DETEKSI REAKSI KETAHANAN DENGAN METODE MOLEKULER MENGGUNAKAN LECTIN PADA ULAT KUBIS

(Plutella xylostella ) YANG DIPERLAKUKAN INSEKTISIDA RACUN PERUT

M. Sarjan dan Sulaeman Ngongu,D Universitas Mataram

RINGKASAN

Secara umum reaksi kekebalan serangga terdiri atas dua macam yaitu yang bersifat seluler maupun humoral. Reaksi selulaer terutama melibatkan sel darah serangga atau hemocytes yang merupakan reaksi adesip hemocytes terhadap mikrobia atau parasit ( McKenzie, 1992; Strand, 1994). Pada reaksi tersebut terjadi perubahan-perubahan secara morpologi, tingkah laku dan jenis sel yang terlibat selama terjadinya infeksi yang secara luas telah diteliti menggunakan teknik mikroskopik, lectin dan monoclonal antibodi markers (Theopold, 1995; Theopold et al, 1996). Hemocytes mempagositos bakteri, memperangkap mikrobia dalam nodul dan kapsulasi (Vinson and Hegazi, 1998). Hemocytes juga terlibat dalam treaksi imun lainnya seperti koagulasi hemolim

Sedangkan reaksi imun yang bersifat humoral secara prinsip terdiri atas sejumlah antibactericidal protein dan peptida dalam hemo;im. Beberapa penemuan mengungkapkan bahwa reaksi kekebalan ditingkatkan oleh infeksi bakteri dengan cara meproduksi molekul antibakteria dimana secara fungsional belum difahami secara lengkap. Hasil penelitian terkini dengan menggunakan hemolim serangga telah mendeteksi keberadaan berbagai protein yang terbentuk sebagai respon terhadap elisito yang dapat di kategorikan sebagai inducible bacreial proteins dan inducible nonbactericidal proteins

Kajian melalui pendekatan molekuler merupakan salah satu pendekatan yang akan digunakan dalam penelitian ini yaitu dengan mengamati perubahan-perubahan molekuler yang terjadi pada tubuh serangga khususnya cairan darah (hemolim) dan sel darah (hemocyte) dan pada usus serangga. Dengan mengamati keberadaan protein yang berkaitan dengan reaksi kekebalan setelah serangga diperlakukan dengan insektisida racun perut. Pertanyaannya kemudian adalah apakah terjadi perubahan tingkat keberadaan protein tertentu pada tubuh serangga setelah terjadi keracunan oleh insektisida tersebut.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbedaan profile protein p85 yang diduga berperanan dalam sistem imun serangga antara strain ulat Plutellla xylostella yang tahan dan peka terhadap insektisida racun perut. Status imun yang dimaksud disini adalah sejauh mana kemampuan serangga tersebut melakukan pertahanan diri dengan memproduksi protein imunoglubulin dalam hemolim serangga tersebut. Protein tersebut dapat berupa inducible nonbactericidal proteins dan inducible bactericidal proteins Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa Secara morfologi gejala larva Plutella xylostella yang diperlakukan Insektisida racun perut dengan gejala infeksi oleh bakteri Bacillus thuringiensis adalah berbeda , dimana ulat yang keracunan insektisida tubuhnya akan berwarna hitam kecoklatan, tapi tekstrurnya tidak lunak dan tidak membusuk seperti yang ditimbulkan oleh infeksi Bacillus thuringiensis yang menyebabkan tubuh larva menjadi lunak dan membusuk. Terdapat kesamaan reaksi seluler pada usus larva Plutella xylostella yang tahan terhadap insektisida racun perut dengan larva yang tahan terhadap Bacillus thuringiensis toksin, yaitu sama-sama terjadi melanisasi dengan gejala penghitaman pada bagian ususnya. Pada larva Plutella xylostella yang tahan terhadap insektisida racun perut kelihatannya tidak mengalamai reaksi imun yang bersifat humoral, tapi hanya memperlihatkan adanya reaksi imun bersifat seluler. Protein p85 yang biasanya muncul dan memgikat Bt toksin karena bersifat protein imun tidak muncul pada bagian larva Plutella xylostella yang tahan terhadap insektisida racun perut, berarti p85 bersifat spesifik sebagai protein pengikat protein toksin Bt .

