ANALISIS STRUKTUR ANATOMI DAN HISTOKIMIA TANAMAN SIRIH MERAH (Piper crocatum Ruitz & Pav) DAN SIRIH RIMAU (Piper porphyrophyllum N.E.Br)
IRWINA EKA DERAYA
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA* Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Analisis Struktur Anatomi dan Histokimia Tanaman Sirih Merah (Piper crocatum Ruitz & Pav) dan Sirih Rimau (Piper porphyrophyllum N.E.Br)” adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi 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, Februari 2016
Irwina Eka Deraya NIM G34110104
ABSTRAK IRWINA EKA DERAYA. Analisis Struktur Anatomi dan Histokimia Tanaman Sirih Merah (Piper crocatum Ruitz & Pav) dan Sirih Rimau (Piper porphyrophyllum N.E.Br). Dibimbing oleh Yohana C. Sulistyaningsih dan Inggit Puji Astuti. Sirih merupakan tanaman yang banyak dimanfaatkan sebagai sumber bahan obat. Secara morfologi Piper crocatum memiliki kemiripan dengan Piper porphyrophyllum dalam hal bentuk daun dan batang, duduk daun serta warna permukaan daun. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan mempelajari struktur anatomi, mengidentifikasi struktur sekretori, dan mengetahui kandungan dalam struktur sekretori untuk membedakan kedua spesies Piper tersebut. Pengamatan struktur anatomi, sekretori, dan uji histokimia dilakukan pada daun, tangkai daun, dan batang. Daun Piper crocatum memiliki epidermis atas berbentuk kubus, hipodermis atas tersusun atas 1 lapis jaringan, terdapat kanal lendir dan kristal. Tangkai daun Piper crocatum memiliki bentuk epidermis yang bervariasi dari persegi panjang hingga kubus. Daun Piper porphyrophyllum memiliki penonjolan epidermis membentuk papil, memiliki 1-2 lapis jaringan hipodermis atas dan terdapat trikoma non kelenjar berupa trikoma tektor. Tangkai daun Piper porphyrophyllum memiliki epidermis berbentuk persegi panjang dan terdapat trikoma tektor. Batang kedua spesies ini dibedakan berdasarkan keberadaan trikoma non kelenjar. Trikoma non kelenjar berupa tektor hanya ditemukan pada batang Piper porphyrophyllum. Struktur sekretori pada daun berupa trikoma biseluler dan idioblas, sedangkan pada tangkai daun dan batang hanya ditemukan sel idioblas. Hasil uji histokimia menunjukkan adanya senyawa alkaloid, terpenoid, lipofilik, fenol, dan flavonoid yang terdapat pada trikoma kelenjar dan sel idioblas. Kata kunci: histokimia, idioblas, Piper crocatum, Piper porphyrophyllum, trikoma biseluler
ABSTRACT IRWINA EKA DERAYA. Structure Analysis of Plant Anatomy and Histochemistry Red Betel (Piper crocatum Ruitz & Pav) and Sirih Rimau (Piper porphyrophyllum N.E.Br). Supervised by Yohana C. Sulistyaningsih dan Inggit Puji Astuti. Piper is one of numerous plants that widely used as a source of medicine. Morphologically, Piper crocatum has similarities with Piper porphyrophyllum in the form of leaves and stems, leaves structure and colour of the leaf surface. The aim of this research is to study the anatomical structure, identify secretory structures, and investigate the metabolite substances contained in the secretory structures to distinguish those two species. Observation of anatomical structures, secretory structures, and histochemical test was performed on the leaf, petiole and stem. Leaves of Piper crocatum have cuboidal-shaped upper epidermis, onelayered upper hypodermic, and contain crystal and mucilage canals in certain tissues. The epidermal cells the petiole are vary in shape, cuboidal to rectangular. Leaves of Piper porphyrophyllum papillate epidermal cells, 1-2 upper hypodermal layer and has non-glandular trichomes. The petiole has rectangular-shaped epidermal cells and tector trichomes. The stem from these two species are distinguished by the presence of non-glandular trichomes. Tector trichomes only be found on the stem of Piper porphyrophyllum. Secretory structures on the leaf of Piper are consist of biseluler trichomes and idioblast cells, while the petiole and stem only has idioblast cells. Histochemical test indicate the presence of alkaloids, terpenoids, lipophilic, phenols and flavonoids contained in the glandular trichomes and idioblast cells. Keywords: Histochemistry, idioblast, Piper crocatum, Piper porphyrophyllum, biseluler trichomes
ANALISIS STRUKTUR ANATOMI DAN HISTOKIMIA TANAMAN SIRIH MERAH (Piper crocatum Ruitz & Pav) DAN SIRIH RIMAU (Piper porphyrophyllum N.E.Br)
IRWINA EKA DERAYA
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2016
Judul Skripsi : Analisis Struktur Anatomi dan Histokimia Tanaman Sirih Merah (Piper crocatum Ruitz & Pav) dan Sirih Rimau (Piper porphyrophyllum N.E.Br) Nama : Irwina Eka Deraya NIM : G34110104
Disetujui oleh
Dr Yohana C Sulistyaningsih, MSi Pembimbing I
Diketahui oleh
Dr Iman Rusmana, MSi Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
Dra Inggit Puji A, MSi Pembimbing II
PRAKATA Puji dan syukur kepada Allah SWT karena atas rahmat dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan karya ilmiah. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Februari hingga November 2015 dengan judul “Analisis struktur anatomi dan histokimia tanaman sirih merah (Piper crocatum Ruitz & Pav) dan sirih rimau (Piper porphyrophyllum N.E.Br)”. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ibu Dr Yohana C Sulistyaningsih, MSi dan Ibu Dra Inggit Puji Astuti, MSi selaku pembimbing karya ilmiah. Terima kasih kepada ibu Dr. Puji Rianti, MSi selaku penguji dari wakil Komisi Pendidikan yang telah memberikan saran untuk perbaikan karya ilmiah ini. Terima kasih kepada Ibu Dr Khanti Arum W, MSi selaku pembimbing akademik yang telah memberi arahan selama berada di IPB. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Sunaryo sebagai teknisi di Laboratorium Anatomi dan Morfologi Tumbuhan yang telah membantu menyiapkan bahan kimia dan peralatan selama penelitian. Terima kasih kepada Ibu Tini Wahyuni, Ibu Maysyaroh Yasyri yang telah membantu dalam proses penyiapan alat dan bahan yang digunakan. Terima kasih kepada Nadya Nurafifah, Risma rosmilawanti, Ratna Pratiwi, Anita Aprilia, Evi Muliyah, Darius Rupa, serta teman-teman Biologi 48 yang telah setia menemani dan membantu selama penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada Ibu dan Ayah atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Februari 2016
Irwina Eka Deraya
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat
2
Bahan dan Alat
3
Pembuatan Sediaan Mikroskopis sediaan melintang dan paradermal untuk pengamatan Struktur Anatomi
3
Pembuatan Sediaan Mikroskopis untuk Pengamatan Struktur Sekretori
4
Uji Histokimia
4
HASIL DAN PEMBAHASAN
5
Struktur Sayatan Paradermal P.crocatum dan P.porphyrophyllum
5
Tipe, Ukuran, dan Sebaran Stomata
5
Struktur Anatomi Daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum
6
Struktur Anatomi tangkai daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum
8
Struktur Anatomi batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum
10
Identifikasi struktur sekretori
11
Uji histokimia daun, tangkai daun, dan batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum
13
SIMPULAN
19
DAFTAR PUSTAKA
20
LAMPIRAN
23
RIWAYAT HIDUP
24
DAFTAR TABEL 1. Ukuran sel epidermis, ukuran stomata, kerapatan stomata, indeks stomata pada P.crocatum dan P.porphyrophyllum 2. Ukuran tebal kutikula, epidermis, hipodermis, mesofil, tebal daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 3. Ciri pembeda struktur anatomi melintang daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 4. Struktur jaringan tangkai daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 5. Struktur anatomi melintang batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum 6. Ukuran struktur sekretori daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 7. Kerapatan trikoma dan idioblas daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 8. Ukuran struktur sekretori tangkai daun dan batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum 9. Hasil uji histokimia daun, tangkai daun, dan batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum
6 7 8 9 10 12 12 13 15
DAFTAR GAMBAR 1. Tanaman sirih merah (P.crocatum) dan sirih rimau (P.porphyrophyllum) 2. Cara pengambilan sampel helaian daun, tangkai daun, dan batang tanaman sirih 3. Sayatan paradermal daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 4. Sayatan transversal daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 5. Sayatan transversal tulang daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 6. Sayatan transversal tangkai daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 7. Sayatan transversal batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum 8. Struktur sekretori daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum 9. Struktur sekretori tangkai daun dan batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum 10. Hasil uji histokimia trikoma biseluler pada daun P.porphyrophyllum dan P.crocatum 11. Hasil uji histokimia idioblas pada daun P.crocatum 12. Hasil uji histokimia idioblas pada daun P.porphyrophyllum 13. Hasil uji histokimia idioblas pada tangkai daun dan batang P.crocatum 14. Hasil uji histokimia idioblas tangkai daun dan batang P.porphyrophyllum
2 3 5 7 8 9 10 13
13 16 17 17 18 18
DAFTAR LAMPIRAN 1.
