Ing panliten iki, efek stimulasi saka perawatan gabungan sakapengatur pertumbuhan tanaman(2,4-D lan kinetin) lan nanopartikel oksida wesi (Fe₃O₄-NP) babagan morfogenesis in vitro lan produksi metabolit sekunder ing *Hypericum perforatum* L. wis diteliti. Perawatan sing dioptimalake [2,4-D (0,5 mg/L) + kinetin (2 mg/L) + Fe₃O₄-NP (4 mg/L)] ningkatake parameter pertumbuhan tanduran kanthi signifikan: dhuwur tanduran mundhak 59,6%, dawa oyot mundhak 114,0%, jumlah kuncup mundhak 180,0%, lan bobot seger kalus mundhak 198,3% dibandhingake karo klompok kontrol. Perawatan gabungan iki uga ningkatake efisiensi regenerasi (50,85%) lan nambah kandungan hiperisin mundhak 66,6%. Analisis GC-MS nuduhake kandungan hiperosida, β-patolena, lan alkohol setil sing dhuwur, sing nyumbang 93,36% saka total area puncak, dene kandungan total fenolat lan flavonoid mundhak nganti 80,1%. Asil kasebut nuduhake yen pengatur pertumbuhan tanduran (PGR) lan nanopartikel Fe₃O₄ (Fe₃O₄-NP) nduweni efek sinergis kanthi ngrangsang organogenesis lan akumulasi senyawa bioaktif, sing minangka strategi sing janjeni kanggo perbaikan bioteknologi tanduran obat.
Wort St. John (Hypericum perforatum L.), uga dikenal minangka wort St. John, minangka tanduran herba taunan saka kulawarga Hypericaceae sing nduweni nilai ekonomi.[1] Komponen bioaktif potensiale kalebu tanin alami, xanthone, phloroglucinol, naphthalenedianthrone (hyperin lan pseudohyperin), flavonoid, asam fenolik, lan lenga atsiri.[2,3,4] Wort St. John bisa disebarake kanthi cara tradisional; nanging, musiman metode tradisional, perkecambahan wiji sing kurang, lan kerentanan marang penyakit mbatesi potensine kanggo budidaya skala gedhe lan pembentukan metabolit sekunder sing terus-terusan.[1,5,6]
Dadi, kultur jaringan in vitro dianggep minangka metode sing efektif kanggo propagasi tanduran kanthi cepet, konservasi sumber daya plasma nutfah, lan nambah asil senyawa obat [7, 8]. Pengatur pertumbuhan tanduran (PGR) nduweni peran penting kanggo ngatur morfogenesis lan perlu kanggo budidaya kalus lan organisme utuh in vitro. Optimalisasi konsentrasi lan kombinasi kasebut penting banget kanggo ngrampungake proses perkembangan kasebut kanthi sukses [9]. Mulane, mangerteni komposisi lan konsentrasi regulator sing cocog penting kanggo ningkatake kapasitas pertumbuhan lan regeneratif St. John's wort (H. perforatum) [10].
Nanopartikel oksida wesi (Fe₃O₄) minangka kelas nanopartikel sing wis utawa lagi dikembangake kanggo kultur jaringan. Fe₃O₄ nduweni sifat magnetik sing signifikan, biokompatibilitas sing apik, lan kemampuan kanggo ningkatake pertumbuhan tanduran lan nyuda stres lingkungan, mula wis narik kawigaten sing cukup gedhe ing desain kultur jaringan. Aplikasi potensial saka nanopartikel iki bisa uga kalebu optimalisasi kultur in vitro kanggo ningkatake pembelahan sel, ningkatake penyerapan nutrisi, lan ngaktifake enzim antioksidan [11].
