APLIKASI REKAYASA GENETIK PADA BUDIDAYA IKAN DI INDONESIA
Otong Zenal Arifin, M uhammad Hunaina Fariddudin Ath-thar, dan Rudhy Gustiano Ba lai Rise t Pe rika nan Bud id a ya Air Tawar
Jl. Ra ya Se m p ur No . 1, Bo g o r E-mail: zenal ar ifin@ gmai l.com
PENDAHULUAN
Dalam satu dekade terakhir kecenderungan penurunan mutu ge ne tik ikan budidaya te lah me nurunkan e fisie nsi usaha budidaya yang te lah me njadi masalah yang cukup se rius untuk se ge ra ditanggulangi. Faktor yang turut be rpe ran dalam pe nurunan mutu gene tik di atas adalah akibat manajeme n induk dan benih yang tidak terkontrol pada usaha pembenihan sebagaimana dike mukakan oleh Gustiano & Prihadi (2006). Untuk me ngatasi masalah te rse but harus dilakukan pe rbaikan mutu ge ne tik agar dapat diperoleh jenis-jenis ikan yang dapat dibudidayakan
secara intensif pada lahan terbatas, mampu menampilkan pertumbuhan yang baik pada kondisi lingkungan perairan yang ma rjina l d a n m e m iliki ke unggula n d a ri a spe k e ko nomis.
Pr o g r a m p e r b a ika n m u t u g e n e t ik ya n g d a p a t d it e r a p ka n a d a la h se le ks i d a n hib rid isa s i. Se le ksi me rupakan suatu te knik pe muliabiakan kla sik untuk m e m pe rb aiki sifa t ya ng te rukur (quantita t ive trait). Prinsip dasar dari sele ksi ini adalah menge ksploitasi sifat addit ive dari alela-alela pada semua lokus yang mengontrol sifa t t e rukur unt uk m e m p e rb a iki sua tu st ra in ika n (Kirp ichn iko v, 1981). Se d a ngka n hib rid isa si a d a la h me manfaatkan sifat he te rosis kare na sifat dominan dan heterozigot pada banyak lokus (Kapusckinski & Jacobson, 1987) atau inte raksi dari ale la pada lokus (Tave, 1993).
De ngan adanya program pe rbe nihan yang te re ncana de ngan matang se ringkali se le ksi dan hibridisasi dapat saling me le ngkapi untuk pe ncapaian hasil akhir yang opt imal. Se lain itu, ke t e rse diaa n te knolo gi re kayasa kromosom dan manipulasi kelamin, serta transgenik (DNA re ko m bina n) d a p a t d iguna ka n unt uk m e m p e rce p a t pencapaian hasil seleksi atau hibridisasi. Berkaitan dengan upaya pe rbaikan mutu ge ne tik, dalam makalah ini akan dibahas te knologi pe rbaikan mutu ge ne tik yang te lah dite rapkan pada ikan budidaya di Indonesia.
REKAYASA KROMOSOM
Re ka ya sa kr o m o so m a d a la h sua t u t e knik unt uk me ngubah kromosom ikan normal dip loid (2N) hasil kontribusi 1N set kromosom betina dan 1N jantan. Pada re kayasa kromosom, individu normal 2N dapat dibuat de ngan sumbe r kromosom dari betina (ginogene sis) atau jantan saja (androge nesis), serta jumlah kromosom dapat ditingkatkan me njadi poliploid (3N atau 4N). Pe ne rapan te knologi rekayasa kromosom di Indonesia te lah dimulai se jak tahun 1985 (Gustiano & Sumantadinata, 1987). Namun de mikian pe rke mbangan te knolo gi ini dalam konte ks pe rbaikkan mutu ge ne tik ikan tidak be rjalan sebagaimana diharapkan kare na tidak dile takkan dalam ke rangka program breeding yang be sar dan te rarah. Di bawah ini akan disampaikan hasil-hasil te lah dipe role h dan dilakukan di Indonesia.
ABSTRAK
Perbaikan mutu genetik ikan merupakan suatu langkah lanjut dari kegiatan budidaya ikan yang b ertu ju an u nt uk m en in gkatkan p ro du ksi dan produktivitas suatu ko mo ditas apabila tekno lo gi b ud id aya su d ah o p t imal d it erapkan . Strat egi perb aikan m utu gen etik dapat dilakukan baik secara konvensional melalui seleksi dan hibridisasi at au m o le ku le r m elalui re kayasa ge ne t ik. Di Indonesia, upaya perbaikan mutu genetik melalui re kayasa gen et ik te lah mu lai d ilakukan sejak tahun 1980. Rekayasa genetik yang pertama kali d it e rap kan adalah m an ip ulasi set kro m o so m untuk mengh asilkan klo n gino gen yang dapat me mpe rce pat pem urn ian galur dan po lip lo idi untuk menghasilkan po pulasi ikan yang memiliki set kro mo so m lebih dari 2N. Aplikasi rekayasa genetik yang kedua adalah manipulasi kelamin untuk memanfaatkan potensi “sexual dimorphisms” pada pertumbuhan ikan konsumsi dan sifat eksotis pada ikan hias. Aplikasi rekayasa genetik yang ketiga adalah transgenik atau DNA rekombinan. Teknologi, aplikasi, perkembangan , po tensi, dan manfaat rekayasa gen e tik d i at as bagi pe rkem b an gan b u d id aya ikan d i In d o n e sia d iu raikan d alam makalah ini.
