Tersedia online di: http:ejournal-balitbang.kkp.go.idindex.phpjra TRANSMISI GEN PhGH DAN PERFORMA PERTUMBUHAN IKAN LELE AFRIKA (Clarias gariepinus) TRANSGENIK GENERASI KETIGA

  Jurnal Riset Akuakult ur, 11 (3), 2016, 225-234

Tersedia online di: ht t p://ej ournal-balit bang.kkp.go.id/index.php/j ra

  

TRANSM ISI GEN GH DAN PERFORM A PERTUM BUHAN IKAN LELE AFRIKA

Ph _{*)# *) *) *) **)}

( Clarias gariepinus ) TRANSGENIK GENERASI KETIGA

  

Huria M arnis , Bambang Iswanto , Selny Febrida , Im ron , Raden Roro Sri Pudji Sinarni Dewi

_{*) **)}

Balai Penelitian Pe muliaan Ikan

Pusat Penelitian dan Pen gemb angan Pe rikanan

  ABSTRAK

Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi transmisi transgen Ph GH dan performa ikan lele Afrika transgenik

ge ne rasi ket iga (F ) yan g me lipu t i pe rt um bu han , rasio efisien si kon ve rsi p akan , ko nse nt rasi h ormo n

₃

pertumbuhan dan hormon IGF-I. Ikan lele transgenik F telah diproduksi dengan meyilangkan ikan lele

₃

transgenik F dengan non-transgenik. Deteksi transgen ( Ph GH) dilakukan menggunakan metode PCR. Analisis

₂

hormon pertumbuhan dan hormon insuline-like growt h fact or (IGF-I) menggunakan sampel serum darah dan

metode enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa ikan lele transgenik

F yang digunakan pada pengujian ini terdeteksi positif membawa transgen dengan ukuran fragmen gen

₃

sebesar 1.500 bp. Transmisi transgen dari induk F ke F berkisar 0-75%. Pertumbuhan bobot populasi ikan

_{2 3}

lele transgenik F lebih tinggi 51,26% dibandingkan dengan ikan lele non-transgenik (P< 0,05). Pertumbuhan

₃

bobot populasi ikan transgenik mencapai 484± 60,3 g, sedangkan pertumbuhan bobot ikan non-transgenik

  

319,98± 65,3 g. Nilai rasio konversi pakan ikan lele transgenik F sebesar 0,89 sedangkan non-transgenik

₃

1,30. Hal ini menunjukkan bahwa efisiensi pakan ikan lele transgenik F lebih tinggi dibandingkan dengan

₃

ikan n o n -t ran sge n ik (P< 0,05). Ikan le le t ran sg e n ik m e m p u n yai ko n se n t rasi h o r m o n p e rt u m b u h an

(5,67± 2,65 ng/mL) yang lebih tinggi (P< 0,05) jika dibandingkan dengan ikan lele non-transgenik (3,00± 1,41

ng/mL). Ikan lele transgenik juga memiliki kandungan hormon IGF-I (6,63± 0,11 ng/mL) lebih tinggi (P< 0,05)

d ib an d in gkan d e n gan ikan le le n o n -t ran sge n ik (5,38± 0,63 n g/m L). Tin ggin ya ko n se n t rasi h o rm o n

pertumbuhan dan hormon IGF-I dapat mewakili performa pertumbuhan dan efisiensi penggunaan pakan

pada ikan lele transgenik.

  KATA KUNCI: transmisi transgen, performa pertumbuhan, transgenik, hormon pertumbuhan, Clarias gariepinus ABSTRACT: PhGh gene transmission and performance of F ttransgenic African catfish ( ₃ Clarias gariepinus).

  By: Huria M arnis, Bambang Iswanto, Selny Febrida, Imron, and Raden Roro Sri Pudji Sinarni Dewi

The aim of t his st udy was t o det ermine t he t ransmission of a t ransgene (PhGH) and t o evaluat e t he performance of F

₃

t ransgenic African cat fish, such as body weight , feed conversion rat io (FCR), growt h hormone and IGF-I hormone

profile. F t ransgenic were produced by mat ing F t ransgenic wit h non-t ransgenic fish. Det ect ion of t ransgene was

_{3 2}

performed using PCR met hod. Analysis of t he growt h hormone and t he insulin-like growt h factor-I (IGF-I) hormone were

conduct ed by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) met hod using serum samples. The result s showed t hat t he

t ransgenic cat fish F was positive carr ying t he t ransgene 1.500 bp. Transgene t ransmission from F t o F ranged zero

_{3 2 3}

t o 75%. The performance of F t ransgenic African cat fish was significant ly bet t er 51.26% t han t hat the non-t ransgenic

₃

(P< 0.05). The body weight of t r ansgenic populat ion (484± 255.25 g) was higher t han t hat non-t ransgenic

  

(319.98± 165.27 g). FCR of t ransgenic fish (0.89) was lower t han t hat non-t ransgenic (1.30). The growt h hormone

level of t ransgenic (5.67± 2.65 ng/mL) was higher t han t hat non-t ransgenic (3.00± 1.41 ng/mL), IGF-I hormone level

of F t ransgenic (6.63± 0.11 ng/mL) was also higher t han t hat non-t ransgenic (5.38± 0.63 ng/mL). High level of

₃

growt h hormone and IGF-I hormone represent ed bot h growt h performance and efficiency of feed ut ilizat ion of

t ransgenic African cat fish.

  KEYW ORDS: transgene transmission, growth performance, transgenic, growth hormone, _# Clarias gariepinus Ko r esp o nd e nsi: Balai Pe n e lit ian Pem u liaan Ikan .

