yang utama di
dalam A. paniculata dan turunannya telah diidentifikasi sebagai kandungan kimia utama yang bertanggung jawab atas terapeutik tanaman Chao dan Lin 2010;
Wang et al. 2004; Xia 2004; Chen et al. 2007; Wang et al. 2009; Akowuah et al. 2006; Muntha et al. 2003; Nanduri et al. 2004; Rao et al. 2004; Srivastava et al.
2004.
Efek farmakologis tanaman sambiloto
Tanaman sambiloto mempunyai banyak khasiat dan manfaat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara farmakologi, tanaman sambiloto banyak
sekali efeknya antara lain sebagai antikanker dan antitumor Jada et al. 2007; Akowuah et al. 2006, hepatoprotektif Kapil et al. 1993; Batkhuu et al. 2002;
Liu et al. 2007; Rao et al. 2004, antiinflamasi Wang et al. 2004; Levita et al. 2010, antioksidan Lin et al. 2009, antidiabetes Zhang et al. 2009, antibakteri
Xu et al. 2006, agen antivirus Calabrese et al. 2000; Singh et al. 2001, antihipertensi Huang 1987, antihyperglycaemic Zhang dan Tan 1999, dan
antiHIV Calabrese et al. 2000, obat demam, sakit tenggorokan, dan malaria Pandy dan Mandal 2010. Andrografolid mempunyai beberapa turunan yang
berpotensi sebagai antikanker antara lain 14 acetylandrografolid sebagai antikanker leukemia, ginjal, dan rahim Jada et al. 2007. Neoandrografolid
sebagai antihepatotoxicity Kapil et al. 1993; Batkhuu et al. 2002; Liu et al. 2007.
Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa pertumbuhan sel kanker dapat dihambat dengan menggunakan ekstrak andrografolid yang terkandung
dalam tanaman sambiloto. Derivat andrografolid yaitu 3.19-isopropylidene andrographolide
adalah selektif terhadap leukemia dan sel-sel kanker usus besar sedangkan 14-acetylandrographolide adalah selektif terhadap leukemia, sel-sel
kanker ovarium dan ginjal Jada et al. 2007. Jiang et al. 2007 menyatakan andrografolid dapat menghambat adhesi sel kanker lambung ke sel endotel
dengan memblokir ekspresi eselectin Jiang et al. 2007, dan menghambat sel kanker manusia Shi et al. 2008.
Metabolit Sekunder
Metabolit sekunder atau dikatakan sebagai bahan alami merupakan senyawa yang dihasilkan oleh tanaman, namun tidak memiliki fungsi langsung
terhadap pertumbuhan dan perkembangan suatu tanaman Taiz and Zeiger 2002.
Metabolit sekunder dijumpai dalam jumlah terbatas pada tumbuhan dan metabolit sekunder tertentu mungkin dihasilkan pada satu spesies atau beberapa spesies
tertentu, sedangkan metabolit primer ditemukan hampir pada semua spesies tumbuhan Taiz dan Zeiger 2002.
Metabolit sekunder merupakan senyawa yang disintesis tanaman dan digolongkan menjadi lima yaitu glikosida, terpenoid, fenol, flavonoid, dan
alkaloid. Senyawa-senyawa tersebut bermanfaat bagi tanaman itu sendiri maupun bagi serangga, hewan dan manusia. Metabolit sekunder sangat diperlukan bagi
tumbuhan karena mempunyai fungsi yang cukup penting antara lain: 1 sistem pertahanan terhadap virus, bakteri dan jamur, 2 sistem pertahanan terhadap
serangga, 3 sistem pertahanan terhadap tanaman lain melalui allelopati, 4 atraktan serangga untuk membantu penyerbukan, 5 sistem pertahanan terhadap
lingkungan yang kurang menguntungkan, dan 6 sebagai obat, food additive, flavor, pewarna dan pestisida nabati Vickery dan Vickery 1981.
