•
•
•
Jumal I1mu-ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia (1995), ill(2): 33-39 33
POPULASI IKAN GURAME,
Osphronemus
gommy,
Lacepede,
DENGAN
METODE
BIOKIMIA
(Characterising of Giant Gouramy POlJUlation,
Osphronemus goramy,
Lacepede, Using Biochemical Method)
Kadarwan Soewardi 1
ABSTRAK
Suatu penelitian untuk melakukan inventarisasi genetik populasi ikan gurame dengan menggunakan metode elektroforesis protein telah dilakukan di laboratorium
BIOTROP, Bogor.
Contoh ikan diarnbil dari Purwokerto (Banyumas) dan Parung (Bogor) sebanyak
140 ekor. Pengamatan karakter genetik menggunakan metode elektroforesis protein dengan contoh protein berasal dari daging dan hati. Sebagai media digunakan gel pati (starch gel). Enzim yang diuji sebanyak 7 jenis antara lain: Isocitrate Dehydrogenase
(Idh); Esterase (Est); Glucose 6 phosphate Dehydrogenase (Gpd); PhosphogIuco
Isomerase (Pgi); Phophogluco mutase (Pgm); Malate Dehydrogenase (Mdh); dan Sorbitol
Dehydrogenase (Sod).
Hasil analisis menunjukkan bahwa terdapat 3 lokus polimorf dari 9 lokus yang diuji.
Tingkat heterosigositas dari populasi asal Banyumas sekitar 0,05-0,06, sedikit lebih
ren-dah dibandingkan dengan populasi asal Parung yaitu 0,10-0,13. Dari segi jarak genetik, populasi asal Banyumas dan Parung nampaknya tidak jauh berbeda, kecuali dua populasi asal Parung yakni Batu dan Bastar yang nampak cukup berbeda dari populasi lainnya.
Kata-kata kunci: ikan gurame, genetik, elektroforesis protein
ABSTRACf
A research to describe giant gouramy population genetic using protein electrophoresis method, was carried out at BIOTROP laboratory, Bogor.
Total samples of 140 fishes were taken from Purwokerto (Banyumas) and Parung (Bogor). Investigation of genetic character has been done using protein electrophoresis
method. The protein samples has been exctracted from mussc1e and liver. Starch gel was used as media. Seven enzymes were examine in this experiment namely: Isocitrate Dehydrogenase (Idb); Esterase (Est); Glucose 6 phosphate Dehydrogenase (Gpd);
PhosphogIuco Isomerase (Pgi); Phophogluco mutase (Pgm); Malate Dehydrogenase
(Mdh); and Sorbitol Dehydrogenase (Sod).
The result showed that 9 locus were identified where 3 of them were polymorph. The
level ofheterosigosity of Banyumas population ranged between 0,05-0,06 which is hightly
lower than Parung population, 0,10-0,13. In terms of genetic distance, it seems that
population from Banyumas and Parung were quite similar, except two population from Parung namely Batu and Bastar were shown relatively far from the other populations.
Key words: giant gouramy, genetics, protein electrophoresis
1 Fakultas Perikanan, Institut Pertanian Bogar (IPB)
34
PENDAHULUAN
Ikan gurame
(Osphronemus
goramy,
Lacepede) merupakan salah satujenis ikan ekonomis penting yang banyak dibudidayakan di Indonesia.
Ditinjau dari segi rasa dan dagingnya, ikan ini memiliki peluang untuk ekspor.
Kendala utama dalam budidaya ikan gurame adalah laju pertum-buhannya yang lambat. Berbagai upaya dilakukan untuk mengatasi
masa-lah ini, diantaranya adalah melalui perbaikan mutu benih. Aspek ini pen-ting untuk dikaji mengingat adanya informasi tentang beberapa varietas
ikan gurame yang menunjukkan perbedaan kecepatan laju pertumbuhan.
Sebelum dilakukan usaha perbaikan mutu benih secara eksternal, perlu diketahui aspek internalnya yaitu genetik. Diharapkan dengan
informasi genetik ini, perbaikan aspek eksternal dapat dilakukan secara
lebih optimal dan efisien.
Dalam penelitian ini akan dilakukan inventarisasi genetik populasi ikan gurame dengan menggunakan metode elektroforesis protein.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan di laboratorium Biologi Tropika (BIOTROP)
Bogor. Contoh ikan diambil dari Purwokerto (Banyumas) dan Parung (Bogor).
