MATERI 5 "PROTOPLAST FUSION (SOMATIC HYBRIDIZATION)

 Fusi Protoplasma (hibridisasi somatik)

2025010022 | JEVANYA ERINNE ANGELIQUE MANURUNG | A025

    Protoplasma adalah sel tumbuhan yang dinding selnya telah dihilangkan sebagian atau seluruhnya menggunakan metode mekanis atau enzimatis. Protoplasma disebut juga sebagai sel telanjang karena hanya mengandung komponen tanpa sel dinding sel. Protoplasma memiliki aktivitas biologi yang tinggi dan menjadi bahan utama dalam berbagai teknik bioteknologi. Salah satu teknik yang memanfaatkan protoplas adalah fusi protoplas, yang bertujuan menghasilkan hibrida baru melalui penggabungan dua sel dari spesies yang berbeda. Fusi protoplas dapat terjadi secara spontan maupun terinduksi dengan bantuan bahan kimia atau metode lain. Fusi spontan terjadi karena kontak fisik selama proses isolasi, sedangkan fusi terinduksi menggunakan metode seperti chemofusion, elektrofusi, atau fusi mekanis. Dalam lingkup spesies yang sama, fusi protoplas intraspesifik memungkinkan persilangan antara strain isogenik atau non-isogenik. Teknik ini banyak digunakan dalam penelitian genetika dan pemuliaan tanaman untuk mempercepat perbaikan sifat.

Selain itu, fusi protoplas juga dapat terjadi antara dua spesies yang berbeda dalam proses yang disebut hibridisasi somatik. Teknik ini memungkinkan terciptanya tanaman hibrida dengan kombinasi sifat dari dua spesies yang berbeda, misalnya contoh persilangan antara Saccharomyces cerevisiae dengan S. fermentali atau antara P. chrysogenum dengan P. notatum. Salah satu contoh penerapan teknik ini adalah pada "pomato", yaitu hasil hibrida antara kentang dan tomat, yang memiliki akar menghasilkan umbi dan batang yang berbuah tomat. Untuk melakukan fusi protoplas, tahap pertama adalah isolasi protoplas yang dapat dilakukan dengan metode mekanis atau enzimatis. Metode mekanisnya melibatkan pemotongan dinding sel secara fisik menggunakan pisau, sedangkan metode enzimatis menggunakan enzim seperti pektinase dan selulase untuk melepaskan protoplas dari selnya. Metode enzimatis lebih disukai karena menghasilkan viabilitas protoplas yang lebih tinggi dan lebih mudah dilakukan. Dengan kemajuan teknologi ini, fusi protoplas telah membuka peluang besar dalam bidang bioteknologi pertanian dan pengembangan varietas tanaman unggul.

Fusi protoplas merupakan teknik rekayasa genetika yang menggabungkan dua sel tanaman yang telah menghilangkan dinding selnya sehingga memungkinkan penyatuan plasma dan inti sel. Proses fusi ini dapat dilakukan melalui beberapa metode, seperti elektrofusi, yang menggunakan medan listrik untuk membuka saluran membran sel, serta fusi dengan Polyethylene Glycol (PEG) yang memfasilitasi penyatuan membran. Teknik ini berguna dalam menghasilkan tanaman dengan sifat unggul yang tidak dapat diperoleh melalui persilangan konvensional. Hibridisasi somatik memiliki beberapa keunggulan, salah satunya adalah menghasilkan hibrida antarspesies dan antargenus, seperti “Pomato” yang merupakan gabungan antara kentang dan tomat. Selain itu, teknik ini memungkinkan produksi diploid dan poliploid yang fertil dari haploid dan aneuploid yang biasanya steril secara seksual. Dengan teknologi ini, para peneliti juga dapat memindahkan gen yang bertanggung jawab atas ketahanan terhadap penyakit, stres abiotik, serta resistensi terhadap herbisida, yang berkontribusi terhadap peningkatan kualitas tanaman.

Proses fusi ini dapat terjadi melalui berbagai cara, termasuk induksi kimia menggunakan fusogen seperti PEG, NaNO₃, ion Ca²⁺, dan alkohol polivinil. Selain itu, ada juga metode mekanis yang memanfaatkan mikropipet untuk menggabungkan protoplas, serta elektrofusi yang menggunakan medan listrik berkekuatan tinggi untuk menyatukan rantai protoplas. Dalam mekanisme fusi, terdapat tiga tahapan utama yaitu fusi membran, fusi sitoplasma, dan fusi inti, yang menentukan berhasilnya terbentuknya hibrida. Meskipun memiliki banyak kelebihan, hibridisasi somatik juga memiliki beberapa keterbatasan, seperti regenerasi yang buruk, ketidakmampuan produk fusi untuk bertahan hidup, serta tidak berhasil pada semua jenis tanaman. Selain itu, terkadang hasil hibrida tidak selalu menghasilkan sifat yang diinginkan, dan metode seleksi yang efisien untuk hibrida tetap menjadi tantangan. Implementasi teknologi ini telah diterapkan pada berbagai tanaman, termasuk citrus dan solanum, untuk meningkatkan ketahanan terhadap penyakit serta sebagai batang bawah yang kuat. Dengan demikian, hibridisasi somatik menjadi teknik penting dalam pemuliaan tanaman modern, meskipun masih memerlukan penelitian lebih lanjut untuk meningkatkan efisiensinya.

REFERENSI 

Zulkarnain, H. (2024). Kultur Jaringan Tanaman: Solusi perbanyakan tanaman budi daya. Bumi Aksara.