Dina ieu panilitian, pangaruh stimulasi tina pangobatan gabungan tinapangatur tumuwuhna tutuwuhan(2,4-D sareng kinetin) sareng nanopartikel oksida beusi (Fe₃O₄-NP) dina morfogenesis in vitro sareng produksi metabolit sekundér dina *Hypericum perforatum* L. parantos ditalungtik. Perlakuan anu dioptimalkeun [2,4-D (0,5 mg/L) + kinetin (2 mg/L) + Fe₃O₄-NP (4 mg/L)] ningkatkeun sacara signifikan parameter kamekaran pepelakan: jangkungna pepelakan ningkat 59,6%, panjang akar ningkat 114,0%, jumlah kuncup ningkat 180,0%, sareng beurat seger kalus ningkat 198,3% dibandingkeun sareng kelompok kontrol. Perlakuan gabungan ieu ogé ningkatkeun efisiensi regenerasi (50,85%) sareng ningkatkeun eusi hiperisin ningkat 66,6%. Analisis GC-MS ngungkabkeun eusi hiperosida, β-patolena, sareng alkohol setil anu luhur, anu ngawakilan 93,36% tina total daérah puncak, sedengkeun eusi total fenolik sareng flavonoid ningkat dugi ka 80,1%. Hasil ieu nunjukkeun yén pangatur pertumbuhan pepelakan (PGR) sareng nanopartikel Fe₃O₄ (Fe₃O₄-NP) ngalaksanakeun pangaruh sinergis ku cara ngarangsang organogenesis sareng akumulasi sanyawa bioaktif, anu ngagambarkeun strategi anu ngajangjikeun pikeun perbaikan biotéhnologi pepelakan ubar.
St. John's wort (Hypericum perforatum L.), katelah ogé St. John's wort, nyaéta tutuwuhan herbaceous taunan ti kulawarga Hypericaceae anu miboga nilai ékonomis.[1] Komponén bioaktif poténsialna kalebet tanin alami, xanthone, phloroglucinol, naphthalenedianthrone (hyperin sareng pseudohyperin), flavonoid, asam fenolik, sareng minyak atsiri.[2,3,4] St. John's wort tiasa dipelak ku metode tradisional; kumaha oge, musiman metode tradisional, pengecambahan siki anu handap, sareng karentanan kana panyakit ngawatesan poténsina pikeun budidaya skala ageung sareng pembentukan metabolit sekundér anu terus-terusan.[1,5,6]
Ku kituna, kultur jaringan in vitro dianggap metode anu efektif pikeun rambatan pepelakan anu gancang, konservasi sumber daya plasma nutfah, sareng ningkatkeun hasil sanyawa ubar [7, 8]. Pengatur pertumbuhan pepelakan (PGR) maénkeun peran penting dina ngatur morfogenesis sareng diperyogikeun pikeun budidaya kalus sareng organisme sacara in vitro. Optimasi konsentrasi sareng kombinasi na penting pisan pikeun ngalengkepan prosés perkembangan ieu kalayan suksés [9]. Ku alatan éta, ngartos komposisi sareng konsentrasi pangatur anu pas penting pikeun ningkatkeun kapasitas pertumbuhan sareng regeneratif St. John's wort (H. perforatum) [10].
Nanopartikel oksida beusi (Fe₃O₄) nyaéta kelas nanopartikel anu parantos atanapi nuju dikembangkeun pikeun kultur jaringan. Fe₃O₄ ngagaduhan sipat magnét anu signifikan, biokompatibilitas anu saé, sareng kamampuan pikeun ningkatkeun kamekaran pepelakan sareng ngirangan setrés lingkungan, janten éta parantos narik perhatian anu ageung dina desain kultur jaringan. Aplikasi poténsial nanopartikel ieu tiasa kalebet optimalisasi kultur in vitro pikeun ningkatkeun pembelahan sél, ningkatkeun serapan nutrisi, sareng ngaktipkeun énzim antioksidan [11].
