Aktivitas Enzim Peroksidase pada Tanaman Sorgum (Sorghum bicolor (L.) Moench) Selama Cekaman Kekeringan

Abstract

Sorgum adalah jenis tanaman serelia dengan banyak manfaat, seperti untuk menjadi tepung, sebagai pakan ternak dan diolah menjadi nira. Tanaman ini memiliki potensi yang besar untuk dapat dikembangkan karena memiliki daerah adaptasi yang luas. Sorgum juga merupakan tanaman yang cukup toleran terhadap kekeringan. Cekaman kekeringan pada tanaman akan menyebabkan peningkatan produksi reactive oxygen species (ROS). ROS akan terus dihasilkan selama kekeringan karena penurunan aktivitas enzim siklus Calvin sehingga menghambat produksi NADP+ yang berfungsi sebagai penerima dari transpor elektron selama fotosintesis. Elektron ini diterima oleh oksigen sehingga membentuk ROS. Salah satu produk ROS ialah hidrogen peroksida (H2O2) yang diperoleh dari reaksi oksidatif di peroksisom dan kloroplas. H2O2 sebagai bentuk paling stabil ROS dapat berdifusi cepat melewati membrane sel. H2O2 yang dihasilkan akan menyebabkan kerusakan pada sel-sel daun sehingga menggangu metabolisme sel dan mempercepat senescence daun. Mekanisme pertahanan tanaman terhadap kerusakan oksidatif dapat dengan melakukan detoksifikasi ROS secara enzimatik. Peroksidase merupakan salah satu enzim penting yang proses detoksifikasi ROS. Enzim inimemiliki afinitas yang lebih tinggi terhadap H2O2 dan tersebar di seluruh bagian yang memproduksi ROS sehingga aktivitas peroksidase perlu diteliti pada tanaman sorgum yang mengalami cekaman kekeringan. Penelitian ini menggunakan tanaman sorgum yang telah berumur 1 bulan dan diberi perlakuan cekaman kekeringan selama 9 hari tanpa penyiraman. Pengambilan data dilakukan pada hari ke-0, 3, 6, dan 9 masa perlakuan. Sampel daun dari masing-masing perlakuan diekstraksi untuk memperoleh ekstrak protein. Selanjutnya, ekstrak protein daun sampel diuji aktivitas enzim peroksidase dengan dimasukkan ke larutan uji. Larutan kemudian diukur absorbansinya dengan alat spektrofotometer di panjang gelombang 420 nm setiap 20 detik selama 5 menit. Larutan blanko diambil dari campuran larutan yang belum ditambah ekstrak enzim. Satu Unit (U) aktivitas enzim peroksidase didefinisikan sebagai jumlah oksidasi pirogalol menjadi purpurogallin pada pH 6 dalam 20 detik. Analisis kandungan hidrogen peroksida dilakukan dengan menggunakan TCA 0,5%, buffer fosfat, dan larutan KI. Hasil diukur absorbansi menggunakan panjang gelombang 390 nm. Konsentrasi hidrogen peroksida dihitung berdasarkan kurva standar. Analisis statistik data hasil pengamatan menggunakan analisis independent sample T-test dengan taraf kepercayaan 95 % pada SPSS versi 26. Hasil penelitian menunjukkan bahwa cekaman kekeringan berpengaruh terhadap morfologi dan fisiologi tanaman sorgum. Gejala cekaman kekeringan ditunjukkan tanaman sorgum pada hari ke-6 dan hari ke-9 yaitu daun menggulung dan klorosis (menguning). Hasil analisis konsentrasi hidrogen peroksida menunjukkan peningkatan hari ke- 9 yang berbeda nyata terhadap kontrol (0,0739 mmol/ml) menjadi 0,1275 mmol/ml. Aktivitas enzim peroksidase mengalami peningkatan yang berbeda nyata dengan kontrol (0,0048 U/µg Protein) pada perlakuan cekaman kekeringan hari ke-3 dan hari ke-6 menjadi 0,0082 U/µg Protein dan 0,0081 U/µg Protein, namun aktivitas enzim peroksidase pada hari ke-9 tidak berbeda nyata terhadap control yaitu 0,0057 U/µg Protein. Hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa cekaman kekeringan memberikan dampak terhadap tanaman sorgum baik secara morfologi maupun fisiologi yaitu adanya klorosis, penggulungan daun dan peningkatan aktivitas enzim serta konsentrasi hidrogen peroksida.