regenerasi anakan rumput laut hasil … · regenerasi anakan rumput laut hasil transformasi gen...

10
787 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014 REGENERASI ANAKAN RUMPUT LAUT HASIL TRANSFORMASI GEN Metallothionin TYPE II PADA RUMPUT LAUT Kappaphycus alvarezii MENGGUNAKAN MEDIA YANG BERBEDA Emma Suryati *) , Andi Parenrengi *) , Utut Widyastuti **) , Andi Tenriulo *) , dan Rosmiati *) *) Balai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau Jl. Makmur Dg. Sitakka No. 129, Maros 90512, Sulawesi Selatan E-mail: [email protected] **) PAU-Institut Pertanian Bogor ABSTRAK Transformasi gen metallothionin ( Mamt) type II pada rumput laut Kappaphycus alvarezii telah berhasil dilakukan melalui mediasi Agrobacterium tumefacien, diinokulasi dengan bakteri yang mengandung plasmid PlG6 yang membawa gen MaMt2 melalui seleksi bertingkat menggunakan hygromisin 10 dan 20 ppm, dengan efisiensi transformasi dalam K. alvarezii pada media seleksi I adalah 82,07%, dan pada media seleksi II adalah 84,21%, dengan efisiensi regenerasi tunas transgenik pada K. alvarezii adalah 98,43%. Evaluasi gen MaMt2 pada anakan rumput laut dilakukan melalui analisis PCR di bawah kendali promotor ubiquitin dan nos terminator. Regenerasi anakan rumput laut hasil transformasi gen MaMt2 dilakukan pada media cair yang diperkaya dengan pupuk PES, Conwy,Grund dan SSW (kontrol), pada salinitas 30 ppt, dengan pH berkisar 6-8, untuk memacu pertumbuhan tunas, media diperkaya dengan IAA dan BAP dengan perbandingan 1:1, 1:2, dan 2:1. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melihat potensi regenerasi anakan hasil transformasi gen MaMt2 menggunakan media yang berbeda serta keberadaan gen MaMt2 pada anakan rumput laut hasil transformasi. Hasil analisis memperlihatkan media yang paling baik digunakan adalah media PES dengan sintasan mencapai 94%, walaupun tidak berbeda dengan media Grund (82%), berbeda dengan SSW dan Conwy. pH optimal untuk regenerasi anakan rumput laut adalah pada pH 6, dan laju pertumbuhan harian yang paling tinggi pada media yang diperkaya dengan campuran IAA dan BAP dengan perbandingan 1:2. Hasil analisis PCR memperlihatkan band pada 500 kb menunjukkan keberadaan gen MaMt2 pada anakaan rumput laut hasil transformasi. KATA KUNCI: regenerasi, transformasi gen MaMt2, Kappaphycus alvarezii PENDAHULUAN Kebutuhan rumput laut Kappaphychus alvarezii (DOTY) atau Eucheuma cotonii untuk berbagai kebutuhan baik industri maupun untuk bahan pangan sehari-hari semakin meningkat, sejalan dengan program pemerintah untuk meningkatkan produksi rumput laut hingga 10 juta ton pada akhir tahun 2014 (KKP, 2013). Kendala yang sering dihadapi petani dalam rangka peningkatan produksi ini adalah terbatasnya ketersediaan bibit yang berkualitas tinggi, lemahnya ketahanan terhadap penyakit ice- ice, serta kurangnya ketahanan terhadap cekaman lingkungan biotik maupun abiotik yang sering terjangkit pada lahan budidaya. Ketersediaan bibit yang berkualita sangat dipengaruhi oleh musim, salinitas, suhu, intensitas cahaya serta kondisi lingkungan perairan yang digunakan untuk membudidayakan rumput laut (Yulianto & Mira, 2009; Mamboya, 2007). Limbah industri, minyak bumi dan limbah rumah tangga merupakan sumber polusi dan pencemaran pada lingkungan, hal ini menjadi masalah yang serius serta dapat berakibat langsung terhadap pertumbuhan dan sintasan organisme pantai khususnya pada makroalgae (Mamboya, 2007). Tiram Crassostrea corteziensis, alga hijau Ulva compressa) dan alga coklat Laminaria digitata dan Sargassum sp. sering digunakan sebagi bioindikator logam berat secara alami (Contreras-Porcia et al. , 2011; Bernal-Herna´ndez et al., 2010 dan Davis et al., 2003). Efek toksisitas logam berat seperti Cu pada alga dapat menyebabkan fotoinhibitor pada photosystem II yang berakibat pada Reactive Oxygen Species (ROS) dan disfungsi kloroplas (Owen et al., 2012). Metallothioneins (MT) merupakan protein dengan berat molekul rendah (4 – 8 kDa), kaya akan sistein dengan kemampuan mengikat atom logam (Moilanen et al., 1999; Mir et al., 2004). Sintesis metallothionin tidak hanya diinduksi oleh beberapa logam berat seperti Cd, Zn, dan Cu, tetapi juga Page 803 of 1000 Page 1 of 10

