Abstrak
Kalpastatin terlibat dalam beragam proses fisiologik dalam tubuh ternak seperti pengaturan turn over protein, dan pertumbuhan, fusi dan migrasi mioblast. Diduga keragaman gen kalpastatin (CAST) mempunyai hubungan dengan pertumbuhan dan potensial digunakan sebagai kandidat gen untuk sifat pertumbuhan. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi hubungan antara keragaman genetik gen CAST yang telah diketahui dengan beberapa sifat pertumbuhan seperti ukuran tubuh (morfometrik), bobot badan, serta pertambahan bobot badan harian pada domba. Sebanyak 157 ekor Domba Ekor Tipis (DET) dikelompokkan berdasarkan genotipe gen CAST dan dipelihara selama tiga bulan dan diukur parameter pertumbuhannya seperti bobot badan, PBB harian serta ukuran morfometriknya. Hasil menunjukkan bahwa tidak terdapat hubungan variasi gen CAST terhadap bobot badan maupun morfometrik pada domba yang diamati, namun variasi gen tersebut berhubungan dengan pertambahan bobot badan harian (PBB harian). CAST-23 dan CAST-33 mempunyai rataan PBB harian yang lebih tinggi dibanding genotipe lainnya. Genotipe CAST-23 dan CAST-33 yang membawa alel CAST-2 dan CAST-3, diduga memiliki hubungan dengan performa pertumbuhan dan potensial untuk digunakan dalam seleksi sifat domba cepat tumbuh.
Abstract
Calpastatin involved in various physiological process ie. protein turn over, muscle growth, fusion and myoblast migration. Hence, CAST polymorphism hypotetically have an association with animal growth and potentially used as candidate gene for growth traits. The objectives of this research were to identify any association between CAST polymorphisms with growth trait in sheep especially body weight, body linear measurement, and daily gain. In total 157 heads of Thin Tail sheep (TTS) were genotyped and classified based on their CAST genotype. The sheep were raised in fattening management for three months and measured for body weight, body linear measurement and daily gain. There was no association between CAST polymorphisms with body weight and body linear measurement, but a significant association were found between CAST variation and daily gain. The CAST-23 and CAST-33 genotypes had higher daily gain compared to other genotypes. The CAST-23 and CAST-33 genotypes that brought CAST-2 and CAST-3 alleles may have association with growth trait and could be potential used for fast growth trait selection.
Pendahuluan
Salah satu kendala dalam pengembangan domba lokal adalah performa pertumbuhan yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan domba-domba eksotik (imported breed) lainnya. Beberapa kelemahan yang perlu diperhatikan secara serius antara lain bobot potong dan pertambahan bobot badan harian yang masih rendah dengan variasi yang cukup tinggi (54 – 174 g/ekor/hari) (Yamin et al. 2009).
Kalpastatin terlibat dalam beragam proses fisiologik dalam tubuh ternak seperti pengaturan turn over protein, dan pertumbuhan (Goll et al. 2003), fusi (Temm-Grove et al. 1999) dan migrasi mioblast (Dedieu et al. 2003). Berdasarkan penelitian sebelumnya diketahui bahwa gen kalpastatin (CAST) pada domba lokal memiliki keragaman yang cukup tinggi. Terdapat enam macam genotipe gen CAST yang diidentifikasi pada populasi domba lokal yakni CAST- 11, CAST-12, CAST-22, CAST-13, CAST-23 dan CAST-33. Kelompok domba lokal yang memiliki tingkat keragaman yang tinggi adalah kelompok Domba Ekor Tipis (DET) yang berasal dari subpopulasi Sukabumi, Jonggol dan Kissar dengan ditemukannya tiga macam alel dalam populasi (CAST-1, CAST-2 dan CAST-3), sementara populasi di Domba Ekor Gemuk (DEG) dan Priangan hanya ditemukan dua macam alel (CAST-1 dan CAST-2).
Diduga keragaman gen kalpastatin (CAST) mempunyai hubungan dengan pertumbuhan dan potensial digunakan sebagai kandidat gen untuk sifat pertumbuhan pada ternak. Berdasarkan hal tersebut, dibutuhkan informasi lebih lanjut terkait hubungan keragaman tersebut dengan sifat pertumbuhan pada domba lokal.
Pertumbuhan ternak utamanya pertumbuhan otot sangat terkait dengan proses sintesa dan degradasi protein, dan proses ini dapat mempengaruhi kualitas daging dan karkas pada ternak. Penelitian pada tahap ini bertujuan untuk mengidentifikasi hubungan antara keragaman genetik gen CAST yang telah diketahui dengan beberapa sifat pertumbuhan seperti ukuran tubuh (morfometrik), bobot badan, serta pertambahan bobot badan harian pada domba DET yang dipelihara secara intensif.
Bahan dan Metode
Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan mulai bulan Juni - Desember 2010. Penelitian dilaksanakan di peternakan penggemukan domba Tawakkal Farm desa Cimande Kabupaten Bogor.