Ikan contoh dikumpulkan berdasarkan ciri karakter fenotip yang
mudah diamati dan dikenal oleh penjual, pengumpul atau petani ikan gurame. Contoh yang digunakan sebanyak 140 ekor.
Pengamatan karakter genetik menggunakan metode elektroforesis protein. Metode ini banyak digunakan dalam identifikasi struktur populasi dan strain dari berbagai jenis ikan seperti ikan salmon (Stahl,
dalam
Allendorf,
et aI.,
1981; Guyomardd, 1986) dan ikan tilapia (Eknath,et aI.,
1991; Galman,
et al., 1988).
Metode elektroforesis protein memanfaatkan peranan fisika-kimia
dari protein untuk memisahkan protein dalam jaringan berdasarkan muatan listriknya. Jika terdapat perbedaan aiel pada suatu lokus, maka akan menghasilkan muatan listrik yang berbeda bagi 2 aiel tersebut. Perbedaan muatan listrik ini dapat diidentifikasi pada media gel dengan menggunakan pewarnaan khusus.
Proses elektroforesis dilakukan dengan mengintroduksi ekstrak protein ke dalam media gel, kemudian dialiri listrik selama 3 - 5 jam, tergantung pada komposisi bufer yang digunakan untuk pembuatan gel, kekuatan ion dan ketebalan gel.
Protein dengan muatan positif akan bergerak ke kutub negatif dan
Jumal I1mu-ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia (1995), Ill(2): 33-39 35
mm dan dilakukan pewarnaan untuk setiap protein yang diinginkan. Hasil
pewarnaan berupa garis-garis hitam yang disebut pola (pita) genetik.
Kemudian dilakukan interpretasi genotip maupun aiel bagi masing-masing contoh individu, yang dilakukan dengan metode yang dijelaskan oleh Utter,
et al. dalam
Ryman & Utter ( 1987).Contoh protein diambil dari daging dan hati. Contoh tersebut dihan-curkan dalam larutan bufer fosfat 0,01 M, pH 7,4, kemudian disentrifus dengan putaran 40000 rpm selama 30 menit. Khusus untuk hati ditambah
kloroform dan disentrifus dengan putaran 4000 rpm selama 30 menit.
Sebagai media digunakan gel pati
(starch gel)
dengan sistem buferuntuk migrasi seperti disajikan pada Tabell.
Tabel 1. Sistem bufer yang digunakan pada media gel pati
Bufer TCB 1 TCB2 TCB3 MCI MC2 TP Pedoman Keterangan Ridway, et al. (1970) Tris(Hydroxymethyl)-Aminomethane 0,04 M
& asam sitrat 0,012 M sama dengan bufer elektroda TCB 1
Khana, ct at. ( 1975)
Cia yton & Tretia k (1972)
Cia yton & Tretiak (1972) asam sitrat-N( ami nopropyl)-morpholi ne 0,04 M disesuaikan sampai pd pH 6,1
asam sitrat-N(3 aminopropyl)-morpholille 0,08 M dengan p1l6,1
Clayton & Tretiak (1972) Tris(Hydroxymethyl)-aminomethanedisesuaikan sampai pada pH 7,4 dengan NaH2P04
( sama dengan elektroda TP tapi dilarutkall 10 kali
Sedangkan untuk pewarnaan masing-masing enzyme digunakan
metode Cia yton & Tretiak (1972).
Berdasarkan data frekuensi aiel, dihitung beberapa parameter intra
maupun inter populasi. Derajat polimorfisme diperoleh melalui rumus :
dimana:
P
T --• P F (p) = x 100% Tjumlah lokus polimorf
jumlah lokus yang diidentifikasi
Derajat heterosigositas menggambarkan kemantapan struktur genetik intra
populasi, dihitung berdasarkan frekuensi aiel sebagai berikut:
dimana: Pi
--h
=
1 - . 1 Pi 21=
36
dimana:
-
-
--H=
1=1 r
derajat hetecosigositas untuk lokus ke-i jumlah lokus total yang teridentifikasi
Perbedaan struktur genetik antar populasi dinyatakan dalam jarak
genetik
(genetic distance).