Upload: ngominh

Post on 14-Mar-2019

232 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

787 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

REGENERASI ANAKAN RUMPUT LAUT HASIL TRANSFORMASI GEN Metallothionin TYPE IIPADA RUMPUT LAUT Kappaphycus alvarezii MENGGUNAKAN MEDIA YANG BERBEDA

Emma Suryati*), Andi Parenrengi*), Utut Widyastuti**), Andi Tenriulo*), dan Rosmiati*)*) Balai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau

Jl. Makmur Dg. Sitakka No. 129, Maros 90512, Sulawesi SelatanE-mail: [email protected]**) PAU-Institut Pertanian Bogor

ABSTRAK

Transformasi gen metallothionin (Mamt) type II pada rumput laut Kappaphycus alvarezii telah berhasil dilakukanmelalui mediasi Agrobacterium tumefacien, diinokulasi dengan bakteri yang mengandung plasmid PlG6 yangmembawa gen MaMt2 melalui seleksi bertingkat menggunakan hygromisin 10 dan 20 ppm, dengan efisiensitransformasi dalam K. alvarezii pada media seleksi I adalah 82,07%, dan pada media seleksi II adalah 84,21%,dengan efisiensi regenerasi tunas transgenik pada K. alvarezii adalah 98,43%. Evaluasi gen MaMt2 padaanakan rumput laut dilakukan melalui analisis PCR di bawah kendali promotor ubiquitin dan nos terminator.Regenerasi anakan rumput laut hasil transformasi gen MaMt2 dilakukan pada media cair yang diperkayadengan pupuk PES, Conwy,Grund dan SSW (kontrol), pada salinitas 30 ppt, dengan pH berkisar 6-8, untukmemacu pertumbuhan tunas, media diperkaya dengan IAA dan BAP dengan perbandingan 1:1, 1:2, dan 2:1.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk melihat potensi regenerasi anakan hasil transformasi gen MaMt2menggunakan media yang berbeda serta keberadaan gen MaMt2 pada anakan rumput laut hasil transformasi.Hasil analisis memperlihatkan media yang paling baik digunakan adalah media PES dengan sintasan mencapai94%, walaupun tidak berbeda dengan media Grund (82%), berbeda dengan SSW dan Conwy. pH optimaluntuk regenerasi anakan rumput laut adalah pada pH 6, dan laju pertumbuhan harian yang paling tinggipada media yang diperkaya dengan campuran IAA dan BAP dengan perbandingan 1:2. Hasil analisis PCRmemperlihatkan band pada 500 kb menunjukkan keberadaan gen MaMt2 pada anakaan rumput laut hasiltransformasi.

KATA KUNCI: regenerasi, transformasi gen MaMt2, Kappaphycus alvarezii

PENDAHULUAN

Kebutuhan rumput laut Kappaphychus alvarezii (DOTY) atau Eucheuma cotonii untuk berbagaikebutuhan baik industri maupun untuk bahan pangan sehari-hari semakin meningkat, sejalan denganprogram pemerintah untuk meningkatkan produksi rumput laut hingga 10 juta ton pada akhir tahun2014 (KKP, 2013). Kendala yang sering dihadapi petani dalam rangka peningkatan produksi ini adalahterbatasnya ketersediaan bibit yang berkualitas tinggi, lemahnya ketahanan terhadap penyakit ice-ice, serta kurangnya ketahanan terhadap cekaman lingkungan biotik maupun abiotik yang seringterjangkit pada lahan budidaya. Ketersediaan bibit yang berkualita sangat dipengaruhi oleh musim,salinitas, suhu, intensitas cahaya serta kondisi lingkungan perairan yang digunakan untukmembudidayakan rumput laut (Yulianto & Mira, 2009; Mamboya, 2007).

Limbah industri, minyak bumi dan limbah rumah tangga merupakan sumber polusi danpencemaran pada lingkungan, hal ini menjadi masalah yang serius serta dapat berakibat langsungterhadap pertumbuhan dan sintasan organisme pantai khususnya pada makroalgae (Mamboya, 2007).Tiram Crassostrea corteziensis, alga hijau Ulva compressa) dan alga coklat Laminaria digitata dan Sargassumsp. sering digunakan sebagi bioindikator logam berat secara alami (Contreras-Porcia et al., 2011;Bernal-Herna´ndez et al., 2010 dan Davis et al., 2003). Efek toksisitas logam berat seperti Cu padaalga dapat menyebabkan fotoinhibitor pada photosystem II yang berakibat pada Reactive OxygenSpecies (ROS) dan disfungsi kloroplas (Owen et al., 2012).