Materi dan Manajemen Pemeliharaan Ternak
Materi penelitian pada tahap ini menggunakan 157 ekor Domba Ekor Tipis (DET) yang dipelihara secara intensif untuk tujuan penggemukan dalam kondisi pemeliharaan dan lingkungan yang seragam. Keseluruhan domba yang digunakan berjenis kelamin jantan dengan kisaran umur antara I0 (umur <12 bulan) dan I1 (umur >12 bulan). Domba-domba tersebut kemudian ditentukan genotipenya berdasarkan metode yang dilakukan pada penelitian pertama dan selanjutnya diukur sifat pertumbuhannya.
Parameter sifat pertumbuhan yang diukur antara lain : pertambahan bobot badan (PBBh) (g/ekor/hari), bobot badan (kg), panjang badan (cm), lingkar dada (cm), tinggi badan (cm). Ternak dipelihara selama 3 bulan dan pertambahan bobot badan diukur setiap bulan.
Analisis Statistik
Hubungan keragaman gen CAST dengan sifat pertumbuhan dianalisis dengan uji t dengan model persamaan statistik sebagai berikut :
Keterangan :
= rataan sifat dari genotipe 1 dan genotipe 2 n1 dan n2 = jumlah individu genotipe 1 dan 2
Data sifat pertumbuhan dikoreksi terlebih dahulu dengan menggunakan persamaan statistik sebagai berikut :
Keterangan :
Xi koreksi = nilai sifat setelah dikoreksi berdasarkan umur
standar = rataan sifat populasi standar pengamatan = rataan sifat populasi pengamatan
Xi pengamatan = nilai sifat sebelum dikoreksi berdasarkan umur
Hasil dan Pembahasan
Sebaran genotipe gen kalpastatin (CAST) yang diperoleh pada populasi domba DET yang digunakan terdapat pada Tabel 4. Genotipe yang umum diperoleh pada penelitian ini adalah CAST-11, CAST-12 dan CAST-22, sedangkan genotipe CAST-13, CAST-23 dan CAST-33 cenderung jumlahnya lebih sedikit (langka) dalam populasi DET yang digunakan. Namun sebaran genotipe tersebut menunjukkan bahwa keragaman gen CAST dalam populasi DET yang digunakan cukup tinggi.
Tabel 4 Sebaran genotipe gen CAST domba Ekor Tipis (DET)
Genotipe Jumlah Individu Sampel
CAST-11 54 CAST-12 48 CAST-13 9 CAST-22 31 CAST-23 12 CAST-33 3 Total Sampel 157
Penampilan pertumbuhan seperti bobot badan, pertambahan bobot badan harian (PBB harian), serta ukuran tubuh ternak adalah parameter pertumbuhan yang sering digunakan untuk mengukur penampilan pertumbuhan pada ternak (Otoikhian et al. 2008; Yamin et al. 2009). Nilai rataan bobot badan serta pertambahan bobot badan yang diperoleh berada dalam kisaran yang sama dengan yang diperoleh oleh Yamin et al. (2009). Tidak ada perbedaan yang nyata di antara genotipe yang berbeda pada parameter bobot badan, serta ukuran morfometrik (lingkar dada, panjang badan dan tinggi badan). Hasil yang sama dilaporkan oleh Sutikno et al. (2011) pada domba DET di UP3J Jonggol, namun berbeda dengan yang dilaporkan oleh Sumantri et al. (2008) yang diidentifikasi pada enam populasi domba lokal di Indonesia. Demikian pula dengan yang dilaporkan oleh Nassiry et al. (2006) yang melaporkan adanya hubungan variasi genotipe gen CAST dengan bobot badan pada domba Kurdi, namun tidak berpengaruh pada sifat pertumbuhan saat disapih sampai umur enam bulan, pertumbuhan enam sampai sembilan bulan serta enam bulan sampai umur satu tahun.
Tabel 5 Rataan bobot badan, PBBh dan karakteristik morfometrik domba Ekor Tipis (DET) berdasarkan genotipe gen CAST
Karakteristik Genotipe CAST-11 n=54 CAST-12 n=48 CAST-13 n=9 CAST-22 n=31 CAST-23 n=12 CAST-33 n=3 ±SD ±SD ±SD ±SD ±SD ±SD Bobot Badan Awal (kg) 21.93a±2.91 23.09a±3.28 23.43a±4.96 21.79a±3.39 22.00a±3.28 20.73a±4.09 Bobot Badan Akhir (kg) 26.41a±3.01 27.41a±3.81 26.87a±5.54 26.64a±3.72 27.76a±3.17 27.12a±4.91 PBBh (gr/ekor/hr) 75.05a±33.29 72.13a±34.28 57.24a±30.48 81.35ab±36.58 97.44b±25.55 108.66b±38.41 Morfometrik LD (cm) 69.01a±4.08 70.05a±4.66 69.88a±5.42 68.58a±4.56 68.83a±3.42 68.46a±3.36 PB (cm) 60.96a±3.50 61.93a±3.31 61.33a±4.74 62.04a±4.20 63.00a±5.64 61.50a±4.50 TB (cm) 58.67a±4.05 59.79a±3.56 58.67a±3.67 60.05a±3.57 60.51a±3.08 61.06a±2.50
Rataan yang diikuti huruf berbeda pada baris yang sama menunjukkan perbedaan nyata pada taraf 5% (P<0.05). PBBh = pertambahan bobot badan harian, LD = lingkar dada, PB = panjang badan, TB = tinggi badan
Rataan parameter pertambahan bobot badan harian (PBBh) di antara genotipe menunjukkan perbedaan yang nyata (P<0.05), PBBh genotipe CAST-23 dan CAST-33 nyata lebih tinggi dibandingkan CAST-11, CAST-12 dan CAST-13 namun tidak berbeda dengan CAST-22. Hasil yang diperoleh berbeda dengan Byun et al. (2008) yang melaporkan tidak adanya hubungan antara variasi genotipe gen CAST dengan sifat pertumbuhan sampai sapih pada domba, namun berpengaruh terhadap sifat bobot lahir.
