Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi ketersediaan dan kualitas gonad bulubabi yang bersifat musiman dan bervariasi adalah pengembangan ke arah budidaya. Pengembangan budidaya diharapkan dapat meningkatkan kualitas dan produksi gonad serta menjamin ketersediaannya setiap waktu. Produksi dan kualitas gonad bulubabi ditentukan oleh beberapa indikator, yaitu: warna gonad (oranye terang/kuning); tekstur gonad (padat dan halus); rasa gonad (sangat manis); dan bobot gonad (5 – 10%). Produksi dan kualitas gonad dipengaruhi oleh tingkatan perkembangan gonad dan kualitas nutrisi, seperti kadar protein, rasio protein energi, dan karotenoid pakan. Pengetahuan mengenai aspek reproduksi dan kebutuhan nutrisi setiap spesies bulubabi sangat diperlukan untuk mengembangkan budidaya bulubabi. Pada penelitian ini aspek reproduksi yang dikaji adalah perkembangan gonad bulubabi di alam dan dalam wadah budidaya, kualitas gonad bulubabi yang diberi pakan buatan dengan kadar protein dan rasio energi protein berbeda serta pemberian hormon estradiol-17β.
Selama perkembangan gonad, akan terjadi perubahan-perubahan, baik secara kualitatif maupun secara kuantitatif. Perubahan gonad secara kualitatif dapat dinyatakan dengan pengamatan histologi dan morfologi gonad, sedangkan perubahan yang terjadi pada gonad secara kuantitatif dapat dicirikan oleh peningkatan bobot gonad dan ukuran diameter oosit. Perubahan-perubahan yang terjadi pada perkembangan gonad selanjutnya dikelompokkan ke dalam tingkatan kematangan gonad.
Pada bulubabi, gonad berisi sel-sel gamet dan sel-sel pagosit nutritif. Tahapan perkembangan gonad dicirikan oleh keberadaan sel-sel yang dominan, pergerakan sel-sel gamet ke pusat lumen folikel, kepadatan sel-sel gamet, ukuran ketebalan lapisan folikel, dan ukuran diameter oosit (pada betina). Perkembangan gonad baik pada jantan maupun betina dimulai dari perkembangan spermatogonium dan spermatosit primer atau oogonium dan oosit primer yang menempel di dinding folikel dan berada di antara sel pagosit nutritif. Pada awal perkembangan gonad, gonad bulubabi didominasi oleh sel pagosit nutritif dengan lapisan folikel yang tipis. Seiring dengan perkembangan gonad, sel-sel pagosit nutritif akan berkurang jumlahnya dan ketebalan lapisan folikel meningkat hingga
pada tahap matang gonad. Spermatosit maupun oosit akan terus bertambah kepadatannya dan bergerak ke pusat lumen folikel seiring dengan kematangannya. Gonad yang matang ditandai oleh kumpulan spermatozoa maupun oosit yang padat dan terakumulasi di pusat lumen folikel tanpa sel-sel pagosit nutritif dan ketebalan lapisan folikel menurun. Pada tahapan partial spawning, kepadatan spermatozoa maupun oosit menurun dengan ruang kosong yang terlihat jelas dalam lumen, sedangkan dinding folikel mulai bertambah tebal oleh sel-sel pagosit nutritif. Berbeda dengan ikan teleleostei pada umumnya dimana spermatogonia ataupun oogonia tersusun secara acak tersebar satu demi satu dan tidak ada pengaturan urutan. Pengamatan perkembangan gonad bulubabi T. gratilla yang ditangkap di alam maupun dalam wadah budidaya menunjukkan gonad bulubabi terdiri atas enam tahap perkembangan, yaitu developing (berkembang), recovering (pulih), growing (bertumbuh), pre mature (pra matang), mature (matang), dan spawning (salin). Di dalam ovari bulubabi ditemukan beberapa kelompok telur yang berkembang, pra matang, matang, dan salin yang menunjukkan bahwa bulubabi memijah secara parsial (partial spwning).
Secara alamiah, perkembangan gonad bulubabi dipengaruhi oleh akumulasi nutrien ke dalam pagosit nutritif melalui sintesis vitelogenin (vitelogenesis), dibawah rangsangan hormon steroid. Vitelogenin adalah bakal kuning telur (yolk) yang merupakan komponen utama dari oosit yang sedang tumbuh. Tidak seperti hewan ovipar lainnya, pada perkembangan gonad bulubabi, protein yolk terakumulasi dalam pagosit nutritif sebagai sumber nutrien untuk gametogenesis, tidak hanya pada betina tetapi juga pada jantan. Testosteron dan estradiol merangsang pelepasan nutrien ke gonad melalui cairan koelomik dari usus dan juga merangsang pengambilan nutrien dari cairan koelomik melalui sel gonadal nutritif (pagosit nutritif), yang selanjutnya mensuplai nutrien ke gamet secara langsung melalui lumen gonadal. Akibatnya gonad berkembang yang ditandai dengan peningkatan bobot gonad atau peningkatan ukuran diameter oosit pada betina hingga mencapai ukuran maksimum.