Sebelumnya, dihitung identitas genetik
(genetic identity)
terlebihdahulu dengan rumus :
Jxy
dimana: Jxy
=
peluang bertemunya 2 gen identik dalampopulasi x dan y (rata-rata untuk semua lokus)
JX,Jy = peluang bertemunya secara random 2 gen identik, masing-masing dalam populasi x dan y (rata-rata
untuk semua lokus)
Jarak genetik dihitung menggunakan rumus : D=-LnI
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari 7 macam enzim yang dianalisis, dapat diidentifikasi 9 lokus, 3 diantaranya adalah lokus polimorf, sehingga derajat polimorfismenya adalah 33,3
%.
Jenis enzim, jumlah lokus dan aiel yang diidentifikasi untuk masing-masing enzim tersebut, disajikan pada Tabel 2.
Hasil perhitungan frekuensi aiel untuk semua populasi disajikan pada Tabel 3. Dari tabel tersebut, terlihat bahwa penyebaran aiel pada populasi
•
ikan gurame pada studi ini menyebar hampir merata. Khususnya aiel Idh-1 (100), Idh-1 (50), Est-1 (100), Est-1 (110), Est-2 (100) dan Est-2 (110) terdapat di semua populasi, hanya berbeda tingkat frekuensinya. Aiel Est-1 (90) hanya terdapat pada 3 populasi, yaitu Paris, Blusafir dan Batu, sedangkan Est-1 (80) hanya muncul pada populasi Batu. Pada populasi Bastar dan Banyumas tidak terdapat aiel Est-2 (90). Hal ini perlu verifikasi lebih lanjut, apakah aiel tersebut memang benar-benar
marker
atau hanya karena peluang
sampling.
Berdasarkan Tabel 3, juga dapat dilihat derajat heterosigositas (h) untuk masing-masing lokus dari setiap populasi dan derajat heterositositas rata-rata (H) untuk masing-masing populasi. Nilai H adalah 0,05-0,13
•
•
Jurnal I1mu-ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia (1995), III(2): 33-39
•
37heterosigositas
terendah (0,05-0,06) sedangkan untuk populasi ikan
gurame dari Parung relatif tidak jauh berbeda, berkisar antara 0,10-0,13.
Tabel2. Jenis enzim yang dianalisis, masing-masing lokus dan aiel yang diidentifikasi
En z i m Lokus Aiel Keterangan
lsocitrate Dehydrogenase Idh-1 100 Polimorf 50
Esterase Est-1 100 Polimorf
90
Est-2 100 Polimorf 110
90
Est-3 100 Monomorf Glucose 6 phosphate Dehydrogenase Gpd-1 100 Monomorf
Phosphogluco Isomerase Pgi-1 100 Monomorf Phosphogluco mutase Pgm-1 100 Monomorf Malate Dehydrogenase Mdh-l 100 Monomorf
Sorbitol Dehydrogenase Sod-l 100 Monomorf
Tabel 3. Frekuensi aiel dari masing-masing lokus polimorf untuk setiap populasi ikan
gurame Lokus aiel Idh-l 100 50 h Est-1 100 110 90 80 h Est-2 100 110 90 h H Paris 0,73 0,27 0,39 0,55 O,tO 0,35 0,00 0,56 0,85 0,10 0,05 0,26 0,13
•
Bastar Blusatir 0,73 0,27 0,39 0,60 0,40 0,00 0,00 0,48 0,95 0,05 0,00 0,09 0,10 0,73 0,27 0,39 0,75 0,05 0,20 0,00 0,39°
0,10 ,IL.
..,
0,08 0,09 0,10 Populasi Batu 0,90 0,10 0,18 0,63 0,02 0,20 0,15 0,54 0,82 0,10 0,08 0,31 0,11Bule Banyumas Banyumas
0,90 0,10 0,46 0,88 0,12 0,00 0,00 0,21 0,80 0,13 0,07 0,33 0,11 (Bule) (Hitam) 0,63 0,33 0,39 0,98 0,02 0,00 0,00 0,Q3 0,98 0,02 0,00 0,Q3 0,05 0,75 0,25 0,37 0,98 0,02 0,00 0,00 0,Q3 0,95 0,05 0,00 0,09 0,06
38
Jarak genetik (D) adalah parameter untuk menyatakan tingkat
perbedaan struktur genetik antara 2 populasi, sedangkan kesamaan
genetik
(I)
adalah parameter untuk menyatakan kesamaan struktur genetikantara 2 populasi. Nilai jarak genetik (D) dan kesamaan genetik
(I)
disajikan pada Tabel4.