Sayatan paradermal idioblas daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum
23
PENDAHULUAN Indonesia memiliki lebih dari 9.609 spesies tumbuhan yang berkhasiat sebagai obat, baik untuk pencegahan penyakit, penyembuhan dan peningkatan kesehatan. Menurut Syukur dan Hernani (2003), sekitar 26% spesies tumbuhan yang berpotensi sebagai obat telah dibudidayakan dan sisanya, 74% merupakan tumbuhan liar di hutan-hutan Indonesia. Tanaman yang banyak dijadikan sebagai obat salah satunya berasal dari genus Piper. Menurut Cronquist (1981), Piper tergolong ke dalam divisi Magnoliophyta, kelas Magnoliopsida, ordo Piperales, famili Piperaceae dengan genus utama yaitu Piper dan Peperomia. Kedua genus ini sering dimanfaatkan sebagai obat maupun rempah-rempah. Beberapa jenis tanaman dari genus Piper yang dimanfaatkan sebagai obat diantaranya Piper betle, Piper retrofractum, Piper sarmentosum, Piper crocatum, dan Piper porphyrophyllum. Daun P.crocatum diketahui berperan dalam antihiperglikemia (Safithri & Fahma 2008) dan buah Piper nigrum digunakan sebagai bumbu masakan yang dikenal sebagai lada (Judd et al. 2008). Selain itu, Peperomia pellucida yang merupakan genus Peperomia berkhasiat dalam menurunkan kadar asam urat (Karyono & Rahmawati 2004). Piperaceae merupakan tanaman semak atau perdu, seringkali merambat dan sebagai epifit. Tanaman ini berdaun tunggal dengan tepi daun rata, bertulang daun menyirip atau menjari, helaian daun berbentuk bulat telur hingga memanjang, duduk daun berseling atau spiral, dan daun berbau aromatis atau dengan rasa pedas. Bunga tanaman ini memiliki ciri-ciri yaitu kecil dalam bulir, biseksual atau uniseksual, berumah satu (monoecious) atau dua (dioecious), tidak terdapat perhiasan bunga (sepal dan petal), ovari superior, dan buah buni berbiji satu. Tanaman ini tersebar di daerah tropis dan subtropis (Benson 1957; Steenis 2006; Judd et al. 2008). Tanaman Piperaceae tumbuh baik di tanah yang mengandung humus dengan pengairan air yang baik dan curah hujan yang cukup pada ketinggian mulai dari 500 m dpl (diatas permukaan laut) (LIPI 1980). Penggunaan Piper sebagai bahan obat terkait dengan senyawa metabolit yang dikandungnya. Metabolit sekunder tersebut dapat terakumulasi di berbagai organ seperti akar, batang, kulit batang, dan daun (Ogundare 2007). Kandungan senyawa metabolit yang berhasil diisolasi dari spesies Piper adalah golongan senyawa alkaloid, terpenoid, senyawa amida, piperolida, kalkon, dihidrokalkon, kawapiron, lignin, steroid, flavon, dan flavonon (Sengupta & Ryan 1987;Jensen et al.1993;Wu et al.1997). Penelitian mengenai manfaat senyawa metabolit sekunder pada beberapa anggota jenis Piper juga telah dilakukan. Senyawa metabolit tersebut diantaranya berperan sebagai antimikroba (Cowan 1999). Piper crocatum (sirih merah) adalah tumbuhan asli Peru, Amerika Selatan. Piper crocatum merupakan tumbuhan merambat atau menjalar dengan ciri batang bulat dan beruas, batangnya berwarna hijau merah keunguan, bentuk daun menjantung, kaku, warna dasar permukaan daun bagian atas hijau kemerahan dengan garis-garis keperakan (merah jambu kemerahan) sedangkan permukaan bagian bawah hijau merah tua keunguan, tangkai daun berwarna hijau merah keunguan, dan pangkal tangkai daun pada helaian daun terletak agak ketengah sekitar 0,7-1 cm dari tepi daun bagian bawah. Piper porphyrophyllum (sirih rimau) adalah jenis tumbuhan yang ditemukan di Malaya dan Kalimantan. Sirih
2 rimau memiliki ciri-ciri yaitu perawakan merambat atau menjalar, batang bulat dan beralur, berwarna coklat merah keunguan, beruas, bentuk daun menjantungmendelta, lemas, tipis, permukaan daun bagian atas cembung dan berwarna hijau merah tua kecoklatan-hijau merah tua kehitaman dengan garis-garis di bagian venanya berwarna putih keperakan-merah jambu, permukaan bagian bawah mencekung dengan warna hijau merah keunguan. Tangkai daun berwarna coklat hijau kemerahan dan pangkal tangkai daun terletak di bawah helaian daun (Astuti & Munawaroh 2011). Secara morfologi P.crocatum memiliki kemiripan dengan P.porphyrophyllum dalam hal bentuk daun dan batang, duduk daun serta warna permukaan daun. Selain itu, kedua spesies ini mempunyai sifat heteroblastis yaitu terdapat perubahan bentuk dari bentuk daun fase vegetatif ke fase generatif. Identifikasi melalui struktur anatomi dapat membedakan beberapa jenis tumbuhan dari genus Piper. Menurut penelitian Ravindran dan Remashree (1998), batang P.colubrinum dan P.nigrum dapat dibedakan dari sklerenkima dan kanal lendir. Penelitian Ravindran dan Remashree (1998) ini diperkuat oleh Gogosz et al. (2012) yang menunjukkan bahwa daun dari 9 spesies Piper dapat dibedakan dari jumlah lapis sel epidermis dan sel-sel palisade, kerapatan stomata, tipe dan ukuran trikoma glandular, serta sel kolenkimanya. Identifikasi secara anatomi diharapkan dapat membantu memperkuat dalam membedakan kedua jenis sirih merah ini secara lebih rinci.
A
B
Gambar 1 Tanaman sirih merah (P.crocatum) (A) dan sirih rimau (P.porphyrophyllum) (B) Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari struktur anatomi, struktur sekretori dan kandungan struktur sekretori pada Piper crocatum dan Piper porphyrophyllum.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari-November 2015. Pengambilan sampel daun, tangkai daun, dan batang dilakukan di Kebun Raya
3 Bogor. Pemotongan sampel daun dilakukan di Laboratorium Zoologi-LIPI, Cibinong. Pembuatan sediaan mikroskopis, pengamatan struktur anatomi, dan uji histokimia dilakukan di Laboratorium Anatomi dan Morfologi Tumbuhan Departemen Biologi, FMIPA IPB. Bahan dan Alat Bahan tanaman yang digunakan adalah dua spesies sirih, yaitu sirih merah (P.crocatum) dengan umur 2 tahun dan sirih rimau (P.porphyrophyllum) dengan umur 3-5 tahun. Daun, tangkai daun, dan batang diambil pada posisi keempat dan kelima dari pucuk (Gambar 2). Bahan kimia untuk pengamatan struktur anatomi adalah alkohol 70%, HNO3 50%, safranin 1%, sodium hipoklorit 5,25% (Bayclin), anilin sulfat, dan gliserin 30%. Bahan untuk uji histokimia menggunakan reagen Wagner, tembaga asetat 5%, asam tartarat 10%, sudan IV 0,03%, larutan feri triklorida 10%, sodium karbonat, dan AlCl3 5%. Pembuatan sayatan anatomi dan histokimia menggunakan mikrotom beku dan silet. Pengamatan dilakukan menggunakan mikroskop fluoresen Tipe BX 51, mikroskop cahaya (Olympus CH20) yang dilengkapi dengan kamera optilab. Pengujian histokimia menggunakan waterbath.
