pendahuluan - IPB Repository

14
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sitrat sintase merupakan enzim yang sangat penting, memiliki fungsi
mengkatalis reaksi kondensasi dari residu asetat berkarbon 2 dari asetil KoA dan
sebuah molekul oksaloasetat berkarbon 4 untuk membentuk sitrat berkarbon 6.
Sitrat sintase ditemukan hampir pada semua sel hidup, pada sel eukariot umumnya
terdapat pada bagian matriks mitokondria dan memiliki peranan yang penting di
dalam siklus Krebs. Selain dalam siklus Krebs sitrat memiliki peranan penting
dalam oksidasi-β dari asam lemak, lintasan glikolat fotorespirator dan pengkelatan
ion beracun (Zhang et al., 2005). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sekresi
sitrat dari tanaman memegang peranan yang penting dalam toleransi terhadap
Aluminium (Al) (Hue et al., 1986; Kasim, 2000; Miyasaka et al., 1991; Ma et al.,
1998; Pellet et al., 1995;).
Secara umum mekanisme toleransi tanaman terhadap Al adalah dengan cara
melakukan kompartementasi pada bagian tertentu sehingga Al tidak bersifat
toksik dan atau dengan cara melakukan eksklusi Al keluar jaringan. Asam organik
seperti sitrat, malat dan oksalat memiliki peranan yang penting untuk mengelat Al
sehingga Al tidak lagi bersifat toksik bagi tanaman (Delhaize dan Ryan, 1995).
Peranan asam organik dalam toleransi Al dapat melalui toleransi internal maupun
toleransi eksternal. Sitrat sintase merupakan protein yang berperan untuk
membentuk asam organik sitrat.
Gen penyandi sitrat sintase dari beberapa tanaman telah berhasil diisolasi,
misal dari Nicotiana tabacum, Beta vulgaris, Populus hybrid (Takita et al.,
1999), Arabidopsis thaliana (Unger et al., 1989), Oryza sativa (Zhang et al.,
2005) dan Daucus carota (La Cognata et al., 1996).
Introduksi gen penyandi sitrat sintase juga telah dilakukan seperti over
ekspresi gen sitrat sintase dari bakteri Pseudomonas aeruginosa pada tanaman
pepaya dan tembakau, yang menghasilkan tanaman transgenik yang lebih toleran
terhadap Al dibanding tanaman kontrol (de la Fuente et al., 1997). Tanaman
Eucalyptus yang merupakan salah satu pohon utama dalam produksi kehutanan
juga telah berhasil ditransformasi dengan menggunakan gen penyandi sitrat
15
sintase dari Daucus carota. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman
transgenik lebih toleran terhadap Al dan sumber fosfat terbatas dibandingkan
tanaman kontrol (Kawazu et al.,2003).
Melastoma malabathricum adalah salah satu tanaman yang mampu tumbuh
dengan baik pada lahan asam dengan kelarutan Al yang tinggi, bahkan
pertumbuhannya dapat terpacu dengan adanya Al pada media tanam (Osaki et al.,
2003). Hasil penelitian Muhaemin (2008) menunjukkan bahwa M. malabathricum
mampu tumbuh pada pH 4 dengan kelarutan Al 3,2 mM. Gen-gen yang diduga
memegang peranan pada ketahanan M. malabathricum terhadap Al telah berhasil
diisolasi, antara lain metallothionein type 2 (Mt2) (Suharsono et al., 2008),
multidrug resistance associated protein (MRP) (Suharsono et al., 2009),
copper/zinc-superoxide dismutase (CuZn-SOD) (Hanum, 3 Juni Komunikasi
Pribadi) dan H+-ATPase membran plasma (MmPMA) (Muzuni et al., 2010).
Untuk mengoptimumkan pemanfaatan lahan marjinal yang asam dengan
kelarutan Al yang tinggi, varietas tanaman yang toleran asam dan Al sangat
diperlukan. Varietas unggul yang toleran pada lahan ini dapat diperoleh dengan
perbaikan genetik, baik melalui penyilangan secara konvensional maupun melalui
teknologi DNA rekombinan. Perakitan tanaman yang toleran asam dan Al ini
membutuhkan gen-gen ketahanan Al. Salah satu gen yang diduga memegang
peranan besar dalam toleransi Al adalah gen penyandi sitrat sintase. Dari hasilhasil penelitian sebelumnya maka dapat disimpulkan bahwa M. malabathricum
memiliki potensi yang kuat untuk dapat digunakan sebagai sumber daya genetik
dalam rangka memperoleh tanaman toleran Al.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan isolasi dan karakterisasi fragmen
cDNA gen sitrat sintase dari tanaman M. malabathricum.