UJI TOKSIKOLOGI GENETIK SUMBER AIR MINUM
MEGAFAUNA DI PADANG SADENGAN, TAMAN NASIONAL
ALAS PURWO, DENGAN MENGGUNAKAN Allium cepa L.
Athena Dinanty, Supartini Syarif, dan Nining Ratnaningsih
Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Padjadjaran
Abstrak
Penelitian mengenai uji toksikologi genetik sumber air minum megafauna padang Sadengan telah dilakukan di Taman Nasional Alas Purwo dan Laboratorium Biomolekuler Departemen Biologi FMIPA Unpad. Penelitian dilakukan dengan menggunakan metode eksperimental dan metode squash untuk pembuatan preparat akar
A. cepa. Hasil pengamatan mitosis akar A. cepa, didapatkan nilai indeks mitosis uji (IM-U) sebesar 50,4% dan indeks mitosis kontrol (IM-K) sebesar 56,6%. Perhitungan nilai
total χ2, menunjukan bahwa tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara nilai IM-U dan IM-K. Berbagai macam aberasi kromosom didapatkan pada akar dengan perlakuan uji, yakni mikronukleus (0,1%); stickiness (0,1%); dan vagrant (0,5%). Hasil tersebut menunjukkan adanya indikasi zat genotoksik pada sumber air yang diujikan, namun masih dalam taraf yang dapat ditoleransi.
Kata kunci: Allium cepa, Sumber air minum megafauna, Indeks mitosis, Aberasi kromosom.
PENDAHULUAN
Sumber air minum megafauna yang berada di feeding ground Sadengan, Taman Nasional Alas Purwo, merupakan air yang dialirkan dari Goa Basori. Sistem pengaliran yang menggunakan pipa-pipa besi yang sudah cukup berkarat, menimbulkan kekhawatiran akan akumulasi zat toksik hasil endapan dari dasar gua dan paparan zat toksik lain pada saat pengaliran sumber air minum megafauna tersebut.
Salah satu upaya dalam mendeteksi keberadaan zat toksik pada sumber air minum megafauna adalah dengan menggunakan uji toksikologi genetik. Toksikologi genetik merupakan penelitian meliputi deteksi kerusakan DNA, memahami konsekuensi biologis dari kerusakan DNA yang mengarah pada perubahan materi genetik (Uhl et al.,
Pada sumber air minum megafauna, uji toksikologi dilakukan melalui analisis kromosom mitosis akar A. cepa yang telah diberi perlakuan perendaman dengan air dari sumber air minum megafauna tersebut. Parameter dalam penelitian adalah nilai indeks mitosis sel akar. Hasil indeks mitosis sel akar yang direndam dengan sumber air minum megafauna (perlakuan uji) dibandingkan dengan indeks mitosis sel akar yang direndam dengan aquades (2ontrol). Keberadaan zat toksik pada sumber air minum megafauna dapat terdeteksi ketika terjadi perbedaan pada nilai indeks mitosis sel akar bawang 2ontro A. cepa perlakuan uji dengan 2ontrol, dan dapat dideteksi pula apabila terdapat sel yang mengalami kelainan (aberasi kromosom) pada saat pembelahan mitosis.
BAHAN DAN METODE
Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah botol plastik bekas, botol semprot, botol vial, gelas plastik, gelas ukur 10 ml dan 25 ml, kaca objek, kaca penutup, mikroskop cahaya, pinset, pipet tetes, tusuk gigi, silet, dan tisu gulung, sampel sumber air minum megafauna, aquades, asam asetat glasial, ethanol 70%, ethanol 95%, asam klorida (HCl) 1N, pewarna aseto-orsein 2%, kloroform, dan umbi bawang bombay
A cepa.
Metode penelitian yang digunakan adalah metode eksperimental dan metode
squash untuk pembuatan preparat akar A. cepa. Umbi A. cepa yang digunakan harus terbebas dari bahan pestisida dan inhibitor pertumbuhan. A. cepa diberi dua perlakuan yaitu direndam dengan air dari sampel air minum megafauna dan dengan aquades sebagai kontrol. Akar A. cepa dipotong kemudian direndam dengan sampel air uji hingga tumbuh akar baru. Ujung akar A. cepa dibuat preparat berdasarkan teknik yang dilakukan oleh Fiskesjö (1994) yang diadaptasi oleh Knoll et al. (2006, dalam Tadesco and Laughunghouse, 2012)dengan prosedur pembuatan preparat pertama, potongan akar pada setiap umbi ditempatkan di dalam satu botol vial kaca yang berbeda. Botol vial kemudian diberi keterangan berupa jenis perlakuan dan nomor umbi pada tiap perlakuan. Setelah itu difiksasi dengan larutan Mc. Clintock (Alkohol Absolute:As. Asetat Glasial = 3:1) selama 24 jam. Kemudian, potongan akar dihidrolisis di dalam larutan HCL 1 N selama 15 menit. Setelah dilakukan hidrolisis, potongan akar dibilas dengan aquades. Lalu, potongan akar difiksatif kembali dengan larutan fiksatif Carnoy (Ethanol 70%:As. Asetat Glasial:Kloroform=6:3:1) selama kurang lebih 20 menit. Setelag difiksatif, potongan akar diberi pewarna Aseto Orcein 2 % dan dibiarkan selama 10-15 menit. Setelah itu potongan akar dipindahkan ke gelas objek lalu ditetesi kembali dengan aseto orsein sebanyak 2 tetes. Kemudian ditutup dengan gelas penutup, dan di
squash menggunakan ibu jari dan diamati dibawah mikroskop.
