Identifikasi Sifat Ketahanan Penyakit Viral Menggunakan Gen Mx sebagai Marka Genetik pada Ayam Tolaki
IDENTIFIKASI SIFAT KETAHANAN PENYAKIT VIRAL
MENGGUNAKAN GEN Mx SEBAGAI MARKA
GENETIK PADA AYAM TOLAKI
MUHAMMAD AMRULLAH PAGALA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Identifikasi Sifat
Ketahanan Penyakit Viral Menggunakan Gen Mx sebagai Marka Genetik pada
Ayam Tolaki adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2014
Muhammad Amrullah Pagala
NIM. D161110011
RINGKASAN
MUHAMMAD AMRULLAH PAGALA. Identifikasi Sifat Ketahanan Penyakit
Viral Menggunakan Gen Mx sebagai Marka Genetik pada Ayam Tolaki.
Dibimbing oleh MULADNO, CECE SUMANTRI dan SRI MURTINI
Gen Mx (Myxovirus) memiliki peran penting dalam mengatur dan
mengendalikan respon kekebalan tubuh ternak terhadap serangan penyakit viral.
Gen Mx pada ayam bersifat native antiviral yang mampu merespon infeksi virus
influenza seperti avian influenza. Gen Mx mengkode protein Mx dengan aktivitas
antiviral. Polimorfisme nukleotida G/A pada posisi 2.032 gen Mx menghasilkan
perubahan pada asam amino 631 dari protein Mx. Substitusi Serin menjadi
Asparagin mengindikasikan ayam memiliki kekebalan terhadap penyakit viral.
Ayam Tolaki merupakan ayam lokal Indonesia yang berasal dari Sulawesi
Tenggara. Postur dan ukuran tubuhnya lebih kecil dibandingkan dengan ayam
Kampung, namun memiliki ketahanan terhadap penyakit yang cukup tinggi.
Ketahanan terhadap penyakit viral ini diduga kuat dikendalikan oleh gen Mx.
Berdasarkan hal tersebut penelitian ini dirancang untuk membuat genotipe ayam
Tolaki berbasis gen Mx, melakukan karakterisasi genetik gen Mx dan selanjutnya
mengasosiasikan genotipe ayam Tolaki dengan sifat ketahanan penyakit viral dan
produksinya. Hasil akhir penelitian ini diharapkan dapat diperoleh informasi
efektivitas gen Mx sebagai kandidat gen penciri dan dihasilkan populasi ayam
Tolaki yang tahan terhadap Newcastle Disease (ND) sebagai populasi dasar untuk
keperluan seleksi lebih lanjut.
Materi penelitian ini terdiri atas : 1) 150 sampel ayam Tolaki, dengan rincian
47 ekor generasi tetua dan 103 ekor generasi anak; 2) Petak berukuran 60x60x40
cm3 yang diletakkan dalam kandang berukuran 5 x 15 m2; 3) DNA sampel berupa
DNA gen Mx lokus Hpy81; 4) Primer foward (5’-GCA CTG TCA CCT CTT
AAT AGA-3’) dan reverse (5’-GTA TTG GTA GGC TTT GTT GA-3’); 5)
Enzim retriksi Hpy81; 6) Gel elektroforesis berupa gel agarose 2% (0.5 g/25 ml
0.5x TBE dan gel dokumentasi visualisasi (gel Alpha Imager); 7) Kit ektraksi
Phire Animal Tissue Direct PCR Kit (Thermo Fisher Scientific Inc.), dan 8) Mesin
PCR (Polymerase Chain Reaction).
Metode penelitian yang digunakan terdiri atas: 1) Metode ekstraksi DNA dari
sampel bulu dilakukan menggunakan kit ekstraksi dan ekstraksi DNA sampel
darah menggunakan metode phenol-chloroform; 2) Metode amplifikasi DNA
dengan PCR; 3) Metode PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-restriction
fragment length polymorphism) untuk mengidentifikasi keragaman genetik gen
Mx; 4) Uji Hemaglutinasi (HA) dan uji Hemaglutinasi Inhibition (HI) untuk
deteksi antibodi anti ND pada ayam; 5) Uji tantang dengan virus ND gen VII
secara tetes mata pada dosis 104 CLD50 /0.5 ml/ekor, dan 6) Metode fenotyping
untuk mendapatkan koleksi data sifat produksi melalui pengukuran dan
pencatatan.