Ginogenesis
Se b agaimana dike tahui b ahwa se le ksi yang te lah d ilakuka n d i Ind one sia se b e lum t ahun 1985 a da la h b e rt ujua n unt uk m e la kuka n p e m urnia n p a d a sifa t -sifat kualit atip de ngan ca ra m e nye le ksi be rd asarkan pe nampakan luar atau fenotip. Dengan adanya teknologi re kaya sa krom o so m p e ncap aia n hasil se le ksi untuk pemurnian dapat dipe rce pat (Ahmad & Gustiano, 1990). Ikan ginogene sis dipe role h dari te lur yang telah dibuahi ole h sperma yang telah dirusakkan intinya dengan radiasi ultra viole t, ke mudian dibe ri ke jutan te rmal (panas atau dingin) p ada t aha p pe rke mb angan e m brio te rte nt u. Apabila pemberian kejutan dilakukan pada stadia meiosis maka akan te rbe ntuk individu “me iotik ginoge ne sis”, se dangkan apabila pe mbe rian ke jutan dilakukan pada st ad ia m it osis at au p e m be la ha n dua se l m aka akan dihasilkan ind ivid u “m itot ik ginoge ne sis”. Te knolo gi untuk me nghasilkan me iotik dan mitotik ginoge ne sis t e la h dike m uka ka n o le h (Ahm a d & Gust ia no, 1990; Sum a nt ad ina t a et al., 1990; Gust ia no et al., 1991). Se d a n g ka n a n d r o g e n e s is a d a la h ke b a lika n d a r i ginogene sis dimana sifat yang diturunkan hanya be rasal dari jantan. Ke dua te knik re kayasa kromosom te rse but telah berhasil diterapkan pada banyak jenis ikan air tawar (Ahmad & Gustiano, 1990). Namun demikian yang banyak dilakukan di Indone sia hanya ginogene sis.
Me t o d e g in o g e n e s is d a p a t d ig u n a k a n u n t u k me ngeliminasi problem inbreeding melalui produksi ikan/ strain de nga n tingkat ke m urnia n t inggi ya ng da pa t d iguna ka n p a d a ke gia t a n h ib rid isa si. Ke b e rha sila n ginogenesis telah dapat dilakukan dengan menggunakan be rbagai sumbe r spe rma pada te lur ikan mas (Gustiano et al., 1990; Sumantadinata et al., 1990).
Hasil e valua si te rha da p b e nih-be nih ginoge ne tik me mp e rlihat ka n bahwa ge ne ra si ke dua ginoge ne sis me nunjukkan pe nurunan ke ragaman karakte r-karakte r terukur (kuantitatif) yang me rupakan indikasi terjadinya pe ningkatan homozigositas (Sumantadinata & Taniguchi, 1990). Ke mungkinan be sar dari pe misahan (se gre gasi) karakter he terozigot te rde te ksi oleh adanya variasi pola sisik dan be ntuk sirip pa da be nih gino ge ne tik ya ng diperoleh. Ikan mas betina strain “Kumpai” menghasilkan dua je nis be ntuk sirip pada be nih ginoge ne tik. Pe rtama adalah be ntuk sirip kumpai atau panjang (41,0%) yang me miliki simbol ge ne tik KK, dan yang ke dua adalah b e n t u k s ir ip n o r m a l (5 9 , 0 %) d e n g a n s im b o l k k (Sumantadinata & Taniguchi, 1994).
Dalam perikanan budidaya, ikan ginogenesis menjadi sangat pe nting te rutama bagi ikan-ikan yang be tinanya me miliki pertumbuhan le bih ce pat dibandingkan dengan
ikan jantan sepe rti pada je nis cyprinid. Di samping untuk memproduksi ikan be tina, ikan ginogene sis me mpunyai arti sangat penting dalam usaha perbaikkan mutu genetik di antaranya dalam me mproduksi turunan yang 100% homozigot atau klon (Sugama, 2006). Ikan klon sangat be rguna untuk me ncari ge na pe nciri yang me ngontrol karakte r te rte ntu dalam usaha pe rbaikkan mutu gene tik ikan. Ap abila be b e ra pa ke lom pok ikan klo n d e ngan genotip yang be rbeda dipelihara dalam lingkungan yang sama, maka akan te rlihat perbedaaan pertumbuhan pada masing-masing klon. Se dangkan ikan-ikan klon de ngan ge notip yang sama akan tumbuh se ragam. Se lanjutnya dapat dike mukakan bahwa apabila ikan klon de ngan ge notip be rbeda diinfeksikan de ngan de ngan organisme patoge n yang mematikan maka diperoleh beberapa klon re siste n yang dapat me nghasilkan ge n pe ngontrol ciri pe nyakit te rte ntu.
Poliploidi
Se cara te ori ikan poliploid (3N dan 4N) akan tumbuh lebih cepat dibandingkan dengan ikan normal diploid (2N). Ika n t r ip lo id (3 N) d a p a t d ip ro d u ks i d e n g a n ca r a memberikan kejutan panas atau dingin terhadap telur yang dibuahi ole h spe rma ikan jantan normal pada stadia me iotik. De ngan de mikian ikan ikan triploid me miliki 2N kromosom dari betina dan 1N kromosom dari jantan. Hasil pe ngujian ke ragaan ikan triploid dib andingkan de ngan ikan normal tidak se lalu membe rikan hasil yang p o sitif (Suga m a, 2006). Di Ind o ne sia , ke b e rhasila n pe mbe ntukkan ikan triploid melalui kejutan panas pada ikan mas telah dilaporkan ole h Gustiano & Prihadi (1995). Pada pe ngujian ikan lele triploid didapatkan bahwa tidak te rdapat pe rbe daan ke tahanan pe nyakit dibandingkan dengan ikan lele diploid (Taufik & Gustiano, 2000). Sugama et al. (1992) me laporkan bahwa ikan kakap merah triploid yang dipe lihara dalam ke ramba jaring apung me miliki pe rtumbuhan yang tidak be rbe da de ngan je nis diploid. Se cara umum, pe nggunaan ikan triploid be lum banyak digunakan secara komersil, kecuali pada kekerangan (Guo et al., 1996). Khusus ikan “grass carp” le b ih b anyak digunakan untuk me nge ndalikan populasi yang dapat digunakan untuk me ngontrol gulma di suatu pe rairan waduk atau pe rairan tertutup.
