Transmisi Transgen (PhGH) dan Performa Pertumbuhan Ikan Lele (C. gariepinus) Transgenik F3 di Balai Penelitian Pemuliaan Ikan Sukamandi Subang, Jawa Barat
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tingkat konsumsi protein hewan di Indonesia mengalami peningkatan
setiap tahunnya. Seperti dilansir oleh Setiawan (2006) bahwa konsumsi protein
hewani mengalami peningkatan, dari 18,2 persen pada tahun 1999 menjadi 23,0
persen pada tahun 2004, atau mengalami laju pertumbuhan sebesar 4,79 persen
per tahun. Pemenuhan kebutuhan tersebut dapat diatasi dengan peningkatan
produksi ikan dalam kegiatan akuakultur.
Ikan lele merupakan salah satu ikan air tawar yang banyak dibudidayakan
oleh pembudidaya. Menurut Suyanto (2007), ikan lele tersebar luas di Benua
Afrika dan Asia, terutama di perairan tawar. Dalam pemeliharaan, ikan lele
merupakan ikan yang termasuk mudah, tetapi karena permintaan yang sangat
banyak maka produksi budidaya ikan lele harus ditingkatkan baik melalui
perbanyakan kolam budidaya maupun perbaikan mutu genetis ikan itu sendiri.
Perbaikan pertumbuhan melalui metode rekayasa genetik dapat dilakukan
menggunakan metode seleksi, transgenesis, dan poliploidisasi (Maulana, 2014).
metode transgenesis memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode
lainnya, di antaranya adalah dapat menghasilkan karakter individu sesuai dengan
apa yang diinginkan dan dapat diwariskan kepada keturunannya dengan lebih
cepat (Yaskowiak dkk., 2006), dan tingkat perbaikan kualitas genetik yang lebih
tinggi daripada metode pemuliaan lainnya. Transgenesis dapat dilakukan
menggunakan teknik genetika molekuler. Kontribusi bidang genetika molekuer
diproyeksikan akan meningkat dalam kegiatan budidaya melalui penerapan
Universitas Sumatera Utara
teknologi transgenesis untuk mengubah sususan genom ikan dalam rangka
meningkatkan produksi beberapa ikan komersil penting terkait dengan perbaikan
mutu khususnya dalam peningkatan pertumbuhan. Hewan yang yang telah
dirubah susunan genetiknya secara artifisial diperkenalkan dengan nama
“rekayasa genetika” atau ”transgenik” (Cook dkk., 2000).
Perkembangan teknologi rekayasa genetika pada saat ini memungkinkan
untuk memproduksi induk dengan karakteristik tertentu. Teknologi yang
digunakan untuk memproduksi induk ini adalah teknologi transgenesis.
Penggunaan teknologi transgenesis memungkinkan untuk mendapatkan induk
unggul dalam waktu yang relatif lebih singkat dibandingkan teknik seleksi
konvensional dengan peningkatan perbaikan karakter yang lebih signifikan
(Dewi dkk., 2013).
Transgenesis telah banyak dilakukan dalam mengkaji pemeliharaan ikan
sejak pertengahan tahun 1980 (Zhu dkk., 1985). Teknologi transgenesis
merupakan teknik rekayasa genetik dengan cara mengintroduksi gen pengode
karakter unik yang dapat memberikan nilai tambah bagi organisme target.
Kegiatan yang pernah dilakukan diantaranya yaitu, transfer gen pengode hormon
pertumbuhan (growth hormone, GH) untuk meningkatkan laju pertumbuhan ikan
hingga beberapa kali lipat dari pertumbuhan normal (Devlin dkk., 1995; Du dkk.,
1992), gen cecropin (Dunham dkk., 2002) atau lisozim (Yazawa dkk., 2005;
Fletcher dkk., 2011) untuk meningkatkan resiten ikan terhadap penyakit (Jiang,
1993; Anderson dkk., 1996)
Pemanfaatan
teknik
transgenesis
telah
banyak
dilakukan
dalam
peningkatan laju pertumbuhan pada beberapa jenis ikan. Pemanfaatan teknik
Universitas Sumatera Utara
transfer gen dalam peningkatan laju pertumbuhan menunjukkan bahwa ikan
salmon dewasa dapat tumbuh 2-6 kali lebih tinggi dibandingkan dengan ikan
kontrol non-transgenik (Du dkk., 1992; Fletcher dkk., 2004), 3-10 kali lebih cepat
pada ikan coho salmon (Devlin dkk., 1995), 2-7 kali lebih cepat pada ikan
Rainbow trout (Devlin dkk., 2001), 2-4 kali pada ikan nila (Rahman dkk., 1998;
Rahman dan Maclean, 1999) dan pada ikan mas mencapai 3-4 kali
(Moav dkk., 1999).