Penelitian ini dilakukan dalam 3 tahap. Tahap pertama adalah karakterisasi
genotipik pada ayam Tolaki berdasarkan gen Mx. Tahap ini melakukan
genotyping dengan teknik PCR-RFLP pada exon 13 situs 2032 cDNA gen Mx.
Tahap kedua adalah asosiasi genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat
produksi dan ketahanannya terhadap infeksi virus ND secara alami. Tahap ketiga
adalah asosiasi genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat produksi dan
ketahanannya melalui uji tantang virus ND. Studi asosiasi antara genotipe ayam
Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat yang diamati dianalisis menggunakan
prosedur ANOVA.
Penelitian tahap pertama menunjukkan bahwa genotyping dengan PCRRFLP diperoleh fragmen gen Mx polimorfik berukuran 299 pb. Pada situs 2032
cDNA exon 13 gen Mx terdeteksi adanya mutasi basa transisi dari Guanin
menjadi Adenin, menyebabkan perubahan asam amino Serin (G) menjadi
Asparagin (A). Pemotongan dengan enzim Hpy81 menghasilkan dua alel (A dan
G) dan tiga genotipe ayam Tolaki (AA, AG, dan GG). Genotipe AA ditemukan
lebih dominan. Frekuensi alel A (0.72) lebih tinggi daripada alel G (0.28).
Penelitian tahap kedua diperoleh hasil genotipe ayam Tolaki berdasarkan
gen Mx berpengaruh nyata terhadap produksi telur, konversi, berat badan harian
dan titer antibodi terhadap ND pada ayam Tolaki. Genotipe AA dan AG memiliki
konversi pakan, berat badan harian, daya hidup dan titer antibodi yang lebih tinggi
daripada GG.
Penelitian tahap akhir melalui uji tantang virus ND gen VIIb (dosis 104
CLD50) menunjukkan ayam telah terinfeksi virus ND velogenik. Indikator ini
dapat dilihat dari gejala klinis dan gambaran patologik anatominya. Berdasarkan
prosentase daya hidup, titer antibodi serta fenotyping, genotipe AA dan AG
memiliki ketahanan terhadap infeksi virus ND yang lebih tinggi dari GG.
Ketahanan yang diperoleh ini berdampak secara tidak langsung terhadap
produksinya. Genotipe AA dan AG mampu mengeliminir infeksi virus ND,
sedangkan pada genotipe GG, patogenitas virus ND menyebabkan kerusakan
beberapa organ tubuhnya (limpa, trakea, dan usus) yang berdampak pada
terganggunya fungsi sistem organ tubuh sehingga menyebabkan metabolisme
tubuh ayam tidak berjalan secara optimal.
Hasil penelitian ini bermakna bahwa genotipe ayam Tolaki yang berbeda
menunjukkan respon kekebalan terhadap penyakit ND yang berbeda pula.
Respon kekebalan ayam Tolaki ini berdampak secara tidak langsung terhadap
sifat produksinya. Penelitian ini membuktikan adanya asosiasi genotipe ayam
Tolaki berbasis gen Mx|Hpy81 dengan sifat produksi dan sifat antiviral. Genotipe
ayam Tolaki yang mengandung alel A memiliki produksi dan ketahanan yang
lebih tinggi daripada genotipe ayam yang mengandung alel G. Gen Mx pada lokus
Hpy81 efektif digunakan sebagai marka genetik untuk sifat ketahanan ayam lokal
terhadap infeksi virus Newcastle Disease.
.
Kata kunci : ayam Tolaki, gen Mx, antiviral, Newcastle Disease,.