  Jl. Raya 2 Pan t u ra Su kam an d i, Pat o kb e usi, Su b an g 4 1 2 6 3 , Jawa Bar at , In d o n e sia. Te l. + (02 6 0 ) 5 2 0 5 0 0 E-m ail: mar ni s.hur i a@ gmai l .com

  Co p yright @ 201 6, Jurn al Rise t Akuakult ur, p -ISSN 19 07-6 754 , e -ISSN 2 502 -653 4 Co p yrig ht @ 2 016, Ju rnal Riset Aku aku ltur, p -ISSN 1 907 -675 4, e-ISSN 250 2-65 34 Transmisi gen PhGH dan performa pertumbuhan ikan lele Afrika ..... (Huria Marnis) PENDAHULUAN

  Peningkat an perfo rma pert umbuhan merup akan salah sat u fakt o r pent ing dalam keberhasilan usaha budidaya perikanan. Pert umbuhan yang lambat akan m e n ye b ab kan re n d ah n ya p ro d u kt ivit as p e rikan an bu didaya kare na lamanya wakt u pem elih araan d an b e s a r n ya b ia ya p r o d u k s i b u d id a ya ya n g h a r u s dikeluarkan. Lamanya wakt u pemeliharaan juga akan m e n in g k a t k a n ris ik o p e m e lih a r a an ik an s e p e r t i p e n yakit d an t in ggin ya ko n su m si p akan . Me t o d e p e rb aikan p e rfo rm a yang u m u m d ilaku kan u n t u k m e n in gkat k an p e r t u m b u h an ika n ad alah m e t o d e seleksi, hibridisasi, dan t riplo disasi. Namun, met o de- met o de t ersebut memerlukan wakt u yang lebih lama d an fa s ilit a s b u d id aya ya n g le b ih b a n ya k u n t u k m e n d ap at kan ku alit as p erfo rm a ikan se su ai yan g d iin gin k an . Me t o d e se le ksi m e m b u t u h k an wakt u s e k it ar 1 3 -1 8 t a h u n d a n m e m b u t u h k a n fa silit a s budidaya yang banyak (Kirpichnico v, 1999).

  Pada penelit ian ekst raksi geno m DNA dilakukan dari 1120 sirip eko r ikan lele t ransgenik F3. Geno m DNA diekst raksi menggunakan kit GeneJet Genomic DNA

  Diharapkan gen erasi F ₂ dapat me nt ransmisikan t ransgen dan mewariskan karakt er t umbuh cepat pada g e n e r a s i F ₃ . Pe n e lit ia n in i b e r t u ju a n u n t u k mengevaluasi t ransmisi t ransgen dan perfo rma ikan le le t ra n sg e n ik F ₃ ya n g m e lip u t i p e rt u m b u h an , e fis ie n s i k o n ve r s i p a k a n , k o n s e n t r a s i h o r m o n pert umbuhan dan ho rmo n IGF-I.

  BAHAN DAN M ETODE Ikan Uji

  Ikan uji yang digunakan pada penelit ian ini adalah ikan lele t ransgenik F ₃ yang membawa ko nst ruksi gen p

  Cc

  BA-

  Ph

  GH (Dewi, 2010). Sebanyak 56 pasang ikan lele t ransgenik F ₂ disilangkan dengan ikan lele no n- t ran sge n ik se cara b u at an se h in gga m e n gh asilkan ke t u ru n an ikan t ran sge n ik F ₃ . Se m u a in d u k yan g dipijahkan diberi penanda menggunakan

  microchip .

  Det eksi Transgen pada Ikan Lele Transgenik F ₃ Penyiapan genom DNA

  Purificat ion

  . , 2 0 1 4 a ). Pe r t u m b u h a n ik a n le le t ransgenik F2 dua kali lebih besar dibandingkan ikan lele ko nt ro l (no n-t ransgenik) (Marnis

  (

  Thermo Scientific

  ) sesuai pro t o kol yang ada pada kit . Pro t o ko l t ersebut meliput i t ahapan lisis sel, p r e s ip it a s i DNA, p e n g ik a t a n DNA p a d a

  col um n

  , pencucian dan elusi DNA. Secara singkat , sirip eko r sebanyak 10 mg dimasukkan ke dalam microsent ifuge

  t ube 1,5 mL dan ditambahkan 180 µL digest ion solut ion dan 20 µL proteinase-K. Sampel diinkubasi pada suhu

  56 ^o C selama 3 jam. RNAse dit ambahkan sebanyak 20

  µL dalam larutan, selanjutnya diinkubasi pada suhu

  ruang selama 15 menit. Sampel kemudian ditambahkan

  200 µL lysi s solut i on

  et al ., 2015).

  et a l

  Saat ini, ko nt ribusi genet ika mo lekuler memainkan peran dalam bidang budidaya ikan melalui penerapan m e t o d e t r a n s g e n ik . Me t o d e t r a n s g e n ik d a p a t memperbaiki karakt er pert umbuhan cepat pada ikan salmo n (Devlin

  insulin-like growt h fact or

  et al

  ., 2004), ikan mas (DeLiang

  et al

  ., 2007) dan ikan ayu (

  Plecoglossus alt ivelis

  ) (Cheng

  et al

  ., 2002). Pert um b uh an yan g ce pat p ada ikan t ran sge nik berko relasi dengan perbaikan ko nversi pakan (FCR)

  (Zho ng et al.

  , 2002) dan ho rmo n pert umbuhan sert a ho rmo n

  (IGF-I) (Raven

  ., 2 01 3). Se lanju t n ya, dilakukan p em be nt ukan populasi ikan lele transgenik F2 dengan mengawinkan masing-masing 6 pasang sesama ikan lele t ransgenik F2 . Hasil pen elit ian men unju kkan bahwa t ransmisi t ransgen pada ikan lele dari F1 ke F2 dari 6 pasang induk berkisar 8,11%-50% dengan rat a-rat a t ransmisi t ransgen adalah 18,85%. Transmisi t ransgen pada ikan le le d ari F1 ke F2 h am pir sama jika diband in gkan dengan t ransm isi t ransgen pada ikan lele F0 ke F1 (Ma r n is

  et al

  ., 2 0 0 8 ). Se la in it u h o r m o n p e r t u m b u h a n d a p a t meningkat kan perilaku makan, peningkat an akt ivit as berenang, dan asupan makanan pada ikan t ransgenik (Abrahams & Sut t erlin 1999; Devlin et al.

  , 2000; Ken Overt urf, 2009). Met ode t ransgenesis unt uk perbaikan performa pertumbuhan ikan lele telah dilakukan di Balai Penelit ian pemuliaan Ikan, Sukamandi.