Perumusan Masalah
Peningkatan
kesejahteraan
dan
kesadaran
masyarakat
dalam
hal
pentingnya nilai gizi protein hewani khususnya yang berasal dari hasil produksi
perikanan, menuntut adanya ketersediaan stok yang cukup demi memenuhi
kebutuhan pasar. Ikan lele merupakan salah satu sumber pretein hewani yang
cukup besar dan digemari oleh masyarakat. Untuk itu perlu diadakannya
peningkatan jumlah produksi yang diataranya
dapat dilakukan dengan
memproduksi benih ikan lele tumbuh cepat melalui teknologi transgenesis.
Pembentukan strain unggul ikan lele tumbuh cepat di Balai Penelitian
Pemuliaan Ikan Sukamandi dilakukan melalui transgenesis gen pengkode hormon
pertumbuhan ikan patin siam (PhGH). Kegiatan transgenesis diawali pada tahun
2011 melalui pembentukan populasi induk pembentuk (founder) ikan lele
transgenik melalui elektroporasi sperma dan dilanjutkan dengan pembentukan
populasi heterozigot pada tahun 2012 dan pembentukan populasi F2 pada tahun
2013. Selanjutnya, pada tahun 2015 akan dilanjutkan dengan pembentukan dan
evaluasi keragaan populasi benih ikan lele tumbuh cepat sebagai populasi benih
sebar.
Universitas Sumatera Utara
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana tingkat transmisi transgen (PhGH) pada ikan lele transgenik F3
dari hasil keturunan lele transgenik F2.
2. Bagaimana performa ikan lele transgenik F3 meliputi derajat pembuahan,
derajat penetasan, kelangsungan hidup, performa pertumbuhan dan efisiensi
pakan.
Kerangka Pemikiran
Pemanfaatan teknik transfer gen dalam peningkatan laju pertumbuhan
menunjukkan bahwa kecepatan tumbuh beberapa kali lipat dibandingkan dengan
ikan kontrol (Du dkk., 1992; Devlin dkk., 1995; Venugopal dkk., 2004).
Pembentukan ikan lele transgenik F1 dan F2 yang telah dibentuk sebelumnya
telah menunjukkan hasil positif dari tingkat laju pertumbuhannya (Marnis dkk.,
2013), yang juga diharapkan ditemukan dan diturunkan pada lele transgenik F3.
Peningkatan
Kebutuhan Protein
Peningkatan
Produksi Ikan Lele
Ikan Lele
Transgenik F3
Tingkat Transmisi
Transgen (PhGH)
Populasi ikan lele transgenik
F3 dengan performa lebih
baik dibanding ikan kontrol
Tingkat Performa (derajat
pembuahan, derajat
penetasan, kelangsungan
hidup, performa
pertumbuhan dan efisiensi
pakan)
Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Penelitian
1.
Untuk mengetahui transmisi transgen (PhGH) pada ikan lele transgenik F3.
2.
Untuk melihat performa ikan lele transgenik F3 meliputi derajat pembuahan,
derajat penetasan, kelangsungan hidup, performa pertumbuhan dan efisiensi
pakan.
Manfaat Penelitian
1.
Memberikan data dan informasi mengenai tingkat transmisi transgen (PhGH)
dari generasi F2 ke F3 pada ikan lele transgenik dan mengenai performa dari
ikan lele transgenik F3.
2.
Menghasilkan produk biologis berupa ikan lele transgenik F3 yang memiliki
performa yang lebih baik dibandingkan dengan ikan lele normal.