SUMMARY
MUHAMMAD AMRULLAH PAGALA. Identification of Viral Disease
Resistance Trait Using Mx Gene as Marker in Tolaki Chicken. Supervised by
MULADNO, CECE SUMANTRI and SRI MURTINI
Mx (Myxovirus) gene plays a role to control viral disease resistance. Mx
gene is native antiviral which have responds to infection of influenza virus such
as avian influenza. The Mx gene codes Mx protein with antiviral activity. The
polymorphism G/A nucleotid at position 2032 of chicken Mx gene results change
at amino acid 631 of the Mx protein. The subtitution of Serine to Asparagine
indicated the chicken have immunity to viral disease. Tolaki chickens are
Indonesian native chicken form South East Sulawesi that they have a small
posture than Kampung chicken. However, the resistance to viral disease is quite
high. Resistance of viral disease allegedly was controlled by Mx genes.
Therefore, the research was designed to produce Tolaki chicken genotype based
on Mx gene, Mx genetic characterization, and associate of Mx gene genotype
with antiviral and production trait in Tolaki chicken. The end results of this
research was giving some information the effectiveness of Mx gene as a marker of
resistance trait and it was performed Tolaki chicken populations that resistance of
Newcastle Disease infection as the base population for further selection.
The research material consists of: 1) 150 samples of chicken Tolaki, with 47
parental generations and 103 offspring generations; 2) Plots (60x60x40 cm3) were
placed in cages (5 x 15 m2); 3) DNA samples of Mx gene locus Hpy81; 4) a
foward primer (5' - GCA CTG AAT TCA AGA CTT CCT - 3 ') and reverse (5' GTA TTG GTA GGC TTT GTT GA - 3 '); 5) Hpy81 restriction enzyme; 6)
Electrophoresis gel of 2% agarose gel (0.5g /25ml of 0.5 x TBE) gel
documentation, and visualization (Alpha Imager gel); 7) extraction kit Phire
Animal Tissue Direct PCR Kit (Thermo Fisher Scientific Inc.), and 8) PCR (
Polymerase Chain Reaction) machines.
The method used consists of : 1) The method of DNA extraction from hair
samples was performed using a DNA extraction kit and the extraction of blood
samples using phenol-chloroform method; 2) The method of DNA amplification
by PCR; 3) PCR-RFLP (polymerase chain reaction-restriction fragment length
polymorphism) methods to identify genetic diversity Mx gene; 4)
Haemagglutination (HA ) and Haemagglutination Inhibition (HI) test for the
detection of anti- ND antibodies in chickens; 5) Challenge test of the ND virus
with eye drops VII gene in a dose of 104 CLD50 / 0.5 ml /head, and 6) fenotyping
method to obtain the production trait data collection.
This research was conducted in three stages. The first stage was genotypic
characterization of Tolaki chicken based on Mx gene. Genotyping was using
PCR-RFLP technique in exon 13 on site 2032 of Mx gene. The second stage was
association of Mx gene genotype with production and resistance against
Newcastle Disease natural infection. The third stage was association of Mx gene
genotype with production and resistance against Newcastle Disease in challenge
test. Study of the association between Mx gene genotype with the observed traits
were analyzed using ANOVA procedure.
The first stage of this research showed that the PCR-RFLP method in exon
13 of Mx gene was identified that this gene on Tolaki chicken was polymorphic.
The presence of single mutation was caused by A/G transition on site 2032, using
Hpy81 restriction enzyme. This mutation caused bases change from Guanin (G) to
Adenin (A). Result of this genotyped was found three type of genotype Mx gene.
They were AA, AG, and GG. AA genotype dominated the genotype frequencies
of Mx gene of Tolaki chicken. A allele frequency (0.72) was higher than G allele
(0.28).
The second stage of the research obtained genotypic polymorphism of
Mx|Hpy81 has a significant influence of egg production, conversion, daily weight
gain and antibody titers of Tolaki chicken. The feed conversion, daily weight
gain, antibodi titers and vitality of AA and AG genotypes were higher than the
GG genotype.
The third stage of the research, Tolaki chicken which were challenged with
ND VIIb virus (104 CLD50 dose) showed that chickens have been infected with
NDV velogenik strain. This indicator can be seen from the clinical symptoms and
pathological anatomic. Based on the percentage of viability, antibodi titers and
fenotyping , AA and AG genotype was higher resistance against of ND infection
than GG genotype. The performance of Tolaki chicken was influenced nondirectly of Mx gene.