Senajan nanopartikel wis nuduhake efek promosi sing apik kanggo pertumbuhan tanduran, panliten babagan aplikasi gabungan nanopartikel Fe₃O₄ lan pengatur pertumbuhan tanduran sing dioptimalake ing *H. perforatum* isih langka. Kanggo ngisi kesenjangan kawruh iki, panliten iki ngevaluasi efek gabungan efek kasebut ing morfogenesis in vitro lan produksi metabolit sekunder kanggo menehi wawasan anyar kanggo ningkatake karakteristik tanduran obat. Mulane, panliten iki duwe rong tujuan: (1) ngoptimalake konsentrasi pengatur pertumbuhan tanduran kanggo ningkatake pembentukan kalus, regenerasi tunas, lan rooting in vitro kanthi efektif; lan (2) ngevaluasi efek nanopartikel Fe₃O₄ ing parameter pertumbuhan in vitro. Rencana mbesuk kalebu ngevaluasi tingkat kaslametan tanduran sing diregenerasi sajrone aklimatisasi (in vitro). Diarepake yen asil panliten iki bakal ningkatake efisiensi mikropropagasi *H. perforatum* kanthi signifikan, saengga nyumbang kanggo panggunaan lestari lan aplikasi bioteknologi saka tanduran obat sing penting iki.
Ing panliten iki, kita entuk eksplan godhong saka tanduran St. John's wort taunan sing ditandur ing lapangan (tanduran induk). Eksplan iki digunakake kanggo ngoptimalake kahanan kultur in vitro. Sadurunge budidaya, godhong-godhong kasebut dibilas kanthi tliti ing banyu suling sing mili sajrone sawetara menit. Permukaan eksplan banjur didisinfeksi kanthi direndhem ing etanol 70% sajrone 30 detik, banjur direndhem ing larutan natrium hipoklorit (NaOCl) 1,5% sing ngemot sawetara tetes Tween 20 sajrone 10 menit. Pungkasan, eksplan dibilas kaping telu nganggo banyu suling steril sadurunge dipindhah menyang medium kultur sabanjure.
Sajrone patang minggu sabanjure, parameter regenerasi tunas diukur, kalebu tingkat regenerasi, jumlah tunas saben eksplan, lan dawa tunas. Nalika tunas sing diregenerasi tekan dawa paling ora 2 cm, tunas kasebut dipindhah menyang media perakaran sing kasusun saka media MS setengah kekuatan, asam indolebutirat 0,5 mg/L (IBA), lan gom guar 0,3%. Kultur perakaran diterusake sajrone telung minggu, sajrone wektu kasebut tingkat perakaran, jumlah oyot, lan dawa oyot diukur. Saben perawatan diulang kaping telu, kanthi 10 eksplan dibudidayakake saben ulangan, ngasilake kira-kira 30 eksplan saben perawatan.
Dhuwure tanduran diukur nganggo sentimeter (cm) nganggo penggaris, saka pangkal tanduran nganti pucuk godhong paling dhuwur. Dawane oyot diukur nganggo milimeter (mm) langsung sawise tunas dicopot kanthi ati-ati lan media tanam dicopot. Cacahing tunas saben eksplan diitung langsung ing saben tanduran. Cacahing bintik ireng ing godhong, sing dikenal minangka bintik, diukur kanthi visual. Bintik ireng iki diyakini minangka kelenjar sing ngandhut hiperisin, utawa bintik oksidatif, lan digunakake minangka indikator fisiologis respon tanduran marang perawatan. Sawise mbusak kabeh media tanam, bobot seger tunas diukur nganggo skala elektronik kanthi akurasi miligram (mg).
Cara kanggo ngetung laju pembentukan kalus kaya ing ngisor iki: sawise budidaya eksplan ing medium sing ngemot macem-macem pengatur pertumbuhan (kinase, 2,4-D, lan Fe3O4) sajrone patang minggu, jumlah eksplan sing bisa mbentuk kalus diitung. Rumus kanggo ngetung laju pembentukan kalus kaya ing ngisor iki:
Saben perawatan diulang kaping telu, kanthi paling ora 10 eksplan sing ditliti ing saben ulangan.
Tingkat regenerasi nggambarake proporsi jaringan kalus sing kasil ngrampungake proses diferensiasi tunas sawise tahap pembentukan kalus. Indikator iki nduduhake kemampuan jaringan kalus kanggo malih dadi jaringan sing wis dibedakake lan tuwuh dadi organ tanduran anyar.