Sanaos nanopartikel parantos nunjukkeun pangaruh promosi anu saé kana kamekaran pepelakan, panilitian ngeunaan aplikasi gabungan nanopartikel Fe₃O₄ sareng pangatur pertumbuhan pepelakan anu dioptimalkeun dina *H. perforatum* masih langka. Pikeun ngeusian lolongkrang pangaweruh ieu, panilitian ieu meunteun pangaruh gabunganana kana morfogenesis in vitro sareng produksi metabolit sekundér pikeun masihan wawasan énggal pikeun ningkatkeun karakteristik pepelakan ubar. Ku alatan éta, panilitian ieu ngagaduhan dua tujuan: (1) ngaoptimalkeun konsentrasi pangatur pertumbuhan pepelakan pikeun sacara efektif ngamajukeun formasi kalus, regenerasi pucuk, sareng rooting in vitro; sareng (2) meunteun pangaruh nanopartikel Fe₃O₄ kana parameter pertumbuhan in vitro. Rencana ka hareup kalebet meunteun tingkat salamet pepelakan anu diregenerasi salami aklimatisasi (in vitro). Dipiharep yén hasil panilitian ieu bakal ningkatkeun sacara signifikan efisiensi mikropropagasi *H. perforatum*, sahingga nyumbang kana panggunaan anu lestari sareng aplikasi biotéhnologi tina pepelakan ubar anu penting ieu.
Dina ieu panilitian, urang kéngingkeun éksplan daun tina pepelakan St. John's wort taunan anu dipelak di lapangan (tutuwuhan indung). Éplan ieu dianggo pikeun ngaoptimalkeun kaayaan kultur in vitro. Sateuacan dibudidayakeun, daunna dibilas tuntas dina cai sulingan anu ngocor salami sababaraha menit. Permukaan éksplan teras didisinfeksi ku cara direndem dina étanol 70% salami 30 detik, dituturkeun ku direndem dina larutan natrium hipoklorit (NaOCl) 1,5% anu ngandung sababaraha tetes Tween 20 salami 10 menit. Pamungkas, éksplan dibilas tilu kali nganggo cai sulingan steril sateuacan dipindahkeun ka média kultur salajengna.
Salila opat minggu ka hareup, parameter regenerasi pucuk diukur, kalebet laju regenerasi, jumlah pucuk per eksplan, sareng panjang pucuk. Nalika pucuk anu diregenerasi ngahontal panjang sahenteuna 2 cm, éta dipindahkeun ka média perakaran anu diwangun ku média MS satengah kakuatan, 0,5 mg/L asam indolebutirat (IBA), sareng 0,3% guar gum. Kultur perakaran diteruskeun salami tilu minggu, salami waktos éta laju perakaran, jumlah akar, sareng panjang akar diukur. Unggal perlakuan diulang tilu kali, kalayan 10 eksplan dibudidayakeun per ulangan, ngahasilkeun sakitar 30 eksplan per perlakuan.
Jangkungna pepelakan diukur dina séntiméter (cm) nganggo panggaris, ti dasar pepelakan dugi ka tungtung daun anu pangluhurna. Panjang akar diukur dina milimeter (mm) langsung saatos bibit dipiceun sacara saksama sareng média anu tumuwuh. Jumlah kuncup per éksplan diitung langsung dina unggal pepelakan. Jumlah bintik hideung dina daun, anu katelah bintik, diukur sacara visual. Bintik hideung ieu dipercaya mangrupikeun kelenjar anu ngandung hiperisin, atanapi bintik oksidatif, sareng dianggo salaku indikator fisiologis réspon pepelakan kana perlakuan. Saatos miceun sadaya média anu tumuwuh, beurat seger bibit diukur nganggo skala éléktronik kalayan akurasi miligram (mg).
Métode pikeun ngitung laju formasi kalus nyaéta sapertos kieu: saatos ngakulturkeun éksplan dina média anu ngandung rupa-rupa pangatur tumuwuh (kinase, 2,4-D, sareng Fe3O4) salami opat minggu, jumlah éksplan anu sanggup ngabentuk kalus diitung. Rumus pikeun ngitung laju formasi kalus nyaéta sapertos kieu:
Unggal perlakuan diulang tilu kali, kalayan sahenteuna 10 eksplan anu dipariksa dina unggal ulangan.
Laju regenerasi ngagambarkeun proporsi jaringan kalus anu hasil ngalengkepan prosés diferensiasi kuncup saatos tahapan pembentukan kalus. Indikator ieu nunjukkeun kamampuan jaringan kalus pikeun robah jadi jaringan anu dibédakeun sareng tumuh jadi organ pepelakan anyar.
