Fusi Protoplasma dalam Rumput Laut

Written by. EDUPEDIA

HENDRA DWI PRASETYO // CITRA O. S. PRASETYO

rumput laut

Tehnik penggabungan protoplasma telah banyak dicoba oleh para ahli untuk mendapatkan suatu hibrid (persilangan antara 2 tanaman). Dalam bidang biologi laut khususnya di dalam mengembangkan budidaya rumput laut, beberapa ahli telah mencoba melakukan penggabungan protoplasma dari rumput laut yang sejenis maupun yang berlainan jenis. FUJITA & MIGITA (1987) telah melakukan penggabungan protoplasma dari dua jenis rumput laut, yaitu Porphyra yezoensis yang berwarna merah keunguan dan P. pseudolinearis yang berwarna hijau. Dari hasil penelitian mereka diperoleh keturunan yang berwarna kehijauan. Penggabungan protoplasma dari 7 jenis rumput laut marga Porphyra di Jepang telah dilaporkan oleh FUJITA dan SAITO (1990).

FUSI PROTOPLASMA

Fusi protoplasma merupakan sebagai penggabungan antara 2 atau lebih protoplasma dari suatu tanaman sejenis atau yang berlainan. Teknik fusi protoplasma mulai dikembangkan para ahli sejak timbulnya anggapan bahwa hibridisasi antara 2 jenis tumbuhan dibatasi oleh seksual. Pada teknik ini beberapa pengetahuan dasar yang perlu diketahui antara lain adalah struktur dinding sel serta pengetahuan tentang enzim.

A.  STRUKTUR DINDING SEL

Protoplasma adalah istilah yang diberikan kepada sel hewan atau tumbuhan tanpa adanya dinding sel, atau dapat diformulasikan sebagai: Protoplasma = sel – dinding sel. Didalam protoplasma sendiri terdapat komponen-komponen sel seperti ; mitokondria, badan golgi, nukleus, retikulum endoplasma, vakuola, dan sebagainya. Semua organ-organ tersebut merupakan komponen utama sel yang mencerminkan sifat-sifat organisme tersebut.

B.  JENIS ENZIM

Hubungan antara struktur dinding sel dengan enzim sangat erat. Dimana apabila telah diketahui dinding sel dari suatu organisme, maka akan mudah menentukan enzim yang digunakan untuk penghancur dinding sel tadi.

Di dalam pengujian protoplasma di dalam rumput laut terjadi beberapa tahapan uji, diawali dari persiapan sampel dan enzim, isolasi protoplasma, fusi protoplasma dan diakhiri dengan kultur. Berikut merupakan sistematika tahap uji terhadap kandungan protoplasma di dalam rumput laut :

1.  Persiapan contoh

Langkah awal adalah mencuci contoh rumput laut yang diambil dari alam dengan air laut yang telah difilter (FS) beberapa kali. Untuk memudahkan pekerjaan, dapat digunakan kuas atau sikat yang lembut. Selanjutnya sampel dicuci selama 5 menit dengan larutan deterjen 0,1% dan kemudian dibilas dengan air laut yang telah disteri-lisasi dengan autoclave (ASW). Untuk menghilangkan epifit seperti bakteri, hewan serta tumbuhan lain, larutan 11% XI. 112 dalam ASW dapat digunakan sebagai larutan pencuci.

2.  Persiapan Enzim

Pemilihan jenis enzim yang akan di-gunakan harus disesuaikan dengan sifat dinding sel tanaman yang akan dipecah, agar dapat diperoleh jumlah protoplasma seperti yang diharapkan. Jenis-jenis enzim yang digunakan umumnya adalah campuran antara enzim komersial (Drilase, cellulase R-10 atau RS, Maceroenzym R-10, Cellu-lase, Onozuka R-10 atau RS) dengan "crude    enzym", "Crude enzym" diperoleh dari hasil ekstraksi kerang-kerangan, umumnya berasal dari jenis Haliotis sp (CHOU & LU 1989), namun CHEN (1986) menggunakan Littorina littoria salah satu jenis Gastropoda, sedangkan BALESTRI et al. {1989) meng-gunakan Paracentrotus       lividus (sea urchin) sebagai "crude enzym".

3.  Isolasi Protoplasma

Sampel yang telah diinkubasikan seiama satu malam dicuci beberapa kali dengan ASW, selanjutnya thallus dipotong-potong 1 mm dan ditempatkan di dalam tabung reaksi. Di dalam tabung reaksi, potongan-potongan thallus dicuci dengan medium ESP (Enrich Seawater Provokali) 2-3 kali. Selanjutnya ke dalam tabung reaksi dimasukkan larutan enzim (5 % comersial enzym + 2 % crude enzym) yang telah dicampur dengan 0,6 M manitol dan 5 % Dextran sulfat. Fungsi larutan manitol adalah untuk menjaga tekanan osmotik protoplasma sedangkan dextran sulfat berfungsi untuk mencegah kerusakan ribonuclease dan lipase yang terdapat di dalam crude enzim. Akhirnya larutan enzim yang berisi thallus di letakkan dalam "mixer" dan diputar perlahan sela 1 jam dalam keadaan gelap.

4.  Pemurnian Protoplasma

Pada tahap pemurnian, pertama-tama larutan dipindahkan dalam tabung centri-fuge dan diputar dengan kecepatan 1000 rpm selama 5 menit. Kepada endapan yang terbentuk ditambahkan 0,6 M manitol. Hal yang sama diulangi beberapa kali.