Koefisien perakaran yaiku rasio jumlah cabang sing bisa thukul karo jumlah total cabang. Indikator iki nggambarake kasuksesan tahap perakaran, sing penting banget ing mikropropagasi lan perbanyakan tanduran, amarga perakaran sing apik mbantu tunas luwih tahan ing kahanan tuwuh.
Senyawa hiperisin diekstrak nganggo metanol 90%. Seket mg bahan tanduran garing ditambahake ing 1 ml metanol lan disonikasi sajrone 20 menit ing 30 kHz ing pembersih ultrasonik (model A5120-3YJ) ing suhu kamar ing peteng. Sawise sonikasi, sampel disentrifugasi kanthi kecepatan 6000 rpm sajrone 15 menit. Supernatan dikumpulake, lan absorbansi hiperisin diukur ing 592 nm nggunakake spektrofotometer Plus-3000 S miturut metode sing diterangake dening Conceiçao et al. [14].
Umume perawatan nganggo pengatur pertumbuhan tanduran (PGR) lan nanopartikel oksida wesi (Fe₃O₄-NP) ora nyebabake pembentukan bintil ireng ing godhong tunas sing diregenerasi. Ora ana bintil sing diamati ing perawatan nganggo 0,5 utawa 1 mg/L 2,4-D, 0,5 utawa 1 mg/L kinetin, utawa 1, 2, utawa 4 mg/L nanopartikel oksida wesi. Sawetara kombinasi nuduhake peningkatan perkembangan nodul sing sithik (nanging ora signifikan sacara statistik) ing konsentrasi kinetin lan/utawa nanopartikel oksida wesi sing luwih dhuwur, kayata kombinasi 2,4-D (0,5–2 mg/L) karo kinetin (1–1,5 mg/L) lan nanopartikel oksida wesi (2–4 mg/L). Asil kasebut dituduhake ing Gambar 2. Bintil ireng makili kelenjar sing sugih hiperisin, sing kedadeyan kanthi alami lan migunani. Ing panliten iki, bintil ireng utamane ana gandheng cenenge karo pencoklatan jaringan, sing nuduhake lingkungan sing apik kanggo akumulasi hiperisin. Perawatan nganggo nanopartikel 2,4-D, kinetin, lan Fe₃O₄ ningkatake pertumbuhan kalus, nyuda pencoklatan, lan nambah kandungan klorofil, sing nuduhake fungsi metabolisme sing luwih apik lan potensi pengurangan kerusakan oksidatif [37]. Panliten iki ngevaluasi efek kinetin sing digabungake karo nanopartikel 2,4-D lan Fe₃O₄ ing pertumbuhan lan perkembangan kalus wort St. John (Gambar 3a-g). Panliten sadurunge nuduhake yen nanopartikel Fe₃O₄ duwe aktivitas antijamur lan antimikroba [38, 39] lan, nalika digunakake digabungake karo regulator pertumbuhan tanduran, bisa ngrangsang mekanisme pertahanan tanduran lan nyuda indeks stres seluler [18]. Sanajan biosintesis metabolit sekunder diatur sacara genetis, asil sing nyata gumantung banget karo kahanan lingkungan. Owah-owahan metabolik lan morfologis bisa mengaruhi tingkat metabolit sekunder kanthi ngatur ekspresi gen tanduran tartamtu lan nanggapi faktor lingkungan. Salajengipun, induser saged micu aktivasi gen-gen enggal, ingkang salajengipun ngrangsang aktivitas enzimatik, pungkasanipun ngaktifaken maneka jalur biosintetik lan nyebabaken pembentukan metabolit sekunder. Salajengipun, panaliten sanesipun nedahaken bilih nyuda bayangan nambah paparan sinar srengenge, saengga ningkataken suhu awan ing habitat alami *Hypericum perforatum*, ingkang ugi nyumbang kangge ningkataken asil hiperisin. Adhedhasar data kasebut, panaliten punika nyelidiki peran nanopartikel wesi minangka induser potensial ing kultur jaringan. Asil panaliten nedahaken bilih nanopartikel kasebut saged ngaktifaken gen-gen ingkang