IDENTIFIKASI GEN MYOSTATIN (MTSN) PADA KAMBING KACANG DAN KAMBING PERANAKAN
ETAWAH DI DELI SERDANG
TESIS Oleh :
AULIA RAHMAD HASYIM 157040001
PROGRAM STUDI ILMU PETERNAKAN
PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
TESIS Oleh :
AULIA RAHMAD HASYIM 157040001
Tesis sebagai salah satu syarat untuk melaksanakan penelitian di Program Studi Magister Ilmu Peternakan Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
PROGRAM STUDI ILMU PETERNAKAN
PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR . ... i
DAFTAR ISI . ... ii
DAFTAR TABEL ... iv
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR LAMPIRAN ... iv
PENDAHULUAN . ... 1
Latar Belakang . ... 1
Tujuan Penelitian . ... 4
Manfaat Penelitian . ... 4
Hipotesis Penelitan . ... 4
TINJAUAN PUSTAKA . ... 5
Kambing . ... 5
Kambing Peranakan ettawa (PE) . ... 6
Kambing Kacang ... 6
Gen Myostatin ... 9
Keragaman Genetik ... 11
Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism ... 12
BAHAN DAN METODE PENELITIAN . ... 13
Lokasi dan Waktu Penelitian14 Bahan dan Alat . ... 15
Sampel Penelitian ... 15
Ekstraksi DNA . ... 15
Teknik PCR . ... 16
Amplifikasi DNA . ... 17
Elektroforesis . ... 18
Reaction Fragment Lengh Polymorphism (RFLP). ... 18
Genotyping Gen MSTN . ... 19
Sekuensing . ... 19
Analisis Data . ... 20
Frekuensi Alel dan Fenotipe . ... 20
Frekuensi Sekuensing Gen Myostatin . ... 20
HASIL DAN PEMBAHASAN . ... 22
Gambaran Umum. ... 22
Amplifikasi DNA . ... 23
Kesimpulan . ... 32
Saran . ... 32
DAFTAR PUSTAKA . ... 33
LAMPIRAN . ... 35
DAFTAR TABEL
No. Halaman.
1 Bangsa dan Kecamatan asal kambing yang digunakan dalam penelitian... 15 2 Keragaman gen MSTN ekson1 pada populai kambing... 25 3 Nilai heterozigositas dari gen MSTN ekson 1 pada kambing... 27
1 Panjang gen myostatin dan daerah ekson... 10 2 Mekanisme gen myostatin dalam pertumbuhan otot... 10 3 Visualisasi penempelan primer dan situs pemotongan pada ...
sekuen gen MSTN ekson 1 (kode akses Genbank EF591039)
17
4 Kambing Kacang dan PE yang digunakan untuk penelitian... 22 5 Produk hasil amplifikasi Gen MSTN... 21 6 Visualisasi hasil PCR-RFLP gen MSTN exon 1 kambing PE dan.
Kacang
22 7 Sekuen gen MSTN dengan nomer akses Genbank EF591039...
pada kambing Kacang dan PE
23 8 Grafik perbandingan hasil sekuens antara genotipe AA dan TA.... 24
DAFTAR LAMPIRAN
No. Halaman.
1 GenBank MSTN pada Kambing... 36
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Identifikasi Gen Myostatin (MSTN) Pada Kambing Lokal Di Deli Serdang.
Sholawat serta salam semoga senantiasa tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW, keluarganya, para sahabatnya dan umatnya yang beriman hingga akhir zaman. Penyusunan Tesis ini bertujuan untuk menganalisis keragaman gen MSTN ekson 1 pada kambing Kacang dan PE di Deli Serdang.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir. Ma’ruf Tafsin, MSi selaku dosen pembimbing utama, Dr. Ir. Aron Batubara, MSc selaku dosen pembimbing anggota, dan Dr.Nevy Diana Hanafi, S.Pt. M.Si selaku Ketua Program Studi Pascasarjan Peternakan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah (Edy Zakwan Hasyim), ibu (Yahni Sinaga) dan seluruh keluarga serta keluarga besar Ibrahim Hasyim dan Djaidim Sinaga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Selain itu, terima kasih juga kepada Alwiyah atas doa dan dukungannya, serta kepada teman Pascasarjana atas bantuan maupun dukungannya penulis mengucapkan terima kasih. Semoga hasil penelitian ini bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkannya.
Medan, 27 Juli 2017
Aulia Rahmad Hasyim
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 01 November 1993 di Tebing tinggi, Sumatera Utara. Penulis adalah anak pertama dari 2 bersaudara pasangan Bapak Edy Zakwan dan Ibu Yahni Sinaga. Penulis mengawali pendidikan dasar pada tahun 1998 di SDN 101788 Deli Serdang, melanjutkan ke SMPN 2 Medan (2005) dan SMAN 2 Medan (2008). Penulis diterima di IPB pada tahun 2011 melalui jalur SNMPTN Undangan dan diterima di Departemen Ilmu Produksi Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan.
Tahun 2015 penulis menyelesaikan studi S1 di IPB dan langsung melanjutkan studi S2 ilmu Peternakan Program Pasca Sarjana Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Penulis aktif dalam berbagai organisasi selama menjadi mahasiswa, diantaranya ketua rohis IMMAM (2012-2013), BEM-KM IPB (2011-2012), Komandan Tingkat (Komti) IPTP 48, Badan Pengawas Organisasi Himaproter (2012-2014). Penulis juga aktif dalam tim futsal dan mendapatkan juara 1 dalam acara Dekan Cup 2015. Penulis juga pernah terlibat menjadi asisten praktikum mata kuliah Genetika Ternak (2014-2015). Penulis juga pernah mengikuti karya tulis Ilmiah di Fakultas Peternakan, kemudian penulis pernah mengikuti kompetisi Pekan Kreativitas Mahasiswa dan proposalnya di danai oleh Dikti. Penulis saat ini
sudah bekerja sebagai Staf di Dinas Pendapatan Daerah Kabupaten Deli Serdang Sumatera Utara.