AA and AG genotype can eliminate Newcastle Disease viral (NDV).
Nevertheles, GG genotype can not eliminate NDV. The high pathogen NDV
caused damage to several organs (spleen, trachea, and intestine) that was disrupted
the function of the organ system. Thus, it could be caused the metabolism of
chicken was not optimally.
These results mean that the different genotypes of Tolaki chicken showed
variation of immune response against Newcastle Disease. The variability immune
response indirectly affect production traits. This study prove that Mx|Hpy81 gene
was associate with antiviral and production trait in Tolaki chicken. Genotypes
with A allele demonstrated of higher production and resistance than genotype
with G allele. Mx|Hpy81 gene can be used as effective marker for resistance trait
of local chickens against infection of Newcastle Disease virus.
Keywords : Tolaki chicken, Mx gene , antiviral, Newcastle Disease.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencatumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
IDENTIFIKASI SIFAT KETAHANAN PENYAKIT VIRAL
MENGGUNAKAN GEN Mx SEBAGAI MARKA
GENETIK PADA AYAM TOLAKI
MUHAMMAD AMRULLAH PAGALA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji pada Ujian Tertutup: Prof Dr drh I Wayan T Wibawan, MSi
Dr Agr Asep Gunawan, MSc
Penguji pada Ujian Terbuka: Dr Ir Dedy Duryadi Solihin, DEA
Dr Ir Tike Sartika, MSi
Judul Disertasi
Nama
NIM
: Identifikasi Sifat Ketahanan Penyakit Viral Menggunakan
Gen Mx sebagai Marka Genetik pada Ayam Tolaki
: Muhammad Amrullah Pagala
: D161110011
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Muladno, MSA
Ketua
Prof Dr Ir Cece Sumantri, MAgrSc
Anggota
Dr drh Sri Murtini, MSi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Salundik, MSi
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian : 28 April 2014
Tanggal Lulus :
NIM
ldentitikNi Sil:ll KetahaDan Pcnyxl
MENGGUNAKAN GEN Mx SEBAGAI MARKA
GENETIK PADA AYAM TOLAKI
MUHAMMAD AMRULLAH PAGALA
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Identifikasi Sifat
Ketahanan Penyakit Viral Menggunakan Gen Mx sebagai Marka Genetik pada
Ayam Tolaki adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan
belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. 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 disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Maret 2014
Muhammad Amrullah Pagala
NIM. D161110011
RINGKASAN
MUHAMMAD AMRULLAH PAGALA. Identifikasi Sifat Ketahanan Penyakit
Viral Menggunakan Gen Mx sebagai Marka Genetik pada Ayam Tolaki.
Dibimbing oleh MULADNO, CECE SUMANTRI dan SRI MURTINI
Gen Mx (Myxovirus) memiliki peran penting dalam mengatur dan
mengendalikan respon kekebalan tubuh ternak terhadap serangan penyakit viral.
Gen Mx pada ayam bersifat native antiviral yang mampu merespon infeksi virus
influenza seperti avian influenza. Gen Mx mengkode protein Mx dengan aktivitas
antiviral. Polimorfisme nukleotida G/A pada posisi 2.032 gen Mx menghasilkan
perubahan pada asam amino 631 dari protein Mx. Substitusi Serin menjadi
Asparagin mengindikasikan ayam memiliki kekebalan terhadap penyakit viral.
Ayam Tolaki merupakan ayam lokal Indonesia yang berasal dari Sulawesi
Tenggara. Postur dan ukuran tubuhnya lebih kecil dibandingkan dengan ayam
Kampung, namun memiliki ketahanan terhadap penyakit yang cukup tinggi.
Ketahanan terhadap penyakit viral ini diduga kuat dikendalikan oleh gen Mx.