Tabel4. Jarak genetik (di atas diagonal) dan kesamaan genetik (di bawah diagonal) antara berbagai populasi ikan gurame
Paris Bastar Blusafir Batu Bule Banyumas Banyumas
(Hitam) (Bule) Paris
°
0,059 0,D18 0,031 0,069 0,066 0,067 Bastar 0,942°
0,047 0,074 0,053 0,060 0,059 Blusafir 0,982 0,954°
• 0,D28 0,029 O,OIR 0,017 Batu 0,969 0,928 0,972°
0,075 0,051 0,055 Bule 0,933 0,94H 0,971 0,927°
0,012 0,019 Banyumas 0,936 0,941 0,982 0,950 0,988 0' 0,001 (Hitam) Banyumas 0,935 0,942 0,983 0,460 0,981 0,999°
(Bule)Berdasarkan nilai jarak genetik CD), populasi dengan struktur genetik
yang lebih dekat akan dikelompok-kelompokkan dalam bentuk
dendogram (Gambar 1). Dari dendogram tersebut dapat dikatakan bahwa terdapat kecenderungan kelompok populasi yaitu antara Banyumas-Bule, Blusafir-Paris-Batu dan Bastar. Dari nilai jarak genetiknya, dapat dilihat bahwa populasi asal Banyumas cenderung mirip satu sarna lain dan sedikit berbeda dengan populasi asal Parung kecuali Bule. Untuk populasi Parung, jenis Blusafir dan Paris nampaknya mempunyai kesamaan struktur genetik yang paling dekat, diikuti oleh Batu dan terjauh adalah Bastar. j i 0,050 0,025 Hitarn Banyumas Bule Banyumas Bule Parung Blusa[ir Parung _ _ _ _ _ _ _ . Paris Parung Batu Parung Bastar ParuDg i 0,000
Jumal I1mu-ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia (1995), III(2): 33-39 • 39
KESIMPULAN
Hasil analisis protein menunjukkan bahwa stabilitas intra populasi pada populasi asal Banyumas (H=0,05-0,06) relatif lebih rendah dibandingkan dengan populasi asal Parung (H=0,10-0,13). Dua populasi asal Banyumas memiliki struktur genetik yang relatif sarna (D=O,OOl).
Analisis tersebut menunjukkan adanya pemisahan antara varietas asal Banyumas dan sebagian besar varietas asal Parung terutama Blusafir, Paris dan Batu dengan jarak genetik 0,038. Varietas Bule cenderung lebih dekat dengan varietas asal Banyumas (D=0,016), sedangkan varietas Bastar cenderung berbeda dari varietas yang lain, baik yang berasal dari Banyumas maupun dari Parung dengan jarak genetik 0,049.
Disarankan menambah jumlah enzim pada analisis elektroforesis protein serta melakukan analisis lebih lanjut sampai pada tingkat molekuler (DNA). Selanjutnya perlu dilakukan uji penampakan dari beberapa parameter antara lain pertumbuhanm efisiensi pakan, respon terhadap lingkungan dan ketahanan terhadap panyakit. Hal ini diperlukan untuk mencari sifat-sifat unggul dari varietas-varietas tersebut dalam upaya memperoleh bibit unggul di masa mendatang.
DAFTAR PUSTAKA
Allendorf, A.F.W. and F.M. Utter. 1979. Population in Genetics. in Fish Physiology, Vol. VIII. Edited by D.J. Randall, J.S. Hoar and R. Brett. Academic Press. New York. p. 407 - 454.
(
Clayton, J.N. and D.N. Tretiak. 1972. Amine-Citrate Buffers for pH Control in Starch Gel Electrophoresis. J. Fish. Res. Board. Can 21 : 81 - 94.
Khanna, N.D., R.K. Juneja, B. Larsson and B. Ghane. 1975. Electrophoretic Studies on Esterases in Atlantic Salmon. Salmon Salar. L. Swed. J Agric. Res. 5 : 193 - 197