  Pad a p e n e lit ia n s e b e lu m n ya t e la h d ih as ilka n p o p u lasi ikan le le t ran sge n ik

  founder

  (F0 ) d e ngan menggunakan met o de elekt ro po rasi sperm a (Dewi, 2010). Hasil penelit ian menunjukkan bahwa sebanyak 56 eko r ikan lele t ransgenik F0 membawa gen

  Ph

  GH pada sirip eko r dan pert umbuhan ikan lele t ransgenik F0 dua kali lebih besar dibandingkan ko nt ro l (no n- t r a n s g e n ik ) (De w i, 2 0 1 0 ) d ila n ju t k a n d e n g a n pembentukan po pulasi F1 ikan lele t ransgenik dengan m e n g a w in k a n m a s in g -m a s in g 9 e k o r ik a n le le t ransgenik bet ina dikawinkan dengan ikan lele no n- t ran sg e n ik. Hasil p e n e lit ian m e n u n ju kkan b ah wa sebanyak 65 eko r induk bet ina t ransgenik F1 po sit if m e m b a wa t ran sge n d i s irip e ko r, h a n ya 1 8 e ko r (27,69%) induk bet ina yang po sit if membawa t ransgen di t elur. Sedangkan pada induk jant an hanya 19 eko r

  (46,34%) yang po sit if membawa t ransgen di sperma, dari 41 eko r yang po sit if membawa t ransgen di sirip. Tran sm isi t ransgen dari F0 ke F1 be rkisar 8%-48 % dengan rat a-rat a t ransmisi sebesar 38,22% dengan t ot al s a m p e l ya n g d i ce k a d ala h s e b a n ya k 2 2 5 e ko r. Pert umbuhan ikan lele t ransgenik F1 dua kali lebih besar dibandingkan ko nt ro l (no n-t ransgenik) (Marnis

  et al

  d an d ih o m o ge n isa si d e n gan Co p yright @ 201 6, Jurn al Rise t Akuakult ur, p -ISSN 19 07-6 754 , e -ISSN 2 502 -653 4 Jurnal Riset Akuakult ur, 11 (3), 2016, 225-234 vortex selama 15 detik. Sebanyak 400 µL etanol 50%

  d it am bahkan ke dalam sam pe l, se lanjut n ya sam pe l dipindahkan ke dalam

  secara

  adalah ACT-107 F (5’- GTGTGT GAC GCT GGA CCA ATC -3 ’) dan p hGH2 R (5 ’- CGATAA GCA CGC CGA TGC CCA TTT-3’) dengan ukuran fragmen 1.500 bp (Hidayani, 2009; Dewi, 2010). Pro ses PCR dilakukan dengan denat urasi pada suhu 94 ^o C selama 30 det ik, penempelan primer pada suhu 60 ^o C selama 30 det ik dan pemanjangan pada suhu 72 ^o C selama 1 me nit , se ban yak 3 5 siklus. Hasil PCR d ip isah kan d e ngan m e n g g u n a k a n e le k t r o fo r e s is p a d a g e l a g a r o s e (vivant is) 2,0% dalam larut an TAE 1 x selama 60 menit

  pada tegangan 60 volt. Sebanyak 4 µ L volume amplikon

  d im igrasikan p ad a ge l e le kt ro fo re sis. DNA d ib e ri pewarna gelred (

  biot ium ) 1 µg/mL, dan divisualisasi menggunakan t ransilluminat o r UV.

  Pertumbuhan dan Nilai Rasio Konversi Pakan (FCR) Ikan Lele Transgenik F ₃ .

  Pe n g u jia n p e r fo r m a p e r t u m b u h a n d a n r a s io konversi pakan ikan dilakukan pada ikan lele transgenik sat u ket urunan dan sebagai pembanding digunakan ikan no n-t ransgenik dengan umur yang sama. Ukuran ikan yan g d igu n akan m e m p u n yai b o b o t rat a-rat a 0,75± 0,03 g unt uk ikan t ransgenik dan 0,77± 0,04 g unt uk ikan no n-t ransgenik. Masing-masing sebanyak 25 ekor ikan t ransgenik dan non-transgenik dipelihara secara individu pada t oples, dimana t oples diisi dengan air sebanyak 10 L/per t o les. Ikan dipelihara di t o ples t e r s e b u t s e la m a t ig a b u la n d e n g a n k o n d is i p e m e lih a ra an yan g sa m a . To t a l vo lu m e a ir yan g digunakan dengan perbandingan 10 lit er unt uk 100 gram bo bo t ikan, selama pemeliharaan air diaerasi. Pemberian pakan dilakukan sebanyak dua kali sehari (pukul 08:00 dan 16:00) secara sat iasi menggunakan p akan ko m e rsial d en gan kan du n gan p ro t e in 30 %. Pe nguku ran bo b o t t u bu h d ilakukan set iap 10 hari s e la m a t ig a b u la n p e m e lih a r a a n . Pa d a a k h ir pemeliharaan dilakukan perhitungan pert umbuhan dan nilai rasio ko nversi pakan (FCR)= [(jumlah to t al pakan yang diko n sumsi): (bio massa akhir-bio massa awal)] (NRC, 1977).

  Pengukuran Kadar Hormon Pertumbuhan dan Insulin-Like Growth Factor I (IGF-I)

  Pe n g u k u r an ka d a r h o r m o n p e rt u m b u h an d an hormo n IGF-I dilakukan dengan menggunakan masing- masing 20 eko r ikan lele t ransgenik dan ikan lele non-t ransgenik sebagai pembanding. Kedua kelompo k ik a n ya n g d ig u n a k a n m e r u p a k a n ik a n h a s il p e m e lih ara an se la m a 3 b u lan p a d a u ji p e rfo r m a pertumbuhan dan nilai FCR .

  Semua sampel pada analisa in i d iu ji s e c a r a d u p lo . Se la n ju t n ya , d ila k u k a n p e n g a m b ila n d a r a h s e b a n ya k 1 m L d e n g a n menggunakan 26-

  gauge needle syringe

  punct ing caudal vessel

  hingga

  . Tahap be rikut n ya darah dise nt rifu gasi dengan kecepat an 5.000 rpm selama 3 menit dengan menggunakan alat

  microcent rifuge

  (

  Thermo Scient ific ).