Pengertian senyawa terpenoid
Tanaman sambiloto mengandung metabolit sekunder yang tergolong dalam senyawa terpenoid khususnya diterpenoid Srivastava dan Akhila 2010.
Terpenoid adalah senyawa metabolit sekunder yang berasal dari senyawa hidrokarbon isometrik dan merupakan
kelompok bahan kimia yang paling luas dan beragam dari produk alami. Senyawa ini dihasilkan terutama oleh berbagai macam tanaman,
meskipun beragam tetapi memiliki struktur yang sederhana dan mudah diklasifikasikan. Terpenoid adalah kelompok yang unik dari hidrokarbon alam berbasis produk alam, strukturnya
diturunkan dari isopren, dan menimbulkan struktur yang dibagi ke dalam unit-unit isopentane
2- methylbutane
Brielmann et al. 2006.
Istilah terpenoid atau isoprenoid terdiri atas 5 karbon isopren yang semuanya adalah turunan dari terpenoid Vickery dan Vickery 1981.
Terpenoid berasal dari berbagai jenis zat produk alami yang disintesis tumbuhan dengan berbagai fungsi yang penting
secara fisiologi maupun terhadap manusia. Lebih dari 40000 jenis terpenoid telah diisolasi dari tanaman, binatang dan berbagai spesies bakteri Rohdich et al.
2005.
Struktur dan biosintesis terpenoid
Struktrur terpenoid berasal dari isoprene memiliki rumus molekul C
5
H
8
.
Rumus molekul dasar senyawa terpen merupakan kelipatan
C
5
H
8
n dengan n adalah jumlah unit isoprene terkait. Struktur-struktur yang terkait dalam pembentukan terpenoid adalah: isoprene,
dimethylalllil pyrophospat DMAPP, dan Isopentenyl Pyrophosphate IPP
Vickery dan Vickery 1981;
Brielmann et al. 2006 . Senyawa Terpenoid dapat
terbentuk melalui 2 lintasan yaitu: 1 lintasan mevalonat yang terbentuk di sitosol dan 2 lintasan non mevalonat yang terbentuk di plastid Rohmer 1999, Dubay et
al . 2003.
Biosintesis terpenoid melalui lintasan mevalonat
Pembentukan senyawa terpenoid melalui lintasan mevalonat yang diturunkan dari senyawa acetyl CoA melalui pembentukan intermediate
acetoacetyl CoA dan 3-hydroxy-3-methyl-glutaryl CoA HMG CoA, reaksi ini
dikatalisasi oleh masing-masing enzim acetyl CoA acetyltransferase dan HMG CoA synthase
. Reduksi dari HMG CoA dikatalis oleh HMG CoA reduktase kemudian membentuk asam mevalonat kemudian membentuk terpenoid.
Sebelum senyawa terpenoid terbentuk terdapat beberapa proses yang harus dilalui yaitu proses fosforilasi dan dekarboksilasi, serta isomerasi.
Gambar 2.1. Biosintesis Lintasan Mevalonat dan Non Mevalonat
Vickery dan Vickery 1981;
Dubay et al. 2003
Setelah asam mevalonat terbentuk lalu difosforilasi oleh ATP dan enzim asam mevalonate kinase kemudian terbentuk asam mevalonat 5-pyrophosphate.
Asam mevalonat 5-pyrophosphate melalui proses dekarboksilasi-dehidrasi menjadi isopentenyl phyrophosphate, reaksi ini dikatalis oleh enzim pyrophospho
mevalonat decarboxylase
. Asam mevalonat adalah prekusor utama untuk semua terpenoid melalui lintasan mevalonat yang dibiosintesis oleh tanaman. Secara
umum lintasan biosintesis terpenoid dari proses asam mevalonat sehingga menghasilkan kelompok-kelompok terpenoid. Akhir proses yaitu dengan
Androgrpholide