R D1
R D2
R Daun Tangkai daun Batang
D3
R D4
Gambar 2 Cara pengambilan sampel helaian daun, tangkai daun, dan batang pada tanaman sirih. (D: daun) Pembuatan Sediaan Mikroskopis Sayatan Melintang dan Paradermal untuk Pengamatan Struktur Anatomi Pengamatan struktur anatomi helaian daun, tangkai daun, dan batang pada kedua spesies Piper dilakukan sebanyak tiga ulangan tanaman pada ruas keempat dan kelima. Sampel daun disayat melintang menggunakan mikrotom beku, sedangkan tangkai daun dan batang disayat menggunakan silet. Sediaan paradermal daun disayat menggunakan silet. Pengamatan anatomi daun pada sayatan paradermal dan sayatan melintang menggunakan dua helaian daun setiap ulangan dengan tiap ulangannya diamati pada lima bidang pandang. Pada sediaan paradermal struktur anatomi helaian daun yang diamati meliputi kerapatan trikoma, tipe, ukuran, kerapatan, dan indeks stomata, sedangkan pada sayatan melintang meliputi keberadaan trikoma, tipe dan ukurannya, tebal kutikula, tebal dan jumlah lapis sel epidermis, tebal hipodermis dan mesofil serta keberadaan kristal dan kanal lendir. Nilai kerapatan stomata (KS) dan indeks stomata (IS)
4 dihitung menurut Wilmer (1983). Pada sayatan melintang tangkai daun dan batang diamati bentuk sel epidermis, keberadaan trikoma, susunan dan tipe kolenkima, tipe berkas pembuluh, dan kanal lendir. Nilai KS dan IS dihitung menurut rumus berikut: KS =
IS = Pembuatan Sediaan Mikroskopis untuk Pengamatan Struktur Sekretori Pengamatan struktur sekretori pada daun, tangkai daun, dan batang dilakukan dengan membuat sediaan paradermal dalam bentuk semi permanen dengan metode Wholemount (Sass 1951). Pada sayatan paradermal diamati letak, tipe, ukuran, dan kerapatan struktur sekretori. Pengamatan dilakukan pada 3 ulangan tanaman. Kerapatan struktur sekretori (KSS) dihitung menurut Lestari (2006) dengan rumus sebagai berikut: KSS= Uji Histokimia Sampel tanaman yang digunakan pada uji histokimia berupa daun, tangkai daun, dan batang. Sampel daun disayat mikrotom beku dengan ketebalan 25-30 mikron, sedangkan sampel tangkai daun dan batang disayat menggunakan silet. Hasil sayatan diuji menggunakan beberapa jenis reagen. Uji Senyawa Terpenoid. Sayatan sampel direndam selama dua hari dalam larutan tembaga asetat 5%. Sampel kemudian diamati dengan mikroskop cahaya. Kandungan terpenoid ditandai dengan warna kuning kecokelatan (Harbone 1987). Uji Senyawa Alkaloid. Sayatan sampel direndam selama dua hari dalam reagen Wagner. Sampel kemudian diamati dengan mikroskop cahaya. Hasil positif ditandai dengan warna merah kecokelatan (Furr & Mahlberg 1981). Sebagai kontrol negatif, sayatan segar direndam selama dua hari dalam larutan asam tartarat 10%, selanjutnya ditetesi dengan reagen Wagner. Uji Senyawa Lipofilik. Sayatan sampel dimasukkan dalam alkohol 70% selama satu menit, kemudian diwarnai dengan sudan IV 0,03% dan dipanaskan dengan waterbath 40°C selama 30 menit. Sampel kemudian diamati dengan mikroskop cahaya. Hasil positif ditandai dengan warna kuning hingga jingga (Boix et al. 2011). Uji Senyawa Fenol. Sayatan sampel ditetesi larutan feri triklorida 10% kemudian ditambahkan beberapa butir natrium karbonat dan didiamkan selama 15 menit. Sampel kemudian diamati dengan mikroskop cahaya. Hasil positif ditandai dengan terbentuknya warna hijau gelap atau hitam (Johansen 1940). Uji Senyawa Flavonoid. Sayatan sampel ditetesi larutan AlCl3 5% kemudian diamati dengan mikroskop fluoresen menggunakan lampu ultraviolet (UV)
5 (Guerin et al. 1971). Kandungan senyawa flavonoid ditandai dengan pendaran berwarna kuning, kuning kehijauan atau biru.
HASIL DAN PEMBAHASAN Struktur Sayatan Paradermal Daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum Epidermis Epidermis merupakan lapisan terluar dari suatu organ tumbuhan yang berfungsi sebagai pelindung jaringan di dalamnya. Epidermis pada sisi adaksial dan abaksial kedua spesies Piper memiliki bentuk sel poligonal dengan dinding sel lurus berlekuk (Gambar 3a,b,e,f). Bentuk dinding sel lurus berlekuk dapat dijumpai pada spesies P.dahlstedtii dan P.diospyrifolium (Souza et al. 2004) serta pada P.sarmentosum (Raman et al. 2012). P.crocatum dan P.porphyrophyllum memiliki ukuran lebar sel epidermis lebih besar pada sisi adaksial dibandingkan sisi abaksial, sedangkan panjangnya relatif tidak jauh berbeda pada kedua sisi (Tabel 1). Pada epidermis kedua spesies ini dijumpai adanya stomata dan trikoma kelenjar. Idioblas berbentuk poligonal terletak diantara sel-sel epidermis yang terdapat pada kedua permukaan dan hanya ditemukan pada spesies P.crocatum (Gambar 3a). tb
ie
t
st
A
B
C
D
t t
st
tb
t tb
E
F
G
H
Gambar 3 Sayatan paradermal P.crocatum (A-D) dan P.porphyrophyllum (E-H). Sayatan adaksial (A dan E), sayatan abaksial (B dan F), struktur stomata staurositik (C dan G) serta struktur stomata tetrasitik (D dan H) (ie:idioblas epidermis, st:stomata, tb:trikoma biseluler). Bar= 50µm. Tipe, Ukuran, dan Sebaran Stomata Stomata merupakan suatu celah pada epidermis yang berfungsi sebagai tempat pertukaran gas. Stomata pada kedua spesies ini hanya ditemukan pada sisi
6 abaksial (hipostomata). Hipostomata pada jenis Piper lainnya dapat ditemukan diantaranya pada P.betle L (Raman et al. 2012) dan P.amalago L ( Dos santos 2015). Berdasarkan bentuk dan susunan sel tetangga, P.crocatum dan P.porphyrophyllum memiliki dua tipe stomata yaitu tetrasitik dan staurositik (Gambar c,d,g,h). Menurut Metcalfe & Chalk (1979), tipe tetrasitik adalah stomata dikelilingi oleh empat sel tetangga dengan ciri dua dari sel tetangga tersebut sejajar dengan sel penjaga dan tipe staurositik adalah stomata dikelilingi oleh tiga sampai lima sel tetangga yang sama dengan ciri sel tetangga tersebut tidak sejajar dengan sel penjaga. Tipe stomata tetrasitik dapat ditemukan pada spesies P.lepturum var. lepturum dan P.lepturum var. angustifolium (Machado et al. 2015), sedangkan tipe staurositik ditemukan pada P.arboreum Aubl. (Souza et al. 2009). Ukuran panjang dan lebar stomata P.crocatum lebih besar dibandingkan pada P.porphyrophyllum, namun kerapatannya lebih rendah. P.porphyrophyllum memiliki indeks stomata dan kerapatan stomata 1,5 kali lebih tinggi dibandingkan dengan P.crocatum (Tabel 1). Menurut Upretty et al. (2002), penurunan ukuran stomata sering disertai dengan peningkatan kerapatan stomata. Semakin kecil ukuran stomata maka semakin tinggi kerapatannya. Tabel 1 Ukuran sel epidermis, ukuran stomata, kerapatan stomata, dan indeks stomata pada P.crocatum dan P.porphyrophyllum Spesies P.crocatum P.porphyroPhylum
Posisi Adaksial Abaksial Adaksial Abaksial
Ukuran epidermis (µm) Panjang Lebar 44,4±4,0 31,7±4,4 41,0±3,4 26,7±1,6 45,6±2,6 35,3±2,3 43,9±3,9 27,2±1,9
Ukuran stomata (µm) Panjang Lebar 24,8±1,0 7,8±0,6 17,2±0,6 5,3±0,5
Kerapatan stomata (mmˉ²) 0 59,8±13,8 0 89,1±11,4
Indeks stomata 0 5,3±0,0 0 7,8±0,0