Universitas Sumatera Utara
Latar Belakang
Tingkat konsumsi protein hewan di Indonesia mengalami peningkatan
setiap tahunnya. Seperti dilansir oleh Setiawan (2006) bahwa konsumsi protein
hewani mengalami peningkatan, dari 18,2 persen pada tahun 1999 menjadi 23,0
persen pada tahun 2004, atau mengalami laju pertumbuhan sebesar 4,79 persen
per tahun. Pemenuhan kebutuhan tersebut dapat diatasi dengan peningkatan
produksi ikan dalam kegiatan akuakultur.
Ikan lele merupakan salah satu ikan air tawar yang banyak dibudidayakan
oleh pembudidaya. Menurut Suyanto (2007), ikan lele tersebar luas di Benua
Afrika dan Asia, terutama di perairan tawar. Dalam pemeliharaan, ikan lele
merupakan ikan yang termasuk mudah, tetapi karena permintaan yang sangat
banyak maka produksi budidaya ikan lele harus ditingkatkan baik melalui
perbanyakan kolam budidaya maupun perbaikan mutu genetis ikan itu sendiri.
Perbaikan pertumbuhan melalui metode rekayasa genetik dapat dilakukan
menggunakan metode seleksi, transgenesis, dan poliploidisasi (Maulana, 2014).
metode transgenesis memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode
lainnya, di antaranya adalah dapat menghasilkan karakter individu sesuai dengan
apa yang diinginkan dan dapat diwariskan kepada keturunannya dengan lebih
cepat (Yaskowiak dkk., 2006), dan tingkat perbaikan kualitas genetik yang lebih
tinggi daripada metode pemuliaan lainnya. Transgenesis dapat dilakukan
menggunakan teknik genetika molekuler. Kontribusi bidang genetika molekuer
diproyeksikan akan meningkat dalam kegiatan budidaya melalui penerapan
Universitas Sumatera Utara
teknologi transgenesis untuk mengubah sususan genom ikan dalam rangka
meningkatkan produksi beberapa ikan komersil penting terkait dengan perbaikan
mutu khususnya dalam peningkatan pertumbuhan. Hewan yang yang telah
dirubah susunan genetiknya secara artifisial diperkenalkan dengan nama
“rekayasa genetika” atau ”transgenik” (Cook dkk., 2000).
Perkembangan teknologi rekayasa genetika pada saat ini memungkinkan
untuk memproduksi induk dengan karakteristik tertentu. Teknologi yang
digunakan untuk memproduksi induk ini adalah teknologi transgenesis.
Penggunaan teknologi transgenesis memungkinkan untuk mendapatkan induk
unggul dalam waktu yang relatif lebih singkat dibandingkan teknik seleksi
konvensional dengan peningkatan perbaikan karakter yang lebih signifikan
(Dewi dkk., 2013).
Transgenesis telah banyak dilakukan dalam mengkaji pemeliharaan ikan
sejak pertengahan tahun 1980 (Zhu dkk., 1985). Teknologi transgenesis
merupakan teknik rekayasa genetik dengan cara mengintroduksi gen pengode
karakter unik yang dapat memberikan nilai tambah bagi organisme target.
Kegiatan yang pernah dilakukan diantaranya yaitu, transfer gen pengode hormon
pertumbuhan (growth hormone, GH) untuk meningkatkan laju pertumbuhan ikan
hingga beberapa kali lipat dari pertumbuhan normal (Devlin dkk., 1995; Du dkk.,
1992), gen cecropin (Dunham dkk., 2002) atau lisozim (Yazawa dkk., 2005;
Fletcher dkk., 2011) untuk meningkatkan resiten ikan terhadap penyakit (Jiang,
1993; Anderson dkk., 1996)
Pemanfaatan
teknik
transgenesis
telah
banyak
dilakukan
dalam
peningkatan laju pertumbuhan pada beberapa jenis ikan. Pemanfaatan teknik
Universitas Sumatera Utara
transfer gen dalam peningkatan laju pertumbuhan menunjukkan bahwa ikan
salmon dewasa dapat tumbuh 2-6 kali lebih tinggi dibandingkan dengan ikan
kontrol non-transgenik (Du dkk., 1992; Fletcher dkk., 2004), 3-10 kali lebih cepat
pada ikan coho salmon (Devlin dkk., 1995), 2-7 kali lebih cepat pada ikan
Rainbow trout (Devlin dkk., 2001), 2-4 kali pada ikan nila (Rahman dkk., 1998;
Rahman dan Maclean, 1999) dan pada ikan mas mencapai 3-4 kali
(Moav dkk., 1999).