Identifikasi Gen Myostatin (MSTN) pada Populasi Kambing Kacang dan Peranakan Etawah di Deli Serdang adalah benar merupakan gagasan dan hasil penelitian saya sendiri di bawah arahan komisi pembimbing. Semua data dan sumber informasi yang digunakan dalam tesis ini telah dinyatakan secara jelas dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir tesis serta dapat diperiksa kebenarannya. Tesis ini juga belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar pada program studi sejenis di perguruan lain.
Medan, Juli 2017
Aulia Rahmad Hasyim NIM 157040001
Judul : IDENTIFIKASI GEN MYOSTATIN (MTSN) PADA KAMBING KACANG DAN KAMBING
PERANAKAN ETAWAH DI DELI SERDANG Nama Mahasiswa : Aulia Rahmad Hasyim
NIM : 157040001
Program Studi : Ilmu Peternakan
Menyetujui:
Komisi Pembimbing
Ketua Anggota
Dr.Ir.Ma’ruf Tafsin, M.Si Dr.Ir.Aron Batubara.M.Sc
Ketua Program Studi Dekan Fakultas Pertanian
Dr.Nevy Diana Hanafi, S.Pt. M.Si Dr.Ir.Hasanuddin. MS
Tanggal Ujian : 19 Agustus 2017 Tanggal Lulus: 19 Agustus 2017
Kambing di Indonesia memiliki potensi yang belum dimanfaatkan secara optimal, padahal daging kambing banyak diminati oleh masyarakat. Untuk itu perlu dilakukan upaya peningkatan kualitas kambing lokal kearah perdagingan.
Salah satu pendekatan yang dapat dilakukan adalah dengan pendekatan molekuler atau dengan kata lain dengan menggunakan Marker Assisted Selection (MAS).
Gen yang digunakan sebagai marker adalah gen Myostatin (MSTN). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifkasi keragaman gen MSTN pada kambing lokal di Kabupaten Deli Serdang dengan menggunakan metode PCR RFLP dan sekuensing, menentukan SNP pada frgamen target gen MSTN ekson 1. Jumlah sampel yang digunakan adalah 30 ekor kambing Kacang dan 30 ekor kambing PE yang berasal dari kecamatan Galang, Hamparan Perak dan Namorambe dengan jumlah masing-masing wilayah 10 ekor. Amplifikasi gen MSTN ekson 1 menggunakan primer forward 5’-AGAACAGCGAGCAGAAGGAA-3’ dan reverse 5’-CGTCGTAACGTGGTAGTCAT-3’, yang dipotong enzim restriksi HinIII. Keragaman genetik yang diamati adalah frekuensi alel, frekuensi genotipe, heterozigositas dan keseimbangan populasi. Dan penyejajaran hasil sekuensing dilakukan dengan menggunakan aplikasi BioEdit dan MEGA5. Hasil analisis Gen Myostatin ekson 1 pada titik mutasi ke-53 pada kambing Kacang dan kambing PE di daerah Galang, Hamparan Perak dan Nomorambe di Sumatera Utara bersiat monomorfik. Hanya satu genotipe dari gen MSTN ekson 1 yang ditemukan baik pada kambing Kacang maupun kambing PE yaitu genotipe AA. Untuk nilai heterozigositasdan keseimbangan populasi bernilai 0 dikarenakan hanya satu genotipe yang ditemukan dalam penelitian ini. Gen Myostatin pada poplasi kambing Kacang dan PE di Kabupaten Deli Serdang bersifat monomorfik.
Kata kunci : Gen Myostatin, Kambing lokal, keragaman genetik
ABSTRACT
AULIA RAHMAD HASYIM, 2017. “Identification of Myostatine Gene (MTSN) on Kacang Goats and Peranakan Etawah Goats in Deli Serdang District,”.Under supervised by MA’RUF TAFSIN and ARON BATUBARA.
Goats in Indonesia have potential that has not been utilized optimally, even though goat meat in demand by Indonesian people were high. Needs to be done an effort to improve carcass quality of local goat. One approach that can be done is with a molecular approach or used adopting molecular or marker assisted selection ( MAS ). A gene that can used as marker of carcass quality is myostatin genes (MSTN) exon 1.The purpose of this study was to obtain the polymorphisms of the MSTN gene in local goat in Deli Serdang District used PCR-RFLP and sequencing methode and find SNP in the fragmen target MSTN gene exon 1. The number of sample used were 60 heads of goats consisted of 30 Kacang goats and 30 PE goats from Galang, Hamparan Perak and Namorambe , Deli Serdang district. The MSTN gene forward primer 5’-AGAACAGCGAGCAGAAGGAA-3’
and reverse 5’-CGTCGTAACGTGGTAGTCAT-3’, the enzyme for restriction was HinIII. The polymorphisms of the MSTN gene were identified by PCR RFLP and direct sequnencing method. To determine Hardy-Weinberg equilibrium status, both Allele and genotype frequencies were analyzed. To alignment sequencing result have done analyzed using BioEdit and MEGA6 softwere. The result showed that there is MSTN gene exon 1 have found SNP in 53 point at Kacang goats and PE goats in Galang, Hamparan Perak and Namorambe, Deli Serdang district is monomorphic. Only one genotype from MSTN exon 1, there is AA. For Heterozigosity and HW equilibrium is 0, because only one genotype that found in MSTN gene in this research. Myostatin gene at Kacang goats and PE goats population in Deli Serdang District are monomorphic.
Keywords : Myostatin gene, Local goats, genetic polymorphisme.
PANITIA PENGUJI TESIS
Ketua : Dr. Ir. Ma’ruf Tafsin, M.Si Anggota : Dr. Ir. Aron Batubara, M.Sc Penguji : 1. Prof. Dr. Ir. Sayed Umar, MS.