Struktur Anatomi Daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum pada Sayatan Transversal Jaringan daun Piper terdiri atas tiga bagian utama yaitu epidermis, mesofil, dan berkas pembuluh. Epidermis daun kedua spesies ini memiliki perbedaan dalam hal keberadaan papil dan trikoma non kelenjar serta tebal kutikula. Sel – sel penyusun epidermis adaksial P.crocatum berbentuk kubus (Gambar 4a), sedangkan pada P. porphyrophyllum sel epidermis mengalami penonjolan membentuk papil (Gambar 4b). P.crocatum memiliki lapisan kutikula pada sisi adaksial dan abaksial lebih tebal dibandingkan dengan P.porphyrophyllum. Kutikula sisi adaksial P.crocatum memiliki ketebalan 1,5 kali lebih tebal daripada kutikula P.porphyrophyllum, sedangkan kutikula bawah P.crocatum memiliki ketebalan 2,5 kali lebih tebal daripada kutikula P.porphyrophyllum (Tabel 2). Trikoma non kelenjar jenis tektor hanya ditemukan pada P.porphyrophyllum di kedua permukaan daun terutama di dekat tulang daun. Kedua spesies ini memiliki jaringan hipodermis adaksial dan abaksial. Hipodermis adaksial P.crocatum terdiri atas 1 lapis sel yang berbentuk bulat dan kubus serta pada bagian-bagian tertentu tidak dijumpai jaringan ini. Hipodermis pada P.porphyrophyllum terdiri atas 1-2 lapis sel berbentuk kubus. Menurut Tihurua et al. (2011), beberapa jenis
7 Piper yang memiliki dua lapis jaringan hipodermis di bagian dekat tulang tengah daun diantaranya P.acutilimbum dan P.caninum. epl
ead had pal
had pal
bk
bk
hab eab
(A)
hab eab (B)
Gambar 4 Sayatan transversal daun P.crocatum (A) dan P.porphyrophyllum (B). (ead:epidermis adaksial, eab:epidermis abaksial, epl: epidermis berpapil, had:hipodermis adaksial, hab:hipodermis abaksial, pal:palisade, bk:bunga karang). Bar= 200µm. Tabel 2 Ukuran tebal kutikula, epidermis, hipodermis, mesofil, dan tebal daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum Karakter Tebal Kutikula (µm) Tebal Epidermis (µm) Tebal Hipodermis (µm) Tebal Palisade (µm) Tebal Jar. Bunga Karang (µm) Tebal daun (µm)
Posisi Adaksial Abaksial Adaksial Abaksial Adaksial Abaksial
P.crocatum 5,5±0,7 4,9±0,9 39,5±3,9 28,5±2,2 34,9±3,8 40,7±2,7 23,3±2,7 50,9±3,5 215,4±13,4
P.porphyrophyllum 3,8±0,2 2,0±0,3 47,7±0,3 24,3±1,9 43,7±2,5 41,2±3,2 32,6±3,7 50,1±5,3 245,8±12,9
P.crocatum dan P.porphyrophyllum memiliki jaringan mesofil yang terdiferensiasi menjadi jaringan palisade dan jaringan bunga karang. Jaringan palisade pada dua spesies Piper ini terdiri atas satu lapis. Lapisan palisade pada P.crocatum lebih tipis dibandingkan palisade pada P.porphyrophyllum (Tabel 2). Jaringan bunga karang pada P.crocatum tersusun oleh 3-5 lapis, sedangkan pada P.porphyrophyllum 2-3 lapis. Tebal daun lebih tinggi dimiliki oleh P.porphyrophyllum (Tabel 2). Tebal epidermis adaksial, tebal hipodermis adaksial, dan tebal palisade mempengaruhi ketebalan daun pada spesies ini (Tabel 2). Karakter pembeda lain yang diamati pada anatomi daun yaitu keberadaan kristal dan kanal lendir (Tabel 3). Kristal jenis prismatik ditemukan pada bagian epidermis, hipodermis, dan mesofil daun P.crocatum, sedangkan pada P.porphyrophyllum tidak ditemukan adanya kristal. Kristal serupa ditemukan pada sel parenkima dan kolenkima tangkai daun P.dahlstedtii (Souza et al. 2004). Menurut Franceschi & Horner-Junior (1980) dan Nakata (2003), kristal kalsium oksalat memiliki tipe dan ukuran yang bervariasi. Jenis-jenis kristal diantaranya prismatik, rapid, kristal pasir, dan drus. Karakter berikutnya adalah keberadaan kanal lendir. Kanal lendir hanya ditemukan pada P.crocatum di tulang daun
8 (Gambar 5b). Kanal lendir juga dapat ditemukan pada spesies P.betle L. kultivar India (Lakshmi & Naidu 2010). Tabel 3 Karakter Pembeda Struktur Daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum Karakter a. Epidermis atas
P.crocatum Sel tidak berpapil Hipostomata Biseluler Tidak ada
b. Trikoma kelenjar c. Trikoma Non kelenjar d. e. f. g.
Hipodermis atas Jaringan palisade Jaringan bunga karang Sel sekretori di palisade dan bunga karang h. Kanal lendir i. Kristal
1 lapis 1 lapis 3-5 lapis Idioblas berbentuk bulat Ada Terdapat di sel epidermis, hipodermis dan mesofil
P.porphyrophyllum Sel berpapil Hipostomata Biseluler Ada, jenis tektor 1-2 lapis 1 lapis 2-3 lapis Idioblas berbentuk bulat Tidak ada Tidak ada
kl
(A)
(B)
tt
Gambar 5 Sayatan transversal tulang daun P.crocatum (A) dan P.porphyrophyllum (B). (kl:kanal lendir, tt:trikoma tektor). Bar= 200µm. StrukturAnatomi Tangkai Daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum Pada sayatan transversal tangkai daun kedua spesies ini memiliki bentuk yang berbeda (Gambar 6). Tangkai daun P.crocatum memiliki tonjolan kecil di permukaan atas, sedangkan P.porphyrophyllum beralur. Struktur anatomi tangkai daun Piper terdiri atas epidermis, korteks, silinder pusat, dan empulur. Epidermis kedua jenis Piper ini memiliki perbedaan dalam hal bentuk dan keberadaan trikoma non kelenjar (Tabel 4). P.crocatum memiliki epidermis dengan bentuk bervariasi dari persegi panjang hingga berbentuk kubus, sedangkan P.porphyrophyllum hanya memiliki bentuk persegi panjang. Trikoma non kelenjar jenis tektor ditemukan pada P.porphyrophyllum, sedangkan pada P.crocatum tidak ditemukan trikoma jenis ini. Trikoma ini berbentuk kerucut dengan ujung yang meruncing, umumnya multiseluler dengan jumlah sel 1-7, dan tersusun uniseriat. Trikoma non kelenjar dengan jenis seperti ini ditemukan pula diantaranya pada P.betle kultivar India berupa trikoma multiseluler dan uniseriat yang terdapat pada tulang daun maupun daerah tangkai daun (Lakshmi & Naidu 2010), pada tangkai daun P. amalago dengan ciri multiseluler dengan jumlah 5 sel
9 dan tersusun uniseriat (Dos santos 2015) serta pada daun, tangkai daun, dan batang P.sarmentosum dengan jumlah sel yang bervariasi (Raman et al. 2012). Korteks merupakan jaringan dasar yang terletak diantara epidermis dan silinder pusat. Korteks tersusun atas sel-sel parenkima dengan bentuk yang bervariasi. Jaringan korteks pada akar dan batang Piperaceae ditemukan kolenkima. Kolenkima merupakan jaringan yang berfungsi memberikan kekuatan pada daun dan batang serta ditemukan biasanya pada jaringan yang belum dewasa. Kolenkima pada P.crocatum dan P.porphyrophyllum bertipe angular yaitu memiliki penebalan pada sudut-sudut sel. Kolenkima kedua Piper ini tersusun secara diskontinyu. Kolenkima dengan tipe yang sama ditemukan pada P.amalago L. (Dos santos et al. 2015). Silinder pusat pada batang dan akar Piper terdiri atas berkas pembuluh dan empulur. Berkas Pembuluh kedua spesies Piper ini tersusun melingkar dan memiliki ukuran yang tidak sama. Berkas pembuluh ini bertipe kolateral dengan jumlah pembuluh yang bervariasi. Pada empulur beberapa jenis Piper terdapat kanal lendir. Kanal lendir pada tangkai daun dan batang kedua spesies ini berjumlah satu buah dan berada di bagian tengah empulur. Menurut Lakshmi & Naidu (2010), kelenjar sekresi yang terdapat pada Piper merupakan saluran yang terbentuk secara skizogen. ep
kor
ep bp
bp
kl
t
kl kol
(A)
em
em
kol
(B)
kor
Gambar 6 Sayatan transversal tangkai daun P.crocatum (A) dan P.porphyrophyllum (B). (ep: epidermis, t: trikoma non kelenjar, kol: kolenkima, kor: korteks, bp: berkas pembuluh, em: empulur, kl: kanal lendir). Bar= 700µm. Tabel 4 Struktur jaringan tangkai daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum a. b. c. d. e. f.