mati (Pandian & Koteeswaran, 2004; Sakao
et al., 2006). Abnormalitas yang terjadi pada larva adalah akibat tidak sempurna duplikasi pasangan kromosom yang diharapkan.M ANI PULASI DAN KONT ROL KELAM IN D ENGAN HORMON
Je nis ke la m in su a t u ika n se ca ra g e n e t is s ud a h ditetapkan pada waktu pembuahan (Matty, 1985). Namun gonad ikan yang baru me ne tas be lum be rdife re nsiasi me njadi jantan atau be tina (Zairin, 2002). De te rminasi s e ks m e r u p a ka n m e ka n is m e u n t u k m e n ga r a h ka n d ife re n sia si se ks d i m a na d ife r e nsia si se ks a d a la h pe rke mbangan te stis ataupun ovarium dari gonad yang belum be rdife rensiasi (Hayes, 1998). Prose s de terminasi d a n d ife r e n s ia s i s e ks p a d a ika n s a ng a t la b il d a n m e m un gkin ka n u nt uk d im a nip u la s i se ca r a p lo id i, m e n g g un a ka n h o r m o n , ke ju t a n s u h u , d a n fa kt o r lingkungan yang lain. Be rdasarkan hal te rse but dike nal te knik untuk memanipulasi dan mengontrol kelamin ikan m e nggu na ka n h o rm o n. Pe ng e nd a lia n ke la m in d a n aktivitas reproduksi pada ikan adalah salah satu cara untuk m e n ing ka t ka n p r o d u kt ivit a s ika n d a la m ke gia t a n akuakultur. Dalam budidaya pe rikanan dike nal istilah budidaya ikan be rkelamin tunggal (monose x).
Prose s pe rke mbangan dan me kanisme de te rminasi k e la m in p a d a ik a n m e m u n g k in k a n k it a u n t u k memanipulasi kelamin pada ikan. Meskipun genotip jantan a t a u b e t in a d it e n t u ka n s a a t p e m b u a h a n , n a m u n d e t e r m in a s i fe no t ip ke la m in t e r ja d i p a d a p r o s e s perkembangan dan waktu determinasi tersebut bervariasi tergantung spe siesnya (Dunham, 2004).
Za irin (2 003 ) m e nya t a ka n b a h wa t ujua n ut a m a m e m b e nt uk p op ula si ikan be rke la min t ungga l b aik jantan maupun be tina saja adalah untuk me mpe role h pe rtumbuhan yang le bih ce pat, me ngontrol re produksi d a n m e n d a p a t k a n p e n a m p ila n ya n g le b ih b a ik . Ditambahkan ole h Strussman et al. (2004) tujuan dari pe mbentukan populasi berke lamin tunggal adalah untuk me nghindari ke rusakan biodive rsitas dan me nghindari in t ro d uksi ge n ya ng t e la h d im o d ifika s i p a d a ika n transgenik.
Prod uksi p opulasi ikan b e rke la min tunggal d apat dilakukan de ngan pe mbe rian hormon se cara langsung (Dunham, 2004). Yamazaki (1983) me nyatakan bahwa fisiologi seksual dapat dimanipulasi dengan menggunakan hormon ste roid. Hormon ste roid dapat me manipulasi p ro se s d ife re nsia si go na d , ga m e t o ge ne sis, ciri-ciri ke la m in se kun d e r, o vu la si, d a n sp e rm ia si. Tin gka t ke b e r h a s ila n p e n g g u n a a n h o r m o n m e n g a r a h k a n pe mbe ntukan ke lamin dipe ngaruhi ole h be be rapa hal
antara lain je nis hormon, lama pe rlakuan, me tode , fase benih/e mbrio, suhu, te knik perlakuan, dan lain-lain.
Di Indonesia teknik alih kelamin yang dite rapkan ada dua yaitu jantanisasi (menghasilkan jantan) dan feminisasi (m e nghasilkan b e t ina) (Zairin, 2003). Se ca ra umum, m askulinisasi d ila kuka n d e nga n p e m b e ria n hormo n a nd r o ge n 17
-m e t h ylt e s t o s t e r o n e (Za ir in , 2 0 02 ). Sedangkan untuk feminisasi dilakukan dengan pe mberian hormon e stroge n se pe rti 17
-e stradiolSelain steroid ada beberapa senyawa non-ste roid yang dapat digunakan dalam prose s alih ke lamin. Salah satu contoh b ahan yang bisa digunakan adalah akrifla vin (Zairin, 2002) dan madu (Djaelani, 2007; Sukmara, 2007). Ba h a n a lt e r na t if la in ya ng d a p a t d igu na ka n un t uk pengarahan kelamin ikan yaitu aromat ase inhibit or (AI). AI bekerja dengan cara menghambat produksi estradiol-17
. Menurut Suhanti (2003), pemberian pakan yang dicampur AI pada ikan nila yang be rumur 9 hingga 13 hari se te lah menetas dapat menghasilkan nila jantan sebanyak 74%.Pengalihan kelamin melalui pakan (oral)
Pada teknik alih kelamin, pemberian hormon dilakukan de ngan be be rap a cara yang did asarkan pa da fa kt or e fektivitas, e fisiensi, palatabilitas, ke mungkinan polusi, biaya, karakte ristik budidaya, dan perkembangan spesies ika n . Be b e r a p a t e knik ya n g d ike m b a ng ka n d a la m pemberian hormon untuk alih kelamin di antaranya adalah de ngan oral. Teknik oral ini dilakukan dengan pembe rian melalui pakan buatan dan pakan alami. Teknik oral melalui pakan buatan telah banyak dilakukan pada ikan dan udang. Se dangkan pe mbe rian se cara oral me lalui pakan alami (artemia) yang dire ndam aromat ase inhibitor (AI) dilakukan oleh Tasdiq (2005) pada ikan nila merah dapat menghasilkan 70,46% jantan. Aristya (2006) m e la kukan pe mbe rian hormon melalui daphnia yang telah direndam AI pada ikan lele dapat me mpe role h 51,87% jantan.
