* ) Peneliti pada Balai Riset Perikanan Budidaya Air Tawar, Bogor
EVALUASI VARIASI GENETIK TIGA RAS IKAN GURAME
(Osphronemus gouramy) DENGAN MENGGUNAKAN ISOZYME
Est u Nugroho* ) dan Irin Iriana Kusm ini* )
ABST RAK
Evaluasi variasi genet ik t iga ras ik an guram e dilak uk an sebagai t ahap awal dalam m engatasi m asalah budi daya ikan guram e yaitu tum buh lam bat. Variasi genetik ras ikan guram e yaitu bastar, bule, dan blusafir yang dikoleksi dari daerah Parung- Bogor, Jawa Barat telah dievaluasi dengan m enggunakan isozym e. Tidak terdapat perbedaan yang nyata di antara tiga ras ikan guram e yang diuji. Jum lah alel per lokus dan alel p o l ym o r f i k b er t u r u t - t u r u t b er k i sar 1 ,2 5 —1 ,3 7 5 d an 2 5 %- - 3 7 ,5 %; sed an g k an heterosigosit as berkisar 0,125- - 0,137. Jarak genet ik ant ara ras blusafir dengan bast ar at au bule adalah lebih besar dibandingkan jarak genet ik ant ara ras bast ar dengan bule. Jarak genetik rata- rata di antara ketiga ras ikan guram e adalah 0,0003.
ABST RACT : Evaluation of genetic variability of three giant gouram y races using isoz ym e. By: Est u Nugroho and Irin Iriana Kusm ini
Evaluation of genetic variability of three giant gouramy races is an initial effort to solve the problem in culturing giant gouramy i.e. low growth. Genetic variability of three giant gouramy races, i.e. bastar, bule, and blusafir collected from Parung-Bogor, West Java is evaluated using isozyme. There is no significant difference among three giant gouramy races. Number of allele per locus and polymorphism allele were ranged 1.25--1.375 and 25.0%--37.5% respectively, while heterozygosity was ranged 0.125--0.137. Genetic distance between blusafir and bastar or bule is farthest than genetic distance between bastar and bule. The average genetic distance among giant gouramy races is 0.0003.
KEYWORD S: genet ic var iabilit y, giant gour am y, isoz ym e
PENDAHULUAN
Bud i d aya i k an g ur am e (Osphronemus gouramy) t elah banyak dilakukan oleh pet ani di beberapa daerah di Indonesia, khususnya daerah Jawa Barat dan Sum at era Barat (Dit jen Perikanan, 1989). Beberapa ras ikan guram e yang um um nya digunakan dalam budi daya yai t u soan g , b l u saf i r , p ar i s, d an p or sel i n (Sudart o, 1989). Terdapat perbedaan m orfo-logi dan pot ensi pert um buhan dari beberapa ras- ras ikan guram e tersebut (Nugroho et al., 1993).
Beb er ap a p er m asal ah an u t am a yan g dihadapi oleh pet ani dalam usaha pengem -b an g an -b u d i d aya i k an g u r am e ad al ah pert um buhan yang lam bat (Hat im ah, 1991).
500- - 600 g dari benih dengan bobot rata- rata 20 g, diperlukan waktu pemeliharaan sampai 9 bulan (Bit t ner et al., 1989).
Sal ah sat u al t er n at i f u n t u k m en g at asi m asalah pert um buhan yang lam bat adalah d en g an m em p er b ai k i m u t u g en et i k i k an g u r am e, d en g an p en yed i aan b en i h yan g berkualitas (Royce, 1983). Langkah awal yang p er lu d ilak uk an ad alah m engk ar ak t er isasi secara genet is jenis- jenis ras ikan guram e. Penelaahan d at a d asar genet ik d ar i suat u spesies m erupak an persyarat an awal yang diperlukan unt uk m enent ukan variasi genetik atau kekerabatan yang dimiliki. Variasi genetik m er up ak an suat u inf or m asi p ent ing yang dapat digunakan unt uk m engevaluasi f it ness individu jangka pendek dan sint asan suat u populasi unt uk jangka panjang (Ferguson et al., 1 9 9 5 ). Den g an d i k et ah u i n ya var i asi genetik masing- masing ras ikan gurame akan m em b an t u u n t u k m en en t u k an p r o g r am breeding yang tepat dalam tahapan berikutnya. Penelit ian ini bert ujuan unt uk m engevaluasi secara genet is t iga ras ikan guram e dengan m enggunakan analisis isozym e.