Metallothioneins (MT) merupakan protein dengan berat molekul rendah (4 – 8 kDa), kaya akansistein dengan kemampuan mengikat atom logam (Moilanen et al., 1999; Mir et al., 2004). Sintesismetallothionin tidak hanya diinduksi oleh beberapa logam berat seperti Cd, Zn, dan Cu, tetapi juga

Page 803 of 1000

Page 1 of 10

788Regenerasi anakan rumput laut hasil transformasi gen ..... (Emma Suryati)

menjadi mediator pada stress fisiologis, termasuk hormon dan Reactive Oxygen Spesies (ROS) (Shestivska,et al., 2011). Anggraito (2012) telah berhasil melakukan transformasi genetik pada tanaman Nicotianabenthamiana L. dan kedelai dengan menggunakan gen MaMt2 yang berasal dari Melastoma affine,sehingga diperoleh tanaman yang tahan terhadap cekaman aluminium.

Perbaikan mutu genetik rumput laut, telah dirintis melalui kultur jaringan, fusi protoplas sertatransformasi genetik pada rumput laut Porphyra yezoensis (Suryati et al., 2010; Cheney, 2000).Transformasi genetik melalui mediasi Agrobacterium tumefaciens yang umumnya digunakan padatanaman tingkat tinggi, fungi, yeast dan sel manusia (Vieira & Camilo, 2011), juga dapat digunakanpada transformasi genetik pada algae dan rumput laut (Daud et al., 2013; Suryati et al., 2013).

Upaya peningkatan toleransi rumput laut K. alvarezii terhadap kondisi lingkungan perairan yangtercemar logam berat telah dilakukan melalui perbaikan genetik berupa transformasi gen MaMt2pada K. alvarezii menggunakan perantara A. Tumefaciens untuk meningkatkan pertahanan rumputlaut terhadap kondisi lingkungan yang tercemar logam berat (Fajriah et al 2014). Namun upayatersebut masih dalam skala laboratorium sehingga diperlukan teknik transformasi dan regenersianakan agar diperoleh bibit dan anakan yang dapat dimanfaatkan oleh masyarakat. Penelitian inibertujuan untuk melihat regenerasi serta perbanyakan rumput laut K. alvarezii hasil transformasi genMaMt2 melalui perantara A. Tumefaciens, menggunakan media kultur dan pupuk yang berbeda.

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di laboratorium BPPBAP Maros, Januari 2013 sampai dengan Oktober 2013.

Bahan Penelitian

Rumput laut K. alvarezii yang digunakan merupakan rumput laut hasil seleksi varietas dari Kab.Takalar. Media pertumbuhan rumput laut Provasoli Enrichment Seawater (PES), kultur Agrobacteriumtumefaciens strain LBA4404 mengandung plasmid pIG6 yang membawa gen MaMt2 dibawah kendalipromotor ubiquitin (Anggraito, 2012). Peta plasmid pIG6 yang membawa gen MaMt2 di sajikanpada Gambar 1.

Primer UbiQF (5’-TGATGGCCCTGCCTTCATACG-3’), NosTR1 (5’-CTCATAAATAACGTCATGCATTACA-3’),NosTR2 (5’-TGCCGGTCTTGCGATGATTA-3’), SMt2UF (5’-TCATGGATCCATGTCTTGCTGTGGAGG-3’) danSMt2UR (5’-GTCAACTAGTTCACTTGCAGGTGCAAG-3’) digunakan untuk mendeteksi keberadaan genMaMt2 di dalam genom rumput laut transgenik.

Metode Penelitian

Persiapan Rumput Laut

Thalus rumput laut yang akan digunakan sebagai eksplan merupakan rumput laut K.alvarezii hasilseleksi varietas dari Kab. Takalar. Sulawesi Selatan . Thalus yang sehat dipotong sepanjang 5 cm dandi bersihkan dari kotoran yang menempel. Sterilisasi dilakukan dengan menggunakan 1% larutan

Gambar 1. Peta fisik plasmid pIG6 (Anggraito, 2012)

Page 804 of 1000

Page 2 of 10

789 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

iodine dan 0,05% larutan antibiotik. Eksplan yang telah di sterilisasi ditumbuhkan pada media PEScair, di goyang menggunakan shaker kecepatan 100 rpm dengan suhu 23°C selama 1 minggu. Eksplanyang bertahan hidup selanjutnya dipotong sepanjang 2 cm dan dikultur selama 1 bulan dengansubkultur dilakukan setiap 2 minggu sekali. Eksplan siap diinokulasi dengan A. tumefaciens.