Pengalihan kelamin dengan perendaman
pe re ndaman induk plati pe dang Xiphoporus helleri pada hormon 17
-me thylte stoste rone de ngan dosis 4 mg/L.Te knik lain yang digunakan adalah te knik implantasi unt uk p e mb e rian horm on. Te knik ini t e la h be rha sil dilakukan ole h Harijanto (2006) pada induk ikan le le d um b o ya ng t e la h d io va rie kt o m i p arsia l ke mud ia n diimplant hormon 17
-me thylte stoste rone .Pembentukan jantan dan betina super
Selain dengan pemberian hormon secara langsung pada satu generasi dikenal juga teknologi induk jantan YY. Induk in i d ig u n a ka n u n t uk m e m b u a t in d u k ya n g d a p a t me nghasilkan be nih tunggal ke lamin jantan. Te knik ini dilaporkan pertama kali oleh Scott et al. (1989), sedangkan di Indone sia baru dilakukan pada tahun 2004 (Arifin et al., 2004). Tahapan pe mbe ntukan induk jantan YY terdiri atas 3 (tiga) tahapan yaitu tahap fe minisasi (pe mbalikan ke lamin dari jantan ge notip me njadi be tina fenotip (XY) dengan hormon steroid), tahap uji progeny (mengawinkan ikan jantan normal (XY) de ngan be tina fe notip (XY) hasil pe ngalihan kelamin) dan tahap produksi (me ngawinkan ikan jantan super homogamet (YY) dengan betina normal (XX).
TRANSGENIK
Prinsip te knologi transge nik adalah perubahan secara buatan pada ge nom akibat pe nambahan/pe ngurangan/ perubahan susunan asli secara rekombinan DNA de ngan ca ra m e m ind ahka n sa t u a t au b e be ra pa ge n, d ala m potongan DNA asing yang me nyandikan sifat te rte ntu, dari suatu organisme ke dalam organisme lain. DNA rekombinan (rDNA) adalah kombinasi ulang (rekombinasi) atau pe nggabungan ulang ge n dari sumber yang be rbe da se cara in vitro. Teknologi DNA re kombinan dimulai sekitar t a hun 197 0, b e rke m b a ng s e m e nja k d it e m u ka nn ya struktur DNA ole h Watson & Crick tahun 1953 dan se jak saat itu te lah me nghasilkan ke majuan dalam be rbagai b id ang ant ara la in be be ra pa re ko mb inan di b id ang peternakan, farmasi, dan beberapa produk bioaktif lainnya. Di bidang pe rikanan, aplikasi te knologi transge nik te lah dilakukan se jak tahun 1985 pada be rbagai je nis ikan se pe rti ika n koki, t rout p e la ngi, le le , m as, me daka, salmon, abalon, nila, dwarf surfclam, zebra, kakap, ice goby, mud loach dan cryfish (Alimuddin, 2005).
Produk-produk teknologi transgenik telah menjanjikan harapan besar untuk dikembangkan di masa kini dan masa yang akan datang karena dapat meningkatkan karakteristik produksi. Ke mampuan untuk me ntransfe r ge n baru dan menghasilkan ge notif yang le bih cepat dibandingkan dari yang dapat dicapai me lalui pe nggunaan me tode se le ksi
se cara tradisional. Te knik transge nik ini me modifikasi ciri produksi dari organisme be rnilai e konomis pe nting secara komersial. Selain itu, dapat menyediakan data-data te ntang studi e kspre si ge n dan aksi hormon. Me skipun di Indone sia aplikasi te knologi transge nik masih dalam taraf skala uji coba, diharapkan pe nge mbangannya akan dapat memperce pat target perubahan yang akan dicapai.
Ap lika s i d a n h a s il ya n g t e la h d ic a p a i u n t u k me nghasilkan produk ikan transge nik yang le bih ce pat tumbuh, tahan te rhadap pe nyakit, me mpunyai kisaran terhadap lingkungan yang luas dibahas di bawah ini.
Transgenik pada laju pertumbuhan dan konversi pakan
Pertumbuhan me rupakan prose s biologi yang sangat komple ks, te rjadi apabila te rdapat kele bihan e nergi dan m a t e r i ya ng b e ra s a l d a ri p a ka n ya ng d iko ns um s i. Pertumbuhan terjadi pada beberapa tingkat materi biologi se pe rti se l, jaringan, organ, organisme , populasi, dan k o m u n it a s . Pe r t u m b u h a n d ig a m b a r k a n s e b a g a i pe na mbahan jumla h se l (hipe rplasia ) dan ukuran se l (hip e rt ro fi), d i m a na jumla h se l d a p a t d id uga d a ri konse ntrasi DNA pada jaringan, se dangkan konse ntrasi RNA digunaka n unt uk me nd uga ukuran se l. Ad ap un kandungan DNA re latif konstan dalam se l se dangkan ko nse ntra si RNA akan b e rflukt ua si te rgant ung pa da a kt ivit a s sint e s is p ro t e in. De nga n d e m ikia n, r a sio RNA:DNA dapat dijadikan penduga bagi aktivitas sintesis protein yang berakhir dalam be ntuk pertambahan bobot (pe rtumbuhan).
Be rkaitan de ngan masalah utama yang be rhubungan de ngan studi teknologi transgenik pada ikan sampai saat ini be rhubungan de ngan jumlah dan jenis-je nis ikan yang diuji. Sa lah sat u p e mb atas st udi uta ma be rasal da ri e fisie nsi konve rsi pakan se panjang siklus hidup ikan. Pe ma suka n d a ri ko nst ruksi ge n ke p a d a ika n d ap a t m e m b e rikan p e ngaruh ya ng sa ngat be sa r t e rha da p e fisie nsi konve rsi pakan. Ke untungan-ke untungan dari te knik ini be r variasi pada be rbagai spe sie s ikan.