BAHAN DAN METODE
Ik an Uji
Ikan uji yang digunakan dalam penelit ian ini adalah ikan guram e ras bast ar, bule, dan blusafir yang berasal dari daerah Parung- Bogor, Jawa Barat dengan ukuran panjang 5- - 10 cm . Jum lah ikan yang diuji m asing- m asing ras adalah 20 ekor.
Isozyme
Id en t i f i k asi d an k ar ak t er i sasi secar a genetik ras- ras ikan gurame dilakukan dengan m en g g u n ak an m et od e i soz ym e. Tah ap an pelaksanaan analisis isozym e terdiri atas per-siapan sam pel at au ekt raksi prot ein, elekt ro-foresis, dan pewarnaan dengan menggunakan berbagai jenis enzim .
Ekstraksi Protein
Sam pel berupa daging at au organ ik an lainnya sebanyak 1- - 3 g dimasukkan ke dalam t abung yang ber isi lar ut an “hom ogenize”. Sam pel dihancurkan dengan “grinder”, dan disentrifuse pada kecepatan 9.000 rpm selama 30 m enit . Larut an supernat an diam bil unt uk dianalisis dengan elekt rof oresis, dan dapat disim pan pada suhu 4oC jika t idak langsung
digunakan.
Elektroforesis
Du a m acam buffer d i g u n ak an d al am elekt rof oresis unt uk penelit ian ini yait u TC (0,388 g tris; dan 0,252 g asam sitrat; 400 m L akuades; pH 6,7) dan LiOH (1,52 g LiOH; 11,1 g H3BO3; 600 m L akuades; pH 8,3). Gel yang digunakan untuk analisis isozyme disesuaikan d en g an l ar u t an buffer yan g d i g u n ak an . Met o d e el ek t r o f o r esi s p r o t ei n d i l ak u k an sesuai dengan m et ode Past eur et al. (1986).
Pew ar naan at au St aining
Dua belas jenis enzim digunakan dalam proses staining gel hasil elektroforesis. Secara lengkap enzim sert a buffer yang digunakan t ert era pada Tabel 1.
Analisis Data
Beberapa param et er yang diukur adalah het erozigosit as (h), polim orf ism e (F(p)), dan jarak genetik (Nei, 1987). Untuk mengevaluasi variasi protein- DNA antar ras ikan gurame, data f r ek u en s i al l el d i an al i s i s d en g an m en g g u n ak an an al i si s m o l ek u l er var i an s (AMOVA) dan Fst dalam program ARLEQUIN (Schneider et al., 1996). Kekerabat an ant ara ras ditunjukkan sebagai Jarak Genetik Standar, Ds, dari Nei (1972) dan dilukiskan dengan UPGMA dendrogram dalam program PHYLIP (Felstein, 1993).