Koéfisién akar nyaéta babandingan jumlah dahan anu mampuh akar jeung jumlah total dahan. Indikator ieu ngagambarkeun kasuksésan tahapan akar, anu penting pisan dina mikropropagasi jeung perbanyakan tutuwuhan, sabab akar anu alus ngabantu bibit salamet leuwih hadé dina kaayaan tumuwuh.
Sanyawa hiperisin diekstrak ku 90% metanol. Lima puluh mg bahan tutuwuhan garing ditambahkeun kana 1 ml metanol teras disonikasi salami 20 menit dina 30 kHz dina pembersih ultrasonik (modél A5120-3YJ) dina suhu kamar dina poék. Saatos sonikasi, sampel disentrifugasi dina 6000 rpm salami 15 menit. Supernatan dikumpulkeun, sareng absorbansi hiperisin diukur dina 592 nm nganggo spektrofotometer Plus-3000 S numutkeun metode anu dijelaskeun ku Conceiçao et al. [14].
Kaseueuran perlakuan nganggo pangatur tumuwuh pepelakan (PGR) sareng nanopartikel oksida beusi (Fe₃O₄-NP) henteu ngainduksi formasi bintil hideung dina daun pucuk anu dihasilkeun deui. Teu aya bintil anu katingali dina perlakuan nganggo 0,5 atanapi 1 mg/L 2,4-D, 0,5 atanapi 1 mg/L kinetin, atanapi 1, 2, atanapi 4 mg/L nanopartikel oksida beusi. Sababaraha kombinasi nunjukkeun paningkatan sakedik dina kamekaran bintil (tapi henteu signifikan sacara statistik) dina konsentrasi kinetin sareng/atanapi nanopartikel oksida beusi anu langkung luhur, sapertos kombinasi 2,4-D (0,5–2 mg/L) sareng kinetin (1–1,5 mg/L) sareng nanopartikel oksida beusi (2–4 mg/L). Hasil ieu dipidangkeun dina Gambar 2. Bintil hideung ngagambarkeun kelenjar anu beunghar hiperisin, boh anu aya sacara alami boh anu mangpaat. Dina ieu panilitian, bintil hideung utamina aya patalina jeung pencoklatan jaringan, nunjukkeun lingkungan anu nguntungkeun pikeun akumulasi hiperisin. Perawatan nganggo nanopartikel 2,4-D, kinetin, sareng Fe₃O₄ ningkatkeun kamekaran kalus, ngirangan pencoklatan, sareng ningkatkeun eusi klorofil, nunjukkeun fungsi métabolik anu ningkat sareng poténsi pangurangan karusakan oksidatif [37]. Panilitian ieu meunteun pangaruh kinetin dina kombinasi sareng nanopartikel 2,4-D sareng Fe₃O₄ kana kamekaran sareng kamekaran kalus wort St. John (Gambar 3a–g). Panilitian sateuacana nunjukkeun yén nanopartikel Fe₃O₄ gaduh kagiatan antijamur sareng antimikroba [38, 39] sareng, nalika dianggo dina kombinasi sareng pangatur pertumbuhan pepelakan, tiasa ngarangsang mékanisme pertahanan pepelakan sareng ngirangan indéks setrés sél [18]. Sanaos biosintésis metabolit sekundér diatur sacara genetik, hasil sabenerna gumantung pisan kana kaayaan lingkungan. Parobihan métabolik sareng morfologis tiasa mangaruhan tingkat metabolit sekundér ku cara ngatur éksprési gén pepelakan khusus sareng ngaréspon kana faktor lingkungan. Salajengna, inducers tiasa micu aktivasi gén anyar, anu antukna ngarangsang aktivitas énzimatik, pamustunganana ngaktipkeun sababaraha jalur biosintésis sareng ngarah kana formasi metabolit sékundér. Salajengna, panilitian sanés nunjukkeun yén ngirangan shading ningkatkeun paparan sinar panonpoé, sahingga ningkatkeun suhu siang di habitat alami *Hypericum perforatum*, anu ogé nyumbang kana paningkatan hasil hypericin. Dumasar kana data ieu, panilitian ieu nalungtik peran nanopartikel beusi salaku inducers poténsial dina kultur jaringan. Hasilna nunjukkeun yén nanopartikel ieu tiasa ngaktipkeun gén anu kalibet dina biosintésis