Genotiping Gen Acaca Dan Hubungannya Dengan Asam Lemak Susu Sapi Perah Friesian Holstein Menggunakan Taqman Real-Time Pcr
GENOTIPING GEN ACACA DAN HUBUNGANNYA DENGAN ASAM
LEMAK SUSU SAPI FRIESIAN HOLSTEIN MENGGUNAKAN
TEKNOLOGI TAQMAN REAL-TIME PCR
ROSIDI AZIS
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Genotiping Gen ACACA
dan Hubungannya dengan Asam Lemak Susu Sapi FH Menggunakan TaqMan
real-time PCR adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Rosidi Azis
NIM D15130251
RINGKASAN
ROSIDI AZIS. Genotiping gen ACACA dan Hubungannya dengan Asam Lemak
Susu Sapi Perah Friesian Holstein Menggunakan TaqMan Real-time PCR.
Dibimbing oleh JAKARIA, ASEP GUNAWAN dan ANNEKE ANGGRAENI.
Kandungan asam lemak susu sangat besar dipengaruhi oleh faktor genetik.
Gen ACACA merupakan gen penting dalam regulasi dan metabolisme asam
lemak susu pada sapi Friesian Holstein (FH). Pengaruh keragaman gen ACACA
terhadap asam lemak susu pada sapi FH dalam negeri belum banyak dilakukan.
Penelitian bertujuan untuk mengidentifikasi keragaman gen ACACA pada sapi
FH dan analisis hubungan kergaman gen ACACA terhadap kandungan asam
lemak susu.
Sampel DNA sapi FH yang digunakan berasal dari lima lokasi sebanyak 277
sampel yang terdiri atas sapi betina laktasi sebanyak 113 ekor dari Balai
Penelitian Ternak (Balitnak) Ciawi, 42 ekor berasal dari BPPT-SP Cikole, 76 ekor
berasal dari BBPTU Baturraden, serta sapi pejantan sebanyak 17 ekor dari BIB
Lembang dan 29 ekor dari BBIB Singosari. Sampel susu sebanyak 42 dikoleksi
dari BPTU Baturaden berdasarkan uji satu hari dengan menjumlahkan produksi
pagi dan sore dari bulan laktasi 1-4. Sampel susu dianalisis menggunakan Gas
Chromatography Mass Spectromtery (GCMS).
Ampilfikasi gen ACACA menggunakan TaqMan real-time PCR
(polymerase chain reaction) dengan kondisi suhu thermal cycler yaitu suhu
denaturasi, annealing dan ekstensi masing-masing 95 oC selama 20 detik, 60 oC
selama 1 menit dan 95 oC selama 3 detik yang diulang sebanyak 40 siklus.
Penentuan genotipe gen ACACA pada setap individu dan kelompok sampel
ditunjukkan dalam bentuk kurva dan klaster fluoresensi genotipe. Genotipe GG
ditunjukkan dengan kurva fluoresensi FAM berwarna biru, genotipe GT
ditunjukkan oleh kurva fluoresensi berwarna FAM-VIC kombinasi warna biru dan
merah jambu (pink) atau hijau, sedangkan genotipe TT ditunjukkan oleh kurva
fluoresensi VIC.
Data genotipe dianalisis menggunakan frekuensi genotipe, frekuensi alel,
derajat heterozigositas, indeks deferensiasi genetik (FST) dan tingkat keragaman
alel dihitung menggunakan nilai PIC (polymorphic informative content). Analisis
hubungan keragaman genotipe ACACA dengan kandungan asam lemak susu
menggunakan GLM (general linier model) SAS versi 9.2.
Hasil amplifikasi gen ACACA pada sapi FH diperoleh dua genotipe yaitu
GG dan GT. Genotipe GG ditunjukkan oleh fluoresensi FAM berwarna biru,
sedangkan genotipe GT ditunjukkan oleh kombinasi fluoresensi FAM dan VIC.
Nilai frekuensi genotipe GG secara umum lebih tinggi dibandingkan genotipe GT
dengan rataan masing-masing 0.885 dan 0.115. Frekuensi alel G juga
menunjukkan lebih tinggi dibandingkan dengan frekuensi alel T masing-masing
0.942 dan 0.058. Nilai heterozigositas termasuk kategori rendah (Ho=0.027-0.176
dan He=0.026-0.161). Rerata nilai FST sebesar 0.100 dan nilai PIC termasuk
kategori rendah (A, g.2155C>T, g.2203G>T, g.2268T>C, g.2274G>A, g.2340A>G,
g.2350T>C dan g.2370A>G) di daerah promotor I 5’UTR (untranlated region)
berpengaruh signifikan (P0.01). Keragaman gen
ACACA telah dilaporkan pada beberapa spesies hewan yaitu pada sapi (Shin et al.
2011), kambing (Badaoui et al. 2007), tikus (Mao et al. 2001), babi (Gallardo et al.
2009) dan manusia (Abu-Elheiga et al. 1995).