Pengamatan bulubabi T. gratilla yang ditangkap di perairan Teluk Kupang dari bulan Juni hingga bulan Desember, memperlihatkan bobot gonad berada pada beberapa kelompok ukuran namun didominasi ukuran <3.0 dan 3.1 – 6.0 g.
Pengamatan diameter telur menunjukkan pada setiap bulan pengamatan ditemuka n telur yang matang (diameter telur 76 – 100 µm) yang juga didominasi oleh bobot gonad 3.1 – 6.0 g dan mencapai puncak matang gonad pada bulan Desember. Warna gonad oranye terbanyak didapatkan pada bulan Desember. Pola warna gonad sejalan dengan pola bobot gonad dan ukuran diameter telur. Peningkatan ukuran diamater telur akan diikuti peningkatan bobot gonad dan perubahan warna yang sesuai dengan tingkat perkembangan gonad. Warna gonad oranye muda dan oranye atau kuning muda dan kuning mengindikasikan tingkatan gonad pra matang hingga matang. Warna gonad oranye menunjukkan tingkatan matang pada gonad betina, sedang warna kuning menunjukkan tingkatan matang pada gonad jantan. Pada penelitian perkembangan gonad dalam wadah budidaya didapatkan bobot gonad bulubabi berkisar <3.0 – 6.0 g. Oosit matang yang berukuran 76 – 100 µm ditemukan pada minggu ke- 3, 5, 7, dan 11 dan terbanyak ditemukan pada minggu ke-11 yang menunjukkan puncak matang gonad. Pengamatan bobot gonad baik di alam maupun dalam wadah budidaya memperlihatkan bobot gonad didominasi bobot <3.0 g dan 3.1 – 6.0 g. Diameter oosit dalam beberapa kelas ukuran didapatkan baik dalam wadah budidaya maupun di alam. Namun dalam wadah budidaya didapatkan persentase dari kelas ukuran oosit yang cenderung hampir sama meskipun ukuran <25 µm yang didapatkan lebih banyak. Hasil ini berbeda dengan yang didapatkan di alam dimana oosit lebih di dominasi kelas ukuran 51 – 75 µm. Hal ini menunjukkan pemeliharaan bulubabi dalam wadah budidaya dengan pemberian makroalga saja, belum optimal meningkatkan bobot gonad dan persentase oosit yang matang. Makroalga memiliki kandungan protein rendah dengan energy digestibility (kecernaan energi) yang tinggi, sehingga belum optimal memenuhi kebutuhan bulubabi akan protein dan energi untuk produksi dan perkembangan gonad yang maksimal.
Tersedianya nutrien dalam pakan buatan secara positif mempengaruhi perkembangan dan produksi gonad. Protein merupakan faktor utama dalam menyokong perkembangan gonad, peningkatan produksi gonad, dan kualitas gonad. Kandungan protein pakan akan mempengaruhi kandungan protein gonad yang ditandai dengan peningkatan ukuran pagosit nutritif yang berkapasitas
sebagai penyimpan protein. Komponen utama vitelogenin adalah protein (lipoprotein). Selain protein, kandungan energi pakan merupakan salah satu faktor pembatas selama perkembangan dan pematangan gonad pada siklus reproduksi. Pakan yang kandungan energinya rendah akan menyebabkan bulubabi menggunakan sebagian protein sebagai sumber energi untuk metabolisme, sehingga bagian protein untuk proses perkembangan dan pematangan gonad menjadi berkurang. Sebaliknya jika kandungan energi pakan terlalu tinggi akan membatasi jumlah protein yang dimakan. Pada penelitian ini didapatkan pakan dengan kadar protein 32% dan rasio energi protein (C/P) 9 kkal GE/g optimal meningkatkan bobot gonad dan kandungan protein gonad bulubabi Tripneustes gratilla. Selama pemeliharaan 7 minggu, sebagian bulubabi telah memijah sebelum dipanen. Bila dibandingkan dengan penelitian tahap ke-2 (bulubabi hanya diberi pakan makroalga), maka lama waktu untuk mencapai matang dan memijah pada panelitian ke-3 ini lebih cepat sekitar 2 – 4 minggu. Pada penelitian ke-2, bulubabi mencapai matang dan memijah pada minggu ke-9 dan ke-11, sedang pada penelitian ke-3 ini bulubabi kebanyakan sudah memijah pada minggu ke-7. Hal ini menunjukkan bahwa protein pakan efektif mempercepat perkembangan dan pematangan gonad bulubabi. Hal ini berhubungan dengan proses vitelogenesis, dimana terjadi akumulasi vitelogenin yang merupakan komponen utama dari protein ke dalam sel pagosit nutritif sehingga bobot gonad bertambah, proses perkembangan dan pematangan gonad cepat. Selain protein, cepatnya waktu proses perkembangan dan pematangan gonad pada penelitian ke-3 ini, kemungkinan disebabkan oleh peranan karotenoid yang terkandung di dalam pakan. Selama vitelogenesis, karotenoid dimobilisasi dari usus ke ovari melalui sistim sirkulatori dimana karotenoid tersebut terakumulasi dalam oosit sebagai bagian utama dari protein kuning telur (lipovitelin).