Kokultivasi

Metode transformasi genetik pada rumput laut K. alvarezii menggunakan metode Cheney (2000)dan Anggraito (2012) yang telah dimodifikasi. Bakteri A. tumefaciens strain LBA 4404 yang mengandungplasmid pIG6-SMt2 ditumbuhkan pada 5 ml media LB yang mengandung antibiotik (100 mg/Lstreptomisin, 50 mg/L kanamisin, 50 mg/L higromisin) pada suhu ruangan, digoyang dengankecepatan 220 rpm selama 2 hari. Suspensi bakteri yang tumbuh selanjutnya di subkultur padamedia yang sama selama 18 jam. Bakteri yang tumbuh selanjutnya di sentrifus dengan kecepatan5000 rpm selama 5 menit. Pelet bakteri yang diperoleh diresuspensi dengan media PES cair danpenambahan 100 µM Acetosyringone hingga mencapai OD600= 0,5-1.

Eksplan yang siap ditransformasi sebelumnya di lukai dengan menggunakan jarum steril diseluruhpermukaan, selanjutnya eksplan di masukkan ke dalam media infeksi selama 15-60 menit pada shakerdengan kecepatan 100 rpm. Eksplan yang telah diinfeksi dipindahkan pada media kokultivasi berupamedia PES cair yang diberi penambahan 100 µM Acetosyringone selama 3 hari pada kondisi gelap.

Seleksi

Eksplan dari media kokultivasi selanjutnya dibilas dengan air laut steril yang mengadung cefotaxim100 ppm, kemudian dipindahkan pada media recovery I (media PES cair dengan penambahan ZPT0,1 NAA: 0,5 BAP) selama 2 minggu. Eksplan yang tumbuh pada media recovery I eksplan dipindahkanpada media seleksi yaitu media PES cair yang di beri penambahan higromisin 10 mg/L (seleksi I) dandiinkubasi selama 7 hari. Eksplan yang hidup pada media seleksi I dipindahkan pada media seleksi II(higromisin 20 mg/L) dan diinkubasi selama 14 hari. Eksplan yang tumbuh pada media seleksiselanjutnya dipindahkan pada media recovery II (media PES cair dengan ZPT 0,1 NAA: 0,5 BAP)hingga tumbuh tunas baru.

Analisis Tanaman Transgenik

Sebanyak 0,1 g tunas yang tumbuh pada media recovery II diisolasi DNA menggunakan metode(Wattier et al 2000). DNA hasil isolasi dianalisis PCR menggunakan primer UbiQF dan Primer NosTR2dan primer Smt2UF dan NosTR1. Campuran reaksi yang digunakan adalah 100 ng DNA genom; 0,5 µlmasing-masing primer Foward dan Reverse (10 pmol/µl); 2 µl 1x buffer PCR; 2 µl dNTPmix; 0,2 µl TagPolymerase dan ditambah dengan ddH2O hingga volume total reaksi 20 µl. Analisis dilakukan dengankondisi PCR: pra PCR 950C, 5 menit; denaturasi 940C, 30 detik; penempelan primer 600C, 30 detik;pemanjangan 720C, 30 detik dan reaksi dilakukan sebanyak 30 siklus; dan diakhiri dengan pasca PCR200C, 10 menit. Hasil PCR dielektroforesis menggunakan 1% gel agarosa pada 100 volt selama 28menit. Gel divisualisasi di atas UV transluminator setelah diwarnai dengan ethidium bromide.

Regenerasi dan Perbanyakan Rumput Laut Hasil Trangenik

Eksplan rumput laut hasil transformasi yang mengandung gen Mamt II, dipindahkan pada mediacair yang diperkaya dengan pupuk antara lain PES, Grund dan SSW sebagai kontrol. Penggunaan ZPTuntuk merangsang pertumbuhan eksplan dilakukan dengan campuran Indol Acetic Acid (IAA) danBenzyl Amino Purin (BAP) dengan perbandingan 1:1, 1:2 dan 2:1, pada media terbaik pada kegiatandi atas, pemeliharaan eksplan dilakukan pada labu yang dilengkapi dengan aerasi diletakan di dalamCultur chamber pada suhu 20OC.

HASIL DAN BAHASAN

Transformasi K. alvarezii dengan Gen MaMt2

Transformasi genetik pada K. alvarezii dilakukan menggunakan potongan thalus yang ditumbuhkanpada media PES cair. Eksplan yang telah diadaptasikan pada media PES cair diinokulasi dengan A.