  Bagian su pernat an b eru pa se ru m d arah digun akan se b agai sam p e l un t u k pe n gu kuran kad ar h o rm o n pertumbuhan dan ho rmo n IGF-I pada ikan lele dengan m e n g g u n a k a n m e t o d e ELISA (

  En zym e-l i n k ed immunosorbent assay

  ). Pen gu ku ran t ingkat ho rm o n pert umbuhan dengan menggunakan kit

  Fish Growt h hormone

  GH ELISA Kit (USCN LIFE, WUHAN EIAAB SCIENCE CO.,LTD) d an u n t u k p e n gu ku ran t ingkat ho rmo n IGF-I menggunakan kit IGF-I (DRG diagno s- t ic, USA), se s u ai d e n ga n p e t u n ju k p e n g gu n a an . Pembacaan masing-masing sampel dilakukan pada OD 450± 10 nm.

  Analisis Dat a

  Pad a pe n e lit ian in i an alisis d at a me n ggu n akan analisis deskriptif dan statistik kuant it at if. Dat a det eksi t ransgen pada ikan lele t ransgenik F ₃ dianalisis secara deskript if, sedangkan perbedaan signifikan ant ara ikan t r an sge n ik d an n o n -t ran sg e n ik u n t u k p a ram e t e r p e r fo r m a p e r t u m b u h a n , (FCR), k a d a r h o r m o n pertumbuhan dan IGF-I menggunakan analisis stat istik r e g r e s i d e n g a n SPPS ve r s i 1 6 d e n g a n s e la n g ke percayaan 9 5%. Analisis regre si dilakukan u nt uk melihat hubungan ko nsent rasi ho rmo n pert umbuhan dengan hormon IGF-I, hubungan hormo n pertumbuhan d en gan Pert u mb u han ikan dan h ub un gan h o rmo n

  mencapai total volume 25 µ L. Primer yang digunakan

  wat er free RNAse

  column

  g selama 1 menit .

  , disent rifugasi dengan ke ce p a t an 6 .0 0 0 x g s e la m a 1 m e n it . DNA ya n g mengikat pada

  column

  dicuci sebanyak dua kali dengan

  500 µL larutan wash buffer

  dan dise nt rifu gasi p ada 8.000 x

  g

  selama 3 menit (pencucian pert ama) dan 12.000 x

  g selama 3 menit unt uk pencucian kedua.

  DNA dilarutkan dengan menambahkan 200 µL elut ion buffer

  , dan disent rifugasi 8.000 x

  Kualit as dan kuan t it as gen o m DNA yang dipero leh dicek dengan menggunakan gel agaro se 1,5% dan alat Qub it 2 ,0 flu o ro m et ri (

  L DNA geno m dan dit ambahkan

  invit r ogen

  ) de n gan m e t o d e fluo ro m et rik.

  Amplifikasi gen PhGH pada Ikan Lele Transgenik F _{3 .}

  Det eksi t ransgen dilakukan pada DNA geno m hasil ekst raksi dengan PCR menggunakan kit M axima Hot

  St ar t Gr een PCR

  m a s t e r (

  Th er m o Sci en t i f i c

  ) d a n diamplifikasi dengan PCR mycycler (

  Biorad

  ). Kompo sisi bahan yang digunakan unt uk pro ses PCR adalah 12,5

  µL master kit PCR, 1 µL primer (10 pmol/µL), 2 µ

  IGF-I dengan pert umbuhan ikan

  Co p yrig ht @ 2 016, Ju rnal Riset Aku aku ltur, p -ISSN 1 907 -675 4, e-ISSN 250 2-65 34 Transmisi gen PhGH dan performa pertumbuhan ikan lele Afrika ..... (Huria Marnis) HASIL DAN BAHASAN Det eksi Transgen pada Ikan Lele Transgenik F ₃ Hasil deteksi transgen menunjukkan bahwa sampel

  Cc

  1,000 bp 2,000 bp

  M + 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (-) 2,000 bp

  2,000 bp 1,000 bp

  2,000 bp 1,000 bp

  and non- t ransgenic African cat fish used PCR met hod. (A) Lane 1-13= Sample of t ransgenic African cat fihs. (B) Lane 1-13= Sample of non-t r ansgenic. M indicat es a DNA marker (100-3,000 bp; Vivant is). (+ ) posit ive cont rol (pCcBA-PhGH). (-) negat ive cont rol. The expect ed size of t he amplified fragment of t ransgene is 1.500 bp

  )

  C. gariepinus

  (

  Figure 1. Det ect ion of t r ansgene in t ransgenic African cat fish F3

  GH; t anda (-) adalah ko nt ro l negat if, ukuran fragmen gen t ransgen 1.500 bp

  Ph

  BA-

  ) t ransgenik dan ikan le le n o n-t ran sgen ik dengan m enggunakan met o de PCR. (A) No mo r 1-1 3= sampel ikan lele t ransgenik; (B) No mo r 1-13= sampel ikan lele non-t ransgenik. M adalah marker DNA (100-3.000 bp, Vivant is); tanda (+ ) adalah ko nt rol po sit if p Co p yright @ 201 6, Jurn al Rise t Akuakult ur, p -ISSN 19 07-6 754 , e -ISSN 2 502 -653 4 Jurnal Riset Akuakult ur, 11 (3), 2016, 225-234

  ikan lele (

  C. gariepinus

  GH ikan lele Afrika F ₃ (

  Ph

  Gambar 1. Det eksi t ransgen

  . (1994), t ransgen dapat t erint egrasi pada sel so mat ik dan sel germinal, t et api transgen yang terintegrasi pada sel germinal akan dapat dit ransmisikan pada generasi berikut nya.

  et al

  ., 20 14a) d an t ransmisi founder F ke F ₁ sebesar 38,22% (Marnis et al . , 2 0 1 4 b ). Tr an sm isi t ran sg e n d a ri ge n e ras i ke generasi semakin menurun. Hal ini mengindikasikan bahwa t ransgen t idak t erint egrasi pada kro mo so m, m e lain kan seb agian t ran sge n b e rad a p ad a e kst ra kro mo so m. Menurut Lin

  et al

  Transmisi t ransgen dari induk F ₂ ke F ₃ (9,4%) ini lebih rendah jika dibandingkan t ransmisi t ransgen dari F ₁ ke F ₂ se besar 1 8,8 5% (Marnis

  Tin g gin ya t ra n s m isi t r an sg e n p a d a in d u k ja n t an dibandingkan pada induk betina, diduga pengaruh dari awal p e m be n t u kan ikan t ran sgen ik m en ggun akan met o de elekt ro porasi sperma, tet api perlu kajian lebih lanjut .