Perumusan Masalah
Peningkatan
kesejahteraan
dan
kesadaran
masyarakat
dalam
hal
pentingnya nilai gizi protein hewani khususnya yang berasal dari hasil produksi
perikanan, menuntut adanya ketersediaan stok yang cukup demi memenuhi
kebutuhan pasar. Ikan lele merupakan salah satu sumber pretein hewani yang
cukup besar dan digemari oleh masyarakat. Untuk itu perlu diadakannya
peningkatan jumlah produksi yang diataranya
dapat dilakukan dengan
memproduksi benih ikan lele tumbuh cepat melalui teknologi transgenesis.
Pembentukan strain unggul ikan lele tumbuh cepat di Balai Penelitian
Pemuliaan Ikan Sukamandi dilakukan melalui transgenesis gen pengkode hormon
pertumbuhan ikan patin siam (PhGH). Kegiatan transgenesis diawali pada tahun
2011 melalui pembentukan populasi induk pembentuk (founder) ikan lele
transgenik melalui elektroporasi sperma dan dilanjutkan dengan pembentukan
populasi heterozigot pada tahun 2012 dan pembentukan populasi F2 pada tahun
2013. Selanjutnya, pada tahun 2015 akan dilanjutkan dengan pembentukan dan
evaluasi keragaan populasi benih ikan lele tumbuh cepat sebagai populasi benih
sebar.
Universitas Sumatera Utara
Adapun perumusan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Bagaimana tingkat transmisi transgen (PhGH) pada ikan lele transgenik F3
dari hasil keturunan lele transgenik F2.
2. Bagaimana performa ikan lele transgenik F3 meliputi derajat pembuahan,
derajat penetasan, kelangsungan hidup, performa pertumbuhan dan efisiensi
pakan.
Kerangka Pemikiran
Pemanfaatan teknik transfer gen dalam peningkatan laju pertumbuhan
menunjukkan bahwa kecepatan tumbuh beberapa kali lipat dibandingkan dengan
ikan kontrol (Du dkk., 1992; Devlin dkk., 1995; Venugopal dkk., 2004).
Pembentukan ikan lele transgenik F1 dan F2 yang telah dibentuk sebelumnya
telah menunjukkan hasil positif dari tingkat laju pertumbuhannya (Marnis dkk.,
2013), yang juga diharapkan ditemukan dan diturunkan pada lele transgenik F3.
Peningkatan
Kebutuhan Protein
Peningkatan
Produksi Ikan Lele
Ikan Lele
Transgenik F3
Tingkat Transmisi
Transgen (PhGH)
Populasi ikan lele transgenik
F3 dengan performa lebih
baik dibanding ikan kontrol
Tingkat Performa (derajat
pembuahan, derajat
penetasan, kelangsungan
hidup, performa
pertumbuhan dan efisiensi
pakan)
Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian
Universitas Sumatera Utara
Tujuan Penelitian
1.
Untuk mengetahui transmisi transgen (PhGH) pada ikan lele transgenik F3.
2.
Untuk melihat performa ikan lele transgenik F3 meliputi derajat pembuahan,
derajat penetasan, kelangsungan hidup, performa pertumbuhan dan efisiensi
pakan.
Manfaat Penelitian
1.
Memberikan data dan informasi mengenai tingkat transmisi transgen (PhGH)
dari generasi F2 ke F3 pada ikan lele transgenik dan mengenai performa dari
ikan lele transgenik F3.
2.
Menghasilkan produk biologis berupa ikan lele transgenik F3 yang memiliki
performa yang lebih baik dibandingkan dengan ikan lele normal.
Universitas Sumatera Utara