Karakter Epidermis Trikoma kelenjar Trikoma Non kelenjar Kolenkima Berkas pembuluh Kanal lendir
P.crocatum Persegi panjang dan kubus Tidak ada Tidak ada Angular Kolateral 1 buah dan berada di tengah
P.porphyrophyllum Persegi panjang Tidak ada Ada Angular Kolateral 1 buah dan berada di tengah
10 Anatomi Batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum Struktur batang kedua spesies Piper ini tersusun oleh epidermis, korteks, silinder pusat, dan empulur. Epidermis pada P.crocatum dan P.porphyrophyllum terdiri atas selapis sel yang dilapisi oleh kutikula. Trikoma non kelenjar jenis tektor hanya ditemukan pada batang P.porphyrophyllum (Tabel 5), trikoma tersebut tersusun oleh 2 sel. Pada jaringan korteks P.crocatum dijumpai kolenkima bertipe lamelar, ditandai dengan penebalan dinding sel pada sisi tangensial. Pada jaringan korteks P.porphyrophyllum dijumpai kolenkima yang berdiferensiasi menjadi sklerenkima dan bersifat diskontinyu. Silinder pusat kedua spesies ini terdiri atas berkas pembuluh, sklerenkima, dan empulur. Berkas pembuluh kedua Piper ini tersusun melingkar dan bertipe kolateral. Berkas pembuluh pada P.crocatum dan P.porphyrophyllum terbagi atas dua kelompok, yaitu berkas pembuluh perifer dan berkas pembuluh medular. Berkas pembuluh perifer terletak diantara korteks dan sklerenkima, sedangkan berkas pembuluh medular terletak di bagian empulur. Menurut Simpson (2006), dua kelompok berkas pembuluh merupakan ciri khas anggota Piperaceae. Sklerenkima yang berada diantara empulur dan pembuluh perifer pada kedua spesies Piper ini berbentuk seperti untaian yang berlekuk-lekuk mengelilingi berkas pembuluh medular. Empulur pada kedua spesies Piper ini dijumpai adanya kanal lendir (Gambar 7). Kanal lendir tidak hanya ditemukan pada empulur saja. Ravindran & Remashree (1998) menyebutkan bahwa P.nigrum memiliki kanal lendir di korteks bagian luar. Tabel 5 Struktur jaringan batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum a. b. c. d.
Karakter Trikoma kelenjar Trikoma non kelenjar Kolenkima Sklerenkima
e. Berkas pembuluh f. Kanal lendir
P.crocatum Tidak ada Tidak ada Lamelar Untaian berlekuk dengan lapisan 5-9 lapis sel
P.porphyrophyllum Tidak ada Ada, 2 sel Tidak Ada Untaian berlekuk dengan lapisan 6-8 lapis sel
Kolateral 1 buah dan berada di tengah
Kolateral 1 buah dan berada di tengah
ep ep kol kor bpr p sk
bm
(A)
kl
bm
kor em sk
em
(B)
kl
bpr
Gambar 7 Sayatan transversal batang P.crocatum (A) dan P.porphyrophyllum (B). (ep:epidermis, kol:kolenkima, kor:korteks, bpr:berkas pembuluh perifer, em:empulur, sk:sklerenkima, bm: berkas pembuluh medular, kl: kanal lendir). Bar= 700µm.
11 Identifikasi Struktur Sekretori Struktur Sekretori Pada Daun Struktur sekretori pada tumbuhan obat memiliki bentuk, ukuran, dan kandungan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda. Menurut Fahn (1979), senyawa metabolit dapat dihasilkan oleh suatu struktur sekretori berupa hidatoda, kelenjar garam, nektar, sel-sel mirosin, trikoma kelenjar, dan latisifer. Struktur sekretori yang berhasil diidentifikasi pada daun, tangkai daun, dan batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum meliputi trikoma kelenjar dengan jenis biseluler dan idioblas (Gambar 8). Trikoma biseluler hanya dijumpai pada daun, sedangkan idioblas dapat dijumpai pada daun, tangkai daun, dan batang. Trikoma biseluler terdiri atas sel basal yang pendek dan sel kepala berbentuk lonjong. Trikoma seperti ini dapat dijumpai diantaranya pada P.amalago L. (Dos santos 2015) dan pada P.sarmentosum (Raman et al. 2012). Idioblas pada P.crocatum dan P.porphyrophyllum berupa sel dengan bentuk bulat yang berada di palisade dan jaringan bunga karang. Selain itu, pada P.crocatum idioblas dapat dijumpai di jaringan epidermis adaksial maupun abaksial dengan bentuk poligonal dan berupa idioblas yang terdapat diantara sel-sel hipodermis. Pada P.porphyrophyllum idioblas juga terdapat diantara sel-sel hipodermis. Menurut Esau (1977), idioblas adalah sel-sel yang terspesialisasi dan menyebar diantara sel-sel lainnya serta menghasilkan senyawa metabolit. Idioblas biasanya dikelompokan berdasarkan kandungannya. Ukuran dan kerapatan trikoma serta idioblas kedua spesies Piper bervariasi. Trikoma biseluler P.crocatum memiliki ukuran yang lebih pendek dibandingkan P.porphyrophyllum pada bagian adaksial maupun abaksial, sedangkan lebarnya relatif tidak jauh berbeda (Tabel 6). Idioblas pada epidermis P.crocatum memiliki ukuran yang lebih panjang di bagian adaksial (Tabel 6). Idioblas pada palisade memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan idioblas pada jaringan bunga karang. Idioblas pada jaringan bunga karang P.crocatum berukuran 9 kali lebih besar dibandingkan idioblas di palisade, sedangkan idioblas pada jaringan bunga karang P.porphyrophyllum berukuran 5 kali lebih besar dibandingkan idioblas pada jaringan palisade (Tabel 6). Kerapatan trikoma biseluler pada kedua spesies ini lebih tinggi pada sisi abaksial dibandingkan sisi adaksial. P.porphyrophyllum memiliki kerapatan trikoma biseluler dan idioblas jaringan bunga karang lebih tinggi dibandingkan P.crocatum. Kerapatan trikoma biseluler P.porphyrophyllum pada sisi abaksial 1,6 kali lebih tinggi dibandingkan pada P.crocatum, sedangkan kerapatan idioblas jaringan bunga karang P.porphyrophyllum 2 kali lebih tinggi dibandingkan P.crocatum (Tabel 7). Kerapatan idioblas epidermis P.crocatum lebih tinggi pada sisi abaksial (Tabel 7).
12 ip
ip
ib
ie A
ib C
B
D
E
Gambar 8 Struktur sekretori pada daun P.crocatum (A-C) dan P.porphyrophyllum (D-E). Trikoma biseluler (A dan D), idioblas epidermis (C), idioblas di palisade (ip) dan bunga karang (ib) (B dan E). (ib:idioblas bunga karang, ie: idioblas epidermis, ip:idioblas palisade). Bar=50µm. Tabel 6 Ukuran struktur sekretori pada helaian daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum
Struktur Sekretori Trikoma Kelenjar Idioblas di epidermis
P.crocatum Adaksial Abaksial Panjang Lebar Panjang Lebar (µm) (µm) (µm) (µm) 17,8±2,7 15,8±0,4 17,5±3,4 15,5±1,5 45,8±0,8
Idioblas palisade Idioblas bunga karang
36,7±1,8
37,5±2,1
P.porphyrophyllum Adaksial Abaksial Panjang Lebar Panjang Lebar (µm) (µm) (µm) (µm) 21,9±2,7 14,3±0,6 22,4±0,9 13,6±0,7
35,4±1,9
-
-
-
Diameter Idioblas
Dimeter Idioblas
3,5±0,5
5,2±0,6
31,6±2,0
29,5±0,8
Tabel 7 Kerapatan trikoma dan idioblas pada daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum Struktur sekretori Trikoma kelenjar Idioblas epidermis Idioblas bunga Karang
Posisi Adaksial Abaksial Adaksial Abaksial
P.crocatum 10,0±3,0 19,0±4,1 7,6±1,8 11,8±2,6 140,9±33,6
P.porphyrophyllum 17,2±1,9 30,5±4,5 295,2±34,8
Struktur Sekretori Pada Tangkai Daun dan Batang Idioblas pada tangkai daun dan batang memiliki bentuk dan ukuran yang bervariasi. Berdasarkan bentuknya idioblas dibagi menjadi tiga tipe yaitu idioblas I memiliki bentuk bulat, idioblas II berbentuk lonjong, dan idioblas III berbentuk poligonal (Gambar 9). Idioblas I pada tangkai daun dan batang P.crocatum memiliki ukuran yang lebih kecil dibandingkan pada P.porphyrophyllum, sedangkan idioblas pada batang relatif tidak berbeda (Tabel 8). Idioblas pada tangkai daun dan batang P.crocatum terdapat di bagian epidermis, korteks, dan empulur, sedangkan pada P.porphyrophyllum hanya tersebar pada bagian korteks dan empulur.