  Transmisi t ransgen dari ind uk F ₂ ke F ₃ b erkisar 0%-75% dengan rat a-rat a t o t al t ransmisi sebesar 9,4% dari 56 pasang induk yang dianalisis. Pada induk bet ina menghasilkan t ransmisi berkisar 0-30% dengan rat a- rat a t ransmisi sebesar 2,8%; yang po sit if membawa t ransgen hanya 4 eko r, dan sisanya sebanyak 26 eko r ne gat if dari 30 e ko r yang diuji. Pada in duk jant an berkisar 0-75% rat a-rat a t ransmisi sebesar 17,1; yang po sit if membawa t ransgen 12 eko r, dan sisanya 14 eko r negat if dari 26 eko r yang didet eksi (Tabel 1).

  ) t ransgenik F ₃ yang digunakan p ad a p e n g u jia n in i t e r d e t e ks i p o sit if m e m b aw a t ransgen dengan ukuran fragmen gen sebesar 1.500 bp dan sampel ikan no n -t ran sgenik (ko nt ro l) t idak t erdet eksi t ransgen (Gambar 1).

  C. gariepinus

  1,000 bp M (+ ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (-)

  Per form a Pertum buhan Ikan Lele Transgenik F ₃ Hasil penelit ian menunjukkan bahwa pert umbuhan

  bo b o t po pulasi ikan lele t ransgenik F ₃ le bih t inggi 51,26% dibandingkan dengan ikan lele no n-t ransgenik (P< 0,05). Bo bo t po pulasi ikan t ransgenik mencapai 484± 60,3 g, sedangkan bo bo t ikan no n-t ransgenik sebesar 319,98± 65,3 g (Gambar 2). Hasil penelit ian ini menu njukkan bahwa gen ho rmo n pert umbuhan ikan pat in siam yang diint ro duksikan pada ikan lele d a p a t m e m p e r c e p a t m e t a b o lis m e s e h in g g a meningkat kan pert umbuhan ikan lele. Hasil penelit ian yang sama juga dilapo rkan o leh DeLiang Co p yrig ht @ 2 016, Ju rnal Riset Aku aku ltur, p -ISSN 1 907 -675 4, e-ISSN 250 2-65 34 Transmisi gen PhGH dan performa pertumbuhan ikan lele Afrika ..... (Huria Marnis) et al

  et al

  . (2007) bahwa pada ikan mas t ransgenik t erjadi peningkat an p e r t u m b u h an m e n cap a i 1 ,4 -1 ,9 ka li le b ih ce p a t dibandingkan dengan no n-t ransgenik. Pada ikan

  Labeo rohit a

  t ransgenik, pert umbuhannya 4,5-5,8 kali lipat lebih cepat dibandingkan no n-t ransgenik (Thayanit hy Table 1. Transmisi t ransgen Ph GH pada ikan lele Afrika t ransgenik F ₃ .

  Table 1. Transmission of t ransgene in t ransgenic African cat fish F ₃ .

  Kode tagging i nduk bet ina F-2

  Tang code of female br oodsctock F-2 Transm isi t ransgen

  Tr ansmission of transgene (%) Kode tagging induk jant an F-2

  Tang code of m ale broodsctock F-2 Transm i si t ransgen

  Transm ission of tr ansgene (%)

  

4 46 0 0 (0 /2 0 ) 4 8 3 7 0 (0 /2 0 )

1 12 0 0 (0 /2 0 ) 4 4 6 9 0 (0 /2 0 )

4 76 1 0 (0 /2 0 ) 4 4 7 9 0 (0 /2 0 )

1 23 1 0 (0 /2 0 ) 1 1 6 4 0 (0 /2 0 )

1 13 9 0 (0 /2 0 ) 1 1 4 6 0 (0 /2 0 )

1 17 2 0 (0 /2 0 ) 4 4 5 8 2 0 (4 /20 )

4 85 4 0 (0 /2 0 ) 4 8 5 9 4 0 (8 /20 )

4 46 1 0 (0 /2 0 ) 4 8 1 7 4 0 (8 /20 )

4 82 5 0 (0 /2 0 ) 1 1 5 9 2 0 (4 /20 )

1 20 4 0 (0 /2 0 ) 4 4 5 8 2 0 (4 /20 )

4 77 0 3 0 (6/2 0) 4 8 5 9 4 0 (8 /20 )

4 77 4 0 (0 /2 0 ) 4 4 6 6 0 (0 /2 0 )

1 85 1 0 (0 /2 0 ) 1 8 4 7 0 (0 /2 0 )

1 15 7 0 (0 /2 0 ) 1 2 3 5 2 0 (4 /20 )

4 46 3 5 (1 /2 0 ) 4 8 0 3 0 (0 /2 0 )

4 83 9 2 5 (5/2 0) 1 7 4 0 0 (0 /2 0 )

4 83 4 0 (0 /2 0 ) 1 2 2 1 4 0 (8 /20 )

1 20 2 0 (0 /2 0 ) 1 7 5 2 0 (0 /2 0 )

1 23 1 0 (0 /2 0 ) 4 4 6 8 0 (0 /2 0 )

4 85 4 0 (0 /2 0 ) 4 4 5 0 3 0 (6 /20 )

1 21 0 0 (0 /2 0 ) 4 4 5 7 0 (0 /2 0 )

1 15 2 0 (0 /2 0 ) 4 4 5 0 0 (0 /2 0 )

4 74 9 1 5 (3/2 0) 4 4 4 4 3 0 (6 /20 )

4 76 3 0 (0 /2 0 ) 4 4 6 8 0 (0 /2 0 )

1 85 7 0 (0 /2 0 ) 1 7 2 5 75 (1 5 /2 0 )

4 75 9 0 (0 /2 0 ) 1 1 5 9 2 0 (4/2 0)

4 46 2 0 (0 /2 0 ) 1 15 4 0 (0 /2 0 ) 1 21 9 0 (0 /2 0 ) 1 25 0 0 (0 /2 0 )

  Rata-rata Average

  2 .8 (1 7 /6 0 0) 1 7.1 (8 9 /5 2 0 ) Rata-r ata total Tot al of average

  9 .4 (1 0 6/1 12 0 )