Berdasarkan hal tersebut penelitian ini dirancang untuk membuat genotipe ayam
Tolaki berbasis gen Mx, melakukan karakterisasi genetik gen Mx dan selanjutnya
mengasosiasikan genotipe ayam Tolaki dengan sifat ketahanan penyakit viral dan
produksinya. Hasil akhir penelitian ini diharapkan dapat diperoleh informasi
efektivitas gen Mx sebagai kandidat gen penciri dan dihasilkan populasi ayam
Tolaki yang tahan terhadap Newcastle Disease (ND) sebagai populasi dasar untuk
keperluan seleksi lebih lanjut.
Materi penelitian ini terdiri atas : 1) 150 sampel ayam Tolaki, dengan rincian
47 ekor generasi tetua dan 103 ekor generasi anak; 2) Petak berukuran 60x60x40
cm3 yang diletakkan dalam kandang berukuran 5 x 15 m2; 3) DNA sampel berupa
DNA gen Mx lokus Hpy81; 4) Primer foward (5’-GCA CTG TCA CCT CTT
AAT AGA-3’) dan reverse (5’-GTA TTG GTA GGC TTT GTT GA-3’); 5)
Enzim retriksi Hpy81; 6) Gel elektroforesis berupa gel agarose 2% (0.5 g/25 ml
0.5x TBE dan gel dokumentasi visualisasi (gel Alpha Imager); 7) Kit ektraksi
Phire Animal Tissue Direct PCR Kit (Thermo Fisher Scientific Inc.), dan 8) Mesin
PCR (Polymerase Chain Reaction).
Metode penelitian yang digunakan terdiri atas: 1) Metode ekstraksi DNA dari
sampel bulu dilakukan menggunakan kit ekstraksi dan ekstraksi DNA sampel
darah menggunakan metode phenol-chloroform; 2) Metode amplifikasi DNA
dengan PCR; 3) Metode PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-restriction
fragment length polymorphism) untuk mengidentifikasi keragaman genetik gen
Mx; 4) Uji Hemaglutinasi (HA) dan uji Hemaglutinasi Inhibition (HI) untuk
deteksi antibodi anti ND pada ayam; 5) Uji tantang dengan virus ND gen VII
secara tetes mata pada dosis 104 CLD50 /0.5 ml/ekor, dan 6) Metode fenotyping
untuk mendapatkan koleksi data sifat produksi melalui pengukuran dan
pencatatan.
Penelitian ini dilakukan dalam 3 tahap. Tahap pertama adalah karakterisasi
genotipik pada ayam Tolaki berdasarkan gen Mx. Tahap ini melakukan
genotyping dengan teknik PCR-RFLP pada exon 13 situs 2032 cDNA gen Mx.
Tahap kedua adalah asosiasi genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat
produksi dan ketahanannya terhadap infeksi virus ND secara alami. Tahap ketiga
adalah asosiasi genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat produksi dan
ketahanannya melalui uji tantang virus ND. Studi asosiasi antara genotipe ayam
Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat yang diamati dianalisis menggunakan
prosedur ANOVA.
Penelitian tahap pertama menunjukkan bahwa genotyping dengan PCRRFLP diperoleh fragmen gen Mx polimorfik berukuran 299 pb. Pada situs 2032
cDNA exon 13 gen Mx terdeteksi adanya mutasi basa transisi dari Guanin
menjadi Adenin, menyebabkan perubahan asam amino Serin (G) menjadi
Asparagin (A). Pemotongan dengan enzim Hpy81 menghasilkan dua alel (A dan
G) dan tiga genotipe ayam Tolaki (AA, AG, dan GG). Genotipe AA ditemukan
lebih dominan. Frekuensi alel A (0.72) lebih tinggi daripada alel G (0.28).
Penelitian tahap kedua diperoleh hasil genotipe ayam Tolaki berdasarkan
gen Mx berpengaruh nyata terhadap produksi telur, konversi, berat badan harian
dan titer antibodi terhadap ND pada ayam Tolaki. Genotipe AA dan AG memiliki
konversi pakan, berat badan harian, daya hidup dan titer antibodi yang lebih tinggi
daripada GG.