2. Dr. Nevy Hanafi, S.Pt, M.Si
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Ternak kambing merupakan salah satu komoditi peternakan yang menyumbang peranan dalam pemenuhan kebutuhan protein asal hewan di Indonesia. Data BPS tahun 2014, populasi kambing di Indonesia sebesar 19,21 juta ekor lebih banyak dari populasi sapi potong (14,70 juta ekor) atau ternak ruminansia lainya,sedangkan produksi daging kambing/domba per kapita pertahun
di Indonesia dengan 250 juta warga negara hanya mencapai angka sekitar 0,25 Kg. Kambing mempunyai daya adaptasi yang baik terhadap berbagai
keadaan lingkungan. Pengembangan kambing mempunyai prospek yang baik karena di samping untuk memenuhi kebutuhan daging di dalam negeri, juga memiliki peluang sebagai komoditas ekspor. Menurut Subandryo (2004) terdapat dua rumpun kambing yang paling banyak ada di Indonesia yaitu kambing Peranakan Etawah dan kambing Kacang. Kambing Kacang memliki ukuran tubuh yang lebih kecil dibandingkan dengan kambing Peranakan Etawah.
Salah satu wilayah yang memiliki populasi kambing terbanyak di Sumatera Utara adalah di kabupaten Deli Serdang. Namun potensi kambing tersebut belum digali secara optimal. Posisi kambing sebenarnya cukup strategis dan penting karena permintaan daging khususnya daging sapi cenderung semakin meningkat dan produksi daging sapi tidak mampu mencukupi kebutuhan nasional sehingga daging kambing berpotensi sebagai subtitusi kebutuhan daging sapi.
Kambing lokal yang berada di Deli Serdang berpotensi untuk dikembangkan.
Hingga saat ini program pemuliaan dalam rangka peningkatan kualitas genetik kambing tersebut belum terlaksana.
Perbaikan mutu genetik ternak tersebut dapat dilakukan melalui pendekatan molekuler berbasis Marker Assisted Selection (MAS). Seleksi dengan menggunakan MAS sudah mulai intensif dilakukan di berbagai negara sapi pedaging (Rezende et al., 2012) dan termasuk pada ternak lainnya seperti ayam (Lahav et al., 2006), Dan kerbau (Sarika et al.,2013). Perkembangan teknik molekuler seperti teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) yang mampu mengamplifikasi untaian DNA hingga mencapai konsentrasi tertentu sehingga cukup tinggi untuk dianalisis. Produk PCR ini dapat disekuensing untuk mengetahui sekuen DNA suatu individu. Bersamaan dengan berkembangnya teknik komputer, telah mempermudah para peneliti untuk mendapatkan data genetik. Perkembangan teknologi saat ini memberikan perubahan di bidang pertanian dan peternakan, khususnya bidang ilmu pemuliaan. Teknik molekular menggunakan amplifikasi DNA target memberikan alternatif metode untuk diagnosis dan identifikasi keragaman gen. Identifikasi dapat dilakukan dengan metode RFLP (Restriction fragment length polymorphism). Menurut Becker et al.
(2000), analisis pola restriction fragment dihasilkan ketika DNA dicerna oleh enzim retriksi.
Salah satu pengukuran potensi ternak kambing dapat diamati melalui sifat pertumbuhan.Pertumbuhan merupakan sifat yang dikendalikan banyak gen. Salah satu gen penting yang mempengaruhi pertumbuhan ternak kambing adalah gen myostatin. Lee dan McPherron (2001) menyebutkan gen myostatin (MSTN) atau
3
biasa dikenal sebagai growth and differentiation factor 8 (GDF8) adalah anggota dari superfamily gen transforming growth factor β (TGF-β.) yang terlibat dalam mediasi pertumbuhan dan perkembangan sel melalui signal transduksi.
Myostatin ini bekerja sebagai inhibitor (negative regulator) dari myogenesis dan menghambat poliferasi myoblast selama siklus sel dan diferensiasi myogenic (Thomas et al., 2000, Taylor et al., 2001, Rios et al., 2002, Langley et al., 2002, Lu et al., 2007). McPherron et al. (1997) telah menemukan bahwa ketiadaan myostatin mengakibatkan massa otot rangka dua kali lebih besar pada tikus dibanding dengan wild-type. Pada beberapa bangsa sapi, karakteristik double muscle disebabkan mutasi yang mengakibatkan kehilangan fungsi dari gen myostatin seperti pada sapi belgian blue dan peidmontese (Dierks et al., 2014).
Individu yang homogeneous dan heterogeneous yang mengalami mutasi menunjukkan perototan yang membesar, peningkatan bobot lahir dan pertumbuhan yang lebih cepat (Casas et al., 1999, Li et al., 2004). Mutasi pada daerah exon 1 gen myostatin pada kambing diketahui dapat menyebabkan peningkatan massa otot sehingga membentuk fenotipe yang berbeda. Mutasi pada gen myostatin dapat menghasilkan protein non fungsional yang menyebabkan kasus double muscling (Zhang et al., 2013). Perbedaan pola dari haplotipe gen myostatin adalah indikator dari sejarah yang memperlihatkan bahwa adanya perbedaan antara populasi keturunan kambing (Li et al., 2005). Pendeteksian gen MSTN pada kambing penting dilakukan untuk mengetahui keragaman gen tersebut karena diduga terkait dengan sifat-sifat yang bernilai ekonomis dapat dijadikan sebagai penciri genetik (Malveiro et al., 2001).
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi keragaman gen Myostatin (MSTN) pada ternak kambing di Kabupaten Deli Serdang dengan menggunakan metode PCR-RFLP.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai Informasi dasar mengenai keragaman gen MSTN pada kambing di 3 populasi di Deli Serdang.
Selain itu diharapkan gen yang digunakan dapat menjadi kandidat MAS untuk sifat kualitas daging.
Hipotesis Penelitan
Hipotesis dari penelitian ini adalah terdapatnya keragaman pada gen Myostatin pada kambing Kacang dan kambing PE di 3 kecamatan di Kabupaten Deli Serdang.
