POLA PERTUMBUHAN FITOPLANKTON Nannochloris DALAM MEDIUM CONWY YANG TERPAPAR ION LOGAM Cd

  Vol. 3. No. 2, December 2010 2+ Cd # # # ₁ ! " $$! % " " &&'( (& )

  

Prodi PGSD FIP Universitas Negeri Makassar, Sulawesi Selatan

₂ JL. Monumen Emmy Saelan III Makassar

Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar, Sulawesi Selatan

Jl. Perintis Kemerderkaan Tamalanrea Makassar

• * +! Pola pertumbuhan fitoplankton nannochloris dalam medium conwy yang terpapar ion

  ₂₊
₂₊

logam Cd . Dalam penelitian ini, telah diselidiki interaksi ion logam Cd yang dipaparkan

dalam medium conwy pada kultur fitoplankton jenis nannochloris. Seri kultur dilakukan dengan

₂₊

dan tanpa penambahan ion logam Cd . Pengamatan terhadap pola pertumbuhan nannochloris

akan ditentukan parameter laju pertumbuhan spesifik, persentasi hambatan pertumbuhan, dan uji

toksisitas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pola pertumbuhan nannochloris pada medium

₂₊

conwy tanpa penambahan ion logam Cd (kontrol) mempunyai kurva pertumbuhan paling

₂₊

tinggi. Pada medium kultur yang ditambahkan ion logam Cd 0,25 mg/L memperlihatkan grafik

pola pertumbuhan yang relatif sama dengan kontrol. Pada penambahan konsentrasi ion logam

₂₊

Cd di atas 0,25 mg/L, dapat menurunkan laju pertumbuhan spesifik nannochloris yang

diperkuat dengan meningkatnya harga hambatan pertumbuhan spsifiknya (PGI). Hasil analisis

₂₊

statistik uji beda terhadap blanko pada pemaparan ion logam Cd terhadap nannochloris

₂₊

mengindikasikan bahwa konsentrasi ion logam Cd yang tidak mempengaruhi pertumbuhan

nannochloris adalah pada konsentrasi 0,01 hingga 0,25 ppm; dan harga konsentrasi tertinggi

yang dapat ditoleransi (MTC) oleh nannochloris pada konsentrasi 0,25 ppm dan konsentrasi ion

₂₊

logam Cd yang menyebabkan penurunan laju pertumbuhan sebesar 50 % relatif terhadap

blanko EC = 0,849 ppm. _{50 2+} Kata Kunci: Nannochloris, ion logam Cd , laju pertumbuhan spes
• * +! ,+ The pattern of phytoplankton growth in the medium Conwy nannochloris _{2+ 2 +} exposed metal ions Cd In this research, has investigated the interaction of metal ions Cd

  are presented in Conwy in the medium culture of phytoplankton nannochloris types.The _2+. series of Culture have been done with and without addition of metal ions Cd . Observation of growth patterns nannochloris using parameters to be determined specific growth rate, percentage of growth inhibition, and toxicity test. The results showed that the pattern of growth in the medium Conwy nannochloris without the addition of metal ions _{2 +} Cd (Control) had the highest growth curve. In the medium culture which added with the _{2 +} metal ions Cd 0,25 mg/L the curve of relative growth patterns similar to controls. In _{2 +} addition the concentration of metal ions Cd above 0.25 mg / L, can decrease the specific growth rate nannochloris reinforced by rising prices spsifiknya growth inhibition (PGI). The result of statistical analysis of differencial test against the standart at the exposure of _{2 + 2 +} metal ion Cd to nannochloris indicate that the concentration of metal ions Cd which does not affect the growth nannochloris is the concentration of 0.01 to 0.25 ppm, and the number of the highest concentration that can be tolerated by nannochloris at a ₂₊ concentration of 0.25 ppm and the concentration of metal ions Cd which causes a decrease in growth rate of 50% relative to the standart at EC50 at 0.849 ppm.

  2+ Key Words: Nannochloris, Metal ion Cd , spesific growth inhibition (PGI).

• Alamat korespondensi: andimaks_pgsd_unm@yahoo.com

  Fitoplankton merupakan tumbuhan renik, terdiri dari berbagai jenis dengan sifat sifat yang berbeda. Dalam siklus makanan di perairan, fitoplankton berperan sebagai "primary producer" yang merupakan sumber makanan bagi zooplankton, kemudian zooplankton ini dimangsa oleh hewan hewan yang lebih besar dan selanjutnya ke manusia. Di sisi lain, keberadaan ion logam berat di perairan adalah sebagai partikel terlarut. Karena ukuran fitoplankton relatif kecil, maka interaksi antara fitoplankton dan ion logam berat di perairan akan berlangsung efektif. Oleh karena itu, fitoplankton merupakan faktor terpenting dalam transfer bahan bahan biologi, sebab mereka mewakili pion pertama masuknya pencemar ke dalam rantai makanan dan merupakan biomassa terbesar di perairan.