Te knologi manipulasi ge n untuk me ningkatkan laju pertumbuhan dan efisiensi konve rsi pakan ikan, potensial untuk diaplikasikan dalam industri perikanan. Peningkatan karakte ristik pe rtumbuhan ikan te lah dicapai me lalui se leksi alami. Efek dramatis terhadap pertumbuhan telah dihasilka n me lalui inje ksi ge n horm on pe rtumbuhan (growth hormone , GH).
mMT/hGH (Zhu et al.,1985), ikan trout dengan SV40/hGH (Chourrout et al.,1986), “ca thfish” de ngan mMT/hGH (Dunham & Eash, 1987), ikan salmon de ngan FAFP/fAFP (Fle tche r et al., 1988), ikan “loach” de ngan mMT/hGH (Be nyumov et al., (1989), ikan me daka de ngan FLus/fLuc (Tamiya et al., 1990), ikan “pike ” de ngan RSV/bGH (Guise et al., 1991) dan ikan mas de ngan mMT/hGH (He rnande z et al., 1993).
Insersi growt h hormon yang berasal dari ikan “chinook salmon” telah berhasil me ningkatkan laju pe rtumbuhan dan e fisie nsi konve rsi pakan pada ikan Atlantik salmon (Cook et al., 2000). Inse rsi “all fish” GH “chinook salmon” de ngan promotor “oce an pout antifre eze ”, te lah berhasil meningkatkan laju pertumbuhan ikan kakap merah (Zhang et al., 1998). Inse rsi ge n GH “socke ye salmon” te lah be rhasil me ningkatkan laju pe rtumbuhan dan e fisie nsi konve rsi pakan pada ikan trout (Devlin et al., 2001). Pada ikan nila, laju pertumbuhan dan e fisiensi konve rsi pakan b e r ha sil d it ingka t ka n se t e la h ins e rsi GH “chin o o k salm on” de nga n p ro mo t or “o ce a n po ut a nt ifre e ze ” (Rahman et al., 2001).
Produksi hormon pe rtumbuhan pada ikan transge nik te lah diproduksi de ngan te knik pe murnian, me skipun masih se batas uji coba. Akan te tapi, de ngan pe rbaikan teknik dan penambahan pengalaman dalam metode insersi ge n, t e la h d ip ro d uks i b e r b a g a i sp e sie s ika n ya ng pertumbuhannya cepat. Keberhasilan penerapan teknologi transge nik ini b e rgant ung ke pada t ransfe r ge n yang diekspresikan dan diwariskan dengan cara yang stabil serta dapat dipridiksi. Teknologi transgenik dapat menyediakan produksi rata-rata bagi “designer fish” untuk pangsa pasar, percepatan penampakan luar dari ikan, tekstur dagingnya, r a s a , w a r na , d a n ko m p o s isi. Ca lo n ge n la in ya n g m e m b e rika n ke u nt un ga n p a d a p e rt u m b uh a n ika n termasuk pe ngaturan pe rtumbuhan adalah pe ngkodean untuk pelepasan hormon pertumbuhan dan insulin sebagai faktor pe rtumbuhan (Fle tche r & David, 1991).
Transgenik pada nutrisi
Pe nga tura n nutrisi pad a ikan bud ida ya be rkait an dengan pentingnya mengubah kapasitas pe ncernaan ikan se pe rt i ke m am puan untuk me ningkat ka n ke ce rna an karbohidrat dan protein nabati. Hasil penelitian yang telah d ila k u ka n p a d a ika n -ika n t e le o s t e i m e m b e r ik a n s u m b a n g a n ya n g b e r a r t i. Ha l in i m e m u n g kin ka n pe mbe rian izin ke pada para pe ngusaha industri pakan untuk me nggunakan komponen pakan yang sedikit lebih re ndah kualitasnya. Se pe rti halnya pada e kspre si enzim fitase dalam ikan-ikan budidaya yang me mungkinkan pe ningkatan ke mampuan me nce rna fosfor asam phytic
(Ma ye r & Mc Le a n, 1 9 9 4 ) ya n g m e m u n g k in k a n pe nggab ungan prot e in naba ti da la m p aka n, de ngan konse kue nsi dapat me ngurangi bahan pe nce mar yang me ngandung fosfor. Insersi dengan menggunakan human glucose t ransport er t ype I dan rat hexokinase t ype II te lah be rhasil mempengaruhi sistem me tabolisme karbohidrat pada ikan rainbow trout (Pitkane n et al., 1999).
Transgenik pada kontrol penyakit
Pada pengendalian penyakit, teknologi transgenik atau DNA re kombinan te lah me mbe rikan pe ngaruh dalam m e ngo nt ro l p e nya kit p a d a ika n-ika n, d e nga n ha sil rekombinasi beberapa vaksin se cara viral. Dasar ge ne tik dari pe rtahanan stre s pada organisme air sama. Namun d e m ikia n, ika n m e m p un ya i cir i-ciri s p e s ifik unt uk meningkatkan ke tahanannya te rhadap stre s yang se cara gene tik dapat diide ntifikasi.
Be b e r a p a h a s il p e n e lit ia n t e la h b e r h a s il me ngide ntifikasi lisozime pada ikan trout (Oncorhynchus mykiss) yang 15 kali lebih aktif dibanding yang dite mukan pada ikan salmon Atlantik (Salmo salar) (Grinde , 1988). Transfe r ge n ce cropin B te lah be rhasil me ningkatkan ke tahanan te rhadap pe nyakit bakte ri pada ikan Channel cat fish. Pada ikan mas pe ningkatan ke tahanan te rhadap penyakit te lah dilakukan me lalui inse rsi human int erferon gene (Zhu, 2001). Gen promotor keratin pada ikan se belah Je p ang (Japanese flounder) t e re ksp re si p ad a ja ringa n e pithe lial dan hati ikan zebra transge nik pada be rbagai stadia (Yazawa et al., 2005). Transfer gen c-lysozime pada ikan ze bra be rhasil me ningkatkan sintasan dari infe ksi Flavobact erium columnare dan Edwardsiella t arda (Yazawa et al., 2006).
De ngan de mikian, pe ne rapan te knologi transge nik dimungkinkan untuk me ngkonve rsi re siste nsi pe nyakit p a d a s e b a g ia n b e s a r s p e s ie s ika n . Ha l in i d a p a t ditingkatkan me lalui manipulasi se cara langsung pada siste m ke kebalan ikan.