  ., 2004). Pert umbuhan yang cepat 2-3 kali lipat t e rjad i p ad a ikan salmo n t ran sge nik (De vlin

  3.00

  60

  70

  80

  90 B o b o t b a d a n ( B o d y w ei g h t ) (g )

  Hari ( Days ) Transgenik ( Trangenic )

  Tidak transgenik ( Non trangenic )

  0.00

  1.00

  2.00

  4.00

  40

  5.00

  6.00

  7.00

  8.00

  9.00 K

  o n se n tr a si h o rm o n p e rt u m b u h a n

  C o n ce n tr a ti o n o f g ro w th h o rm o n e (n g /m L )

  Transgenik

  

Trangenic

  No n t ransgenik

  50

  30

  et al

  GH (bar merupakan st andar deviasi unt uk 25 eko r ikan (n= 25))

  ., 2004). Ha sil p e n e lit ia n in i le b ih r e n d ah d ar i F ₂ yan g m e miliki p ert u m bu h an 7 5 % d ib an d ingkan ko n t ro l

  (Marnis et al ., 2014a) dan perfo rma pert umbuhan F ₁ sebesar 53% lebih t inggi dibanding ko nt ro l (Marnis

  et al

  ., 2013). Perfo rma pert umbuhan ikan lele transgenik tiap generasi cenderung menurun dibandingkan dengan generasi sebelumnya. Penurunan perfo rma ikan lele t ransge n ik t iap ge n erasi d idu ga d iakib at kan o le h pe nu ru nan t ran sm isi t ransge n. Hasil pe ne lit ian ini berbeda d engan yang dilap o rkan o leh Devlin

  et al .

  (2004), ukuran t ubuh pada ikan t ransgenik t idak selalu Gambar 2. Pert umbuhan ikan lele Afrika t ransgenik F ₃ yang membawa yang membawa ko nst ruksi gen p

  Cc

  BA-

  Ph

  Figure 2 Growt h of African cat fish t ransgeni F ₃ cont aining

  20

  p

  Cc

  BA-

  Ph

  GH

  gene const r act ed. Ver t ical bar s represent st andard devi at ion for 25 fCopyright @ 2016, Jurnal Riset Akuakultur (JRA), p-ISSN 1907-6754, e-ISSN 2502-6534 ishes (n= 25)

  Gambar 3. An alisis kuant it at if h o rmo n pe rt um buhan (GH) p ada seru m ikan lele Afrika t ransgenik dan no n-t ransgenik. Bar merupakan st randar deviasi (n= 20 eko r ikan) secara duplo

Figure 3. Quant it at ive analysis of growt h hormone (GH) in serum of t ransgenic African cat fish.

  Vert ival bar represent ed st andard deviat ion (n= 20 fishes) in duplicat e sample

  100 200 300 400 500 600 700 800

  10

  Non t rangenic

  d ib a n d in g k a n d e n g a n ik a n le le n o n -t r a n s g e n ik (5 ,3 8 ± 0 ,6 3 n g/m L) (P< 0 ,0 5 ) (Gam b ar 4 ). Hal in i d ise b a b kan o le h ke b e rad aan ge n

  et al

  et al

  . (2004), ho rmon pertumbuhan secara t idak langsung akan mempengaruhi konsent rasi ho rm o n IGF-I.

  Tingginya ko nsent rasi ho rmo n pert umbuhan dan ho rmo n IGF-I akan menyebabkan pert umbuhan yang cepat , mo t ivasi makan dan efisiensi pakan yang t inggi pada ikan lele t ransgenik. Menurut Higgs et al . (2009) bahwa ho rmo n p ert umb uhan d an IGF-I mem ban t u me mpe rcepat m et abo lisme karbo hid rat dan lem ak menjadi energi sehingga mempercepat pert umbuhan pada ikan. Hasil penelit ian yang sama juga dilapo rkan pada ikan salmo n Co ho t ransgenik yang mempunyai p e r t u m b u h a n ya n g le b ih c e p a t d e n g a n p r o fil ko nsent rasi ho rmo n pert umbuhan dan ho rmo n IGF-I yan g le b ih t in ggi jika d ib an d in gkan d e n gan ikan salmo n Co ho no n-t ransgenik (Raven

  et al ., 2008).

  ho rmo n pert umbuhan (5,67± 2,65 ng/mL) yang lebih t in g g i jik a d ib an d in gk a n d e n g an ika n le le n o n - t ransgenik (3,00± 1,41 ng/mL) (P< 0,05) (Gambar 3). Selain mempunyai ho rmo n pert umbuhan yang lebih t inggi, ikan lele t ransgenik juga memiliki kandungan h o r m o n IGF-I (6 , 6 3 ± 0 , 1 1 n g /m L) le b ih t in g g i

  I Ika n le le t r a n s g e n ik m e m p u n ya i ko n s e n t r as i

  Profil Hormon Pert umbuhan dan Insulin-Like Growth Factor

  . (2 0 0 5 ) m e la p o r kan b a h w a h o rm o n IGF-I e r at kait annya dengan efisiensi pakan.

  et al

  ., 2004). Efisiensi pakan p akan ikan lele t ransgen ik diseb abkan o leh kandungan ho rmo n GH dan IGF-I yang t inggi. Kim

  (Thayanit hy

  Ph

  Labeo rohit a

  , 2007), dan ikan

  et al.

  ., 2014b). Hasil penelit ian yang sama juga dilapo rkan pada ikan nila t ransgenik (Ko bayashi

  et al

  (P< 0,05 ). Hasil pene lit ian in i hampir sama den gan po pulasi ikan lele t ransgenik F ₂ yang memiliki nilai rasio ko nversi pakan sebesar 0,86 ± 0,06 (Marnis

  ko nversi pakan ikan lele t ransgenik F ₃ sebesar 0,89 sedangkan no n-t ransgenik 1,30. Hal ini menunjukkan bahwa efisiensi pakan ikan lele t ransgenik F ₃ le bih t in g gi d ib an d in gkan d e n gan ikan n o n -t ran sg e n ik

  Rasio konversi pakan ikan lele transgenik F ₃ Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai rasio

  b e r ko re la si p o s it if d e n g an ju m lah t ra n s ge n d a n t ransmisi t ransgen.