  et al., 1996) dan terjadinya perubahan

  nannochloris dalam rangka penggunaan

  terhadap pertumbuhan fitoplankton laut

  2+

  Dalam penelitian ini akan diselidiki perilaku ion logam Cd

  Keberadaan ROS merupakan zat antara yang sangat beracun (cytotoxic) dan dapat bereaksi dengan lemak, protein dan asam asam nukleat sehingga menyebabkan peroksidasi lemak, kerusakan membrane, dan tidak aktifnya enzim.

  al., 2001; Schutzendubel et al., 2002).

  pembentukan ROS secara langsung atau tidak langsung, sehingga mengganggu reaksi redoks dan mempengaruhi hilangnya produksi khlorofil (Baryla et

  et al., 2002), menyebabkan

  dapat mempengaruhi tanggapan antioksi dan dalam semua organ tumbuhan (Iannelli

  2+

  dinding sel atau permeabilitas membran oleh pengikatan terhadap gugus nukleofil (Ramos et al., 2002). Lebih lanjut, ion logam Cd

  dalam konsentrasi tinggi, secara in vitro dapat juga merusak reaksi dapat balik protein (Keyhani et al., 2003) melalui pembentukan ikatan logam tiolat (Dafre

  Meskipun efektifitas interaksi antara fitoplankton dan ion logam berat menghasilkan penyerapan yang tinggi, namun fitoplankton juga mempunyai kemampuan untuk bertahan hidup pada perairan yang tercemar ion logam berat. Hal ini menjadi petunjuk bagi beberapa peneliti untuk memanfaatkan fitoplankton sebagai fitoremediasi logam berat.

  2+

  (Keyhani et al., 2006). Ion logam Cd

  2

  2 O

  dapat menghasilkan tekanan oksidatif terhadap produksi spesies oksigen reaktif (ROS) (Olmos, 2003), dan dapat memproduksi radikal bebas in vitro dengan hadirnya H

  2+

  Ion logam Cd

  dalam bentuk mineral karbonat dan sulfat. Dalam industri pertambangan logam Pb dan Zn, proses pemurniannya akan selalu diperoleh hasil samping ion logam kadmium yang terbuang ke lingkungan. Kadmium telah digunakan secara luas pada berbagai industri antara lain pelapisan dan peleburan logam, pewarnaan, baterai, plastik, percetakan, tekstil, minyak pelumas, dan bahan bakar (Palar, 1994). Moore dan Ramamoorthy (1984) mengungkapkan bahwa ion logam kadmium berikatan secara kovalen dan mempunyai afinitas yang tinggi terhadap gugus tiol, mendorong peningkatan kelarutan lemak, dapat terakumulasi dan bersifat racun.

  2+

  , bergabung dengan ion logam Zn

  2+

  Kadmium (Cd) mempunyai nomor atom 48, massa atom relatif 112,40 gram permol, dalam Tabel Periodik terdapat dalam golongan IIB bersama dengan Zn dan Hg. Di alam, keadaan stabil ditemui sebagai ion logam Cd

  fitoplankton sebagai fitoremediator pencemaran logam berat di perairan laut. Parameter pertumbuhan yang diamati meliputi laju pertumbuhan spesifik, persentasi hambatan pertumbuhan, dan uji toksisitas.

• – 9, dan salinitas 30 ‰. Seluruh peralatan dan bahan yang digunakan dalam kultur disterilkan terlebih dahulu.

  12;

  !$ -& ! -(-"'+' ( $" -!+ .* ( '+$/" ( +$( & " . -&' . "+ ! $(0)

  c. Alat lainnya meliputi: pompa vakum, oven, lumpang porselin, aerator, refirigator, selang plastik, balon Neon, thermometer, panel saringan diameter 47 mm, magnetik stirer, pH meter dan botol film ukuran 25 mL.

  b. Alat ukur, meliputi: saliniti meter, neraca analitik, mikroskop, haemocitometer

  Peralatan yang digunakan dibedakan atas: a. Peralatan gelas; terdiri dari wadah kultur meliputi botol ukuran 1000 mL, aquarium ukuran 60 liter; dan seperangkat alat gelas.