5
TINJAUAN PUSTAKA
Kambing
Kambing diklasifikasikan ke dalam : Kingdom : Animalia; Phylum : Chordata; Group: Cranita (Vertebrata); Class : Mammalia; Ordo : Artiodactyla;
Sub-ordo : Ruminantia; Family : Bovidae; Sub-family : Caprinae; Genus : Capra atau Hemitragus; Spesies : Capra Hircus, Capra Ibex, Capra caucasica, Capra pyrenaica, Capra falconeri (Davendra dan Mcleroy, 1982).
Kambing memiliki 60 kromosom yang terdiri atas 29 pasang kromosom autosom dan sepasang kromosom kelamin (Gall, 1981). Kambing merupakan salah satu jenis binatang memamah biak yang berukuran sedang. Kambing liar jantan maupun betina memiliki tanduk sepasang, namun tanduk pada kambing jantan lebih besar. Kambing, umumnya mempunyai jenggot, dahi cembung, ekor agak ke atas, dan kebanyakan berbulu lurus dan kasar. Panjang tubuh kambing liar tidak termasuk ekor adalah 1,3-1,4 m, sedangkan ekornya 12-15 cm. Prabowo (2010) menyatakan bahwa bobot dewasa untuk kambing Kacang betina rata-rata 20 kg, sedangkan Doloksaribu et al. (2006) menyatakan sebesar 26,88 + 3,99 kg.
Kambing mempunyai daya adaptasi yang tinggi terhadap iklim tropik yang ekstrim, fertilitas tinggi, interval generasi yang pendek, serta kemampuan memanfaatkan berbagai macam hijauan dengan efesiensi biologis yang lebih tinggi dibandingkan sapi (Heriyadi, 2004). Sampai saat ini diperkirakan terdapat lebih dari 300 bangsa kambing di seluruh dunia. Berdasarkan jumlah tersebut, baru sekitar 81 bangsa kambing yang telah diidentifikasi dan dideskripsikan dengan baik, minimum dapat dibedakan dari sisi performa fisik yang menyangkut
sifat-sifat kualitatif dan sifat-sifat kuantitatif, serta hanya beberapa bangsa yang dapat dibedakan dari segi komposisi darah dan gen (Heriyadi, 2001).
Kambing Peranakan Ettawa (PE)
Ciri khas fenotipik kambing PE mirip dengan kambing Ettawa dari India.
Kambing PE berjanggut, bergelambir di bawah leher, bentuk muka cembung melengkung, rambut tumbuh panjang di bagian leher, pundak, punggung dan paha. Warna rambut tunggal yang terdiri atas putih polos atau hitam polos atau coklat polos, jarang ditemukan, kebanyakan terdiri atas dua atau tiga warna membentuk pola belang hitam, belang coklat dan putih bertotol hitam (Pamungkas et al., 2009).
Pejantan kambing PE dapat dijadikan bibit unggul dalam program IB untuk meningkatkan produksi susu kambing lokal (Souhoka et al. 2009). Menurut Atabany (2001) kambing PE mampu melahirkan kembar empat tetapi sangat jarang, selain itu produksi susu kambing PE mencapai 0.99 kg/ekor/hari, kambing ini juga menghasilkan daging sehingga termasuk tipe dwiguna.
Kambing Kacang
Kambing Kacang merupakan kambing lokal Indonesia dengan populasi yang cukup banyak dan tersebar luas di wilayah pedesaan. Menurut Murtidjo (1993), kambing Kacang memiliki karakteristik sebagai berikut: ukuran tubuhnya relatif kecil, kepala ringan dan kecil, telinga pendek dan tegak lurus mengarah ke atas depan, memiliki daya adaptasi yang tinggi terhadap kondisi alam setempat dan performan reproduksinya sangat baik. Kambing Kacang banyak dijumpai juga di Filipina, Myanmar, Thailand, Malaysia.
7
Salah satu kelebihan kambing Kacang adalah mampu berproduksi pada lingkungan yang kurang baik. Kekurangan kambing Kacang adalah ukuran tubuh yang relatif kecil dan laju pertambahan bobot hidup yang relatif rendah (Setiadi, 2003). Bobot badan kambing Kacang betina pada saat mencapai dewasa tubuh sekitar 20 kg (Devendra dan Burns, 1994). Lebih lanjut dikatakan Murtidjo (1993) bahwa kambing Kacang memiliki warna tunggal, yakni: putih, hitam atau cokelat, serta adakalanya campuran dari ketiga warna tersebut. Panjang tanduk kambing Kacang jantan maupun betina 8-10 cm.
Damshik (2001) mengemukakan bahwa rata-rata tinggi pundak dan bobot badan kambing Kacang dewasa masing-masing 50 cm dan 30 kg. Apabila dibandingkan dengan bagian-bagian lainnya maka kepala memunyai proporsi yang sangat baik dan seimbang. Telinganya berukuran sedang, selalu bergerak, posisinya tegak, tetapi tidak menggantung seperti pada kambing PE. Tanduk kambing Kacang terdapat pada kambing jantan maupun betina dan ukurannya relatif pendek. Janggut tumbuh dengan baik dan lebat pada dewasa jantan namun kurang lebat pada yang betina. Leher pendek dan memberi kesan tebal dan tegap.
Punggung lurus, pada beberapa kasus terlihat agak melengkung dan memberi kesan semakin kebelakang semakin tinggi sampai kebagian pinggul.