Hubungan positif keragaman gen CAST terhadap perbedaan pertambahan bobot badan harian pada domba lokal menunjukkan bahwa alel gen CAST khususnya alel CAST-2 dan CAST-3 atau kombinasinya (genotipe CAST-23) kemungkinan potensial untuk digunakan sebagai marker seleksi guna mendapatkan domba yang cepat tumbuh, yang implikasinya pada usaha penggemukan domba adalah peningkatan efisiensi usaha yang berasal dari margin pertumbuhan domba yang lebih cepat dengan lama penggemukan yang relatif lebih singkat untuk menghasilkan domba dengan bobot akhir (bobot potong) yang sama.
Laju dan tingkat pertumbuhan otot rangka sangat tergantung pada beberapa faktor antara lain laju sintesa dan degradasi protein otot, serta ukuran dan jumlah sel-sel otot. Aktivitas kalpain dibutuhkan dalam proses fusi mioblas dan proliferasi untuk pertumbuhan sel (Kuryl et al. 2003). Sistem kalpain juga dapat mempengaruhi jumlah serabut sel otot pada ternak dengan mempengaruhi laju proliferasi dan memodulasi fusi mioblas. Sistem ini juga penting dalam pertumbuhan normal otot rangka .
Peningkatan laju pertumbuhan otot rangka dapat disebabkan oleh penurunan laju degradasi protein otot dan hal ini terkait dengan penurunan aktivitas sistem kalpain. Hal ini terjadi akibat peningkatan yang besar pada aktivitas kalpastatin (Kuryl et al. 2003). Salah satu contoh yang mendukung adalah fenotip Callipyge pada domba. Domba Callipyge memiliki perdagingan yang ekstrim khususnya pada bagian hindquarter, serta perlemakan yang kurang (Freking et al. 1998 dan 2004). Karakteristik hypertrophy tersebut disebabkan penurunan tingkat degradasi protein otot (Lorenzen et al. 2000). Pada domba
1995; Duckett et al. 2000), dan menyebabkan daging domba Callipyge sangat alot (Koohmaraie et al. 1995).
Sifat bobot badan dan pertumbuhan dikendalikan oleh banyak gen (polygenes) dan sangat besar dipengaruhi oleh faktor lingkungan (Noor 2008). Gen-gen yang berperan dalam proses pertumbuhan antara lain kelompok gen hormon pertumbuhan (growth hormone familiy) seperti gen GH (growth hormone), GHR (growth hormone receptor), IGF (insulin-like growth factors), Pit-1 (pituitary-1) . Sistem kalpain dan kalpastatin yang melibatkan tiga macam gen yakni Calpain-1 (CAPN-1), Calpain-2 (CAPN-2) dan Calpastatin (CAST), serta beberapa gen mayor lainnya seperti Myostatin (MSTN) (Arthur 1995), serta Callipyge (pada domba) (Cockett et al. 1994), gen-gen tersebut di samping terlibat dalam proses pertumbuhan juga berperan dalam menentukan kualitas karkas dan daging. Keseluruhan gen-gen tersebut berperan dalam proses pertumbuhan dan perkembangan ternak dengan pola ekspresi yang beragam dan sangat terkait dengan faktor lingkungan (Warner et al. 2010).
Simpulan
Keragaman gen kalpastatin (CAST) tidak berhubungan dengan sifat bobot badan pada domba DET yang diteliti, namun keragaman tersebut berpengaruh terhadap pertambahan bobot badan harian (daily gain). CAST-23 dan CAST-33 memiliki tingkat pertambahan bobot badan (PBB) harian yang relatif lebih tinggi dibanding genotipe CAST lainnya. Genotipe CAST-23 dan CAST-33 yang membawa alel CAST-2 dan CAST-3, diduga memiliki hubungan dengan performa pertumbuhan dan potensial untuk digunakan dalam seleksi sifat pertumbuhan. Alel CAST-2 dan CAST-3 atau kombinasinya (genotipe CAST-23) kemungkinan potensial untuk digunakan sebagai marker seleksi domba cepat tumbuh, yang diharapkan dapat meningkatkan efisiensi usaha penggemukan dari margin pertumbuhan domba yang lebih cepat dengan lama penggemukan yang relatif lebih singkat untuk menghasilkan domba dengan bobot akhir (bobot potong) yang sama.