  5H

  CdCl 2.

  thiamin HCl; biotin; vitamin B

  Nannochloris dikultur dalam gelas

  2 O; NaFeEDTA;

  5H

  24

  7 O

  6 Mo

  )

  Bibit murni fitoplankton

  Erlenmeyer 500 mL dengan menggunakan medium Conwy. Selama pelaksanaan kultur, parameter fisika kimia dipertahankan meliputi penerangan lampu Neon 40 watt diberikan secara terus menerus, gas

  0; (NH

  Untuk mengetahui pola pertumbuhan fitoplankton, dilakukan penghitungan jumlah sel per mililiter medium setiap hari. Sampel medium yang telah ditumbuhkan fitoplankton diambil dengan pipet tetes steril, diteteskan sekitar 0,5 mL pada

  2+

  pada pertumbuhan Nannochloris dilakukan dengan cara mengkultur fitoplankton dalam medium Conwy yang ditambahkan larutan ion logam Cd

  2+

  Pengamatan pengaruh ion logam Cd

  Bila kepadatan sel masih normal, penghitungan kepadatannya menggunakan rumus:

  Haemocytometer, kemudian diamati melalui mikroskop (Seafdec, 1985).

  pertumbuhan yang optimum jika dikultur dengan kepadatan awal inokulasi sebesar 1.000.000 sel/mL.

  CO

  Nannochloris mempunyai

  Setelah pelaksanaan kultur 11 hari, bibit fitoplankton selanjutnya dikultur dalam botol kultur 1 liter. Merujuk pada hasil penelitian Nurhamsiah, (2010) pada Laboratorium kimia anorganik Universitas Hasanuddin Makassar, bahwa fitoplankton laut jenis

  C, pH medium antara 8

  o

  dari aerator pompa udara, suhu antara 22 – 25

  2

  4

  2

  pada variasi konsentrasi 0 – 10 ppm. Penentuan laju pertumbuhan

  2 O; KNO

  2H

  2

  ; CaCl

  4

  ; KHPO

  3

  7H

  0, H

  4

  grade) meliputi: NaCl; MgSO

  b. Bahan bahan kimia yang digunakan semua berkualitas analitik (analytical

  a. Bibit fitoplankton nannochloris dari kultur murni Balai Penelitian Perikanan dan Kelautan Maros, Sulawesi Selatan.

  Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

  Vol. 3. No. 2, December 2010 ( & ( " + -(-"'+' (

  2

  3 BO

  6H

  2 O;

  2

  0; CoCl

  2

  5H

  4

  CuSO

  4H

  3

  4

  0; MnSO

  2

  7H

  4

  ; ZnSO

• -(1 ! $( $1 . & #2 / & -!+ .* ( /- '3' & ( -! -(+ ' .* + ( -!+ .* ( '+$/" ( +$( ) (1 '+ .* ( $( $1 . & #2

  50

  < t

  ), yakni menentukan konsentrasi ion logam Cd

  2+

  yang menyebabkan penurunan laju pertumbuhan sebesar 50 % relatif terhadap blanko.

  Berdasarkan hasil penghitungan kepadatan sel yang diperoleh, ditentukan dan PGI setiap konsentrasi ion logam Cd

  2+

  yang dipaparkan, lalu dilakukan uji beda terhadap blanko pada tingkat konfidensi 99 %, maka akan diperoleh harga t

   '+ (1

  untuk setiap nilai variasi konsentrasi ion logam Cd

  2+

  ; lalu dibandingkan terhadap nilai t

  tabel .

  Untuk nilai: t

   '+ (1

  , maka: Nilai diperoleh dari harga terendah hingga tertinggi, Nilai diperoleh dari harga tertinggi dari nilai t

• + *-"

   '+ (1

  < t

  Nilai

• + *-"

  45

  diperoleh dengan meregresikan harga PGI terhadap konsentrasi ion logam Cd

  2+ yang dipaparkan.

• -!+ .* ( '+$/" ( +$(

  Hasil pengamatan pola pertumbuhan fitoplankton laut

  Nannochloris dalam medium Conway

  pada kondisi parameter fisika kimia dipertahankan meliputi penerangan 2 buah lampu TL 20 watt yang diberikan secara terus menerus pada jarak sekitar 75 cm, gas CO

  2

  dari aerator pompa udara, suhu antara 20 – 22

  o

  yang dapat ditolerir oleh fitoplankton; dan Effect

  Concentration 50 % (EC

  = Tetapan laju pertumbuhan spesifik ke i, dan ( = Tetapan laju pertumbuhan spesifik kontrol.

  spesifik untuk setiap variasi konsentrasi dihitung dengan menggunakan persamaan (2); sedangkan untuk menentukan persentasi hambatan pertumbuhan (Prosen Growth Inhibition, PGI) pada fitoplankton dengan menggunakan persamaan (3).

  t N N _t

  ln ln −

  = (2) Dimana: N

  t = kepadatan sel pada saat t

  (sel/mL), N

  o

  = kepadatan sel pada saat awal (sel/mL), ( = laju partumbuhan spesifik; dan t adalah waktu (hari).