HASIL DAN BAHASAN
Enam dari 12 enzim dan protein yang diuji dapat digunakan dalam analisis isozym e ikan guram e dengan m enghasilkan 8 lokus yait u, 6Pgd, Ldh, Mdh- 1, Mdh- 2, Pt- 1, Pt- 2, Gpi, dan aGpdh. Dua sist em buffer yang diuji adalah Tris- Citrate pH 6,7 (TC 6,7) dan Tris- Lithium-Cit rat e- Borat e pH 8,3 (LiOH 8,3). Nam un dari dua buffer t ersebut , hanya buffer TC yang m enunj uk k an hasil yang b aik , sed angk an d engan buffer LiOH t idak ada lok us yang teridentifikasi (Tabel 1). Jadi sistem buffer LiOH t i d ak d ap at d i g unak an d al am i d ent i f i k asi keragaman dan kekerabatan ikan gurame. Salah sat u cont oh pola isozym e pada ikan guram e tercantum pada Gambar 1.
dan masing- masing 0,137 untuk ras bastar dan bule (Tabel 2). Variabilit as genet ik dari ket iga ras ikan guram e yang diam ati pada penelitian i n i t er g o l o n g san g at r en d ah . Ren d ah n ya variabilit as ikan guram e m erupakan kondisi yang um um nya juga dijum pai pada ikan air tawar lainnya seperti misalnya ikan threespine stickleback (Taniguchi et al., 1990) dan ikan belida (Nugroho et al., 2001).
Penyebab utam a dari fenom ena ini diduga adalah terisolirnya atau terbatasnya kemampu-an m igrasi dari ikkemampu-an- ikkemampu-an air t awar, sehingga m enur unk an k em ung k i nan b er cam p ur nya d en g an i k an - i k an d ar i p o p u l asi l ai n n ya. Kead aan i n i d i p er p ar ah d en g an ad an ya preferensi masyarakat untuk memelihara jenis t ert ent u dari ikan guram e, sehingga jenis ras i k an yan g k u r an g d i su k ai sem ak i n su k ar Tabel 1. Jenis enzim, protein, buffer yang digunakan dan lokus yang teridentifikasi
Table 1. Types of enzyme, protein, buffer, and locus identified in giant gouramy
Jenis enzim T ype of en zym e
No mo r E.C.
Buf er Buf f er
Lo kus Locus
TC 6.7
-LiOH 8.3
-TC 6.7
-LiOH 8.3
-6-Phosphoglukonat dehidrogenase (6PGDH) 1.1.1.44 TC 6.7 6Pgd
TC 6.7 Ldh
LiOH 8.3
-TC 6.7 Mdh-1
Mdh-2
LiOH 8.3
-TC 6.7 Pt-1
Pt-2
LiOH 8.3
-TC 6.7 aGpdh
LiOH 8.3
-Fruc tose biphosphatase (FBP) 3.1.3.11 TC 6.7
-Isoc itrate dehy drogenase (IDHP) 1.1.1.42 TC 6.7
-Mannose phosphate isomerase (MPI) 5.3.1.8 TC 6.7
-Phosphogluc omutae (PGM) 5.4.2.2 TC 6.7
-Alkohol dehidrogenase (ADH) 1.1.1.1
Fumarase (FUM) 4.2.1.2
L-Laktat dehidrogenase (LDH) 1.1.1.27
Malate dehidrogenase (MDH) 1.1.1.37
Protein total (Pt)
-Gpi TC 6.7
Alpha gliserolphosphate dehy drogenase (ℵGPDH)
Glukosa-phosphat-isomerase (GPI) 5.3.1.9
Gambar 1. Pola isozyme pada lokus Gpi dari tiga ras ikan gurame Figure 1. Isozyme pattern of three giant gouramy races at locus Gpi
Blusaf ir Bast ar Bu l e
A
didapat kan t erlihat dari nilai het erozygosit as g u r am e r as b l u saf i r yan g l eb i h r en d ah d i b an d i n g k an d u a r as l ai n n ya yan g l eb i h populer.
Hasil analisis sidik ragam dengan m eng-gunakan AMOVA m enunjukkan bahwa secara st at ist ik t idak t erdapat perbedaan yang nyat a pada variasi frekuensi alel antara ras- ras ikan gurame yang diuji, dengan nilai Fst= 0,02 pada t araf P> 0,01. Ras- ras ikan guram e m em iliki m ajor alel (alel dengan frekuensi > 0,01) yang sam a ham pir pada set iap lokus, perbedaan h an ya t er d ap at p ad a l o k u s Gp i , n am u n
perbedaan ini t idak t ercerm in secara nyat a. Sehingga dapat dikat akan bahwa f akt or yang bert anggung jawab pada perbedaan warna at au ek spresi f enot if pada k et iga ras ik an guram e belum dapat diketahui dengan tepat.