-
13
B
A
C
Gambar 9 Struktur sekretori pada tangkai daun dan batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum. Idioblas I (A), idioblas II (B), dan idioblas III (C). Bar=50µm. Tabel 8 Ukuran struktur sekretori pada tangkai daun dan batang P.crocatum dan P.porphyrophyllum
Struktur organ
P.crocatum
Sekretori Panjang (µm)
Lebar (µm)
P.porphyrophyllum Panjang (µm)
Diameter
Lebar (µm)
Diameter
Tangkai daun Idioblas I
-
-
36,0±0,3
-
-
41,4±10,2
Idioblas II
43,6±13,3
30,2±7,8
-
41,8±10,5
27,1±7,0
-
Idioblas III
34,2±6,8
26,9±4,7
-
41,4±14,2
36,9±9,3
-
Idioblas I
-
-
38,7±9,9
-
-
39,0±11,5
Idioblas II
39,5±12,1
27,2±5,0
-
42,1±11,4
31,0±8,5
-
Idioblas III
37,9±9,2
34,1±8,5
-
37,9±11,5
31,1±9,4
-
Batang
Uji Histokimia Daun, Tangkai Daun, dan Batang P. crocatum dan P. porphyrophyllum Histokimia merupakan pengujian yang berguna untuk mengetahui lokasi suatu senyawa metabolit yang disekresikan oleh tanaman (Kolb & Muller 2004). Hasil histokimia pada jaringan daun P.crocatum menunjukkan bahwa trikoma biseluler dan sel idioblas epidermis mengandung senyawa alkaloid dan flavonoid (Tabel 9), sedangkan pada P.porphyrophyllum trikoma biseluler mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, fenol, dan flavonoid (Gambar 10h-m,Tabel 9). Penelitian Rupa (2014) yang menguji kandungan alkaloid dan terpenoid pada tumbuhan ini menyatakan bahwa trikoma biseluler pada spesies P.porphyrophyllum mengandung ke dua senyawa tersebut. Selain pada trikoma, senyawa fenol dapat ditemukan pula di jaringan mesofil dan hipodermis bawah P.crocatum. Menurut Gogosz et al. (2012), senyawa fenolik pada kebanyakan Piper diakumulasi di jaringan mesofil, parenkima tulang daun, tangkai daun, dan batang. Pada tumbuhan senyawa fenolik berfungsi sebagai perlindungan terhadap mikroorganisme dan hama, sedangkan untuk pengobatan berfungsi sebagai antioksidan dalam penghambatan proses penyakit kardiovaskular dan diabetes
14 (Rocha et al. 2011). Sel idioblas di jaringan palisade kedua spesies Piper ini hanya mengandung senyawa lipofilik (Gambar 11j dan 12h), akan tetapi sel serupa di jaringan bunga karang mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, dan flavonoid (Gambar 11D,F, K dan 12A,C,F, Tabel 9). Selain kandungan senyawa tersebut, pada P.crocatum sel ini juga mengandung senyawa lipofilik (Gambar 11i). Sel idioblas dapat mensekresikan lebih dari satu jenis metabolit. Penelitian Bosabalidis (2014) menunjukkan bahwa sel idioblas Teucrium polium yang berada di jaringan mesofil dengan bentuk bulat atau oval mensekresikan polisakarida dan protein. Hasil uji flavonoid pada daun P.crocatum menunjukkan bahwa trikoma biseluler, sel-sel epidermis abaksial dan adaksial serta idioblas hipodermis adaksial positif mengandung flavonoid dengan pendaran hijau, sedangkan idioblas epidermis, idioblas hipodermis abaksial dan idioblas di antara jaringan bunga karang positif mengandung flavonoid dengan pendaran biru. Liu et al. (2011) yang menguji senyawa flavonoid pada trikoma peltat dan kapitat pada Isodon rubescense menyebutkan, pendaran warna yang dihasilkan menggunakan pereaksi AlCl3 pada kedua trikoma ini yaitu biru dan hijau. Perbedaan pendaran warna ini mengindikasikan bahwa adanya perbedaan struktur dari flavonoid tersebut. Pada daun P.porphyrophyllum, trikoma biseluler positif mengandung flavonoid dengan pendaran biru dan kuning, idioblas hipodermis adaksial dan idioblas di jaringan bunga karang positif mengandung flavonoid dengan pendaran biru serta idioblas hipodermis abaksial positif mengandung flavonoid dengan pendaran kuning. Menurut Guerin et al. (1971) uji flavonoid dengan larutan AlCl3 menunjukkan bahwa warna kuning kehijauan, kuning, dan biru berturutturut menunjukkan adanya flavon, flavonol, dan flavanon. Hasil uji histokimia pada idioblas I tangkai daun P.crocatum menunjukkan positif mengandung alkaloid, terpenoid, fenol lipofilik, dan flavonoid (Tabel 9, Gambar 13), idioblas II tidak mengandung senyawa terpenoid dan fenol akan tetapi mengandung ketiga senyawa lainnya. Idioblas III tidak mengandung senyawa fenol dan lipofilik akan tetapi mengandung ketiga senyawa lainnya. Persebaran ketiga idioblas tersebut paling banyak di daerah korteks dibandingkan di daerah epidermis dan empulur. Idioblas I pada batang P.crocatum mengandung semua metabolit yang diuji (Tabel 9, Gambar 13), sedangkan Idioblas II dan idioblas III tidak mengandung senyawa fenol. Idioblas tipe I dan II tersebar di daerah korteks dan empulur, sedangkan idioblas tipe III lebih banyak dijumpai di daerah empulur dibandingkan di epidermis dan korteks. Hasil uji flavonoid yang terkandung pada tangkai dan batang P.crocatum positif mengandung flavonoid dengan pendaran hijau dan biru. Selain idioblas, sel-sel epidermis pada tangkai daun dan batang P.crocatum juga menghasilkan flavonoid. Idioblas I dan idioblas III tangkai daun P.porphyrophyllum mengandung semua metabolit yang diuji (Tabel 9, Gambar 14), sedangkan idioblas II tidak mengandung lipofilik. Ketiga jenis idioblas ini lebih banyak dijumpai di daerah korteks dibandingkan daerah empulur. Idioblas I batang P.porphyrophyllum tidak mengandung senyawa lipofilik, idioblas II tidak mengandung senyawa flavonoid, dan idioblas III mengandung semua metabolit yang di uji (Tabel 9, Gambar 14). Idioblas tipe I dan II ini banyak tersebar di daerah korteks dari pada daerah empulur, sedangkan idioblas tipe III banyak tersebar di daerah empulur. Flavonoid pada tangkai dan batang P.porphyrophyllum mengandung jenis flavonon dan flavonol. Rajudin et al. (2010) yang meneliti kandungan flavonoid mengunakan metode sokletasi
15 bertahap dan kromatografi menyebutkan, flavonoid yang teridentifikasi pada P.porphyrophyllum adalah jenis flavon dan flavonon. Tabel 9 Hasil Uji histokimia daun, tangkai daun, dan batang P. crocatum dan P. porphyrophyllum Spesies
Struktur sekretori organ
Alkaloid
Terpenoid
Uji Fenol
Lipofilik
Flavonoid
+
-
-
-
+
+
-
-
-
+
-
-
-
-
+
-
-
-
+
-
+
+
-
+
+
-
-
-
-
+
-
-
+
-
+
+ + +
+ +
+ -
+ + -
+ + + +
+ + +
+ + +
+ -
+ + +
+ + + +
+ -
+ -
+ -
+
+ -
+
+
-
-
+
-
-
-
-
+
-
-
-
-
+
+ + +
+ + +
+ + +
+ +
+ + +
+ + +
+ + +
+ + +
+ +
+ +
P.crocatum Daun Biseluler Idioblas Epidermis Sel-sel epidermis adaksial dan abaksial Idioblas Palisade Idioblas Bunga Karang Idioblas hipodermis adaksial Idioblas hipodermis abaksial Tangkai daun Sel-sel epidermis Idioblas I Idioblas II Idioblas III Batang Sel-sel epidermis Idioblas I Idioblas II Idioblas III P.porphyrophyllum
Daun Biseluler Idioblas palisade Idioblas bunga Karang Idioblas hipodermis Adaksial Idioblas hipodermis Abaksial Tangkai daun Idioblas I Idioblas II Idioblas III Batang Idioblas I Idioblas II Idioblas III
Keterangan: (+) Senyawa terdeteksi; (-) Senyawa tidak terdeteksi
I
H
D
K
C
J
L
E
M
FF
N
G
Gambar 10 Hasil uji histokimia trikoma biseluler pada daun P.crocatum (A-G) dan P.porphyrophyllum (H-N). Uji alkaloid (A dan H), uji negatif alkaloid (B dan I), uji terpenoid (C dan J), uji fenol (D dan K), uji lipofilik (E dan L), uji flavonoid (F dan M), kontrol air (F dan L). Bar=50µm.