     

    − = % 100 100 x PGI ⁱ

  (3) Dimana, PGI = Persentasi hambatan pertumbuhan, (

  i

  ' +$ ' '+ $( $1 . & #2

  2+

  / &

  '+$/" ( +$(

  Uji toksisitas ion logam Cd

  2+

  terhadap pertumbuhan fitoplankton

  nannochloris dilakukan dengan

  mengkultur fitoplankton pada kondisi optimum pada volume kultur 1000 mL. Parameter yang diamati meliputi uji (i)

  Non Effect Concentration (NEC),

  yakni menentukan konsentrasi ion logam Cd

  2+

  yang tidak mempengaruhi pertumbuhan fitoplankton; (ii)

  Maximum Tolerable Concentration

  (MTC), yakni menentukan konsentrasi maksimum ion logam Cd

  C, pH medium antara 8 – 9 dan salinitas medium 30 ‰ seperti yang diperlihatkan pada Gambar 1 berikut:

  Vol. 3. No. 2, December 2010 Gambar 1. Pola pertumbuhan Nannochloris pada kondisi tanpa penambahan ion logam Cd

  5 Kepadatan (x10 ⁷ sel mL ¹ ) 0.264 0.356 1.264 1.204 1.908 2.560 4.280 5.108 5.544 7.188 7.496 6.520

  0.2 Berdasarkan Tabel 1, penebaran

  0.3

  0.3

  0.38

  0.42

  0.46

  0.4

  0.4

  0.51

  0.7

  0.3

  (hari ¹ )

  4 9 : ; <

  2+

  8

  7

  Tabel 1. Kepadatan sel dan tetapan laju pertumbuhan spesifik ( ) Nannochloris yang dikultur dengan menggunakan medium Conway Kepadatan / !' -6 5 #

  Berdasarkan perhitungan kepadatan sel dalam tiap mililiter medium, dengan menggunakan persamaan (2) diperoleh nilai tetapan laju pertumbuhan spesifik (O) fitoplankton Nannochloris yang dikultur dengan medium Conway seperti disajikan pada Tabel 1:

  1.000.000 sel/mL medium dapat meningkat sekitar 28 kali kepadatannya hanya dalam waktu 10 hari kultur.

  Nannochloris pada kepadatan awal

  berlangsung optimal mulai hari ke 3 sampai hari ke 10. Dapat diungkapkan bahwa penggunaan medium Conway untuk mengkultur fitoplankton laut

  Conway; sehingga pembelahan sel

  pertumbuhan. Nannochloris membutuhkan waktu relatif singkat (sekitar 3 hari) untuk penyesuaian terhadap medium pertumbuhan

  Nannochloris mempunyai empat tahap

  1 menunjukkan bahwa fitoplankton

  Berdasarkan Gambar

  bibit Nannochloris dalam medium Conway mempunyai pola pertumbuhan yang relatif baik yakni kepadatan sel meningkat seiring dengan pemaparan hari kultur hingga hari ke 10. Karena masa pertumbuhan sel dibatasi oleh ketersediaan nutrien yang diberikan, maka pada hari ke 11 terjadi penurunan jumlah sel dalam medium. Ditinjau dari laju pertumbuhan spesifik Nannochloris memperlihatkan bahwa pertumbuhan yang cepat terjadi pada hari ke 3 masa kultur; setelah itu kecepatan pertumbuhannya berangsur angsur menurun. Nampak pada Tabel 1, kenaikan tetapan laju pertumbuhan spesifik untuk fitoplankton

  Nannochloris berlangsung progresif.

  Hal ini berakibat pada cepatnya tercapai pertumbuhan optimum untuk fitoplankton. Dengan demikian bahwa parameter tetapan laju pertumbuhan spesifik dapat digunakan untuk memprediksi waktu (hari) tercapainya kepadatan optimum suatu kultur.

  Pola pertumbuhan Nannochloris dengan penambahan ion logam Cd

  2+

  sebesar 0,10 hingga 10,00 ppm sebagai kadmium klorida pada medium kultur fitoplankton laut disajikan pada Gambar 2 berikut:

  Gambar 2 Pola pertumbuhan Nannochloris pada kondisi tanpa dan dengan penambahan ion logam Cd 2+ pada berbagai tingkat konsentrasi

  Berdasarkan Gambar 1, meskipun grafik pola pertumbuhan Nannochloris pada medium Conway tanpa penambahan ion logam Cd

  2+

  (kontrol) bukan merupakan grafik pola pertumbuhan yang paling tinggi, tetapi pemaparan ion logam Cd

  2+

  pada konsentrasi 0,10 mg/L hingga konsentrasi 0.25 mg/L memperlihatkan grafik pola pertumbuhan yang relatif sama dengan kontrol. Semakin besar konsentrasi ion logam Cd

  2+

  yang dipaparkan, semakin rendah grafik pola pertumbuhannya. Fenomena ini membuktikan bahwa keberadaan ion logam Cd

  2+

  dalam medium kultur Conwy dapat menurunkan pertumbuhan fitoplankton Nannochloris seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2. Hal ini sejalan dengan pernyataan Foster (1977) bahwa pengaruh logam berat pada plankton bersel tunggal secara umum berhubungan dengan penurunan jumlah sel dan berat kering.