Heterozigositas FST dan PIC Gen ACACA
Nilai heterozigositas gen ACACA sapi FH disajikan pada Tabel 5. Nilai
heterozigositas pengamatan (Ho) gen ACACA pada sapi FH pengamatan
memeiliki nilai antara 0.027-0.186, sedangkan nilai heterozigositas harapan (He)
berada dalam kisaran antara 0.027-0.161. Secara umum nilai Ho lebih besar dari
pada He di lima lokasi sapi FH. Hal tersebut mengindikasikan bahwa nilai
heterozigositas gen ACACA pada sapi FH rendah. Nilai heterozigositas di
bawah 0.5 ( 0.5, sedang bila
nilai PIC > 0.25 dan rendah bila PIC < 0.25 (Xin-Sheng et al. 2008). Gen ACACA
pada penelitian ini memiliki tingkat ke-informatifan sebesar 0.026-0.148 dalam
mendeteksi keragaman populasi sapi FH. Berdasarkan parameter tersebut bahwa
nilai PIC gen ACACA pada penelitian ini termasuk dalam kelompok yang rendah
(PIC < 0.25). Hal ini mengindikasikan bahwa keragaman gen ACACA pada sapi
FH kurang ideal untuk dijadikan sebagai marka pembantu dalam seleksi. Marka
genetik yang diharapkan yaitu memilki nilai PIC yang tinggi (PIC > 0.5) untuk
memberikan informasi suatu penciri genetik terhadap sifat-sifat ekonomis
(Hildebrand et al. 1992).
Asosiasi Gen ACACA dengan Asam Lemak Susu
Hasil analisis setiap komponen asam lemak susu tertera pada Tabel 6.
Asam lemak yang berhasil diidentifikasi sebanyak 24 jenis asam lemak susu yang
terbagi dalam kelompok asam lemak jenuh (SFA) dan tak jenuh (unsaturated fatty
acid/UFA = MUFA dan PUFA). Jenis SFA ditemukan 5 jenis rantai pendek yaitu
propionat, butirat, kaproat, kaprilat dan nonanoat; 4 rantai sedang yaitu kaprat,
laurat, tridekanoat dan miristat; dan 5 rantai panjang yaitu pentadecanoat, palmitat,
stearat, arakidat dan behenat; untuk MUFA ditemukan 6 jenis asam lemak yaitu
kaproleat, miristoleat, dodecanoat, hexadecenoat, Heptadecanoat, eicosanoat dan
eurat; sedangkan untuk PUFA ditemukan 3 jenis asam lemak yaitu butanedioat,
linoleat dan arakidonat. Kandungan total SFA, MUFA dan PUFA masing-masing
berkisar antara 79.43-79.78%, 16.31-16.99% dan 3.12-3.57%.
Pengaruh varian genotipe dari gen ACACA secara umum tidak berbeda
nyata (P
LEMAK SUSU SAPI FRIESIAN HOLSTEIN MENGGUNAKAN
TEKNOLOGI TAQMAN REAL-TIME PCR
ROSIDI AZIS
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Genotiping Gen ACACA
dan Hubungannya dengan Asam Lemak Susu Sapi FH Menggunakan TaqMan
real-time PCR adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2015
Rosidi Azis
NIM D15130251
RINGKASAN
ROSIDI AZIS. Genotiping gen ACACA dan Hubungannya dengan Asam Lemak
Susu Sapi Perah Friesian Holstein Menggunakan TaqMan Real-time PCR.
Dibimbing oleh JAKARIA, ASEP GUNAWAN dan ANNEKE ANGGRAENI.
Kandungan asam lemak susu sangat besar dipengaruhi oleh faktor genetik.
Gen ACACA merupakan gen penting dalam regulasi dan metabolisme asam
lemak susu pada sapi Friesian Holstein (FH). Pengaruh keragaman gen ACACA
terhadap asam lemak susu pada sapi FH dalam negeri belum banyak dilakukan.
Penelitian bertujuan untuk mengidentifikasi keragaman gen ACACA pada sapi
FH dan analisis hubungan kergaman gen ACACA terhadap kandungan asam
lemak susu.
Sampel DNA sapi FH yang digunakan berasal dari lima lokasi sebanyak 277
sampel yang terdiri atas sapi betina laktasi sebanyak 113 ekor dari Balai
Penelitian Ternak (Balitnak) Ciawi, 42 ekor berasal dari BPPT-SP Cikole, 76 ekor
berasal dari BBPTU Baturraden, serta sapi pejantan sebanyak 17 ekor dari BIB
Lembang dan 29 ekor dari BBIB Singosari. Sampel susu sebanyak 42 dikoleksi
dari BPTU Baturaden berdasarkan uji satu hari dengan menjumlahkan produksi
pagi dan sore dari bulan laktasi 1-4. Sampel susu dianalisis menggunakan Gas
Chromatography Mass Spectromtery (GCMS).
Ampilfikasi gen ACACA menggunakan TaqMan real-time PCR
(polymerase chain reaction) dengan kondisi suhu thermal cycler yaitu suhu
denaturasi, annealing dan ekstensi masing-masing 95 oC selama 20 detik, 60 oC
selama 1 menit dan 95 oC selama 3 detik yang diulang sebanyak 40 siklus.