  Has il p e n e lit ian m e n u n ju kkan b ah w a h o r m o n pertumbuhan berkorelasi posit if dengan pert umbuhan ik a n le le t ra n s g e n ik (r ² = 0 ,8 7 ), s e la in h o r m o n pert umbuhan, ho rmo n IGF-I juga berko relasi po sit if dengan pert umbuhan ikan lele t ransgenik (r ² = 0,89). Selanjut nya ho rmo n pert umbuhan memililki ko relasi po sit if dengan ho rmo n IGF-I sebesar (r ² = 0,95). Dyer

  GH at au ge n hormo n pert umbuhan eksogen yang ada pada ikan lele t r a n s g e n ik . Ko n s e n t r a s i h o r m o n p e r t u m b u h a n berbanding lurus dengan ko nsent rasi ho rmo n IGF-I. Menurut Björnsso n

9.00 K

• 1

  6.00

  Non t rangenic

  Non t ransgenik

  Trangenic

  Transgenik

  (n g /m L )

  IG F

  C o n se n tr a ti o n o f

  I G F

  o n se n tr a si h o rm o n

  8.00

  7.00

  5.00

• -1 h o rm o n e

   in ser um of t ransgenic African cat fish. Vert ical bar represent ed st andard deviat ion (n= 20 fishes) in duplicat e sample

  4.00

  3.00

  2.00

  1.00

  0.00

  Co p yright @ 201 6, Jurn al Rise t Akuakult ur, p -ISSN 19 07-6 754 , e -ISSN 2 502 -653 4 Jurnal Riset Akuakult ur, 11 (3), 2016, 225-234

  Gambar 4. Analisis kuant it at if ho rmo n

  insulin-like growt h fact or

  1 (IGF-I) pada serum ikan lele Afrika t ransgenik dan no n-t ransgenik. Bar merupakan st randar deviasi (n= 20 eko r ikan) secara duplo

  Figure 4. Quant it at ive analysis of insulin-like growt h fact or

  1 (IGF-I)

  10

  6

  C o n ce n tr a ti o n o f g ro w th h o rm o n e

  o n se n tr a si h o rm o n p e rt u m b u h a n

  6.90

  6.80

  6.70

  6.60

  6.50

  6.40

  14

  12

  10

  8

  4

  2

  2

  4

  6

  8

  12

  14

  0.05

  0.1

  0.15

  0.2 K o n se n tr a si h o rm o n p e rt u m b u h a n

  C o n ce n tr a ti o n o f g ro w th h o rm o n e

  (n g /m L

  (n g /m L )

7.00 K

  Konsent rasi hormon IGF-1 Consent rat ion of IGF-1 hormone (ng/mL ) y = 118.01x - 10.476 R² = 0.8749

  Bobot ikan ( Fish weight ) (g) y = 0.1874x - 1.1053 R² = 0.9522

  0.2

  0.18

• 1

  Gambar 5. Hubungan ant ara ko nsent rasi ho rmo n pert umbuhan dengan pert umbuhan (A), hubungan ant ara ko nsent rasi ho rmo n IGF-I dengan pert umbuhan transgenik (B) dan hubungan ant ara ko nsentrasi h o rm o n IGF-I d e n gan h o rm o n p e rt u m b u han (C) p ad a ikan lele Afrika (

  Clarias gariepinus

  Bobot ikan ( Fish weight ) ()

  (n g /m L

  IG F

  C o n se n tr a ti o n o f

  I G F

  7.00 K o n se n tr a si h o rm o n

  6.90

  6.80

  6.70

  

6.60

  6.50

  6.40

  ) t ransgenik

  0.16

• -1 h o rm o n e

KESIM PULAN

  Co p yrig ht @ 2 016, Ju rnal Riset Aku aku ltur, p -ISSN 1 907 -675 4, e-ISSN 250 2-65 34 Transmisi gen PhGH dan performa pertumbuhan ikan lele Afrika ..... (Huria Marnis) et al.

  UCAPAN TERIM A KASIH Penelit ian ini dibiayai o leh APBN melalui DIPA No .

  Gen Ph GH dapat t erdet eksi pada ikan lele Afrika t ransgenik F ₃ ukuran fragmen gen sebesar 1.500 bp. Transmisi t ransgen dari F ₂ ke F ₃ sebesar 0-75% dengan rat a-rat a t ransmisi sebesar 9,4%. Ikan lele t ransgenik mempunyai perfo rma pertumbuhan 51,26% lebih t inggi dibandingkan ikan lele no n-t ransgenik, efisiensi pakan, ko nsent rasi ho rmo n pert umbuhan dan ho rmo n IGF-I yang lebih t inggi dibandingkan populasi ikan lele no n- t r a n s g e n ik . Tin g g in ya k o n s e n t r a s i h o r m o n p e rt u m b u h a n d a n h o rm o n IGF-I d a p a t m e wa kili p e rfo rm a p ert u m b u h an d an efisie n si p e n ggun aan pakan pada ikan lele t ransgenik.

  IGF-I dan ho rmo n pert umbuhan yang t inggi. Hal ini m e m b u k t ik a n b a h w a k o n s e n t r a s i h o r m o n p e rt u m b u h an d an IGF-I d ap at d igu n akan se b agai indikat o r pert umbuhan pada ikan.

  IGF-I berko relasi po sit if dengan pert umbuhan pada ikan salmo n At lant ik (r ² = 0,67) dan ikan barramundi (r ² = 0 ,65 ). Ho rm o n IGF-I ju ga b e rko re lasi p o sit if dengan ko nsent rasi pro t ein (r ² = 0,5 9) (Gambar 5). Silverst ein et al . (2000) juga menyat akan bahwa ikan yang t umbuh cepat mempunyai ko nsent rasi ho rmo n

  (2004) melapo rkan bahwa ko nsent rasi ho rmo n

  032.11.2.660052/2015 pada Balai Penelitian Pemuliaan Ikan (BPPI), Su kaman di. Te rim a kasih disam paikan kepada mahasiswa yang telah terlibat Sultan Akbar dan Fer y Jaksen Siho t ang dan semua t eknisi yang t erlibat

  0.14

  0.02

  0.04

  0.06

  0.08

  0.1

  

Figure 5. The relat ionship bet ween t he concent rat ion of growt h hormone wit h growt h (A), t he relat ionship be-

t ween t he concent rat ion of IGF-I hormone wit h growt h (B) and t he relat ionship bet ween t he concent ra- t ion of growt h hormone wit h concent rat ion of IGF-I hormone (C) in t ransgenic African cat fish (Clarias gariepinus) y = 22.922x - 146.31 R² = 0.8955

  0.12 Co p yright @ 201 6, Jurn al Rise t Akuakult ur, p -ISSN 19 07-6 754 , e -ISSN 2 502 -653 4 Jurnal Riset Akuakult ur, 11 (3), 2016, 225-234

  dalam kegiat an penelit ian ini, Puji Sumargo no , Ilma Lizandri,dan Maya Febriana Pangest ika.

