Respons Morphotype Phaeodactylum tricornutum terhadap Cryopreservation

Abstract

Phaeodactylum tricornutum merupakan diatom laut yang banyak dimanfaatkan sebagai organisme model dalam kajian fisiologi dan bioteknologi mikroalga serta memiliki plastisitas morfologi berupa beberapa morphotype yang diduga menunjukkan respons berbeda terhadap kondisi stres, termasuk cryopreservation. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi respons cryopreservation yang bersifat morphotype-specific pada P. tricornutum morphotype fusiform dan oval. Penelitian dilakukan secara eksperimental dengan mengkultur kedua morphotype secara terpisah, kemudian mengawetkannya melalui metode pembekuan bertahap menggunakan dua jenis cryoprotectant, yaitu dimetil sulfoksida (DMSO) dan gliserol, pada konsentrasi 5%, 10%, dan 15%. Sampel disimpan pada suhu −80 °C selama satu minggu, kemudian direkoveri dan dikultur kembali pada media F/2. Keberhasilan cryopreservation dievaluasi berdasarkan kemampuan pembentukan koloni pada media agar serta kepadatan sel pada kultur cair setelah dua minggu inkubasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa respons cryopreservation berbeda antar morphotype dan dipengaruhi oleh jenis serta konsentrasi cryoprotectant. Morphotype fusiform menunjukkan variasi kepadatan sel yang lebih tinggi pada kultur cair pasca-pemulihan, khususnya pada perlakuan DMSO konsentrasi rendah hingga menengah dan gliserol konsentrasi menengah hingga tinggi. Sebaliknya, morphotype oval menunjukkan kemampuan pembentukan koloni yang lebih jelas pada media agar, meskipun kepadatan sel pada kultur cair relatif lebih rendah. Temuan ini mengindikasikan bahwa keberhasilan cryopreservation P. tricornutum dipengaruhi oleh interaksi antara morphotype dan jenis cryoprotectant, sehingga pengembangan protokol penyimpanan mikroalga perlu mempertimbangkan karakteristik morphotype secara spesifik.

Phaeodactylum tricornutum is a marine diatom that is widely used as a model organism in microalgal physiology and biotechnology studies and exhibits morphological plasticity in the form of several morphotypes, which are thought to display different responses to stress conditions, including cryopreservation. This study aimed to evaluate morphotype-specific responses to cryopreservation in P. tricornutum, focusing on the fusiform and oval morphotypes. The research was conducted experimentally by culturing each morphotype separately, followed by preservation using a stepwise freezing method with two types of cryoprotectants, dimethyl sulfoxide (DMSO) and glycerol, at concentrations of 5%, 10%, and 15%. Samples were stored at −80 °C for one week, then recovered and re-cultured in F/2 medium. Cryopreservation success was evaluated based on colony formation on agar media and cell density in liquid cultures after two weeks of incubation. The results showed that cryopreservation responses differed between morphotypes and were influenced by both the type and concentration of cryoprotectant. The fusiform morphotype exhibited greater variation and generally higher cell densities in liquid culture after recovery, particularly under low to intermediate DMSO concentrations and intermediate to high glycerol concentrations. In contrast, the oval morphotype demonstrated more distinct colony formation on agar media, although cell densities in liquid culture were relatively lower. These findings indicate that the success of P. tricornutum cryopreservation is governed by interactions between morphotype and cryoprotectant type, highlighting the need for morphotype-specific considerations in the development of microalgal storage protocols.