Devendra dan Burns (1994) menyatakan bahwa karakteristik kambing Kacang sebagai berikut: profil wajah lurus, ekor kecil dan tegang, ambing kecil dengan konformasi baik dengan puting yang relatif besar, bulu tubuh kambing betina pendek dan kasar sedangkan pada yang jantan lebih panjang daripada betina. Kambing Kacang mampu bertahan hidup pada berbagai kondisi lingkungan dan mampu beradaptasi terhadap manajemen pemeliharaan yang
berubah ubah. Masa pubertas dicapai pada umur sekitar 6 bulan pada yang jantan dan 5 bulan pada betina. Kambing Kacang betina beranak pertama pada umur sekitar 12--13 bulan. Damshik (2001) mengemukakan bahwa rata-rata tinggi pundak dan bobot badan kambing Kacang dewasa masing-masing 50 cm dan 30 kg. Apabila dibandingkan dengan bagian-bagian lainnya maka kepala memunyai proporsi yang sangat baik dan seimbang. Telinganya berukuran sedang, selalu bergerak,posisinya tegak, tetapi tidak menggantung seperti pada kambing PE.
Tanduk kambing Kacang terdapat pada kambing jantan maupun betina dan ukurannya relatif pendek. Janggut tumbuh dengan baik dan lebat pada dewasa jantan namun kurang lebat pada yang betina. Leher pendek dan memberi kesan tebal dan tegap. Punggung lurus, pada beberapa kasus terlihat agak melengkung dan memberi kesan semakin kebelakang semakin tinggi sampai kebagian pinggul.
Devendra dan Burns (1994) menyatakan bahwa karakteristik kambing Kacang sebagai berikut: profil wajah lurus, ekor kecil dan tegang, ambing kecil dengan konformasi baik dengan puting yang relatif besar, bulu tubuh kambing betina pendek dan kasar sedangkan pada yang jantan lebih panjang daripada betina. Kambing Kacang mampu bertahan hidup pada berbagai kondisi lingkungan dan mampu beradaptasi terhadap manajemen pemeliharaan yang berubahubah.Masa pubertas dicapai pada umur sekitar 6 bulan pada yang jantan dan 5 bulan pada betina. Kambing Kacang betina beranak pertama pada umur sekitar 12--13 bulan.
9
Gen Myostatin
Gen myostatin tergolong dalam family transforming growth factor-β (TGF-β) yang berperan dalam pertumbuhan dan diferensiasi selama perkembangan embrio dan juga mengatur homostatis jaringan pada ternak dewasa. Ternak yang mengalami null mutasi memiliki berat dan luas otot yang lebih lebih besar dari pada wild type (P≤0.05) (McPherron et al., 1997). Individu yang mengalami mutasi mengalami 2-3 kali perkembangan otot yang lebih besar daripada wild-type, peningkatan ini diakibatkan oleh kombinasi dari hiperplasia (peningkatan jumlah otot) dan hiperthrophy (peningkatan massa otot) pada ternak. Menurut Thomson et al. (2000) myostatin mengikat reseptor permukaan sel dan menghambat poliferasi dan dan diferensiasi myoblast (Langley et al., 2002). Gen myostatin menyandi 375 asam amino (Taylor et al., 2001). Asam amino menghasilkan protein miostatin dengan berat molekul sebesar 26 kDa (Berry et al., 2002). Protein miostatin menghambat proses proliferasi dan diferensiasi sel sehingga pertumbuhan sel yang dihasilkan tidak berlebihan (Taylor et al., 2001; Bellinge et al., 2005). Fenotipe yang dihasilkan akibat kehilangan fungsi myostatin mengekspresikan otot ganda (Grisolia et al., 2009).
Ekspresi otot ganda pada sapi pertama sekali ditemukan pada sapi belgian blue dan piedmontase. Otot ganda belgian blue disebabkan karena terjadi 11 delesi nukleotida sepanjang 931-936 pb. Delesi nukleotida tersebut terjadi pada daerah ekson 3. Fenomena delesi menyebabkan terjadinya kehilangan daerah aktif pada molekul protein miostatin (Mc Pherron & Lee 1997). Myostatin juga
ditemukan pada myogenesis pada embrio dan ekspresinya berlanjut pada otot setelah ternak lahir (Mc Pherron et al., 1997).
Gambar 1 Panjang gen myostatin dan daerah ekson
Gambar 2 Mekanisme gen myostatin dalam pertumbuhan otot
Pada Gambar 2 Thomas et al. (2000) memberikan gambaran bagaimana mekanisme kerja myostatin pada pertumbuhan otot. Selama myogenesis pada embrio, MYF5 dan MyoD menentukan sel untuk mngambil nasib myoblast kemudian bermigrasi dan berpoliferasi. P21 adalah up-regulated menghambat aktivitas cyclin-EzCdk2yang menyebabkan Rb menjadi inaktif dan menangkap G1. Kemudian jumlah myoblast, jumlah serat yang teregulasi terbatas. Bereda dengan Gambar B yang menunjukkan ketiadaan fungsi myostatin, signal untuk P21 up-regulated hilang dan Rb tinggal dalam bentuk hyperphosphorylated
11
menghasilkan down regulated yang meningkatkan poliferasi untuk meningkatkan jumlah serat.
Keragaman Genetik
Genotipe hewan merupakan sebuah pendekatan yang berguna untuk menggambarkan prinsip-prinsip genetika dan penerapan langsung dalam hal pewarisan sifat. Hukum Hardy-Weinberg menyatakan bahwa frekuensi genotipe suatu populasi yang cukup besar akan selalu dalam keadaan seimbang bila tidak ditemukan seleksi, migrasi, mutasi, dan genetic drift. Sifat-sifat ditemukan dalam keragaman genetik dalam spesies dan bangsa atau galur dalam masing-masing spesies. Genetika dipandang dari segi populasi, terutama frekuensi gen dengan efek yang diinginkan (Yuniarsih et al., 2011).
Frekuensi gen merupakan istilah yang digunakan untuk menunjukkan proporsi dari semua lokus untuk pasangan gen atau rangkaian alel ganda dalam suatu populasi. Frekuensi gen dari perbedaan-perbedaan itu sangat beragam dari bangsa-bangsa dan antar galur. Frekuensi gen yang timbul dipengaruhi oleh seleksi, mutasi gen, pencampuran dua populasi yang frekuensi gen berbeda, silang dalam (inbreeding), silang luar (outbreeding) dan genetic drift (Yuniarsih et al., 2011).