Parameter yang digunakan adalah perbandingan nilai indeks mitosis pada preparat sel akar A. cepa yang mengalami dua perlakuan. Indeks mitosis dapat dihitung dengan rumus (Tadesco dan Laughunghouse, 2013) :
Indeks Mitosis =
Kemudian nilai indeks mitosis uji dan kontrol dianalisis secara statistik dengan menggunakan uji χ2 dengan nilai kepercayaan p<0.05. Nilai χ2 yang didapat kemudian diinterpretasikan menjadi dua hipotesis:
1. Apabila nilai χ2 hitung < nilai χ2 tabel, maka tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara nilai indeks mitosis uji (IM-U) dengan indeks mitosis kontrol (IM-K).
2. Apabila nilai χ2 hitung > nilai χ2 tabel, maka terdapat perbedaan yang signifikan antara nilai indeks mitosis uji (IM-U) dengan indeks mitosis kontrol (IM-K)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Hasil Pengamatan Indeks Mitosis Akar A. cepa
Perlakuan
Jumlah Sel Interfase
Jumlah Sel Mitosis
Indeks Mitosis (%)
P M A T
Kontrol
(Aquades) 434 444 44 36 42 56.6
Uji (Sumber Air Minum Megafauna
Sadengan)
496 359 53 55 37 50.4
Tabel 2. Hasil Perhitungan Nilai Total χ2
E O O-E (O-E)2 (O-E)2/E
56.6 50.4 -6.2 38.44 0.679
Tabel 3. Frekuensi Aberasi Kromosom pada Perlakuan Uji
No. Jumlah Sel yang Diamati Aberasi Kromosom Frekuensi (%)
1. 1000 Mikronukleus 0.1
2. 1000 Stickiness 0.1
3. 1000 Vagrant 0.5
maka terdapat indikasi adanya zat mutagen kuat dalam sampel air yang diujikan. Dari hasil pengamatan yang didapatkan, nilai indeks mitosis sel uji diatas 50% dari nilai indeks mitosis sel kontrol. Hal ini menunjukkan didalam air uji tidak mengandung zat mutagen kuat yang membahayakan bagi organisme hidup yang memanfaatkan air tersebut, khususnya megafauna Sadengan yang memanfaatkannya sebagai sumber air minum.
Nilai indeks mitosis yang didapatkan, kemudian dianalisis statistika dengan menggunakan Uji Chi-kuadrat (χ2). Seletah dilakukan perhitungan, nilai total χ2 hitung adalah sebesar 0,679 dan nilai total χ2 tabel sebesar 3,841. Nilai tersebut menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara nilai indeks mitosis kontrol dengan nilai indeks mitosis uji, dapat dikatakan pula bahwa tidak terdapatnya zat mutagen kuat pada sampel air uji yang dapat membahayakan organisme hidup disekitarnya. Hipotesis pada perhitungan akhir χ2 sudah sesuai dengan pernyataan yang diungkapkan oleh Rank dan Nielsen (1997, dalam Herrero et al., 2012).
Pada pengamatan sel abnormal (sel yang mengalami aberasi kromosom) pada akar dengan perlakuan uji, ditemukan beberapa sel bermitosis yang mengalami aberasi kromosom, diantaranya: 1) mikronukleus (1 sel profase). 2) stickiness (1 sel anafase). 3) fragmen asentrik (vagrant) (5 sel anafase).
Gambar 1. Mikronukleus pada Profase Umbi 3
Preparat 1
Gambar 2. Stickiness
pada Anafase Umbi 5 Preparat 1
Gambar 3. Vagrant pada Anafase Umbi 2
Preparat 1
Gambar 4. Vagrant pada Anafase Umbi 4
Preparat 1
Gambar 5. Vagrant pada Anafase Umbi 5
Preparat 1A
Gambar 6. Vagrant pada Anafase Umbi 5
Gambar 7. Vagrant pada Anafase Umbi 5 Preparat 1C
Frekuensi munculnya sel yang mengalami aberasi kromosom sangat kecil, yakni: 1) mikronukleus 0,1%, 2) stickiness 0,1%. 3) vagrant 0,5%. Diduga terdapat zat genotoksik pada sampel yang diujikan, namun masih dalam kadar yang dapat ditoleransi. Herrero et al. (2012) melaporkan, bahwa mikronukleus dapat timbul karena adanya kerusakan DNA yang terbentuk dari kromosom yang tertinggal selama pembelahan sel, dan dapat mengarah pada pembentukan fragmen asentrik. Hal tersebut mendasari penemuan beberapa sel dengan fragmen asentrik (vagrant) yang diduga merupakan hasil dari sel yang memiliki mikronukleus.