Secara m orfom et rik (Kusm ini et al., 2000) juga m endapat kan hasil yang serupa, bahwa secara um um , t idak t erdapat perbedaan yang nyat a pada bent uk t ubuh ikan guram e dari k et i g a r as t er seb u t . Ik an g u r am e d i d u g a m em punyai bent uk dasar bast ar, dan hanya bagian- bagian bent uk t ubuh t ert ent u yang membedakan antar ras- ras tersebut.
Tabel 2. Frekuensi alel pada 8 lokus isozyme ikan gurame (Osphronemus gouramy Lac.) ras bastar, blusafir, dan bule
Table 2. Allele frequency of three giant gouramy (Osphronemus gouramy Lac.) races at eight loci
Lo kus Alel Bast ar Blusaf ir Bule
Locus Allele ( N=20) ( N=20) ( N=20)
Mdh-1 A 0.5 0.5 0.5
B 0.5 0.5 0.5
H 0.5 0.5 0.5
Mdh-2 A 1 1 1
H 0 0 0
Ldh A 1 1 1
H 0 0 0
6Pgd A 1 1 1
H 0 0 0
A 0.95 1 0.95
B 0.05 0 0.05
H 0.095 0 0.095
Pt-1 A 0.5 0.5 0.5
B 0.5 0.5 0.5
H 0.5 0.5 0.5
Pt-2 A 1 1 1
H 0 0 0
aGpdh A 1 1 1
H 0 0 0
Gpi
Derajat polimorfisme
Polymorphic degree
Number of allele per locus
Jumlah alel per lokus 1.375 1.25 1.375
37.50% 25% 37.50%
0.125 0.137
Heteroz igositas total
Total heterozygosity
Mengingat hal di atas maka masih diperlu-kan analisis lain dengan menggunadiperlu-kan metode yang leb ih sensit if m isalnya m ik r osat elit . Perbedaan f rekuensi yang t erjadi pada lokus Gpi- B ini perlu diteliti lebih lanjut, apakah lokus Gp i m em an g d ap at d i g u n ak an seb ag ai pem beda at au marker. Menurut Haris et al. (1976), bahwa lokus 6- Pgd dan Gpi diperlukan dalam reaksi metabolisme karbohidrat terutama pada jalan pentosa fosfat (heksosa monofosfat shunt). Goundie et al. (1995) m engem ukakan b ah wa p er t u m b u h an i k an catfish san g at dipengaruhi oleh genotip, yaitu genotip GPI- B yang dipergunakan sebagai marker gen.
Lebih j auh, r as blusaf ir m em ilik i lebih banyak alel tunggal dibandingkan dengan dua r as lainnya yait u b ast ar d an b ule. Hal ini m en an d ak an b ah wa u k u r an p op u l asi r as blusaf ir relat if lebih kecil dibandingkan ras bast ar dan bule. Keadaan ini dit andai dengan sem akin sedikit nya ras blusaf ir yang ada di m asyarakat . Fenom ena ini perlu penanganan yang serius, karena jika dibiarkan berlangsung suat u saat akan t erjadi kehilangan salah sat u sumber genetik ikan gurame yang cukup baik. Secara umum, ikan gurame mempunyai tingkat heterozigositas yang rendah. Heterozigositas yang rendah ini diduga m erupakan penyebab
lambatnya pertumbuhan ikan gurame. Agnese et al. (1995) dan Kincaid (1983) menerangkan b ah w a p en u r u n an var i asi g en b er ak i b at hilangnya alel yang mengontrol pertumbuhan, k et ah an an t er h ad ap p en yak i t seh i n g g a b er ak i b at f at al b ag i t u r u n an b er i k u t n ya. Populasi dengan k eragam an genot ip yang lebih besar akan memiliki keragaman fenotipik yang lebih besar pula (Mit t on, 1987). Lebih jauh, Permana et al. (2000) berpendapat bahwa semakin banyak lokus yang polimorfik ukuran rat a- rat a bobot ikan sem akin besar. Jum lah p o l i m o r f i k l o k u s h et er o z i g o t d al am sat u individu akan m em pengaruhi pert um buhan ikan. Sem akin banyak lokus yang het erozigot d al am sat u i n d i vi d u ak an sem ak i n cep at pertumbuhannya.