Eksperesi gen dapat mempengaruhi sifat yang muncul. Fenotipik yang muncul dapat dipengaruhi oleh variasi gen pada arah dan besar respon terhadap perubahan lingkungan (Noor 2008). Fenotipik yang bersifat ekonomis merupakan sifat kuantitatif yang dikontrol oleh banyak gen dan masing-masing gen memberikan sedikit kontribusi pada sifat tersebut (Noor 2008). Gen semacam ini
disebut dengan gen mayor yang terletak pada lokus sifat kuantitatif atau quantitative traits loci (QTL). Gen mayor yang dapat digunakan sebagai kandidat dalam program Marker Assisted Selection (MAS) jika gen tersebut mempunyai fungsi dan pengaruh biologis yang nyata terhadap sifat kuantitatif (Diyono, 2009).
Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism
Polymerase Chain Reaction (PCR) merupakan teknik amplifikasi potongan deoxyribonucleic acid (DNA) secara in vitro pada daerah spesifik yang dibatasi dua buah primer oligonukleotida. Proses amplifikasi dilakukan menggunakan enzim Taq polymerase terhadap primer yang menempel pada DNA spesifik.
Primer adalah oligonukleotida berukuran pendek (18-24 pb) yang menempel di tempat spesifik pada DNA template (cetakan). Metode PCR terdiri atas tiga tahap yaitu denaturasi (pemisahan DNA untai ganda), annealing (penempelan primer), serta extension (pemanjangan) atau reaksi polimerisasi yang dikatalisis dengan enzim Taq polymerase (Muladno, 2010). Hasil dari PCR divisualisasikan dengan cara elektroforesis atau menggunakan analisis lebih lanjut (Muladno, 2010).
Denaturasi awal berlangsung selama 3 menit pada suhu 95 °C untuk memastikan bahwa molekul DNA target telah terdenaturasi menjadi DNA untai tunggal. Waktu yang dibutuhkan denaturasi berikutnya 30 detik pada suhu 95 °C.
Denaturasi yang tidak lengkap mengakibatkan DNA mengalami denaturasi yaitu pembentukan DNA untai ganda kembali secara cepat, sehingga proses PCR gagal.
Suhu diturunkan menjadi 50-60 °C untuk tahap penempelan primer. Primer forward dan reverse berkomplemen pada posisi masing-masing hingga enzim Taq polymerase mulai mensintesis DNA baru dari ujung 3’ masing-masing primer
13
. Sintesis molekul DNA seterusnya berlangsung pada suhu 72 °C selama 5 menit (Muladno, 2010). Prinsip metode RFLP adalah pencarian urutan nukleotida yang dikenali enzim restriksi, yang disebut situs restriksi. Enzim restriksi tidak dapat mengenal suatu urutan nukleotida apabila situs restriksi mengalami mutasi.
METODE PENELITIAN
Lokasi dan Waktu Penelitian
Analisis Laboratorium dlaksanakan di Laboratorium Genetika Molekuler bagian Pemuliaan dan Ternak Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor. Penelitian ini dilakukan selama 4 bulan, yaitu dari Desember 2016 – April 2017.
Metode
Penelitian dibagi menjadi dua tahapan yaitu tahap 1 uji lapangan untuk mendapatkan ciri fenotipe dan pengambilan sampel darah, dan dilanjutkan tahap 2 untuk mendapatkan hasil keragaman gen MSTN pada sampel yang diteliti.
Penelitian Lapangan
Penelitian dilakukan di peternakan masyarakat di tiga kecamatan di Kabupaten Deli Serrang. Penelitian tahap ini dilakukan untuk mendapatkan fenotipik dari ternak kambing yang diteliti. Pemeliharaan dilakukan dengan sistem intensif yaitu peternak mencari pakan diladang kemudian pakan tersebut diberikan ke ternak. Sampel darah kambing lokal yang akan digunakan adalah 60 ekor yang berasal dari Kabupaten Deli Serdang Kecamatan Galang, Hamparan Perak dan Namorambe, Sumatera Utara (Tabel 1). Sampel darah diambil melalui jugular vein menggunakan jarum venoject, ditampung dalama tabung vacuttainer dengan alkohol absolute (90%) dengan perbandingan sampel dan alkohol adalah 1:2.
Campur dengan perlahan-lahan hingga darah berubah warna, kemudian simpan dalam suhu kamar.
15
Bangsa/Kecamatan Jumlah (ekor)
1 Kambing Kacang
Kec. Galang 10
Kec. Hamparan Perak 10
Kec. Namorambe 10
Jumlah 30
2 Kambing Peranakan Etawah
Kec. Galang 10
Kec. Hamparan Perak 10
Kec. Namorambe 10
Jumlah 30
Pengujian Laboratorium Bahan dan Alat Penelitian
Penelitian dilakukan di laboratorium Genetika Molekuler Ternak Fakultas Peternakan IPB. Berikut adalah bahan dan alat yang digunakan disetiap tahapan penelitan.
1. Ekstraksi DNA
Bahan-bahan yang akan digunakan untuk ekstraksi DNA terdiri atas larutan EtOH absolute 70%, DW (destilation water), SDS (sodium dodecylsulphate) 10%, proteinase-K (5 mg/ml), 1×STE (sodium tris-EDTA), phenol solution, CIAA (chloroform isoamylalcohol), NaCl 5M, dan TE (tris EDTA) 80%. Alat-alat yang akan digunakan untuk ekstraksi DNA terdiri atas microsentifuge berpendingin, tabung eppendorf 1.5 ml beserta rak tabung, satu unit mikropipet beserta tip, vortex, inkubator, tilter dan freezer.