B
A
16
17
A
B
C
D
E
F
G
H
I
K
L
Gambar 11 Hasil uji histokimia idioblas pada daun P.crocatum. Uji alkaloid (A,D), uji negatif alkaloid (B,E), uji terpenoid (F), uji fenol (H), kontrol (C,G), uji lipofilik (I-J), uji flavonoid (K). Idioblas ditunjuk dengan anak panah. Bar=50µm.
A
E
B
F
C
D
G
H
Gambar 12 Hasil uji histokimia idioblas pada daun P.porphyrophyllum.Uji alkaloid (A), uji negatif alkaloid (B), uji terpenoid (C),uji fenol (D), kontrol air (E), uji flavonoid (F), uji lipofilik (G-H). Idioblas ditunjuk dengan anak panah. Bar=50µm.
18
A
B
C
E
F
G
D
Gambar 13 Hasil uji histokimia idioblas pada tangkai daun (E-G) dan batang (A-D) P.crocatum. Uji alkaloid (A), uji negatif alkaloid (B), kontrol air (C), uji terpenoid (D), uji fenol (E), uji lipofilik (F), uji flavonoid (G). Idioblas ditunjuk dengan anak panah. Bar=50µm.
A
B
C
E
F
F
D
Gambar 14 Hasil uji histokimia idioblas pada tangkai daun (E-G) dan batang (A-D) P.porphyrophyllum. Uji alkaloid (A), uji negatif alkaloid (B), kontrol air (C), uji terpenoid (D), uji fenol (E), uji lipofilik (F), uji flavonoid (G). Idioblas ditunjuk dengan anak panah. Bar=50µm. Berdasarkan hasil uji histokimia, trikoma biseluler daun P.crocatum mengandung senyawa alkaloid dan flavonoid. Selain kedua senyawa tersebut, idioblas pada daun juga mengandung senyawa terpenoid dan lipofilik. Senyawa fenol pada daun terdapat di jaringan mesofil. Idioblas pada tangkai daun dan batang P.crocatum mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, lipofilik, fenol, dan
19 flavonoid. Pada daun P.porphyrophyllum, trikoma biseluler mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, fenol, dan flavonoid. Idioblas pada daun mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, lipofilik, dan flavonoid. Pada tangkai daun dan batang P.porphyrophyllum senyawa alkaloid, terpenoid, lipofilik, fenol, dan flavonoid hanya terdapat pada sel idioblas. Secara umum, metabolit yang terkandung pada organ daun, tangkai daun, dan batang kedua spesies ini mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, lipofilik, fenol, dan flavonoid. Pada trikoma biseluler daun P.crocatum, senyawa metabolit yang ditemukan terdiri dari dua jenis, sedangkan pada P.porphyrophyllum bervariasi. Idioblas pada jaringan bunga karang kedua spesies ini mengandung alkaloid, terpenoid, dan flavonoid. Idioblas pada tangkai daun dan batang P.crocatum memiliki variasi dalam keberadaan kandungan senyawa metabolit, sedangkan pada P.porphyrophyllum hampir setiap jenis idioblas mengandung kelima senyawa tersebut. Berdasarkan hal ini, tanaman P.porphyrophyllum berpotensi tinggi sebagai bahan obat. Menurut Parmar et al. (1997), senyawa piperin yang tergolong dalam kelompok alkaloid pada Piper berfungsi sebagai obat antidepresi, analgesik, dan anti inflamasi. Penelitian Wiart et al. (2004) melaporkan bahwa daun P.porphyrophyllum memiliki efek antibakteri terhadap Staphylococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa. Selain itu, Rajudin et al. (2010) menyebutkan bahwa tanaman ini memiliki manfaat dalam menyembukan penyakit kusta dan sakit perut.
SIMPULAN Struktur anatomi daun pada kedua spesies Piper dapat dibedakan berdasarkan bentuk epidermis atas, keberadaan trikoma non kelenjar, kanal lendir, dan kristal serta jumlah lapis sel hipodermis atas. Piper crocatum memiliki epidermis atas berbentuk kubus, tidak memiliki trikoma non kelenjar, hipodermis atas tersusun atas 1 lapis jaringan, memiliki kanal lendir dan terdapat kristal pada jaringan epidermis, hipodermis, dan mesofil. Piper porphyrophyllum memiliki epidermis atas berupa papil, memiliki trikoma non kelenjar, jaringan hipodermis atas terdiri atas 1-2 lapis, dan tidak ditemukan adanya kristal. Tangkai daun P.crocatum dan P.porphyrophyllum dapat dibedakan berdasarkan keberadaan trikoma non kelenjar dan bentuk sel epidermis. Trikoma non kelenjar hanya ditemukan pada P.porphyrophyllum. Struktur sekretori pada daun berupa trikoma biseluler dan idioblas, sedangkan pada tangkai daun dan batang hanya terdapat idioblas. Hasil uji histokimia menunjukkan bahwa trikoma kelenjar pada daun P.crocatum hanya senyawa alkaloid dan flavonoid, sedangkan P.porphyrophyllum mengandung senyawa alkaloid, terpenoid, fenol, dan flavonoid. Idoblas pada daun kedua spesies ini mengandung alkaloid, terpenoid, flavonoid, dan senyawa lipofilik. Kandungan metabolit idioblas pada tangkai daun dan batang P.crocatum lebih bervariasi dibandingkan pada spesies P.porphyrophyllum.