5.  Fusi Protplasma

Sampai saat ini cara menggabungkan dua atau lebih protoplasma pada rumput laut yang berhasil dilakukan hanya dua cara, yaitu metode PEG dan Elektrofusion.

a. Metode PEG (Polyethilene Glikol)

Teknik fusi protoplasma dengan me-tode Polythilene Glikol pertama kali dilakukan oleh KAO & MICHAYLUK untuk menggabungkan protoplasma pada tanaman tinggi (dalam EVANS & BRAVO 1983). Selanjutriya teknik ini dicoba para ahli untuk menggabungkan protplasma rumput laut. Walaupun teknik PEG banyak diikuti, namun tingkat keberhasilan metode ini sangat kecil. Hasil fusi yang diperoleh umumnya lebih kecil dari 1 % (CHOU & LU 1989), atau berkisar antara 8 % - 10 % (FUJITA&SAITO1990). Tahapan kerja fusi protoplasma dengan metode PEG adalah sebagai berikut : Sebanyak 100 ul protoplasma yang telah dimurnikan dituangkan ke dalam "cover slip" (24x24 mm) yang ditempatkan di dalam petridis berukuran (9x2cm) dan dibiarkan selama 10 menit. Setelah itu ke dalam petridis ditambahkan 30-40 mg Polyethilene glikol (PEG) 4000 powder atau 100 ul - 200 ul PEG 4000 larutan, selanjutnya di biarkan selama 15-20 menit. Ahirnya protoplasma dicuci dengan larutan PEG pencuci dan siap dikultur di dalam medium f/2.

b. Metode Electrofusion

Beberapa tahun belakangan ini terbuk-ti bahwa fusi protoplasma dapat juga dilakukan dengan bantuan energi listrik. Cara ini disebut metode Elektrofusion, dan alatnya dikenal dengan "Somatic Hybridizer". Tingkat keberhasilari fusi protoplasma dengan teknik elektrofusion lebih tinggi jika dibandingkan dengan teknik PEG. Hal ini dibuktikan antaranya oleh hasil penelitian FUJITA dan SAITO (1990) yang memperlihat-kan bahwa tingkat keberhasilan fusi protoplasma pada 7 jenis Porphyra adalah 20%. Keadaan inilah yang menjadi salah satu sebab mengapa teknik PEG mulai ditinggalkan.

Tahapan kerja dengan menggunakan "Somatic Hybrizer" adalah sebagai berikut: protoplasma yang telah dimurnikan di cuci beberapa kali dengan larutan elektrofusion (cara kerjanya sama dengan pemurnian protoplasma). Kemudian 200 ul larutan ini (protoplasma dalam larutan elektrofusion) diletakkan di antara 2 elektroda di dalam ruang fusi, dibiarkan selama 5 menit agar mengendap pada dasar ruang fusi, setelah itu diberi aliran listrik untuk mendapatkan ikatan 2 atau 3 rantai protoplasma. Keterpaduan wama protoplasma dari 2 sel yang berbeda akan terlihat jelas pada hasil fusi. Namun untuk mengetahui perbedaan      warna tidaklah mudah terutama bagi mereka yang baru memulai bekerja di bidang tersebut. Tingkat keberhasilan metode elektrofusion ini sangat tergantung pada kondisi optimum dari "Somatic Hybridizer" pada saat pengoperasiannya. Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan oleh FUJI-TA dan SAITO(1990).

6.  Kultur protoplasma

Hasil fusi pada tahapan 5 segera dipindahkan ke dalam petridis yang berisi medium f/2 (FUJITA & SAITO 1990) atau dapat juga digunakan medium ESP (Provasoli's Enrich Sewater yang ditambah anti biotik dan tanpa penambahan Vitamin) (REDDY et al 1989). Beberapa publikasi menyebutkan bahwa untuk menekan pertumbuhan bakteri sebaiknya dipergunakan     medium yang mempunyai nilai osmotic tinggi. Selang 4 hari berikutnya, protoplasma akan menempel pada dasar petridis dan pada saat ini dapat        dilakukan penggantian medium. Untuk jenis Porphyra biasanya protoplasma tidak mau menempel di dasar petridis, oleh sebab itu penggantian medium harus di bawah mikroskop secara hati-hati.

PROSPEK PENGEMBANGAN

Didalam mengembangkan usaha fusi protoplasma haruslah memiliki perlengkepan standar yang digunakan. Adapun perlengkapan yang dibutuhkan pada kerja fusi protoplasma antara lain :

1)                Ruang kultur yang dirancang sedemikian rupa sehingga suhu cahaya dapat diatur.

2)         Ruang untuk melakukan fusi yang di- lengkapi dengan lemari asam (clean bench); satu set "Simadzu somatic hybridizer" SSH-2 (Shimadzu Co., Ja pan), terdiri dari beberapa alat penunjang teknik fusi termasuk mikroskop.

3)           Ruang kerja yang dilengkapi dengan auto clave; refrigerator; freezer; centrifuge besar dan kecil; shaker; mikroskop; tim bagan analitik serta peralatan gelas.

4)               Selain itu diperlukan juga bahan-bahan kimia untuk membuat medium serta enzim.

Sebagai tenaga di laboratorium fusi protoplasma, dibutuhkan sekurang-kurangnya 2 orang tenaga yang terdiri dari seorang staf dan seorang teknisi. Mereka haruslah memiliki ketelitian, kesabaran, dedikasi dan tanggung jawab yang tinggi. 

--fin--