Page 805 of 1000

Page 3 of 10

790Regenerasi anakan rumput laut hasil transformasi gen ..... (Emma Suryati)

tumefaciens yang membawa gen Mamt2 dengan teknik kokultivasi dengan penambahan 100 µMacetosyringone selama 3 hari pada media PES cair dengan kondisi gelap dan suhu 230C. Konsentrasiacetosyringone yang diberikan sesuai dengan yang diberikan oleh Cheney (2000) pada transformasirumput laut Porphyra yezoensis menggunakan A. tumefaciens. Perendaman eksplan pada suspensi bakteridimaksudkan untuk memberi kesempatan kontak antara bakteri agrobacterium dengan air laut daneksplan dengan bakteri agrobacterium pada media infeksi (Cheney, 2000).

Eksplan dari media kokultivasi, direndam dengan air laut steril yang mengandung 100 ppmcefotaxim untuk menghilangkan agrobakteri yang masih berada pada thalus rumput laut, selanjutnyadipindahkan pada media recovery I yaitu media PES semi solid yang diperkaya dengan penambahanZPT (0,1 IAA: 0,5 BAP) selama 14 hari. Thalus yang telah ditumbuhkan media kokultivasi terdapatbeberapa jenis yaitu 1). Thalus yang tidak mengalami perubahan bentuk dan warna yaitu coklat tua;2). Thalus yang mengalami perubahan warna menjadi coklat muda dan pada bagian ujung terdapatwarna kemerahan dan terdapat kerutan pada dinding thalus. Eksplan yang mengalami perubahanwarna umumnya tidak bertahan lama pada media recovery I, hal ini ditandai dengan perubahanthalus menjadi berwarna putih transparan dan akhirnya mati (Gambar 2b).

Untuk mengetahui eksplan yang terintegrasi dengan gen Mamt2 maka dilakukan seleksimenggunakan agen seleksi yang terdapat pada peta plasmid pIG6 yaitu higromisin. Higromisin dankanamisin adalah agen seleksi yang umum digunakan untuk menentukan keberhasilan daritransformasi (Torregrosa et al., 2000). Seleksi higromisin pada penelitian ini dilakukan secarabertingkat, dimana pada seleksi I dengan konsentrasi higromisin 10 mg/L selama 7 hari dan seleksiII dengan konsentrasi higromisin 20 mg/L selama 14 hari. Pada penelitian transformasi K. alvareziiyang sama, Daud et al. (2013) melakukan seleksi menggunakan higromisin dengan konsentrasi 10mg/L, dan Handayani (2012) menggunakan higromisin dengan konsentrasi 20 mg/L. Menurut Anggraito(2012) seleksi bertingkat dimaksudkan untuk mendapatkan tanaman transgenik dengan persentaseyang lebih tinggi dan mengurangi adanya tanaman transgenik palsu.

Dari 520 eksplan yang diinokulasi dengan Agrobacterium yang mengandung gen Mamt II, kemudiandikultur pada media seleksi I (hygromisin 10 ppm) yang hidup sebanyak 380 eksplan (73,07%),kemudian pada seleksi II diperoleh eksplan yang tahan sebanyak 320 (84,21%). Selanjutnya eksplanyang tahan pada media seeksi II yang diinkubasi selama 14 hari, dipindahkan pada media recovery Iyaitu media PES semi solid yang diperkaya dengan IAA dan BAP dengan perbandingan 0,1 : 0,5 ppm,memperlihatkan eksplan yang ditanam pada media ini dapat beregenerasi sebanyak 315 (94,21%)(Tabel 1).

Persentase eksplan yang hidup pada media seleksi higromisin ini lebih tinggi dibandingkan denganpersentase hasil seleksi higromisin pada penelitian transformasi K. alvarezii yang dilakukan olehHandayani (2012) sebesar 23,56% dan penelitian yang dilakukan oleh Daud (2013) sebesar 7,5%.

Eksplan yang diperoleh dari hasil seleksi higromisin selanjutnya ditumbuhkan pada media recoveryII yaitu media PES semi solid dengan penambahan ZPT (0,1 IAA; 0,5 BAP). Suryati et al (2009)menyatakan bahwa kombinasi ZPT dari golongan auxin dan sitokinin pada media pertumbuhanakan menghasilkan kristal filamen dan embrio sebagai anakan rumput laut. Anakan rumput laut

Gambar 2. Tahap inokulasi thalus K. alvarezii; A) Eksplan padamedia recovery I. Bar=1 cm B) Eksplan pada mediakokultivasi

A B

Page 806 of 1000

Page 4 of 10

791 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

pada penelitian ini berupa tunas-tunas baru yang tumbuh pada eksplan yang ditransfomasi. Tunas-tunas baru yang tumbuh selanjutnya disebut sebagai tunas transgenik putatif.

Analisis Integrasi Gen Mamt2 pada K. alvarezii

Isolasi genom K.alvarezii yang mengandung gen Mamt II dilakukan menggunakan metode (Wattieret al 2000) dapat dilihat pada Gambar 4.