Warna kuning dan oranye pada gonad bulubabi dipengaruhi oleh pigmen karotenoid seperti β-karoten dan echinenon yang merupakan pigmen utama dalam gonad bulubabi. Karoten yang diserap oleh usus, sebagian dikonversi menjadi retinol melalui retinal. Retinol ditransfor dalam sistem sirkulatori, dan di dalam plasma berikatan dengan retinol-binding protein (RBP) yang disintesis di hati dan masuk ke oosit. Dalam bentuk retinal berikatan dengan vitelogenin (VTG)
ditranspor menuju oosit melalui plasma selama vitelogenesis. Di dalam gonad bulubabi, sebagian besar karoten dikonversi menjadi echinenon melalui isocriptoxantin. Pada penelitian ini, dengan adanya protein yang cukup dan penggunaan tepung sargassum (sebagai sumber karotenoid) dan ekstrak sargassum sebanyak 0.03% dengan kandungan karotenoid pakan sekitar 0.155 – 0.464 ppm, maka pakan perlakuan tersebut umumnya menghasilkan warna gonad yang berkualitas baik (kuning muda atau oranye), rasa gonad bulubabi berkualitas baik hingga sangat baik (manis hingga sangat manis), dan tekstur gonad yang berkualitas cukup hingga baik (sedikit lembek hingga padat berbutir). Rasa yang manis atau sangat manis dihubungkan dengan tingginya asam amino seperti; alanina, arginina, asam glutamat, glisina, lisina, serina, dan taurina. Sedangkan rasa gonad yang pahit dikaitkan dengan tingginya konsentrasi valina dan pulcherrimina (Pearce et al. 2004). Profil asam amino gonad yang dihasilkan pada penelitian ini menunjukkan konsentrasi asam glutamat yang tertinggi dalam gonad yang menyebabkan rasa gonad yang enak (umami).
Pada bulubabi, pematangan gonad diatur oleh suatu sistim hormon yang sederhana, yakni: (1) Gonad-Stimulating Substance (GSS) dihasilkan oleh syaraf radial, (2) Maturating-Inducing Substance (MIS) disintesis oleh sel-sel folikel ovari, dan (3) Gonad- Inhibiting Substance (GIS) yang dibentuk oleh syaraf radial. Perkembangan gonad bulubabi dipengaruhi oleh akumulasi nutrien ke dalam pagosit nutritif melalui sintesis vitelogenin (vitelogenesis) dibawah rangsangan hormon estradiol.
Pada penelitian pemberian hormon estradiol-17β, bobot gonad yang berukuran >3.0 g sudah dihasilkan pada minggu ke 3 dan terus meningkat hingga minggu ke-7 yang mencapai bobot sebesar 7.0 g. Bobot gonad yang dihasilkan pada penelitian ini juga cenderung lebih tinggi dibandingkan pada penelitian tahap II dan III. Hal ini menunjukkan pemberian hormon estradiol dapat meningkatkan bobot gonad. Ovari didominasi oleh oosit yang berukuran 51 – 75 μm dan 76 – 100 µm. Hasil ini berbeda dengan penelitian tahap II (tanpa pemberian hormon) dimana ovari didominasi oleh oosit berdiameter <25 dan 26 – 50 µm. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa estradiol-17β dapat merangsang proses vitelogenesis sehingga selama síntesis vitelogenin, estradiol merangsang
pelepasan nutrien ke gonad melalui cairan koelomik dari usus dan juga merangsang pengambilan nutrien dari cairan koelomik melalui sel gonadal nutritif (pagosit nutritif) yang selanjutnya mensuplai nutrien ke gamet secara langsung melalui lumen gonadal. Akibatnya akumulasi nutrien ke pagosit nutritif meningkat, gonad berkembang hingga mencapai ukuran maksimum, dan pada akhirnya merangsang dan mempercepat perkembangan gonad bulubabi.
Profil hormone testosterone dan estradiol gonad dari bulubabi yang dipelihara dalam wadah budidaya dengan pemberian pakan dari makroalga mencapai maksimum pada minggu ke-7. Pada percobaan pemberian hormone estradiol didapatkan testosterone mencapai maksimum pada minggu ke-3 dan dan estradiol mencapai maksimum pada minggu ke-5. Hal ini memperlihatkan bahwa pemberian hormon estradiol-17β efektif dalam mempercepat sintesis testosteron dan meningkatkan konsentrasi testosteron di gonad, sehingga gonad cepat terdeteksi dan mencapai puncak pada minggu ke-3 dengan peningkatan konsentrasi 5 kali lipat dibandingkan dengan kadar testosterone gonad pada bulubabi yang diberi makroalga saja. Diduga pemberian estradiol-17β selain merangsang sintesis vitelogenin di usus, sebagian merangsang sistem saraf (mekanisme feed back) yang selanjutnya merangsang MIS bekerja pada lapisan folikel gonad (lapisan teka). Akibat kerja MIS, lapisan teka akan mensintesis testosteron.