Tabel 1. Bangsa dan Kecamatan asal kambing yang digunakan dalam penelitian
2. PCR
Bahan-bahan yang akan digunakan pada teknik PCR-RFLP yaitu sampel DNA, DW (destiltion water), Green master Mix dan pasangan primer forward dan reverse. Primer yang akan digunakan pada gen MSTN ekson 1 berdasarkan Zhang et al. (2012) adalah forward 5’-AGAACAGCGAGCAGAAGGAA-3’ dan reverse 5’-CGTCGTAACGTGGTAGTCAT-3’, yang dipotong enzim restriksi HinIII.
Bahan-bahan yang akan digunakan dalam elektroforesis terdiri atas produk PCR (amplikon), agarose gel 2%, 0.5×TBE (tris borat-EDTA), etidium bromida (EtBr) 10% dan loading dye. Alat-alat yang akan digunakan pada analisis PCR terdiri atas mesin PCR thermocycler, tabung eppendorf beserta rak tabung, satu unit mikropipet beserta tip, microsentrifuge berpendingin, microsentrifuge (spin down), refrigerator, tilter, microwave, vortex, tray pencetak, dan UV transilluminator.
Prosedur Penelitian
1. Ekstraksi DNA
Ekstraksi DNA berdasarkan Sambrook et al., (1989). Darah diambil sebanyak 200 μl, lalu ditambahkan 1 000 μl DW dalam tabung eppendorf 1.5 ml, kemudian divortex dan didiamkan selama 5 menit. Sampel selanjutnya disentrifius pada kecepatan 8 000 rpm selama 5 menit dan supernatan yang terbentuk dibuang.
Endapan ditambahkan 40 μl SDS 10%, 10 μl proteinase-K (5 mg/ml) dan 1×STE sampai 400 μl, kemudian diinkubasi pada suhu 55 °C selama 2 jam sambil
digoyang secara perlahan menggunakan tilter. Degradasi bahan organik dilakukan dengan menambahkan 400 μl phenol solution, 400 μl CIAA, dan 40 μl NaCl 5M,
kemudian digoyang selama satu jam pada suhu ruang. Molekul DNA dipisahkan dari fenol dengan cara disentrifius pada kecepatan 12 000 rpm selama 5 menit sehingga terbentuk fase DNA (bening). Fase DNA dipindahkan ke tabung baru untuk ditambahkan 800 μl EtOH abssolute 70% dan 40 μl NaCl 5M, kemudian freezing (overnight). Molekul DNA disentrifius pada kecepatan 12 000 rpm selama 5 menit untuk memisahkan EtOH absolute. Supernatan yang mengendap dibuang. Endapan didiamkan hingga kering untuk disuspensikan dalam 100 μl TE 80%. Sampel DNA disimpan dalam freezer.
2. Amplifikasi DNA
DNA diamplifikasi dengan teknik PCR. Sampel DNA hasil ekstraksi sebanyak 2 μl dimasukkan ke dalam tabung PCR, lalu ditambahkan 13 μl larutan premix. Premix tersusun atas 0.3 μl primer, 5.2 μl DW, 7.5 μl Green Master Mix.
Campuran ini diinkubasi dalam thermocycler untuk proses amplifikasi. Denaturasi awal dilakukan pada suhu 95 °C selama 5 menit, selanjutnya denaturasi berlangsung selama 10 detik pada suhu yang sama. Penempelan primer untuk gen MSTN pada suhu 60 °C berlangsung selama 2 detik. Suhu ekstensi pada 72 °C selama 30 detik, ekstensi akhir selama 5 menit. Proses ampilfikasi berlangsung sebanyak 35 siklus.
3. Elektroforesis
Hasil amplifikasi DNA divisualisasi melalui elektroforesis. Amplikon akan dipisahkan dengan elektroforesis agarose gel 1.5%. Gel terbuat dari 0.45 g agarose gel dan 30 ml 0.5×TBE yang dipanaskan dalam microwave pada suhu medium-high selama 5 menit. Homogenisasi dilakukan dengan vortex, lalu
19
ditambahkan 1.8 μl Flouresafe. Gel dicetak pada tray pencetak dan dibiarkan hingga mengeras. Sebanyak 5 μl amplikon dilarutkan dalam 1 μl loading dye, lalu dielektroforesis pada tegangan 100 V selama 35-45 menit yaitu sampai fragmen DNA selesai bermigrasi di dalam gel. Pita-pita (bands) akan tampak dengan bantuan sinar UV sehingga panjang fragmen DNA terlihat.
4. Reaction Fragment Lengh Polymorphism (RFLP)
Genotyping dilakukan dengan teknik RFLP. Sebanyak 5 μl amplikon ditambahkan 1 μl DW, 0.7 μl buffer, dan 0.3 μl enzim restriksi kemudian diinkubasi. Enzim HinIII pada pemotongan gen MSTN ekson 1 diinkubasi pada suhu 37 °C overnight. Masing-masing sampel dielektroforesis kembali sebanyak 5 μl pada tegangan 100 V selama 35-45 menit pada agarose gel 2%. Sampel DNA hasil elektroforesis kemudian diangkat dan diamati di bawah sinar UV. Panjang pita dapat terdeteksi di bawah sinar UV dan dibandingkan dengan marker untuk menentukan panjang pita.
5. Genotyping Gen MSTN
Terdapat dua alel yang diamati pada gen MSTN ekson 1, yaitu alel A jika panjang pita gen MSTN yang tidak terpotong (272 pb), sementara apabila gen MSTN terpotong dengan panjang pita 219 pb dan 53 pb maka menunjukkan alel T (Zhang et al. 2012). Gambar 3 menunjukkan visualisasi penepmpelan primer dan situs pemotong pada sekuens.
6. Sekuensing
Sekuensing produk PCR sampel kambing PE dan Kcang akan dilakukan menggunakan jasa dari First Base, Malaysia. Sekuensing akan dilakukandengan menggunakan mesin ABI PRISM Genetic Analyzer pada fragmen primer foward dan reverse.
Analisis Data
Analisis data dalam penelitian ini dilakukan dengan penghitungan keragaman gen MSTN ekson 1 berupa frekuensi genotipe dan frekuensi alel dan juga dilakukan secara deskriptif pada keragaman berupa derajat heterozigostias, keseimbangan populasi.