Transgenik pada toleransi lingkungan
amer i canus) t e la h b e r h a s il d iin t r o d u ka s i m e la lu i mikroinje ksi fase oocyte s (Wang et al., 1995). Jika ikan-ikan te rse but mampu hidup pada keadaan ekstrim yang se cara ge ne tik dibutuhkan, hal ini dapat diikuti de ngan isolasi beberapa kode ge n yang mampu beradaptasi pada kisaran lingkungan yang luas pada sejumlah ikan-ikan yang be rnilai e konomis pe nting (Fle tche r & Davis, 1991).
Penemuan dari Fle tcher dan rekan-re kannya te rse but te lah me mbe rikan harapan be sar te rhadap se kre si AFP p a d a ika n-ika n t ra nsg e nik ya ng a ka n m e m b e rika n perluasan terhadap adaptasi kisaran lingkungan yang lebih be sar dalam me njalankan usaha pe rikanan.
Transgenik lainnya
Pada ikan ze bra telah dipe role h hasil produksi benih ikan jantan dengan cara injeksi gen enzim aromatese pada te lur ikan (Woody, 2002). Pe nambahan ge n yang be rasal dari ikan salmon dengan cara melipatgandakan jumlah copy gen yang be kerja dalam sinte sa asam le mak HUFA, maka kadar EPA dan DHA dalam tubuh ikan meningkat se be sar 1,4 dan 2,1 kali lipat daripada ikan biasa (Alimuddin et al., 2004 ). Pa d a Spi r uli na se b a ga i b a ha n m a ka na n d a n ke se ha t a n . Te la h b e rh a s il d ila kuka n int e gr a si d a n te re kspre sikan genet ically engineered marker gene (Zhang et al., 2001). Pada ikan cr yfish produksi ikan transge nik de ngan menginjeksikan neomycin phosphot ransferase gene (ne oR) (Sarmasik et al., 2001).
KESIM PULAN
Aplikasi re kayasa ge ne tik pada ikan budidaya te lah b a nya k dit e ra p ka n d i Ind o ne sia . Na m un de m ikia n, manfaat yang dipe role h be lum optimal kare na be lum t e rse d ia n ya p ro g ra m b e sa r ya ng t e r a ra h d a n b e r-ke sin a m b unga n unt uk m e n gha silka n sua t u p ro d uk yang me mbe rikan manfaat te rhadap budidaya se cara langsung.
Di masa me ndatang diharapkan te knologi yang te lah tersedia dapat diaplikasikan untuk meningkatkan produksi dan produktivitas pe mbudidaya di Indonesia. Pe ne rapan t e kn o lo g i s a n g a t t e r g a nt u n g p a d a s t a t u s t e r kin i komoditas yang akan dipe rbaiki kualitas ge ne tiknya dan pe rma salahan ya ng dihadap i. Antara satu komo ditas de ngan komoditas lainnya akan be rbe da pe nde katan pe rbaikkan genetik yang dapat dite rapkan.
DAFTAR ACUAN
Ah m a d , T. & Gus t ia no , R. 1 99 0. Gyn o g e ne sis a nd androge ne sis, the promising tools for aquaculture . Indonesian Agricult ure Research Development Journal 12: 10—16.
Alimuddin, Yoshizaki, G., Kiron, V., Satoh, S., & Take uchi, T. 2004. Enhance me nt of EPA and DHA biosynthe sis by ove r-e xpre ssion of masu salmon
6de saturase -like ge ne in ze brafish. Transge nic Re s. (In pre ss).Alimuddin, Yoshizaki, G., Kiron, V., Satoh, S., & Take uchi, T. 2005. Enhance me nt of EPA and DHA biosynthe sis by ove r-e xpre ssion of masu salmon
6de saturase -like ge ne in ze brafish. Transgenic Rese arch,Springer. 14(2): 159— 165(7).Alimuddin, Yoshizaki, G., Kiron, V., Satoh, S., & Take uchi, T. 2005. Modification of fatty acids composition in z e b r a fis h b y e xp r e s s io n o f m a s u s a lm o n
6 -desaturase -like ge ne .Arifin, O.Z., Kurniasih, T., & Nugroho, E. 2004. Produksi Ikan Jantan Supe r Homogame tik (YY) pada Ikan Nila Or eochr omi s ni l ot i cus. Jur nal Peneli t i an Per i kanan Indonesia. 10: 79—82.
Aristya, Z. 2006. Efekt ivit as dosis aromat ase inhibit or yang diberikan melalui Daphnia Daphnia sp. Terhadap sex r ever sal i kan lele sangkur i ang Clar ia s sp. Skrip s i. Departemen Budidaya Perairan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Ke lautan. IPB
Be nyumov A.O., Enikolopov G.N., Barmintse v V.A. i dr. Int e gra t siya i e ksp re ssiya ge na som a to t rop nogo go rm ona che love ka u kost istykh r yb // Ge ne t ika. 1989. 25(1): 24— 35.
Ch o u r ro u t , D. 1 9 8 6 . Te ch n iq u e s o f ch ro m o s o m e manipulation in rainbow trout: a ne w evaluation with kar yology. Theoret ical and Applied Genet ics. 72: 627— 632.
Cook, J.T., McNive n, M.A., Richardson, G.F., & Sutte rlin, A.M. 2000. Growth rate , fe e d dige stibility and body composition of growth enhance d transge nic Atlantic salmon (Salmo salar). Aquacult ure 188: 15— 32. De vlin, R.H., Biagi, C.A., Ye saki, T.Y., Smailus, D.E., &
Byatt, J.C. 2001. Growth of dome sticate d transge nic fish. Nature. 409: 781— 782.
Dja e la n i, M.F. 20 07 . Pengar uh dosi s madu t er hadap pengarahan kelami n j ant an pada ikan gapi (Poeci li a ret i culat a, Pet er s) dengan met ode perendaman larva. Skripsi. De pa rt e me n Budid aya Pe raira n. Fa kult as Perikanan dan Ilmu Kelautan. IPB.
