BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Indonesia merupakan salah satu negara mega biodiversity di dunia yang
memiliki kekayaan ekosistem beragam, salah satunya adalah ekosistem perairan
air tawar yang memiliki 1300 jenis ikan dengan kepadatan 720/km2
(Wargasasmita, 2002). Kekayaan tersebut cukup baik dan berpotensi sebagai
penghasil ikan (Kusumo et al., 2002). Ikan gurame merupakan salah satu ikan air
tawar yang dibudidayakan di Indonesia namun sering ditemukan pula pada
perairan kawasan Asia Tenggara. Pada aspek pangan ikan gurame dikonsumsi
masyarakat dan dikenal dengan kelezatannya, selain itu pada aspek bisnis ikan ini
memiliki nilai ekonomi yang cukup tinggi karena daya jual yang dimiliki ikan
gurame cukup besar, hal ini disebabkan oleh masyarakat yang mengkonsumsi ikan
gurame berjumlah tinggi (Setjaningsih et al., 2007).
Strain ikan gurame yang dibudidayakan di Indonesia diantaranya gurame
angsa, jepang, bastarn, porselen, bluesafir, dan paris. Keanekaragaman ini akibat
proses terjadinya variasi genetik salah satumya dengan proses genetic ingression
(Nugroho, 2011). Variasi genetik merupakan perbedaan sifat alel yang dapat
terlihat jelas hal ini diakibatkan oleh mutasi kode genetik pada sequence DNA.
Mutasi pada kode genetik dapat terjadi akibat stress atau kondisi alam yang
ekstrem (Campbell et al., 2011).
Masalah pembudidayaan ikan secara umum terjadi akibat kondisi lingkungan
yang tidak baik sehingga mengakibatkan stress pada ikan dan menimbulkan
penyakit. Penyakit yang biasa menginfeksi dari ikan air tawar terdiri dari dua
macam diantaranya adalah penyakit yang disebabkan oleh parasit atau dari
lingkungan yang ekstrim. Gejala penyakit yang muncul dari ikan, baik akibat
infeksi bakteri patogen atau kondisi lingkungan yang ekstrim akan menyebabkan
kematian sehingga budidaya ikan akan menurun produktivitasnya. Penyakit yang
biasa terjadi pada ikan air tawar salah satunya disebabkan oleh bakteri patogen
Beberapa gejala akibat kondisi stress pada ikan atau saat terserang penyakit,
baik terinfeksi bakteri patogen ataupun sebaliknya dapat terlihat pada kulit.
Peradangan yang terjadi pada kulit diantaranya perubahan warna kulit ikan atau
kehitaman pada bagian-bagian terinfeksi. Menurut Baugman dan Saghari (2009)
menyatakan bahwa warna kulit serta perubahannya ditentukan oleh pigmen utama
yaitu melanin yang disintesiskan pada melanosom melalui organel sel khusus
pada melanosit yang terletak pada lapisan basal epidermis. Ekspresi pigmen
terjadi pada setiap hewan, warna kulit menjadi hitam merupakan salah satu tanda
ekspresi gen pigmen melanin, ekspresi ini dapat dipengaruhi oleh adanya stress
salah satunya adalah stress dari infeksi penyakit atau infeksi dari bakteri (Jitmau
et al., 2010).
Perubahan warna pada kulit, sisik dan bulu disebabkan oleh adanya aktivitas
dari sel melanosit yang menghasilkan melanin (Yatim, 1996). Pembentukan
melanin terjadi pada sel melanosit bila adanya stress seperti sinar UV, infeksi
penyakit, temperatur dan stress lainnya untuk menginduksi pembentukan melanin
oleh sel melanosit (Jitmau, Rondonuwu, & Semangun, 2010). Proses
melanogenesis dapat dipengaruhi oleh menurun atau meningkatnya sistem
imunitas. Sistem imunitas dipengaruhi pula oleh stress dan infeksi dari zat atau
mikroba asing sebagai perlawanan dan pertahanan tubuh, hal ini terjadi pula pada
setiap vertebrata dan salah satunya adalah ikan, penelitian ini sudah diteliti pada
ikan salmon (Arciuli et al., 2012).
Gen yang mengatur pembentukan melanin oleh sel melanosit diantaranya
adalah gen Melanocortin -1 Receptor (MC1R) dan gen Tyrosinase-related Protein
1 (Tyrp1). Gen MC1R merupakan gen yang mengode produksi melanin pada kulit
dan rambut, sedangkan gen Tyrp1 merupakan enzim yang mengkode untuk enzim
tyronase yang penting dalam proses pembentukan pigmen atau melanin.
Berdasarkan penelitian (Tezuka et al., 2011) bahwa gen penghasil melanin dalam
penelitian ini adalah gen MC1R pada ikan dapat terekspresikan akibat kondisi
lingkungan, kondisi yang terlihat atau fenotip dari warna kulit ikan yang berwarna
hitam sesuai dengan genotip yang ada pada ikan tersebut, dalam arti lain, kondisi
tersebut. Penelitian ini merupakan penelitian pertama yang meneliti tentang gen
MC1R hingga didapatkan kode sequence yang utuh.