  Marnis, H., Iswant o , B., Suprapt o , R., Imro n, & Dewi, R.R.S.P.S. (2 0 1 3 ). Pe m b e n t u kan d a n e va lu a s i p e r fo r m a ik an le le Afr ika ( Clar i as gar iepinus ) t ransgenik F-1. Lap o ran Tekn is Hasil Penelit ian Balai Penelit ian Pemuliaan Ikan Tahun 2013. Badan Pe n e lit ia n d a n Pe n g e m b a n ga n Ke la u t an d a n Perikanan, 25 hlm.

  Hidayani, A.A. (2009).

  Efekt ivitas promot or ß-akt in dalam mengarahkan ekspresi gen t arget pada t ransgenesis ikan mas (Cyprinus carpio) . Thesis, 35 hlm.

  Ken Overt urf. (20 09). M olecular Research in Aquacul-

  t ure . (p. 222–233). Ho bo ken, NJ: Wiley-Blackwell.

  Kim, W.K., Kim, M.H., Seo , D.S., Lee, C.Y, Suk. & Ko , Y. (2 0 0 5 ). Asso ciat ed b e t we e n fe e d e fficie ncy, Bo dy gro wt h and serum insuline-like gro wt h fac- t o r-I level fo r ko rean nat ive o go l chickens. Asian- Aust . Journal Animal Science , 18(4), 532-537. Kirpichniko v, V.S. (1999).

  Genet ics and breeding of Com- mon carp . INRA edit io ns, Paris.

  Ko b aya sh i, S.I., Alim u d d in , Mo rit a, T., En d o , M., Takeuchi, T., & Yo shizaki, G. (200 7). Transge nic Nile t ilapia ( Oreochromis nilot icus ) o ver expressing gro wt h ho rmo ne sho w reduced ammo nia excre- t io n.

  Aquacult ure , 270, 427–435.

  Lin, S., Yang, S., & Ho pkins, N. (1994). lacZ expres- sio n in germline t ransgenic zebrafish Can be de- t ect ed in living embr yo s.

  Dev. Biol ., 161, 77-83.

  Marnis, H., Iswant o , B., Suprapt o , R., Imro n, & Dewi, R. R.S.P.S. (2 0 1 4 a ). Tr a n s m is i, e k s p re s i, d a n dist ribusi gen ho rm o n pert umbu han ikan pat in siam p ad a ikan le le Afrika (

  kisut ch ) (Walbaum).

  Clar i as gar iepinus

  ) t ransgenik F-2. Jurnal Riset Akuakult ur , 9(2), 179- 190. Marnis, H., Iswant o , B., Suprapt o , R., Imro n, & Dewi,

  R.R.S.P.S. (2014b ). De t ect io n, t ransmissio n, and expressio n cDNA gro wt h ho rmo ne gene (

  Ph

  GH) o f st ripped cat fish in F-1 t ransgenic African cat - fish. Indonesia Aquacult ure Journal , 9(2), 89-95. Marnis, H., Iswant o , B., Suprapt o , R., Imro n, & Dewi,

  R.R.S.P.S. (2015). Perfo rma dan sigo sit as ikan lele (

  Cl ar i a s g a r i ep i nu s

  ) t r a n s g e n ik F2 ya n g mengandung gen ho rmo n pertumbuhan ikan patin siam (

  Pangasianodon hypopht almus ).

  Jur nal Riset Akuakult ur , 10(2), 161-168.

  Nat io n al Reseacrh Co un cil (NRC). (1 97 7). Nu t rie nt Requirements of warmwater fishes. Natio nal Acad- emy o f Science. Washingt o n D.C., 78 pp.

  Aquacult ure, 286, 127–137.

  J., Biag i, C., Ro ws h an d e li, M. & De vlin , R.H., (2009). Influence o f dietar y concent rat io ns o f pro - t ein, lipid and carbo hydrat e o n gro wt h, pro t ein an d en ergy u t ilizat io n , bo dy co m po sit io n , an d plasma t it res o f gro wt h ho rmo ne and insulin-like gro wt h fact o r-I in n o n -t ran sge n ic an d gro wt h ho rmo ne t ransgenic Co ho salmo n ( Oncorhynchus

  DAFTAR ACUAN

  ., 41(3), 303-310. DeLiang, L., Cui Zhang, F., Wei, H., Shan, Z., Taping,

  Abrahams, M.V., & Sut t erlin, A. (1999). The fo raging and ant i-predat o r behavio ur o f gro wt h enhanced t ransge nic At lant ic salmo n.

  J. Anim. Behav

  ., 5 8, 933-942. Bjö r n s s o n , B. Th . , Jo h a n s s o n , V. , Be n e d e t , S. ,

  Ein arsd o t t ir, I.E., Hild ah l, J., Agu s t sso n , T., & Jö nsso n, E. (2004). Gro wt h ho rmo ne endo crino l- o gy o f salmo n id s: regu lat o r y m e ch anisms an d m o d e o f a ct io n . Fis h Ph ys io l. Bio c h e m . In : Pliset skaya, E.M. (Ed.), Special Issue: Fish Gro wt h and Met ab o lism .

  Envir onment al, Nut rit ional and Hormonal regulat ion,

  27, 227–242. Cheng, C.A., Lu, K.L., Lau, E.L., Yang, T.Y., Lee, C.Y.,

  Wu, J.L., & Chang, C.Y. (2002). Gro wt h pro mo t io n in ayu (

  Plecoglossus alt ivelis

  ) by gene t ransfer o f t he rainbo w t ro ut gro wt h ho rmo ne gene.