terlibat ing biosintesis hesperidin liwat stimulasi enzimatik, ingkang nyebabaken peningkatan akumulasi senyawa punika (Gambar 2). Pramila, dibandhingake kaliyan tanduran ingkang tuwuh ing kahanan alami, saged dipunanggep bilih produksi senyawa kasebut ing vivo ugi saged dipuntingkataken nalika stres moderat digabungaken kaliyan aktivasi gen ingkang terlibat ing biosintesis metabolit sekunder. Perawatan kombinasi umume gadhah efek positif tumrap tingkat regenerasi, nanging ing sawetara kasus, efek punika dados ringkih. Khususé, perawatan nganggo 1 mg/L 2,4-D, 1,5 mg/L kinase, lan konsentrasi sing béda-béda bisa kanthi mandiri lan signifikan nambah tingkat regenerasi nganti 50,85% dibandhingake karo klompok kontrol (Gambar 4c). Asil kasebut nuduhaké yèn kombinasi nanohormon tartamtu bisa tumindak sinergis kanggo ningkataké pertumbuhan tanduran lan produksi metabolit, sing penting banget kanggo kultur jaringan tanduran obat. Palmer lan Keller [50] nuduhaké yèn perawatan 2,4-D bisa kanthi mandiri ngindhuksi pembentukan kalus ing St. perforatum, déné tambahan kinase sacara signifikan nambah pembentukan lan regenerasi kalus. Efek iki amarga peningkatan keseimbangan hormonal lan stimulasi pembelahan sel. Bal et al. [51] nemokaké yèn perawatan Fe₃O₄-NP bisa kanthi mandiri ningkatake fungsi enzim antioksidan, saéngga ningkataké pertumbuhan oyot ing St. perforatum. Media kultur sing ngandhut nanopartikel Fe₃O₄ kanthi konsentrasi 0,5 mg/L, 1 mg/L, lan 1,5 mg/L ningkatake tingkat regenerasi tanduran rami [52]. Panggunaan nanopartikel kinetin, 2,4-diklorobenzotiazolinon, lan Fe₃O₄ ningkatake tingkat pembentukan kalus lan oyot kanthi signifikan, nanging, efek samping potensial saka nggunakake hormon kasebut kanggo regenerasi in vitro kudu ditimbang. Contone, panggunaan 2,4-diklorobenzotiazolinon utawa kinetin jangka panjang utawa konsentrasi dhuwur bisa nyebabake variasi klonal somatik, stres oksidatif, morfologi kalus sing ora normal, utawa vitrifikasi. Mulane, tingkat regenerasi sing dhuwur ora mesthi prédhiksi stabilitas genetik. Kabeh tanduran sing diregenerasi kudu ditaksir nggunakake penanda molekuler (kayata RAPD, ISSR, AFLP) utawa analisis sitogenetik kanggo nemtokake homogenitas lan kamiripan karo tanduran in vivo [53,54,55].
Panliten iki nduduhake kanggo pisanan yen panggunaan gabungan pengatur pertumbuhan tanduran (2,4-D lan kinetin) karo nanopartikel Fe₃O₄ bisa ningkatake morfogenesis lan akumulasi metabolit bioaktif utama (kalebu hypericin lan hyperoside) ing *Hypericum perforatum*. Regimen perawatan sing dioptimalake (1 mg/L 2,4-D + 1 mg/L kinetin + 4 mg/L Fe₃O₄-NP) ora mung ngoptimalake pembentukan kalus, organogenesis, lan asil metabolit sekunder nanging uga nduduhake efek induksi entheng, sing duweni potensi ningkatake toleransi stres lan nilai obat tanduran. Kombinasi nanoteknologi lan kultur jaringan tanduran nyedhiyakake platform sing lestari lan efisien kanggo produksi senyawa obat in vitro skala gedhe. Asil kasebut mbukak dalan kanggo aplikasi industri lan riset ing mangsa ngarep babagan mekanisme molekuler, optimasi dosis lan presisi genetik, saengga nggandhengake riset dhasar babagan tanduran obat karo bioteknologi praktis.
Wektu kiriman: 12 Desember 2025