Database sequence DNA dari ikan Gurame saat ini masih sangat minim,
berdasarkan data yang didapatkan dari GenBank NCBI gen pada ikan gurame
(Osphronemus gouramy) hanya terdapat 13 gen. Hal ini dapat membuat peneliti
lain tidak dapat mengetahui potensi besar yang dimiliki oleh ikan gurame (NCBI,
2015). Database sequence adalah data komputerisasi sequence basa nukleotida
dan protein dari suatu gen DNA yang disimpan dan diolah sebagai informasi dan
dapat diambil secara mudah (Xiong, 2006). Database sequence salah satu dasar
penting dalam pembelajaran serta penelitian dalam bidang biologi molekuler.
Sequence merupakan kunci untuk menjawab pertanyaan penelitian yang ada pada
bidang biologi untuk menganalisis dan mendeterminasi, jika para peneliti
memahami sequence, maka para peneliti dapat menghubungkan ilmu lain untuk
perkembangan ilmu terapan lainnya yang saling berkaitan (Claverie &
Notredame, 2007).
Museum sequence (GenBank) merupakan tempat penting untuk mengabadikan,
menjaga serta mengembangkan sequence DNA dari suatu gen yang telah diteliti
oleh para peneliti dalam proses memecahkan masalah, mengembangkan potensi
serta memberikan solusi dari segala hal yang dapat dikembangkan melalui bidang
biologi molekuler. GenBank merupakan tempat penyimpanan database sequence
basa nukleotida gen dari berbagai organisme dan mikrooganisme. Salah satu
GenBank yang diketahui diantaranya: National Center for Biotechnology
Information (NCBI) dari United State, Molecular Biology Laboratory (EMBL)
dari Eropa, dan DNA Data Bank of Japan (DDBJ) dari Jepang. (Xiong, 2006;
Claverie & Notredame, 2007). Kekayaan database sequence merupakan salah satu
gudang ilmu yang akan didapatkan dari berbagai kalangan pada masyarakat dan
akan mendapatkan manfaat bagi peneliti.
Salah satu anggota Dewan Riset Nasional bagian perikanan Indonesia
menyatakan bahwa penelitian Indonesia dalam bidang perikanan masih sangatlah
kurang, sehingga dibutuhkan penelitian lebih dalam untuk bidang perikanan guna
memanfaatkan kekayaan Indonesia dan mengembangkannya (Sb, 2013). Saat ini
adanya informasi genetik mengenai urutan basa nitrogen gen ikan gurame pada
literatur dan informasi genetik GenBank masih sangat sedikit, sehingga untuk
memecahkan salah satu permasalahan serta mengembangkan ilmu dibutuhkan
kajian penelitian gen MC1R untuk memperkaya informasi genetika. Informasi
kajian gen MC1R dapat dijadikan sebagai awal tinjauan dan penelitian lebih
dalam untuk menghadapi permasalahan yang ada pada ikan gurame.
Penelitian untuk mendapatkan sequences diperlukan metode isolasi gen yang
tepat salah satunya dengan proses amplifikasi DNA menggunakan primer yang
tepat sesuai dengan kriteria dan standar pembuatan primer yang baik. Berdasarkan
paparan yang sudah dijelaskan bahwa diperlukan penelitian untuk mengisolasi dan
mengkarakterisasi gen MC1R sel melanosit pada ikan gurame yang belum
diketahui sequences DNA nya, dengan menggunakan primer yang dirancang dari
sequences ikan Teleostei, sebagai gerbang awal solusi pemecahan salah satu
masalah kesehatan ikan gurame yaitu ikan gurame yang telah terinfeksi oleh
Aeromonas hydrophila yang merupakan bakteri patogen bagi ikan gurame dan
ikan tawar lainnya. Harapan dari penelitian karakterisasi gen MC1R ini
ditemukannya primer spesifik yang dapat membantu menganalisis tingkat stress
dan kesehatan ikan gurame berdasarkan kualitas warna tubuhnya.
B. Rumusan Masalah
Apakah primer yang dirancang dari sequences ikan infraclassis Teleostei dapat
mengamplifikasi gen Melanocortin-1-Receptor (MC1R) pada DNA genom ikan
gurame (Osphronemus gouramy)?
C. Pertanyaan Penelitian
1) Bagaimana cara mendesain primer degenerate untuk mengamplifikasi gen
MC1R?
2) Bagaimana keberhasilan amplifikasi gen MC1R menggunakan primer
degenerate?
D. Batasan Masalah
1) Sampel merupakan ikan gurame (Osphronemus gouramy) varian Angsa
(Soang)yang didapat dari pengelolaan ikan Tasikmalaya dan Sukabumi, Jawa
Barat, Indonesia
2) Primer spesifik yang digunakan merupakan hasil sequencing isolasi DNA
genom dari gen MC1R.
3) Primer degenerate yang digunakan merupakan hasil alignment dari kumpulan
DNA gen MC1R infraclassis Teleostei.
4) Karakterisasi gen yang dilakukan merupakan analisis multiple alignment,
BLAST sequence, pohon filogenetik dan struktur protein domain.
E. Tujuan Penelitian
Mengkarakterisasi gen MC1R ikan gurame (Osphronemus gouramy)
F. Manfaat Penelitian
1) Memberikan informasi mengenai isolasi DNA genom MC1R pada ikan
gurame (Osphronemus gouramy).
2) Memberikan informasi mengenai uji validasi primer spesifik DNA genom
MC1R dan stok sampel cDNA pada ikan gurame Osphronemus gouramy
yang telah diinfeksi oleh Aeromonas hydrophila Strain A2.
3) Sebagai ilmu, khususnya dibidang biologi molekuler, mikrobiologi, dan
hewan
4) Sebagai kajian pustaka awal bagi peneliti lain untuk mengembangkan