Penelitian tahap akhir melalui uji tantang virus ND gen VIIb (dosis 104
CLD50) menunjukkan ayam telah terinfeksi virus ND velogenik. Indikator ini
dapat dilihat dari gejala klinis dan gambaran patologik anatominya. Berdasarkan
prosentase daya hidup, titer antibodi serta fenotyping, genotipe AA dan AG
memiliki ketahanan terhadap infeksi virus ND yang lebih tinggi dari GG.
Ketahanan yang diperoleh ini berdampak secara tidak langsung terhadap
produksinya. Genotipe AA dan AG mampu mengeliminir infeksi virus ND,
sedangkan pada genotipe GG, patogenitas virus ND menyebabkan kerusakan
beberapa organ tubuhnya (limpa, trakea, dan usus) yang berdampak pada
terganggunya fungsi sistem organ tubuh sehingga menyebabkan metabolisme
tubuh ayam tidak berjalan secara optimal.
Hasil penelitian ini bermakna bahwa genotipe ayam Tolaki yang berbeda
menunjukkan respon kekebalan terhadap penyakit ND yang berbeda pula.
Respon kekebalan ayam Tolaki ini berdampak secara tidak langsung terhadap
sifat produksinya. Penelitian ini membuktikan adanya asosiasi genotipe ayam
Tolaki berbasis gen Mx|Hpy81 dengan sifat produksi dan sifat antiviral. Genotipe
ayam Tolaki yang mengandung alel A memiliki produksi dan ketahanan yang
lebih tinggi daripada genotipe ayam yang mengandung alel G. Gen Mx pada lokus
Hpy81 efektif digunakan sebagai marka genetik untuk sifat ketahanan ayam lokal
terhadap infeksi virus Newcastle Disease.
.
Kata kunci : ayam Tolaki, gen Mx, antiviral, Newcastle Disease,.
SUMMARY
MUHAMMAD AMRULLAH PAGALA. Identification of Viral Disease
Resistance Trait Using Mx Gene as Marker in Tolaki Chicken. Supervised by
MULADNO, CECE SUMANTRI and SRI MURTINI
Mx (Myxovirus) gene plays a role to control viral disease resistance. Mx
gene is native antiviral which have responds to infection of influenza virus such
as avian influenza. The Mx gene codes Mx protein with antiviral activity. The
polymorphism G/A nucleotid at position 2032 of chicken Mx gene results change
at amino acid 631 of the Mx protein. The subtitution of Serine to Asparagine
indicated the chicken have immunity to viral disease. Tolaki chickens are
Indonesian native chicken form South East Sulawesi that they have a small
posture than Kampung chicken. However, the resistance to viral disease is quite
high. Resistance of viral disease allegedly was controlled by Mx genes.
Therefore, the research was designed to produce Tolaki chicken genotype based
on Mx gene, Mx genetic characterization, and associate of Mx gene genotype
with antiviral and production trait in Tolaki chicken. The end results of this
research was giving some information the effectiveness of Mx gene as a marker of
resistance trait and it was performed Tolaki chicken populations that resistance of
Newcastle Disease infection as the base population for further selection.
The research material consists of: 1) 150 samples of chicken Tolaki, with 47
parental generations and 103 offspring generations; 2) Plots (60x60x40 cm3) were
placed in cages (5 x 15 m2); 3) DNA samples of Mx gene locus Hpy81; 4) a
foward primer (5' - GCA CTG AAT TCA AGA CTT CCT - 3 ') and reverse (5' GTA TTG GTA GGC TTT GTT GA - 3 '); 5) Hpy81 restriction enzyme; 6)
Electrophoresis gel of 2% agarose gel (0.5g /25ml of 0.5 x TBE) gel
documentation, and visualization (Alpha Imager gel); 7) extraction kit Phire
Animal Tissue Direct PCR Kit (Thermo Fisher Scientific Inc.), and 8) PCR (
Polymerase Chain Reaction) machines.
The method used consists of : 1) The method of DNA extraction from hair
samples was performed using a DNA extraction kit and the extraction of blood
samples using phenol-chloroform method; 2) The method of DNA amplification
by PCR; 3) PCR-RFLP (polymerase chain reaction-restriction fragment length
polymorphism) methods to identify genetic diversity Mx gene; 4)
Haemagglutination (HA ) and Haemagglutination Inhibition (HI) test for the
detection of anti- ND antibodies in chickens; 5) Challenge test of the ND virus
with eye drops VII gene in a dose of 104 CLD50 / 0.5 ml /head, and 6) fenotyping
method to obtain the production trait data collection.