Tunas baru yang tumbuh pada eksplan yang hidup pada media recovery II selanjutnya diisolasiDNA dan dianalisis PCR. 135 tunas baru yang tumbuh pada eksplan, dianalisis menggunakan pasanganprimer dari promotor-terminator dan gen-terminator. Hasil analisis PCR dapat dilihat pada Gambar5.

Hidup Mati Hidup Mati

Inokulasi* 520 380(73,07%)

140 320(84,21%)

60 315 98,43%

Tidak Diinokulasi** 80 60(75%)

20 36(60%)

24 30 83,3%

Tidak Diinokulasi*** 80 7290%)

8 70(97,22)

2 20 28,57%

Seleksi I Seleksi II Jumlah eksplan

beregenerasi

Efisiensi regenerasi

PerlakuanJumlah eksplan

* diinokulasi dengan A. Tumefaciens** di tumbuhkan pada media higromisin 20 mg/L*** ditumbuhkan pada media yang tidak mengandung higromisin

Tabel 1. Perkembangan eksplan selama transformasi dan seleksi

A B

C D

Gambar 3. Perkembangan eksplan pada media Seleksi Bertingkat. A). Eksplan transforman dimedia seleksi I (higromisin 10 mg/L); B). Eksplan transforman di media seleksi II(higromisin 20 mg/L); C) Eksplan transforman di media recovery I; D). Eksplan nontransforman di media recovery ke II. Bar= 1 cm

Page 807 of 1000

Page 5 of 10

792Regenerasi anakan rumput laut hasil transformasi gen ..... (Emma Suryati)

Analisis PCR pada tunas transgenik putatif pada kolom 1-4 menggunakan primer UbiQF-NosTR2,menghasilkan pita berukuran 431 pb. Hasil ini sesuai dengan kontrol positif dari plasmid pIG6. HasilPCR tersebut dikonfirmasi ulang menggunakan primer Smt2F-NosTR1 dengan pita berukuran 450pb. Pita yang dihasilkan sesuai dengn kontrol positif yang menggunakan DNA dari plasmid pIG6.Pita yang dihasilkan menunjukkan bahwa tunas rumput laut yang dianalisis adalah tanaman transgenikyang mengandung gen Mamt2 dibawah promotor ubiquitin dan terminator NosTR.

Konfirmasi menggunakan primer yang sama juga dilakukan pada DNA rumput laut non transgenik(kolom 2 dan 9). Hasil analisis PCR pada sampel rumput laut non trangenik tidak menghasilkan pitaDNA. Sehingga dapat dipastikan bahwa primer yang digunakan spesifik terhadap promotor danterminator yang terdapat pada plasmid pIG6.

Regenerasi dan Perbanyakan Rumput Laut Transgenik

Regenerasi eksplan rumput laut transgenik dilakukan pada media cair dengan pupuk yang berbedaantara lain SSW, PES, Conwy dan Grund. hasil penelitian memperlihatkan sintasan yang paling tinggipada media PES dan Grund, berbeda nyata dengan SSW, namun tidak berbeda nyata dengan mediaConwy (Gambar 6). Hal ini disebabkan kebutuhan nutrien pada rumput laut dapat dipenuhi olehnutrien yang berada pada media yang diperkaya dengan PES dan grund, selain itu eksplan yangdigunakan memang diadaptasi pada media dengan pupuk yang sama sehingga tidak perlumenyesuaikan diri dengan lingkungannya sendiri (Gambar 6)

Gambar 4. Elektroforesis DNA genome rumput laut K.alvarezii, M= marker DNA ë/H Ind III, Columns 1-7 = DNA samples

1 2 3 4 5 6 7 8

Gambar 5. Hasil analisis PCR. (a) primer UbiqF-NosTR2 dan (b) Primer Smt2F-NosTR1. Kolom1&10= kontrol positif (plasmid pIG6); 2&9 = kontrol negatif (NT); 3-8 = sampelDNA. M= marker 1 Kb ladder

Page 808 of 1000

Page 6 of 10

793 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

Untuk memacu pertumbuhan tunas pada rumput laut transgenik dilakukan pada media PES yangdiperkaya dengan penambahan ZPT antara lain dari golongan auksin dan sitokinin antara lain IAAdan BAP dengan perbandingan 1:1, 1 : 2, dan 2:1. Dapat meningkatkan kemampuan untuk bertumbuhdan beregenerasi (Suryati et al 2009). Hasil analisis memperlihatkan pertumbuhan tunas yang palingbaik yaitu pada media PES yang diperkaya dengan IAA dan BAP dengan perbandingan 1:2, berbedanyata dengan kontrol, namun tidak berbeda dengan perbandingan 1:1, dan 2:1, demikian juga kontroltidak berbeda nyata dengan perbandingan 1:1 dan 2:1..