  Tabel 2. Tetapan laju pertumbuhan spesifik ( ) Nannochloris tanpa dan dengan penambahan ion logam Cd 2+ pada berbagai tingkat konsentrasi

  10 0.335 0.328 0.346 0.330 0.339 0.319 0.280 0.203 0.271 11 0.292 0.272 0.313 0.280 0.245 0.268 0.254 0.185 0.240

  dalam medium sebesar 2.50 ppm hingga 10.00 ppm, menyebabkan sebagian sel telah mengalami kematian yang ditandai dengan nilai tetapan laju pertumbuhan yang bernilai negative. Pada hari ke 2 secara umum terjadi kenaikan laju pertumbuhan spesifik dan selanjutnya di hari ke 3 terjadi penurunan laju pertumbuhan spesifik.

  2+

  yang semakin meningkat menyebabkan laju pertumbuhan spesifik Nannochloris semakin menurun. Hal ini terlihat pada hari ke 1 dengan perlakuan konsentrasi ion logam Cd

  2+

  0.00 ppm hingga 1.00 ppm, pertambahan waktu kultur menyebabkan peningkatan laju pertumbuhan spesifik hingga hari ke 6, selanjutnya terjadi penurunan kecepatan laju pertumbuhan spesifik. Hal ini karena ketersediaan nutrien yang cukup dalam medium untuk pertumbuhan fitoplankton. Meskipun demikian, pengaruh racun ion logam Cd

  2+

  Berdasarkan Tabel 2, secara umum untuk perlakuan variasi konsentrasi ion logam Cd

  10.00 1 0.299 0.265 0.321 0.253 0.192 0.192 -0.278 -0.318 -0.501 2 0.783 0.704 0.721 0.723 0.581 0.529 0.547 0.695 0.493 3 0.506 0.568 0.563 0.569 0.600 0.471 0.471 0.471 0.384 4 0.494 0.474 0.536 0.485 0.499 0.397 0.415 0.362 0.337 5 0.454 0.468 0.475 0.466 0.509 0.393 0.345 0.322 0.353 6 0.464 0.450 0.497 0.434 0.398 0.405 0.353 0.294 0.309 7 0.423 0.403 0.440 0.431 0.398 0.350 0.383 0.281 0.330 8 0.381 0.387 0.392 0.396 0.368 0.310 0.353 0.285 0.339 9 0.367 0.357 0.384 0.363 0.350 0.316 0.336 0.230 0.309

  Waktu (hari)

Laju Perumbuhan Spesifik (µ) pada Berbagai Tingkatan Konsentrasi Cd(II)

dengan Fito N.C

  5.00

  2.50

  1.00

  

0.50

  0.25

  0.20

  0.10

  0.00

  Ditinjau dari persentase hambatan pertumbuhan (PGI), dapat disajikan seperti yang terlihat pada Tabel 3 berikut:

  Tabel 3. Persentasi Hambatan Pertumbuhan (PGI) Nannochloris tanpa dan dengan penambahan ion logam Cd

2+

pada berbagai tingkat konsentrasi

  36.60

  melalui ikatan kovalen atau melalui pertukaran ion karena gugus C=O dan S H merupakan basa lunak yang akan terikat kuat oleh ion logam

  2+

  yang ditambahkan pada medium kultur. Seperti yang dikemukakan oleh Wang dan Evangelou, (1995) bahwa secara umum dinding sel fitoplankton mengandung 25–30% selulosa, 15–25% hemiselulosa, 35% pektin dan 5–10% glikoprotein. Gugus fungsi yang terdapat pada selulosa, pektin, glikoprotein seperti karboksilat, tiol dan beberapa enzim yang mengandung Zn dapat berinteraksi dengan ion logam Cd

  2+

  Berdasarkan data laju pertumbuhan spesifik dan persentasi hambatan pertumbuhan membuktikan bahwa ketersediaan nutrien yang cukup tidak mampu mengimbangi semakin tingginya pengaruh racun ion logam Cd

  yang dipaparkan, diperkuat dari meningkatnya harga PGI.

  2+

  mengalami peningkatan laju spesifik yang sangat lambat. Penurunan nilai tetapan laju pertumbuhan spesifik fitoplankton akibat peningkatan konsentrasi ion logam Cd

  2+

  hingga 5 ppm ion logam Cd

  17.53 Meskipun pada konsentrasi 1,00

  12.72

  2+

  7.98

  

15.80

  3.82

  0.00 6.77 -7.29

  11

  19.10

  39.25

  16.36

  4.61

  0.00 1.88 -3.40 1.34 -1.33

  10

  Cd

  , sedangkan dalam setiap sel terdapat 260 jenis enzim yang membutuhkan ion logam Zn