This research was conducted in three stages. The first stage was genotypic
characterization of Tolaki chicken based on Mx gene. Genotyping was using
PCR-RFLP technique in exon 13 on site 2032 of Mx gene. The second stage was
association of Mx gene genotype with production and resistance against
Newcastle Disease natural infection. The third stage was association of Mx gene
genotype with production and resistance against Newcastle Disease in challenge
test. Study of the association between Mx gene genotype with the observed traits
were analyzed using ANOVA procedure.
The first stage of this research showed that the PCR-RFLP method in exon
13 of Mx gene was identified that this gene on Tolaki chicken was polymorphic.
The presence of single mutation was caused by A/G transition on site 2032, using
Hpy81 restriction enzyme. This mutation caused bases change from Guanin (G) to
Adenin (A). Result of this genotyped was found three type of genotype Mx gene.
They were AA, AG, and GG. AA genotype dominated the genotype frequencies
of Mx gene of Tolaki chicken. A allele frequency (0.72) was higher than G allele
(0.28).
The second stage of the research obtained genotypic polymorphism of
Mx|Hpy81 has a significant influence of egg production, conversion, daily weight
gain and antibody titers of Tolaki chicken. The feed conversion, daily weight
gain, antibodi titers and vitality of AA and AG genotypes were higher than the
GG genotype.
The third stage of the research, Tolaki chicken which were challenged with
ND VIIb virus (104 CLD50 dose) showed that chickens have been infected with
NDV velogenik strain. This indicator can be seen from the clinical symptoms and
pathological anatomic. Based on the percentage of viability, antibodi titers and
fenotyping , AA and AG genotype was higher resistance against of ND infection
than GG genotype. The performance of Tolaki chicken was influenced nondirectly of Mx gene.
AA and AG genotype can eliminate Newcastle Disease viral (NDV).
Nevertheles, GG genotype can not eliminate NDV. The high pathogen NDV
caused damage to several organs (spleen, trachea, and intestine) that was disrupted
the function of the organ system. Thus, it could be caused the metabolism of
chicken was not optimally.
These results mean that the different genotypes of Tolaki chicken showed
variation of immune response against Newcastle Disease. The variability immune
response indirectly affect production traits. This study prove that Mx|Hpy81 gene
was associate with antiviral and production trait in Tolaki chicken. Genotypes
with A allele demonstrated of higher production and resistance than genotype
with G allele. Mx|Hpy81 gene can be used as effective marker for resistance trait
of local chickens against infection of Newcastle Disease virus.
Keywords : Tolaki chicken, Mx gene , antiviral, Newcastle Disease.
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencatumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apapun tanpa izin IPB
IDENTIFIKASI SIFAT KETAHANAN PENYAKIT VIRAL
MENGGUNAKAN GEN Mx SEBAGAI MARKA
GENETIK PADA AYAM TOLAKI
MUHAMMAD AMRULLAH PAGALA
Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Doktor
pada
Program Studi Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Penguji pada Ujian Tertutup: Prof Dr drh I Wayan T Wibawan, MSi
Dr Agr Asep Gunawan, MSc
Penguji pada Ujian Terbuka: Dr Ir Dedy Duryadi Solihin, DEA
Dr Ir Tike Sartika, MSi
Judul Disertasi
Nama
NIM
: Identifikasi Sifat Ketahanan Penyakit Viral Menggunakan
Gen Mx sebagai Marka Genetik pada Ayam Tolaki
: Muhammad Amrullah Pagala
: D161110011
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Ir Muladno, MSA
Ketua
Prof Dr Ir Cece Sumantri, MAgrSc
Anggota
Dr drh Sri Murtini, MSi
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Salundik, MSi
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
Tanggal Ujian : 28 April 2014
Tanggal Lulus :
NIM
ldentitikNi Sil:ll KetahaDan Pcnyxl