Eksplan yang mengandung tunas transgenik putatif selanjutnya ditumbuhkan pada mediapertumbuhannya yaitu media PES dengan penambahan ZPT ( IAA : BAP= 1:2), namun tunas tersebutmengalami pertumbuhan yang lebih lambat jika dibandingkan dengan tunas non transgenik padaeksplan yang sama. Tunas transgenik putatif yang berumur 3 bulan memiliki panjang tunas kurangdari 1 mm, sedangkan tunas non transgenik dengan umur yang sama memiliki panjang tunas 5 mm.

Gambar 6. Sintasan rumput laut hasil transformasi gen Mamt pada media kulturdengan pupuk yang berbeda Nilai yang diikuti huruf yang sama padasetiap diagram batang menunjukkan perbedaan yang tidak nyata(P>0,05)menggunakan uji LSD

15a

94ab

80ab

44ab

0

20

40

60

80

100

SSW PES Grund Convy

Sint

asan

Pupuk

Gambar 7. Laju pertumbuhan eksplan transgenik yang kultur pada mediayang diperkaya dengan IAA dan BAP dengan perbandingan a:IAA:BAP= 1: 1; b: IAA:BAP = 1:2; c: IAA :BAP= 2:1

Page 809 of 1000

Page 7 of 10

794Regenerasi anakan rumput laut hasil transformasi gen ..... (Emma Suryati)

KESIMPULAN

Gen Mamt2 pada plasmid pIG6 telah berhasil diintroduksikan ke dalam rumput laut K. alvareziimelalui A. tumifaciens. Dari hasil transformasi genetik di peroleh 315 tunas transgenik putatif dengandengan efisiensi transformasi 98,43%.

Media regenerasi yang paling baik yaitu media PES yang diperkaya dengan IAA dan BAP denganperbandingan 1:2.

UCAPAN TERIMA KASIH

Ucapan terimakasih diberikan atas kerjasama riset Balai Penelitian dan Pengembangan PerikananBudidaya Air Payau (BPPBAP) Maros dengan PPSHB-IPB, sehingga penelitian ini dapat berjalan sesuaidengan yang direncanakan.

DAFTAR ACUAN

Anggraito YU. 2012. Transformasi Genetik Nicotiana benthamiana L. dan Kedelai dengan Gen MaMt2penyandi Metallothionein Tipe II dari Melastoma malabathricum L. [Disertasi]. Bogor [ID]: SekolahPascasarjana. Institut Pertanian Bogor.

Bernal-Herna´ndez YY, Medina-Dý´az IM, Robledo-Marenco ML, Vela´zquez-Ferna´ndez JB, Giro´n-Pe´rez MI, Ortega-Cervantes L, Maldonado-Va´zquez WA, Rojas-Garcý´a AE. 2010.Acetylcholinesterase and metallothionein in oysters (Crassostrea corteziensis) from a subtropicalMexican Pacific estuary. Ecotoxicol 19:819–825. doi:10.1007/s10646-009-0459-2.

Cheney, 2000. Cheney DP. 2000. Agrobacterium-Mediated Genetic Transformation of MulticellularMarine Algae, Resultant Strains And Their Products. International classes. Northeastern University(Huntington Avenue Boston) US. http://ip.com/patfam/en/22440221. [tanggal akses 20 september2012].

Contreras-Porcia L, Dennett G, González A, Vergara E, Medina C, Correa JA, Moenne A. 2011.Identification of Copper-Induced Genes in the Marine Alga Ulva compressa (Chlorophyta). MarBiotechnol 13:544–556. doi:10.1007/s10126-010-9325-8.

A B

C D

Gambar 8. Regenerasi transgenik rumput laut K.alvarezii pada media PES yangdiperkaya dengan IAA dan BAP (A) pemeliharaan 2 minggu, (B) 4minggu, (C) 6 minggu (D) 8 minggu

Page 810 of 1000

Page 8 of 10

795 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

Daud R. F, Utut Widyastuti, Suharsono, Emma Suryati dan Andi Parenrengi. 2013. Introduksi GenSitrat sintase ke dalam rumput laut Kappaphycus alvarezii menggunakan Agrobactrium tumefaciensISSN 1907-6754. Vol 8 No 2 hal 201-208. 7 hal

Davis et al., 2003 Davis TA, Volesky B, Mucci A. 2003. A review of the biochemistry of heavy metalbiosorption by brown algae. Water Res 37: 4311–4330. doi:10.1016/S0043-1354(03)00293-8.

Fajriah2, Emma Suryati1, Andi Parenrengi1, Suharsono2 , Utut Widyastuti2 2014. Introduksi genMetallothionein Tipe II Ke dalam rumput laut Kappaphycus alvarezii menggunakan Agrobacteriumtumefaciens1) JRA ( in press)

Handayani (2012 Handayani, T. 2012. Konstruksi Vektor Biner dan Transformasi Gen Lisozin padaRumput Laut Kappaphycus alvarezii menggunakan Agrobacterium tumefaciens.[Tesis]. Bogor [ID]:Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor.