  37.47

  3.844 ; -10.257 ; 1.038 ; 13.587 ; 33.555 ; 40.327; 154.695 dan 66.562 . Sedang nilai

  yang tidak mempengaruhi (Non Effect

  2+

  0,01 hingga 0,25 ppm. Ini mengindikasikan bahwa konsentrasi penambahan ion logam Cd

  2+

  dipenuhi pada konsentrasi penambahan ion logam Cd

  tabel

  < t

  hitung

  untuk α= 0,01 sebesar 3,17 dan α= 0,05 sebesar 2,23 . Berdasarkan harga harga tersebut dapat dinyatakan bahwa nilai t

  tabel

  t

  berturut turut

  2+

  hitung

  0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5; dan 10 ppm; mempunyai nilai t

  nannochloris untuk konsentrasi 0,1; 0,2;

  terhadap

  2+

  Hasil analisis statistik uji beda terhadap blanko pada pengaruh penambahan ion logam Cd

  ' $ ' '+ $( $1 . & #2 +-! & /

  sehingga dapat merusak kerja enzim dan mengganggu jaringan sel fitoplankton.

  2+

  ion logam Cd

  al., 1972) yang dapat digantikan oleh

  (Liljas et

  15.80

  8.50

  Time (day)

Hambatan Pertumbuhan (PGI %)

  0.00

  0.00 4.08 -8.38

1.94 -0.95 19.71

  4

  24.04

  6.92

  6.92

  3 0.00 -12.34 -11.24 -12.52 -18.57 6.92

  37.01

  11.24

  30.17

  7.95

7.72 25.79 32.48

  10.05

  2

  26.75

  0.00 11.47 -7.43 15.38 35.66 35.66 192.86 206.51 267.49

  1

  10.00

  5.00

  2.50

  1.00

  

0.50

  0.25

  0.20

  0.10

  0.00

  16.09

  31.86

  14.04

  33.59

  

4.73

  1.20

  0.00 2.84 -4.60

  9

  11.05

  25.12

  7.26

  18.42

  

3.29

  8 0.00 -1.57 -3.01 -4.07

  21.97

  9.56

  5 0.00 -3.06 -4.44 -2.67 -11.97 13.59

  17.30

  

5.91

  0.00 4.73 -4.01 -1.75

  7

  33.40

  36.69

  23.89

  0.00 3.15 -6.99

6.61 14.22 12.76

  6

  22.26

  29.16

  24.12

  Concentration) pertumbuhan nannochloris adalah pada konsentrasi ion logam Cd

  2+

  pada intraselular; dan (ii) pengomplekan dan inaktivasi ion logam Cd

  nannochloris menunjukkan bahwa

  fitoplankton berperan dalam proses detoksifikasi ion logam Cd

  2+ .

  Detoksifikasi ion logam Cd

  2+

  oleh fitoplankton sedikitnya melibatkan dua langkah: (i) pengaktifan fitokelatin sinthase (PC sinthase) (menggunakan glutation, GSH, sebagai substrat), yang terjadi sebagai hasil peningkatan konsentrasi ion logam Cd

  2+

  2+

  2+

  untuk dimasukkan ke sitosol oleh molekul fitokelatin.

  Gambar 2. Hubungan antara konsentrasi ion logam Cd 2+ dengan persentasi hambatan pertumbuhan (PGI) pada nannochloris

  Ketika ion logam Cd

  2+

  telah masuk ke dalam sitosol, suatu sistem yang berhubungan dengan metabolisme belerang diaktifkan yang menyebabkan produksi fitokelatin (PC). Dengan adanya gugus tiolik sistein yang mengkelat ion logam Cd

  2+

  , PC membentuk kompleks dengan ion logam Cd

  2+

  yang dapat ditolerir oleh

  Tingginya konsentrasi ion logam Cd

  0,01 hingga 0,25 ppm; dan harga konsentrasi tertinggi yang dapat ditolerir (Maximum Tolerable

  2+

  Concentration) oleh fitoplankton nannochloris pada konsentrasi ion

  logam Cd

  2+ sebesar 0,25 ppm.

  Fenomena tersebut mengindikasikan bahwa nannochloris mempunyai toleransi yang tinggi terhadap pencemar ion logam Cd

  2+ .

  Berdasarkan pada batas maksimum kandungan ion logam Cd

  2+

  yang diperbolehkan di perairan sebesar 0,01 ppm, maka dapat dinyatakan bahwa fitoplankton nannochloris dapat tumbuh normal pada perairan laut yang tercemar ion logam Cd

  . Hal ini membuktikan bahwa nannochloris dapat dipertimbangkan sebagai bioindikator perairan laut yang tercemar ion logam Cd

  50 yang diperoleh adalah 0,849 ppm.

  2+ .