Jarak genet ik yang dihit ung m enurut Nei (1987), berdasarkan f rekuensi alel isozym e antara tiga ras ikan gurame tertera pada Tabel 3. Jarak genetik rata- rata antara ras ikan gurame ad al ah sek i t ar 0 ,0 0 0 3 . Dend r og r am yang dibent uk berdasarkan jarak genet ik t ersebut m enunjukkan bahwa ikan guram e ras bule mempunyai jarak lebih dekat dengan ras bastar dibandingkan dengan jarak blusaf ir dengan bule at au blusaf ir dengan bast ar (Gam bar 2). Nilai kekerabatan ini kemungkinan dipengaruhi
Tabel 3. Jarak genetik standar Nei ikan gurame ras bastar, bule, dan blusafir Table 3. Nei’s genetic distance of giant guramy (O. gouramy) races, bastar,
bule, and blusafir
Ras ( Ra ce ) Bast ar Blusaf ir Bule
Bastar
-Blusafir 0.0003
-Bule 0 0.0003
-Gambar 2. Dendrogram jarak genetik 3 ras ikan gurame (Osphronemus gouramy Lac.) Figure 2. Dendrogram of genetic distance of three races giant gouramy (Osphronemus
keadaan st ok yang ada di m asyarakat . Meng-ingat ras bast ar dan bule lebih banyak dipeli-hara, maka kemungkinan adanya percampuran an t ar a k ed u a r as m en j ad i l eb i h b esar dibandingkan persilangan ant ara ras blusafir dengan salah sat u dari kedua ras lainnya.
KESIMPULAN
♦ Tidak terdapat perbedaan yang nyata antara ke t iga ras ikan guram e bule, bast ar, dan blusafir.
♦ Jum lah alel per lokus berkisar ant ara 1,25 d an 1 , 3 7 5 ; d en g an h et er o z yg o si t as berkisar 0,125- - 0,137. Sedangkan persen-t ase alel yang polim orf ik yang persen-t eram apersen-t i adalah 25,0%—37,5%.
♦ Ikan guram e ras blusafir m em punyai jarak genet ik yang lebih jauh dengan kedua ras lainnya dibandingkan jarak genetik antara ras bule dan bastar. Jarak genetik rata- rata antara ras ikan gurame tercatat 0,0003.
DAFTAR PUSTAKA
Agnese, J.F., Z.J. Ot em e, and S. Gilles. 1995. Ef f ect o f d o m est i cat i o o n g en et i c varability, fertility, survival and growth rate in t r op ical silur if or m (Heterobranchus longifilis, Valenciemes 1840). Aquaculture. dalam Budi Daya Air. Yayasan Ob o r Indonesia, Jakarta. p. 151- - 174.
Direkt orat Jenderal Perikanan. 1989. Statistik Perikanan Indonesia 1987. Jakarta. 136 pp. Ferguson, A.J., B. Taggart , P.A. Prodohl, O. Mc.Meel , C. Th o m p so n , C. St o n e, P. McGinnit y, and R.A. Hynes. 1995. The applicat ion of m olecular m arkers t o t he st u d y an d co n ser v at i o n o f f i sh p op ulat ions, wit h sp ecial r ef er ence t o Salmo. Journal of Fish Biology. 47: 103- - 126. Felstein, J. 1993. PHYLIP (PHYLogeny Interfer-ence Package), ver. 3.5c. Univ. of Wash-ington, Seattle. 163 pp.