Yulianto K dan Mira S. 2009. Budidaya Makro Alga Kappaphycus alvarezii (Doty) secara vertikal dangejala penyakit “ice-ice” di perairan Pulau Pari. Di dalam: Juwana S dan Riyatno. Oseanologi danLimnologi di Indonesia Edisi 35(3). Jakarta [ID]: Pusat Penelitian Oceanografi dan Penelitian LimnologiLIPI. hlm 325 – 334. ISSN 0125 – 9830. http://www.limnologi.lipi.go.id/limnologi/doc/public/3._Naskah_Kresno__Mira.pdf

Kementrian Kelautan dan Perikanan. 2013. Ekspor Rumput 2013, US$230 Juta. J Nas Tanggal 17Januari 2013 Hal.10. info media. Website Resmi KKP.htm. http://www.kkp.go.id/index.p...mobile/arsip/?categori_id=58 [tanggal akses 12 Maret 2013].

Mamboya, FA. 2007. Heavy Metal Contamination and Toxicity: Studies of Macroalgae from the TanzaniaCoast. Stockholm [US]: Stockholm University library. pp. 1–48. ISBN 91-7155-374-6. http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:197112/FULLTEXT01.pdf

Mir G, Dome‘nech J, Huguet G, Guo WJ, Goldsbrough P, Atrian S, Molinas M. 2004. A plant type 2metallothionein (MT) from cork tissue responds to oxidative stress. J Exp Bot 55 (408): 2483–2493. doi:10.1093/jxb/erh254.

Moilanen, Lori H., Fukushige T, Freedman JH. 1999. Identification of Upstream Regulatory Elementsand Transcription Factors Responsible for Cell-Specific Expression of The Metallothionein Genesfrom Caenorhabditis Elegans. J Biol Chem 274 (42), Issue of October 15: 29655–29665. doi:10.1074/jbc.274.42.29655.

Owen JR, Morris CA, Nicolaus B, Harwood JL, Kille P. 2012. Induction of expression of a 14-3-3 gene inresponse to copper exposure in the marine alga, Fucus vesiculosus. Ecotoxicol 21:124–138.doi:10.1007/s10646-011-0772-4.

Shestivska S, Adam V, Prasek J, Macek T, Mackova M, Havel L, Diopan V, Zehnalek J, Hubalek J, Kizek R.2011. Investigation of the Antioxidant Properties of Metallothionein in Transgenic Tobacco Plantsusing Voltammetry at a Carbon Paste Electrode. Int. J. Electrochem. Sci., 6 : 2869 – 2883. http://www.electrochemsci.org/papers/vol6/6072869.pdf

Suryati, E, S. Fadilah, dan Rosmiati. 2010. Perbaikan mutu genetik rumput laut Kappaphycus alvareziimealuii hibridisasi dan fusi protoplas secara in vitro. ISBN 978-979-786-033-2. Prosiding ForumInovasi Teknologi Akuakultur. hal 535-540

Suryati E, Sitti Fadilah, dan Mujayana. 2012. Regenerasi mikroplantet Kappaphycus alvarezii padamedia PES 1/20 yang diperkaya dengan Indol Acetic Acid (IAA), Zeatin dan Kinetin. ProsidingIndoaqua-Forum Inovasi Teknologi Akuakultur . ISBN 978-979-789-041-4. 7 hal

Torregrosa, L., Péros, J. P., Lopez, G., Bouquet, A . (2000): Effect of hygromycin, kanamycin andphosphinothricin on the embryogenic callus development and axillary micropropagation of Vitisvinifera L. Acta Hort. 528:403-406

Wattier, RA, Prodohl, P & Maggs, C 2000, DNA isolation protocol for red seaweed (rhodophyta). PlantMolecular Biology Reporter, vol 18, no. 3, pp. 275-281.

Vieira ALG, Camilo CM. 2011. Agrobacterium tumefasciens-mediated transformation of the aquatic fungusBlastocladiella emersonii. Fungal Genet Biol 48 : 806–811. doi: 10.1016/j.fgb.2011.02.006.

Page 811 of 1000

Page 9 of 10

796Regenerasi anakan rumput laut hasil transformasi gen ..... (Emma Suryati)

DISKUSI

Nama Penanya:Ibnu Rusdi

Pertanyaan:Apakah yang diikat dari logamnya?

Tanggapan:Untuk rumput laut bisa menggunakan aluminium dan untuk logam 3 yang lain nanti di kaji lagi.

Page 812 of 1000

Page 10 of 10