  Data persentasi hambatan pertumbuhan (PGI) nannochloris dialurkan terhadap konsentrasi ion logam Cd

  2+

  yang dipaparkan dapat dilihat pada Gambar 2. Berdasarkan Gambar 2, harga EC

  50

  dapat dicari dengan meregresikan harga PGI terhadap konsentrasi ion logam Cd

  2+

  yang ditambahkan. Persamaan garis regresi yang diperoleh yaitu y = 28,853x + 25,502, dengan harga EC

  , (PC Cd) yang mengakibatkan pencegahan peredaran ion logam Cd

  2+ bebas di dalam sitosol.

  yang dapat ditolerir oleh fitoplankton nannochloris adalah 0,25 ppm, dan konsentrasi ion logam Cd

  2+

  dengan konsentrasi 0,5 ppm pada medium kultur fitoplankton

  nannochloris dapat menurunkan

  laju pertumbuhan spesifik, penurunan jumlah sel dan berat kering nannochloris.

  3. Konsentrasi ion logam Cd

  2+

  yang tidak mempengaruhi pertumbuhan fitoplankton nannochloris (NEC) sebesar (0,1 0,25) ppm, konsentrasi maksimum ion logam Cd

  2+

  2+

  10 hari kultur.

  yang menyebabkan penurunan laju pertumbuhan sebesar 50 % relatif terhadap blanko EC

  50 = 0,849 ppm.

  Ucapan terima kasih disampaikan kepada Laboratorium Kimia Anorganik Devisi Bioremidiasi Logam Berat Jurusan Kimia FMIPA Universitas Hasanuddin dan pemberi beasiswa BPPS Dikti yang telah memberikan fasilitas untuk kelancaran penelitian.

  1. Asada, K., 1999, The water cycle in chloroplast: Scavenging of active oxygen and dissipation of excess photons. Annual Review of Plant

  Physiology and Plant Molecular Biology 45: 601 639

  2. Asada, M. and Takashaki M.,1987,

  Production and scavenging of active oxygen in photosynthesis. In Photoinhibition: Topics in photosynthesis (Kyle DJ, Osmond CB, Arntzen CJ)

  3. Baryla A, Carrier P, Franck F, Coulomb C, Sahut C, Havaux M, 2001, Leaf chlorosis in oilseed rape plants (Brassica napus) grown on cadmiumpolluted soil: causes and consequences for photosynthesis and growth. Planta, # #: 696–709

  4. Burcu Kokturk, 2006, Cadmium

  2. Pengaruh pemaparan ion logam Cd

  1.000.000 sel/mL medium dapat meningkat sekitar 28 kali kepadatannya hanya dalam waktu

  Kompleks PC Cd ini menjadi 1000 kali kurang beracun bagi banyak enzim tumbuhan dibanding ion logam Cd

  membentuk kompleks molekul berbobot sedang (medium molecular weight, MMW) ke tingkatan yang lebih tinggi. Dua kompleks ini memperoleh S

  2+

  dalam keadaan bebas (Kneer dan Zenk, 1992). Dalam beberapa menit setelah ion logam Cd

  2+

  mensuplai enzim, terjadi proses pengaturan diri dan sintesis PC berlanjut sampai ion logam Cd

  2+

  tidak tersedia (Loeffler et al., 1989). Sintesis PC berlangsung cepat sehingga terbentuk suatu kompleks molekul berbobot rendah (low molecular weight, LMW) dengan ion logam Cd

  2+ .

  Ketersediaan ion logam Cd

  2+

  2

  nannochloris pada kepadatan awal

  pada tonoplas dalam rangka membentuk kompleks molekul berbobot tinggi (high

  molecular weight, HMW) yang

  mempunyai afinitas lebih tinggi terhadap ion logam Cd

  2+

  untuk proses detoksifikasi ion logam Cd

  2+

  . Karena di dalam vakuola mempunyai pH asam, maka kompleks HMW terurai menghasilkan kompleks baru dengan asam asam organik vakuola seperti; asam sitrat, asam oksalat, asam malat dan asam amino. Hidrolase pada vakuola dapat menghasilkan kembali apofitokelatin dalam reaksi balik menuju sitosol (Sanita di Toppi dan Gabbrielli, 1999; dan Burcu, 2006).

  Berdasarkan hasil penelitian dan pembahansan yang telah dikemukakan di atas dapat disimpulkan sebagai berikut:

  1. Penggunaan medium conwy untuk mengkultur fitoplankton laut

  uptake and antioxidative enzyme in

  Vol. 3. No. 2, December 2010 durum wheat cultivars in respon to increasing Cd application, Thesis,

  19. Nurhamsiah. 2010. Bioakumulasi

  FEBS Letters 258:42 46

  17. Lue Kim, H., Wozniak, P.C., dan Fletcher, R.A., 1980, "Cd Toxicity on Synchronous Populations Chlorella ellipsoidea", Can. J. Bot.,

  4;: 1781 1788

  18. Moore J.W. and Ramamoorthy S., 1984, Heavy metals in natural

  waters, applied monitoring and impact assessment; Springer Verlag

  New York Inc.