Du n h a m , R. A. 2 0 0 4 . Aq u a c u lt u r e a n d Fis h e r ie s Biote chnology: Ge ne tic Approache s. De partme nt of Fishe rie s and Allie d Aquacultures. Auburn Unive rsity Alabama. USA. CABI Publishing.
Transact ions of t he American Fisheries Societ y. 116: 87— 91.
Fle tche r, G.L. & Davis, P.L. 1991. Transge nic Fish for Aquaculture . Ge ne tic Engine e ring. 13: 331— 370.
Fle tche r, G.L., She ars, M.A., King, M.J., Davie s, P.L., & He w, C.L. 1988. Evidence for antifre e ze protein ge ne transfe r in Atlantic salmon (Salmo salar). Canadian Journal of Fisheries and Aquat ic Sciences. 45: 352—357.
Grinde , B. 1988. Lysozyme from Rainbow Trout, Salmo gairdneri Richardson, as an Antibacterial Agent Againts Fish Pathoge ns. J. Fish Dis. 12: 95— 104.
Guo, X., De Brosse , G.A. & Alle n, S.K. 1996. All triploid oyste r produce by mating te traploids and diploids. Aquacult ure. 142: 149—161.
Gustiano, R. & Sumantadinata, K. 1987. Ginogenesis pada ikan mas dengan radiasi ultra violet dan kejutan dingin. Bullet in Penelit ian Perikanan Darat. 6: 42— 46.
Gustiano, R. & Dharma, L. 1991. Ginoge ne sis pada ikan mas dengan sperma yang diradiasi dan ke jutan panas pada mitosis I. Bullet in Penelit ian. Perikanan Darat. 10: 42—48.
Gus t ia no , R, Ha rd ja m ulia , A., & Dha r m a , L. 19 90. Pe nggunaan spe rma ikan tawe s dan nile m te rhadap ke be rhasilan ginoge ne sis ikan mas. Bullet in Penelitian Perikanan Darat. 9: 68— 71.
Gu st ia no , R. d a n T. H. p rih a d i. 19 95. Ke b e rh a sila n biote kno logi p oliplo idi ikan ma s m e la lui ke jut an panas. Dalam Prosiding seminar hasil penelitian perikanan ai r t awar 1 993/19 94 (Edi t or s: T.H. Pr i hadi et al.). Sukamandi, Subang. hlm. 525— 529.
Gustiano, R & Prihadi, T.H. 2006. Pemuliaan ikan air tawar d i Ind one sia . Dalam 60 t ahun per i kanan Indonesi a (Edi t or : F. Chol i k et al. ). Ma s ya r a ka t Pe r ika n a n Nusantara. hlm. 165— 170. Jakarta.
Guise KS, Hacke tt PB, Faras AJ. 1992. Transfe r of ge ne s encoding neomycin resistance, chloramphenicol acetyl transfe rase , and growth hormone into goldfish and northern pike. In: Transgenic Fish. CL Hew and Fletcher (e ds.). World Scie ntific Publishing Co., Singapore . p. 142—164.
Harijanto, A. 2005. Upaya maskulinisasi induk ikan lele dumbo Clarias sp. yang t elah di ovar i ekt omi par si al dengan met ode implant asi hormon 17
-met ilt est ost eron. Skripsi. De pa rt e me n Budid aya Pe raira n. Fa kult as Perikanan dan Ilmu Kelautan. IPB.Haye s, T.B. 1998. Se x De te rmination and Primar y Se x Diffe r e n t ia t io n in Am p h ib ia n s : Ge n e t ic a n d De ve lopme ntal Me chanisms. J. Exp. Zool. 281: 373— 399.
He rnande z, O., Att al, J., The ro n, M.C., Puissant, C., Houde bine , L.M. 1993(b). Efficie ncy of introns from various origins in fish ce lls. Mole cular Marine Biology and Biotechnology. 2(3): 181— 188.
Jufrie , F.M. 2006. Efekt i vi t as aromat ase i nhi bi t or pada per endaman embr i o t er hadap sex r ever sal i kan l ele sangkuriang Clarias sp. Skripsi. De parteme n Budidaya Perairan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Ke lautan. IPB.
Ka p usckinski, A.R. & Ja co b so n, L.D. 1987. Ge ne t ic g uid e lin e s fo r fis h e rie s m a na g e m e n t . Univ. o f Minne sota, USA. pp 66 .
Kirpichnikov, V.S. 1981. Ge ne tic base s of fish se le ction. Sp r in g e r -Ve r la g , Be r lin , He id e lb e rg , Ge r m a n y. pp 410.
Kobayashi, S.I., Alimuddin, Morita, T., Endo, M., Takeuchi, T., & Yo shiz a ki, G. 2006. Exp re ssio n o f gro wt h h o r m o n e g e n e d e c r e s e d a m m o n ia lo a d in g in transge nic tilapia. Aquaculture (In re vie w).
Matty, A.J. 1985. Fish Endocrinology. Inggris, pp 265.
Ma ye r, I. & McLe a n, E. 19 94. Bio e n gine e rin g a nd Bio t e chno lo gica l Ap p ro a che s t o Re d uce d Wa st e Aquaculture . Wate r Scie nce . Te chnology, in Pre ss. Pandian, T.J. & Kote e swaran, R. 2004. Ploidy induction
and se x control in fish. Hydrobiologia. p. 167— 243. Pitkäne n T.I., Krasnov A., Re inisalo M., & Mölsä H. 1999. Transfe r and e xpre ssion of glucose transporte r and he xokinase ge ne s in salmonid fish. Aquacult ure. 173: 319—332.
Rahman, M.A., Ronyai, A., Engidaw, B.Z., Jaunce y, K., Hwa ng, G., Smith, A., Ro d e rick, E., Pe nm an, D., Varadi, L., & Macle an, N. 2001. Growth pe rformance of transge nic tilapia containing an e xoge nous piscine growth hormone ge ne . Journal of Fish Biology. 59:62— 78.