Penentuan genotipe gen ACACA pada setap individu dan kelompok sampel
ditunjukkan dalam bentuk kurva dan klaster fluoresensi genotipe. Genotipe GG
ditunjukkan dengan kurva fluoresensi FAM berwarna biru, genotipe GT
ditunjukkan oleh kurva fluoresensi berwarna FAM-VIC kombinasi warna biru dan
merah jambu (pink) atau hijau, sedangkan genotipe TT ditunjukkan oleh kurva
fluoresensi VIC.
Data genotipe dianalisis menggunakan frekuensi genotipe, frekuensi alel,
derajat heterozigositas, indeks deferensiasi genetik (FST) dan tingkat keragaman
alel dihitung menggunakan nilai PIC (polymorphic informative content). Analisis
hubungan keragaman genotipe ACACA dengan kandungan asam lemak susu
menggunakan GLM (general linier model) SAS versi 9.2.
Hasil amplifikasi gen ACACA pada sapi FH diperoleh dua genotipe yaitu
GG dan GT. Genotipe GG ditunjukkan oleh fluoresensi FAM berwarna biru,
sedangkan genotipe GT ditunjukkan oleh kombinasi fluoresensi FAM dan VIC.
Nilai frekuensi genotipe GG secara umum lebih tinggi dibandingkan genotipe GT
dengan rataan masing-masing 0.885 dan 0.115. Frekuensi alel G juga
menunjukkan lebih tinggi dibandingkan dengan frekuensi alel T masing-masing
0.942 dan 0.058. Nilai heterozigositas termasuk kategori rendah (Ho=0.027-0.176
dan He=0.026-0.161). Rerata nilai FST sebesar 0.100 dan nilai PIC termasuk
kategori rendah (A, g.2155C>T, g.2203G>T, g.2268T>C, g.2274G>A, g.2340A>G,
g.2350T>C dan g.2370A>G) di daerah promotor I 5’UTR (untranlated region)
berpengaruh signifikan (P0.01). Keragaman gen
ACACA telah dilaporkan pada beberapa spesies hewan yaitu pada sapi (Shin et al.
2011), kambing (Badaoui et al. 2007), tikus (Mao et al. 2001), babi (Gallardo et al.
2009) dan manusia (Abu-Elheiga et al. 1995).
Heterozigositas FST dan PIC Gen ACACA
Nilai heterozigositas gen ACACA sapi FH disajikan pada Tabel 5. Nilai
heterozigositas pengamatan (Ho) gen ACACA pada sapi FH pengamatan
memeiliki nilai antara 0.027-0.186, sedangkan nilai heterozigositas harapan (He)
berada dalam kisaran antara 0.027-0.161. Secara umum nilai Ho lebih besar dari
pada He di lima lokasi sapi FH. Hal tersebut mengindikasikan bahwa nilai
heterozigositas gen ACACA pada sapi FH rendah. Nilai heterozigositas di
bawah 0.5 ( 0.5, sedang bila
nilai PIC > 0.25 dan rendah bila PIC < 0.25 (Xin-Sheng et al. 2008). Gen ACACA
pada penelitian ini memiliki tingkat ke-informatifan sebesar 0.026-0.148 dalam
mendeteksi keragaman populasi sapi FH. Berdasarkan parameter tersebut bahwa
nilai PIC gen ACACA pada penelitian ini termasuk dalam kelompok yang rendah
(PIC < 0.25). Hal ini mengindikasikan bahwa keragaman gen ACACA pada sapi
FH kurang ideal untuk dijadikan sebagai marka pembantu dalam seleksi. Marka
genetik yang diharapkan yaitu memilki nilai PIC yang tinggi (PIC > 0.5) untuk
memberikan informasi suatu penciri genetik terhadap sifat-sifat ekonomis
(Hildebrand et al. 1992).
Asosiasi Gen ACACA dengan Asam Lemak Susu
Hasil analisis setiap komponen asam lemak susu tertera pada Tabel 6.
Asam lemak yang berhasil diidentifikasi sebanyak 24 jenis asam lemak susu yang
terbagi dalam kelompok asam lemak jenuh (SFA) dan tak jenuh (unsaturated fatty
acid/UFA = MUFA dan PUFA). Jenis SFA ditemukan 5 jenis rantai pendek yaitu
propionat, butirat, kaproat, kaprilat dan nonanoat; 4 rantai sedang yaitu kaprat,
laurat, tridekanoat dan miristat; dan 5 rantai panjang yaitu pentadecanoat, palmitat,
stearat, arakidat dan behenat; untuk MUFA ditemukan 6 jenis asam lemak yaitu
kaproleat, miristoleat, dodecanoat, hexadecenoat, Heptadecanoat, eicosanoat dan
eurat; sedangkan untuk PUFA ditemukan 3 jenis asam lemak yaitu butanedioat,
linoleat dan arakidonat. Kandungan total SFA, MUFA dan PUFA masing-masing
berkisar antara 79.43-79.78%, 16.31-16.99% dan 3.12-3.57%.
Pengaruh varian genotipe dari gen ACACA secara umum tidak berbeda
nyata (P