  Ion Cr 6+ oleh Fitolankton Laut Nannochloris dan Tetraselmis

  Nature New Biol.#74: 131–137.

  Chuii dengan Penambahan Glutation. Unhas,Tesis

  20. Olmos E, Martínez Solano JR, Piqueras A, Hellín E., 2003, Early steps in the oxidative burst induced by cadmium cultured tobacco cells (BY 2 line). Journal of

  Experimental Botany, 48:291 301

  21. Palar, H., 1994 : Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat, PT.

  Rineka Cipta, Jakarta 22. Parsons, T. R., Y. Maita and C. M. Lalli (1984): A Manual of Chemical

  and Biological Methods for Seawater Analysis. Pergamon

  Press, Oxford.

  16. Loiffler Hochberger A, Grill E, Gekeler W, Winnacker E L, Zenk MH, 1989, Termination of the phytochelatin synthase reaction through sequestration of heavy metals by the reaction product.

  15. Liljas, A., 1972, Crystal structure of human carbonic anhydrase C.

  School of Engineering and Natural Sciences, Sabancı University

  Medicine. London: Clarendon Press

  5. Dafre´ AL, Sies H, Akerboom T., 1996, Protein S thiolation and regulation of microsomal glutathione transferase activity by the glutathione redox couple. Arch

  Biochem Biophys, 77#: 288–294

  6. Dat J.F., Van Breusegem F., Vandenabeele S., Vranova E., Van Montagu M., Inze D., 2000, Dual action of active oxygen species during plant strees responses, Cell Mol. Life Sci. 4:: 779 795.

  7. Foster P.L., 1977, Copper exlusion as a mechanism of heavy metal tolerance in a greean alga. Nature, Lond., #9<: 322 323.

  8. Gadallah, M.A., 1995, Effects of cadmium and kinetin on chlorophyll content, saccahrides and dry matter accumulation in sunflower plants. Biol. Plant., 7:: 233 240.

  9. Halliwell B, Gutteridge, JMC, 1995, Free Radicals in Biology and

  10. Hastuti W. dan Djunaidah, 1991, Spirolina dalam dunia perikanan, BPAP, Jepara.

  14. Kneer, R. and Zenk, M.H., 1992, Phytochelatins protect plant enzymes from heavy metals poisioning, Phytochemistry, 7 =;>:2663 2667.

  11. Iannelli MA, Pietrini F, Fiore L, Petrilli L, Massacci A. 2002, Antioxidant response to cadmium in Phragmites australis plants.

  Plant Physiol Biochem 85: 977–982

  12. Keyhani, E., Abdi Oskoui, F., Attar, F. and Keyhani, J., 2006,

  DNA strand breaks by metal9 induced oxygen radicals in purified Salmonella typhimurium DNA.

  Ann. N.Y. Acad. Sci. in Press.

  13. Keyhani, J., Keyhani, E., Einollahi, N., Minai Tehrani, D., and Zarchipour, S., 2003, Heterogeneous inhibition of horseradish peroxidase activity bya cadmium. Biochim. Biophys. Acta.

  9# : 140 148.

  23. Ramos I, Esteban E, Lucena JJ, Garate A (2002) Cadmium uptake and subcellular distribution in plants of Lactica sp. Cd Mn interaction. Plant Sci, 9#: 761– 767

  24. Rochaix J. D.,1995,

  Chlamydomonas reinhardtii as the

  photosynthetic yeast. Annu Rev

  Genet, #<: 209–230

  25. Romero Puertas MC, Rodriguez Serrano M, Corpas FJ, Gomez M, Del Rio LA., 2004, Cadmium induced subcellular accumulation of O2. and H2O2 in pea leaves.

  Plant Cell and Environment.

  #::1122 1134

  26. Sanita` di Toppi L, Gabbrielli R., 1999, Response to cadmium in higher plants. Environmental and

  Experimental Botany 8 :105 130

  27. Schüendübel A, Nikolova P, Rudolf C, Polle A., 2002, Cadmium and H2O2 induced oxidative stress in Populus canescens roots. Plant

  Physiology and Biochemistry 85:

  577 584

  28. Schutzendubel A, Schwanz P, Teichmann T, Gross K, Langenfeld Heyser R, Godbold DL, Polle A., 2001, Cadmium induced changes in antioxidative systems, hydrogen peroxide content, and differentiation in Scots pine roots. Plant Physiol, #:: 887– 898

  29. Seafdec,1985, Prawn Hatchery design and Operational, Aquaculture Extention Manual No. 9, Aquaculture Department, Tigbauan, Iliolo, Philippines.

  30. Wang J, and Evangelou VP., 1995, Metal tolerance aspects of plant cell wall and vacuole. In: Pessarakli M (ed) Handbook of plant and crop

  physiology. Marcel Dekker, Inc., New York.