Ra ve n, P.H. & G.B. Jo hnso n. 2002. Biolo gy. 6t h e d . McGraw-Hill Companie s, Inc., Ne w York. pp 1,238.
Sakao, S., Fujimoto, T., Kimura, S., Yamaha, E., & Arai, K. 2006. Drastic mortality in te traploid induction re sults from the e le vation of ploidy in masu salmon Oncorhynchus masou. Aquacult ure. 252(2-4)10: 147— 160.
Sarmasik, A., Warr, G., and Che n, T.T. 2002. Production of transge nic me daka with incre ase d re sistance to bacterial pathogens. Marine Biotechnology. 4: 310— 322.
Sugama, K., Taniguchi, N., & Se ki, S. 1992. Sur vival growth and gonad de ve lopme nt of triploid re d se a bream, Pagrus major: use of isozyme marker for ploidy and family ide ntification. Bullet in Aquacult ure Fisheries M anagement. 45: 112—119.
Sugama, K. 2006. Pe rbaikkan mutu ge ne tic ikan untuk me mbangun pe rikanan budidaya. Orasi Pengukuhan Professor Riset. De parte me n Ke lautan dan Pe rikanan, Jakarta. hlm. 77.
Suhanti, I.Y. 2003. Sensit ivit as Periode Wakt u Pemberian Aromat ase Inhibit or melalui Pakan unt uk Seks Reversal pada Ikan Ni la M er ah (Or eochr omis sp.). Skr ip si. Departemen Budidaya Perairan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Ke lautan. IPB
Sukm ara . 2007. Sex rever sal pada ikan gapy (Poecilia reticulata) secara perendaman larva dalam larut an madu 5 mL/L. Skrip si. De p art e m e n Budid a ya Pe raira n. Fakultas Pe rikanan dan Ilmu Ke lautan. IPB
Sumantadinata, K., Taniguchi, N., & Sugama, K. 1990. The ne ce ssary conditions and the use s of ultra viole t irradiate d spe rm from diffe re nt spe cie s to induce Indone sian common carp. In t he second Asian Fisheries Forum (Edit ors: K. Hirano and I. Hanyu). Asian Fishe rie s Socie ty, Manila, Philippine s. pp 539— 547.
Sum a nt a d ina t a , K & Ta niguchi, N. 1990. St ud y o n morphological variation in Indonesian common carp stock. Nippon Suisan Gakkaishi. 56: 879— 886.
Sumantadinata, K. & Taniguchi, N. 1994. Variance of some quantitative characte rs in the se cond ge ne ration of gynoge netic diploids of the Indonesian common carp. Journal Tropical Agricult ure. 5: 42— 47.
Tasdiq, Moh. 2005. Pengaruh pemberian aromatase inhibit or melalui art emia (Artemia sp.) t erhadap keberhasilan sex reversal pada ikan nila merah (Oreochromis sp.). Skripsi. Departemen Budidaya Perairan. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. IPB.
Taufik, P. & Gustiano, R. 2000. Uji re siste nsi ikan le le t r ip lo id t e rha d a p b a kt e ri Aer omonas hydr ophi l a. Biosfera. 19: 97— 100.
Tave, D. 1993. Ge ne tics for fish manage rs. The AVI Publ. Comp. Inc. NY, USA. pp 418.
Utomo, D.S.C. 2006. Efektivit as aromatase inhibitor melalui perendaman pada larva ikan lele sangkuriang, Clarias
sp. yang berumur 0, 2, dan 4 hari set elah menet as. Skripsi. De pa rt e me n Budid aya Pe raira n. Fa kult as Perikanan dan Ilmu Kelautan. IPB.
Wang, R., Zhang, P., Gong, Z., Hew, C.L. 1995. Expre ssion of the antifre e ze prote in ge ne in transge nic goldfish (Ca ra ss iu s a u ra t u s) a nd it s im p lica t io n in co ld adaptation. Mol Mar Biol Biote chnol. 4(1): 20— 6. Wa ta na be , T. 1988. Fish nut rit io n a nd m a ricult ure .
Departme nt of Aquatic Bioscie nce s, Tokyo Unive rsity of fishe rie s. JICA. pp 233.
Woody, T. 2002. The plot to kill the carp. Wired (October): 104—106.
Yamazaki, F. 1983. Se x Control and Manipulation in Fish in N.P. Wilkins (e d): Ge ne tic in Aquaculture . Else vie r Scie nce Publishe rs B.V. Amste rdam. pp 329— 345.
Yazawa, R., Hirono, I., & Aoki, T. 2005. Characte rization of Promote r Activitie s of Four Diffe re nt Japa ne se Flo unde r Pro mote rs in Transge nic Ze brafish. Mar Biote chnol (NY). 7(6): 625—633.
Yaz a wa , R., Hiro no , I., & Ao ki, T. 2006. Tra nsge nic Ze b r a fis h Exp r e ss in g Ch icke n Lys o z ym e Sh o w Re sistance against Bacte ria l Dise ase s. Transge nic Re se arch, Springe r. 15(3): 385— 391(7).
Zairin, M.Jr. 2002. Me mproduksi Be nih Ikan Jantan atau Betina, Se x Re versal. Pe ne bar Swadaya. Jakarta.
Zairin, M.Jr. 2003. Endokrinologi dan Pe ranannya bagi Masa De pan Pe rikanan Indone sia. Orasi Ilmiah Guru Besar Tet ap Fisiologi Reproduksi dan Endokrinologi Hewan Air. Fakultas Pe rikanan dan Ilmu Ke lautan. Institut Pe rtanian Bogor.
Zhang, W., Subbarao, S., Addae , P., She n, A., Armstrong, C., Peschke , V., & Gilbertson, L. 2003. Cre /lox mediated marke r ge ne e xcision in transge nic maize (Zea mays L.) plants. The or Appl Ge ne t. 107: 1,157—1,168. Zhu, Z., Li, G., He , L., & Che n, S. 1985. Nove l ge ne