Goundie, C., Liu, B.A. Sim co, and K.B. Davis. 1995. Genet ic relat ionship of growt h, sex and glucophospat e isom erase- B pheno-t y p e i n ch an n el capheno-t f i sh (Icpheno-talurus punctatus). Aquaculture. 3: 9- - 24.
Haris, H. and D.A. Hopkinson. 1976. Handbook of enzym e elect rophoresis in hum an
ge-net ics. MRC. Human Biochemical Gege-netics Unit. Galton Laboratory University London. North- Holland Publishing Company. Hatim ah, S. 1991. Pengaruh padat penebaran
t er h ad ap p er t u m b u h an i k an g u r am e (Osphrenomus gouramy) di kolam. Buletin Penelit ian Perikanan Darat , Balit kanwar Bogor. 10 (1): 64- - 69.
Kincaid, H.L. 1983. Inbreeding in fish popula-tion used for aquaculture. Aquaculture. 33: 215- - 227.
Kusm ini, I.I., L.E. Hadie, W. Hadie, dan A.H. Kristanto. 2000. Karakterisasi dalam variasi f en o t i p b eb er ap a r as i k an g u r am e (Ospronem us gouram y) yang berpot ensi d al am b u d i d ay a d en g an an al i si s t rust m orpom et rik. Prosiding Simposium Nasional Pengelolan Pemuliaan dan Plasma Nutfah Menuju Ketahanan Nasional. 7 pp. Mi t t o n , J.B. 1 9 8 7 . Rel at i o n sh i p b et w een
het erozigosit y for enzym loci and varia-tion of morphological characters in natural populations. Nature. 273: 661- - 662. Nugroho, E., D. Sat yani, S. Hat im ahm , dan
Rusm aedi. 1993. Evaluasi potensi genetic dari beberapa ras ikan guram e. Bulletin Penelitian Perikanan Darat. 12(1): 30- - 36. Nugroho, E., A. Hardjamulia, T. Kadarini, W. Hadie,
Sudarto, E.S. Girsang, S. Mardlijah, J. Widodo, Yo sm an i ar , M u r si d i n , I. Kh asan i , L. Set yaningsih, dan A.H. Krist ant o. 2001. Ker ag am an g en et i k b eb er ap a p l asm a nutfah Indonesia. Laporan Teknis Penelitian Pusat Riset Perikanan Budidaya. 38 pp. Nei, M. 1972. Genetic distance between
popu-lations. American Nature. 106: 283- - 292. Nei, M. 1987. Molecular Evolutionary Genetics.
Colum bia University Press, New York. 512 pp.
Pasteur, N., G. Pasteur, F. Bonhomme, J. Catalan, and J.B. Davidian. 1986. Manual technique de Genetique par Electrophorese des pro-teins. Tec & Doc, Paris.
Perm ana, G..N., K. Sugam a, S.B. Moria, dan Har yant i. 2 0 0 0 . Pengar uh dom est ik asi terhadap variasi genetic dan pertumbuhan ikan bandeng dengan analisis allozym e elect rophoresis. Teknologi Budidaya Laut dan Pengembangan Sea Farming di Indo-nesia. Pu sl i t b an g Ek sp l or asi Lau t d an Perikanan. 18(1): 149- - 158.
Sudarto. 1989. Porselin, blusafir dan paris yang bert elur. Warta Penelitian dan Pengem-bangan Pertanian. 11(2): 1- - 2.
Schneider, S., J.M. Kueffer, D. Roessli, and L. Ex cof f i er . 1 9 9 6 . Ar l eq ui n: A Software Package for Population Genetics. Univ. of Geneva, Geneva, Swit zerland. 173 pp.