Vagrant dapat terbentuk akibat gangguan pada benang spindel, menurut Tadesco dan Launghinghouse (2012), kemunculan vagrant dapat diakibatkan oleh aktivitas agen klastogenik. Agen klastogenik dapat menimbulkan atau mendorong gangguan dan pecahnya kromosom, dan dapat menyebabkan delesi, duplikasi, serta translokasi kromosom. Aktivitas agen klastogenik ini, dapat bersifat karsinogenik yang mengarah pada pembentukan sel kanker. Beberapa unsur yang dikenal sebagai agen klastogenik, antara lain: acridine kuning, benzena, etilen oksida, arsen, fosfin dan mimosine.
Dengan demikian, munculnya beberapa sel yang mengalami aberasi kromosom ini, dapat mengindikasikan adanya zat genotoksik seperti klastogen yang dapat menyebabkan fragmen asentrik (vagrant) pada sel (Tadesco dan Launghinghouse, 2012), serta terdapat indikasi adanya pencemaran dari pestisida, sabun mandi, ataupun sabun cuci yang dapat menyebabkan stickiness pada sel. Sesuai dengan hasil perhitungan indeks mitosis kontrol dan uji, serta hasil hitung χ2, zat-zat tersebut masih dalam kadar yang dapat ditoleransi karena hanya menyebabkan 1-5 sel yang mengalami kelainan dari 1.000 sel yang diamati.
KESIMPULAN
Dari hasil pengamatan didaptkan nilai indeks mitosis kontrol (IM-K) sebesar 56,6% dan indeks mitosis uji (IM-U) sebesar 50,4%. Setelah dihitung dengan menggunakan uji Chi-kuadrat (χ2), tidak terdapat perbedaan yang signfikan antara nilai IM-K dan IM-U. Pada pengamatan sel abnormal pada akar dengan perlakuan uji, ditemukan mikronukleus, fragmen asentrik (vagrant), dan stickiness. Dengan masing-masing frekuensi: 1) Mikronukleus 0,1%. 2) Vagrant 0,5%. 3) Stickiness 0,1%. Hal tersebut dapat mengindikasikan adanya zat genotoksik seperti klastogen, pencemaran dari pestisida, sabun mandi, ataupun sabun cuci. pada sumber air yang diujikan, namun masih dalam taraf yang dapat ditoleransi
SARAN
Perlu dilakukan observasi yang lebih mendalam pada sampel air yang diujikan tersebut, agar dapat dilakukan pencegahan sedini mungkin, sehingga tidak memberikan dampak pada organisme hidup yang memanfaatkan sumber air tersebut, khususnya megfauna di Padang Sadengan.
UCAPAN TERIMAKASIH
DAFTAR PUSTAKA
Fiskesjo, G. 1985. The Allium-test as standaed in environrmental monitoring, Hereditas, 102, pp. 99-112, dalam Tadesco dan Laughinghouse, 2012. Bioindicator of Genotoxicity : The Allium cepa Test. Environmental Contamination. Intech. Rijeka, Croatia. Interchopen.com. (Diakses pada 25/02/2014 pukul 20.00 WIB) Herrero, O., JM Perez Martin, P Fernandez Freire, L Carvajal Lopez, A Peropadre, dan
MJ Hazen. 2012. Toxicological Evaluation of Three Contaminants of Emerging Concern by use of The Allium cepa Test. Mutatiom Research 743. Spain: Departemento de Biologia, Facultad de Ciencas, Universidad Autonoma da Madrid.
Nugrahaeni, Yacinta Asih. 2006. Analisis Komperatif dengan Pengujian Chi-Kuadrat (Chi Square). Statistika Pendidikan. Dalam: http://pjjpgsd.dikti.go.id/file.php/1/repository/dikti/Mata%20Kuliah%20Awal/St atistika%20Pendidikan/BAC/Statistika_Pendidikan_unit_6.pdf. (Diakses pada 17/05/14, 21.30 WIB).
Rank, J dan Nielsen, M. H. 1994. Evaluation of The Allium anaphase-telophase test in relation to genooxicity screening of industrial wastewater, Mutation Reaserch, 312, 1 pp. 17-24, ISSN 0027-5107, dalam Tadesco and Laughunghouse, 2012.
Bioindicator of Genotoxicity : The Allium cepa Test. Environmental Contamination. Intech. Rijeka, Croatia. Interchopen.com. (Diakses pada 25/02/2014 pukul 20.00 WIB).
Tadesco and Laughunghouse, 2012. Bioindicator of Genotoxicity : The Allium cepa Test. Environmental Contamination. Intech. Rijeka, Croatia. Interchopen.com. Uhl, Maria., Michael J. Plewa, Bernhard J. Majer, and Siegfried Knasmuller. 2003.