hesperidin ngalangkungan stimulasi énzimatik, anu ngarah kana paningkatan akumulasi sanyawa ieu (Gambar 2). Ku alatan éta, dibandingkeun sareng pepelakan anu tumbuh dina kaayaan alami, tiasa dibantah yén produksi sanyawa sapertos kitu in vivo ogé tiasa ditingkatkeun nalika setrés sedeng digabungkeun sareng aktivasi gén anu kalibet dina biosintésis metabolit sékundér. Perawatan kombinasi umumna gaduh pangaruh positip kana laju regenerasi, tapi dina sababaraha kasus, pangaruh ieu dilemahkeun. Anu penting, perlakuan nganggo 1 mg/L 2,4-D, 1,5 mg/L kinase, sareng konsentrasi anu béda-béda sacara mandiri sareng sacara signifikan tiasa ningkatkeun laju regenerasi ku 50,85% dibandingkeun sareng kelompok kontrol (Gambar 4c). Hasil ieu nunjukkeun yén kombinasi nanohormon khusus tiasa bertindak sacara sinergis pikeun ngamajukeun kamekaran pepelakan sareng produksi metabolit, anu penting pisan pikeun kultur jaringan pepelakan ubar. Palmer sareng Keller [50] nunjukkeun yén perlakuan 2,4-D sacara mandiri tiasa ngainduksi formasi kalus dina St. perforatum, sedengkeun panambahan kinase sacara signifikan ningkatkeun formasi sareng regenerasi kalus. Éfék ieu disababkeun ku paningkatan kasaimbangan hormonal sareng stimulasi divisi sél. Bal et al. [51] mendakan yén perlakuan Fe₃O₄-NP sacara mandiri tiasa ningkatkeun fungsi énzim antioksidan, sahingga ngamajukeun kamekaran akar dina St. perforatum. Média kultur anu ngandung nanopartikel Fe₃O₄ dina konsentrasi 0,5 mg/L, 1 mg/L, sareng 1,5 mg/L ningkatkeun laju regenerasi pepelakan rami [52]. Panggunaan nanopartikel kinetin, 2,4-diklorobenzothiazolinone, sareng Fe₃O₄ sacara signifikan ningkatkeun laju formasi kalus sareng akar, kumaha ogé, efek samping poténsial tina ngagunakeun hormon ieu pikeun regenerasi in vitro kedah dipertimbangkeun. Salaku conto, panggunaan 2,4-diklorobenzothiazolinone atanapi kinetin jangka panjang atanapi konsentrasi luhur tiasa nyababkeun variasi klonal somatik, setrés oksidatif, morfologi kalus abnormal, atanapi vitrifikasi. Ku alatan éta, laju regenerasi anu luhur henteu merta ngaduga stabilitas genetik. Sadaya pepelakan anu diregenerasi kedah dipeunteun nganggo spidol molekuler (contona RAPD, ISSR, AFLP) atanapi analisis sitogenetik pikeun nangtukeun homogenitas sareng kamiripanana sareng pepelakan in vivo [53,54,55].
Panilitian ieu nunjukkeun pikeun kahiji kalina yén panggunaan gabungan pangatur pertumbuhan pepelakan (2,4-D sareng kinetin) sareng nanopartikel Fe₃O₄ tiasa ningkatkeun morfogenesis sareng akumulasi metabolit bioaktif konci (kalebet hypericin sareng hyperoside) dina *Hypericum perforatum*. Régimen pangobatan anu dioptimalkeun (1 mg/L 2,4-D + 1 mg/L kinetin + 4 mg/L Fe₃O₄-NP) henteu ngan ukur maksimalkeun formasi kalus, organogenesis, sareng hasil metabolit sekundér tapi ogé nunjukkeun pangaruh anu hampang, anu berpotensi ningkatkeun toleransi setrés pepelakan sareng nilai ubar. Kombinasi nanotéhnologi sareng kultur jaringan pepelakan nyayogikeun platform anu lestari sareng efisien pikeun produksi sanyawa ubar in vitro skala ageung. Hasil ieu muka jalan pikeun aplikasi industri sareng panilitian ka hareup kana mékanisme molekuler, optimasi dosis sareng presisi genetik, ku kituna ngaitkeun panilitian dasar ngeunaan pepelakan ubar sareng biotéhnologi praktis.
Waktos posting: 12-Des-2025