20
DAFTAR PUSTAKA Astuti IP, Munawaroh E. 2011. Karakteristik morfologi daun sirih merah: Piper crocatum Ruitz & Pav dan Piper porphyrophyllum N.E.Br. koleksi Kebun Raya Bogor. Berk Penel Hayati. 7A:83-85. Benson L. 1957. Plant Classification. Boston(US): DC Heath and Co. Bosabalidis AM. 2014. Idioblastic mucilage cells in Teucrium polium leaf anatomy and histochemistry. Mod Phytomorphol. 5:49-52. Boix YF, Victorio CP, Defaveri ACA, Arruda R, Sato A, Lage CLS. 2011. Grandular trichomes of Rosmarinus officinalis L.: anatomical and phytochemical analyses of leaf volatiles. Plant Biosyst. 145(4): 848-856. Cronquist A. 1981. An Integrated System of Classification of Flowering Plants. New York (US): Columbia Univ Pr. Cowan MM. 1999. Plant products as antimicrobial agents. Clin Microbiol. 4(12): 564-582. Dos santos VLP, Franco CRC, Amano EMessias-Reason IJ, Budel JM. 2015. Anatomical investigation of Piper amalago (jaborandi-manso) for the quality control. Rev Bras Farmacogn. 25:85-91. Esau K. 1977. Anatomy of Seed Plants 2nd ed.Toronto (USA): John Wiley & Sons. Fahn H. 1979. Secretory Tissue in Plants. New York (US): Academic Pr. Franceschi VR, Horner-Junior HT. 1980. Calcium oxalate crystals in plants. Bot Rev. 46(4):361-427. Furr Y, Mahlberg PG. 1981. Histochemical analyses of laticifers and glandular trichomes in Cannabis sativa. J Nat Prod. 44(2): 153-159. Gogosz AM, Boeger Maria RT, Negrelle Raquel RB, Bengo C. 2012. Anatomia foliar comparative de nove espécies do gênero Piper (Piperaceae). Rodriguésia. 63(2):405-417. Guerin HP, Delaveau PG, Paris RR. 1971. Localisations histochimiques.II: procédés simples de localization de pigments flavoniques. Application à quelques phanérogames. Bull Soc Bot Fr. 118: 29-36. Harbone JB. 1996. Metode Fitokimia Penuntun Cara Modern Menganalisis Tumbuhan. Padmawinata K, Soediro I, Penerjemah; Niksolihin S, editor. Bandung (ID): ITB Pr. Terjemahan dari Phytochemical Method. Ed ke 2. Jensen S, Hansen J, Boll PM. 1993. Lignans and neolignans from Piperaceae. Phytochemistry. 33(3): 523-530. Johansen DA. 1940. Plant Microtechnique. New York (US): McGraw-Hill. Judd WS, Campbell CS, Kellogg EA, Stevens PF, Donoghue MJ. 2008. Plant Systematics: A Phylogenetic Approach 3rd ed. Sunderland (US): Sinauer Associates Inc. Karyono SS, Rahmawati D. 2004. Pengaruh pemberian dekok sirih-sirihan (Peperomia pellucida) terhadap penurunan kadar asam urat darah pada mencit [Skripsi]. Malang (ID): Universitas Brawijaya. Kolb D, Müller M. 2004. Light, conventional and environmental scanning electron microscopy of the trichomes of Cucurbita pepo subsp. pepo var. styriaca and histochemistry of glandular secretory products. Ann Bot. 94:515-526.
21 Lakshmi BS, Naidu KC. 2010. Comparative morphoanatomy of Piper betle L. cultivars in India. Annals of Biological Research. 1(2):128-134. Lestari AG. 2006. Hubungan antara kerapatan stomata dengan ketahanan kekeringan pada somaklon Gajahmukur, Towuti, dan IR64. Biodiversitas. 7(1):44-48. [LIPI] Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia. 1980. Tanaman Industri. Jakarta (ID): Balai Pustaka. Liu M, Liu Z, Zhou J. 2011. Morphology and histochemistry of the glandular trichomes of Isodon rubescense (Hamsley) H. Hara [Lamiaceae]: a promising medical plant of China. J Med Plants Res. 6(8): 1455-1460. Machado N, Pereira FG, Dos santos PRD, Costa CG, Guimarães EF. 2015. Comparative anatomy of the leaves of Piper lepturum (Kunth) C.DC. var. lepturum and Piper lepturum var. angustifolium (C.DC.) Yunck. Hoehnea. 42(1):1-8. Metcalfe CR, Chalk L.1979. Anatomy of dicotyledons: Systematic Anatomy of Leaf and Stem, with a Brief History of The Subject 2nd ed .Vol 1. Oxford (UK): Clarendon Pr. Nakata PA. 2003. Advances in our understanding of calcium oxalate crystal formation nd function in plants. Plant Sci. 164(6):901-909. Ogundare AO. 2007. Antimicrobial effect of Tithonia diversifolia and Jatropha gossypifolia leaf extract. Trends in Applied Sci Res. 2(2):145-150. Parmar et al. 1997. Phytochemistry of the genus Piper. Phytochemistry. 46(4): 597-673. Rajudin E, Ahmad F, Sirat HM, Dayar A, Aboul-Enein HY. 2010. Chemical constituents from tiger's betel, Piper porphyrophyllum N.E.Br. (Fam. Piperaceae). Natural Product Research. 24(4):387-390. Raman V, Galal AM, Khan IA. 2012. An investigation of the vegetative anatomy of Piper sarmentosum and a comparison with the anatomy of Piper betle (Piperaceae). American J. plant Sci. 3:1135-1144. Ravindran PN, Remashree AB. 1998. Anatomy of Piper colubrinum link. J Spices Aromat Crops. 7:11–123. Rocha WS, Lopes RM, Silva DB, Vieira RF, Silva JP, Agostini-Costa TS. 2011. Compostos fenólicos totais e taninos condensados em frutas nativas do cerrado. Rev Bras Frutic. 33: 1215–1221. Rupa D. 2015. Identifikasi struktur sekretori dan analisis histokimia serta fitokimia tumbuhan obat anti-infeksi di kawasan Taman Nasional Bukit Duabelas Jambi. [Tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Safithri M, Fahma. 2008. Potency of Piper crocatum decoction as an antihiperglycemia in rat strain sprague dawley. Hayati J Biosci. 15(1):4548. Sass JE. 1951. Botanical Microtechnique. Iowa (US): Iowa State Coll Pr. Sengupta S, Ryan AB. 1987. The chemistry of Piper species: a review. Fitoterapia. 58(3):147-166. Simpson MG. 2006. Plant Systematics. London (UK): Elsevier Academic Pr. Souza LA, Albiero ALM, Almeida OJG, Lopes WAL, MourãoKSM, Moscheta IS. 2009. Estudo morfo-anatômicoda folha e do caule de Piper arboreum Aubl (Piperaceae). Lat Am J Pharm. 28:103-107.
22 Souza LA, Moscheta IS, Oliveira JHG. 2004. Comparative morphology and anatomy oh the leaf and stem Peperomia dahlstedtii C.DC., Ottonia martiana Miq. and Piper diospyrifolium Kunth (Piperaceae). Gayana Bot. 61(1): 6-17. Steenis Van CGGJ. 2006. Flora Untuk Sekolah di Indonesia. Terjemahan oleh: Moeso S, Soenarto H, Soerjo SA, Wibisono, Margono PSW. Jakarta (ID): Pradnya Paramita. Syukur C, Hernani. 2003. Budidaya Tanaman Obat Tradisional. Jakarta (ID): Penebar Swadaya. Tihurua EF, Astuti IP, Witono JR. 2011. Anatomi daun Piperaceae dari kawasan Gunung Slamet, Jawa Tengah. Buletin Kebun Raya. (14):2. Upretty DC, Dwivedi N, Jain V, Mohan R. 2002. Effect of elevated carbon dioxide concentration on the stomatal parameters of rice cultivars. Photosynthetica. 40: 315-319. Wiart C, Hannah NA, Yassim M, Hamimah H, Sulaiman M. 2004. Antimicrobial activity of tiger’s betel (Piper porphyrophyllum N.E.Br, Piperaceae). Phythother Res. 18: 783-784. Wilmer. 1983. Stomata. London (UK): Longman. Wu QL, Wang SP, Tu GZ, Feng YX, Yang JS. 1997. Alkaloids from Piper puberullum. Phytochemistry. 44(4): 727-730.
23 LAMPIRAN Lampiran 1 Sayatan paradermal idioblas daun P.crocatum (A) dan P.porphyrophyllum (B)
t t
ib ib
A
B
24
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 1 Desember 1993 dari Ayah Zawiruddin dan Ibu Yumna. Penulis merupakan anak tunggal. Penulis lulus dari SMAN 5 depok pada tahun 2011 dan pada tahun yang sama penulis diterima di Program Studi Biologi, Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor melalui jalur seleksi Ujian Tulis Mandiri (UTM) IPB. Penulis pernah melakukan studi lapang mengenai Identifikasi Cendawan Mikoriza Arbuskula pada Tanaman di Telaga Warna pada tahun 2013. Selain itu, penulis telah melaksanakan praktik lapangan di PT Kencana Abadi Jaya, Bogor mengenai Analisis Produk Minuman Robusta dalam Kemasan Cup yang dilaksanakan pada bulan Juli hingga Agustus 2014. Selama masa perkuliahan, penulis aktif dalam organisasi kemahasiswaan yaitu sebagai anggota divisi Syiar Ikatan Muslim TPB (IKMT) (2011-2012), sekretaris divisi Infokom Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMABIO) (20122013), dan sekretaris divisi Kemuslimahan Serambi ruhiyah-G (Serum-G) (201320114). Selain itu penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan kampus seperti staf divisi PDD Masa Orientasi dan Informasi Biologi (Morfologi) (2013) dan staf divisi PDD Festival Ilmuwan Muslim (FIM) (2014). Penulis pernah menjadi asisten praktikum Anatomi dan Morfologi Tumbuhan periode semester genap 2014/2015.