Dari temuan dan pembahasan di atas disarankan untuk melakukan explorasi tentang sifat-sifat ketahanan seluler pada serangga yang terindikasi mempunyai ketahanan terhadap insektisida kimia racun perut dengan pengamatan mendalam pada aspek perubahan yang terjadi pada sel-sel larva serangga uji. Untuk mengkonfirmasi temuan-temuan terdahulu tentang mekanisme ketahanan serangga terhadap insektisida, maka perlu penelitian lanjutan pada objek insektisida dari kelompok lainnya, misalnya insektisida nabati ( Botanical insecticides) yang sekarang cenderung berkembang penggunaannya. Dengan demikian akan berkembang teori-teori dasar tentang mekanisme ketahanan hama terhadap berbagai golongan insektisida, yang pada gilirannya akan sangat bermanfaat dalam pengelolaan ketahanan insektisida.

DETECTION OF IMMUNE REACTION BY MOLECULAR METHOD USING LECTIN ON CABBAGE CATERPILLAR (Plutella xylostella ) THAT

IS TREATED BY STOMACH TOXIN OF INSECTICIDE

SUMMARY

Common immune reaction of insect consist of cellular and humeral depend reaction. Cellular reaction particularly involves hemolymph and hemocytes of insect that is an adhesive reaction of hemocytes against microbial and parasites. In this reaction, morphological change of cell behavior and kind of cells that involved during the infection process has been investigated widely by using lectin of microscopic techniques and monoclonal antibody markers. Hemocytes phagocyte the bacteria by trapping them into nodulation and capsulation). This Hemocytes also involved on other immune reactions such as hemolymph coagulation.

On the other hand, the humeral immune reaction principally consists of a number of antibacterial protein and peptide on hemolymph. Some findings illustrated that immune reaction will be increased by bacterial infection by produce the antibacterial molecules, where functionally has not been understood yet completely. Recent finding using insect hemolymph has detected the existence of various proteins product as a respond against elicitors and this can be categorized as inducible bacterial proteins and inducible nonbactericidal proteins

In this study, molecular mechanism is used as one approach to observe the molecular changes on insect body particularly on hemolymph, hemocytes as well as on midgut of the insect. For example, by observing the existence of protein related defense reaction after insect treated by Bacillus thuringiensis toxin. The question is whether the level of those proteins will change after treated by stomach toxin insecticide.

The aim of this study is to understand the differences of p85 profile that is assumed have an important role on immune system of insect between resistant and susceptible caterpillar against stomach toxin insecticide The immune status here means the ability of the insect to get self defense by production of immunoglobulin on its hemolymph. The proteins might be inducible nonbactericidal proteins and inducible bactericidal proteins The result of this investigation shows that morphologically, there is differences between insect resistant to stomach toxin insecticide and to bacterial infection, where the body color

of larvae treated by chemical insecticide black brownest with hard structures without smelly like the larvae infected by Bt that causes body becoming soft and smelly. There is a similar cellular immune reaction between both larvae treated insecticide and Bt that causes the melanizasion and blackening in their midgets. The resistant larvae of Plutella xylostella to chemical insecticide might not have humeral immune reaction, but only have cellular reaction. The p 85 protein that is always emerge and bind to Bt toxin protein is not emerge in the larvae resistant to chemical insecticide. This means that p85 has a specific character to become binding protein of Bt toxin.

Based on this finding, it is suggested to conduct the exploration of cellular immune reaction of insect pest resistant to chemical insecticides by doing deep observation on cells of larvae tested. To confirm the previous findings on resistant mechanisms, it is necessary to follow up the investigation on the same object from other group of insecticide such as Botanical insecticides that is currently used widely. Therefore, the resistant mechanism theories will be developed and this is very useful on Insecticide Resistant Management.