Gambar 3 Visualisasi penempelan primer dan situs pemotongan pada sekuen gen MSTN ekson 1 (kode akses Genbank EF591039)
21
1. Frekuensi Alel dan Genotipe
Frekuensi alel dihitung menggunakan rumus menurut Nei dan Kumar (2000) sebagai berikut:
Frekuensi genotipe dihitung dengan rumus sebagai berikut (Nei dan Kumar 2000):
Keterangan:
xi = frekuensi alel ke-i xii = frekuensi genotipe ke-i
nii = jumlah individu bergenotipe ii nij = jumlah individu bergenotipe ij N = jumlah total sampel
2. Analisis Sekuensing Gen Myostatin
Analisis dilakukan pada hasil sekuen dengan program BioEdit (Hall 1999), serta dianalisis menggunakan metode BLAST (www.ncbi.nhl.nih.gov./BLAST) untuk mengetahui kesamaan dengan gen Myostatin di GenBank. Keberadaan mutasi atau SNP (SingleNucleotide Polymorphism) pada sekuen fragmen gen Myostatin dianalisis menggunakan program Molecular Evolutionary Genetic Analysis 5 (MEGA5) (Tamura et al., 2011).
HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambaran Umum
Kambing merupakan salah satu bangsa kambing yang banyak dipelihara oleh masyarakat. Pada penelitian ini ternak kambing yang digunakan untuk penelitian adalah kambing Kacang dan kambing Peranakan Etawah (PE).
Kambing Kacang maupun kambing PE yang digunakan berasal dari kecamatan Galang, Hamparan Perak, dan Nomorambe.
Seperti pada umumnya kambing Kacang di tiga wilayah tersebut memiliki ukuran tubuh yang relatif kecil dengan bobot hidupnya sekitar 20-25 kg. Selan kambing Kacang, kambing lain yang diteliti adalah kambing PE. Seperti diketahui kambing Peranakan etawah (PE) merupakan kambing hasil silangan antara kambing Kacang dan kambing Etawah. Di tiga kecamatan tersebut kambing PE yang dipelihara tidak terlalu besar pada umumnya, hal ini mungkin dikarenakan oleh faktor pakan dan manajemen. Peternak umumnya hanya memberi makan seadanya saja seperti rumput di ladang. Selain itu manajemen yang diterapkan di kecamatan tersebut adalah pemeliharaan intensif. Umumya masyarakat di daerah tersebut beternak hanya untuk tabungan. Berikut ini adalah gambaran kambing Kacang dan PE yang dijadikan sampel (Gambar 4).
Gambar 4 Kambing Kacang dan PE yang digunakan untuk penelitian
23
Adapun ciri fenotipik dari kambing Kacang dan PE yang diamati dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 2.
Amplifikasi DNA
Gen myostatin berhasil diamplifikasi dengan suhu annealing 60oC selama 20 detik dan dengan siklus sebanyak 35 (Gambar 5). Pada gambar tersebut menunjukkan adanya marker yang digunakan sebagai standar untuk menghitung panjang basa target gen. Marker yang digunakan adalah marker dengan panjang 100 bp, sehingga marker yang ditampilkan mencapai 1000 bp. Sampel 1 sampai 8 merupakan sampel dari kambing Kacang dan sampel 9 sampai 16 merupakan
Bangsa/Kecamatan Fenotipik
Tanduk Warna Bulu Telinga Ciri khusus Kacang
Kec. Galang kecil,
melengkung ke atas
Coklat pendek
garis hitam di punggung Kec. Hamparan
Perak
kecil,
melengkung ke atas
coklat, putih pendek
garis hitam di punggung Kec. Namorambe kecil,
melengkung ke atas
coklat, putih pendek
garis hitam di punggung PE
Kec. Galang kecil,
melengkung ke bawah
bercak hitam panjang - Kec. Hamparan
Perak
kecil,
melengkung ke bawah
Coklat panjang -
Kec. Namorambe kecil,
melengkung ke bawah
bercak hitam panjang - Tabel 2 Fenotipik Kambing Kacang dan Kambing PE di Kabupaten Deli Serdang.
sampel kambing PE. Produk PCR dari gen myostatin pada kambing Peranakan Etawah dan kambing Kacang adalah sekitar 272 bp.
Berbeda dengan penelitian Zhang et al.(2012) gen myostatin pada kambing yang ditelitinya berhasil diamplifikasi pada suhu 57oC. Suhu annealing sangat berpengaruh terhadap keberhasilan proses amplifikasi. Selama proses PCR berlangsung suhu optimum untuk primer dapat menempel pada sekuens DNA target yang diperbanyak inilah yang disebut dengan suhu annealing. Terjadinya perbedaan suhu annealing antara hasil penelitian dengan Zhang et al.(2012) disebabkan oleh beberapa faktor seperti kondisi mesin PCR dan campuran pereaksi PCR, volume pereaksi, konsentrasi primer dan gen target (Pelt-Verkuil et al., 2008). Suhu penempelan primer atau annealing berkisar antara 36-72oC, namun suhu yang umum digunakan adalah 50-60oC (Muladno, 2002).
Ditemukan satu SNP (single Nucleotide Polymorphism) pada exon 1 gen MSTN kambing. SNP pada exon 1 gen MSTN dkenali menggunakan enzim Gambar 5 Produk hasil amplifikasi Gen MSTN, M=marker, sampel 1-8 kambing
PE, sampel 9-16 kambing Kacang
25
restriksi HinIII dengan situs pemotongan AAGCT|T. Berdasarkan hasil genotyping ditemukan mutasi basa Timin (T) menjadi Adenin (A) pada basa ke- 53. Menurut Graur dan Li (2000) adanya mutasi disebakan karena adanya kesalahan basa-basa nukleotida selama proses replikasi DNA sehingga menghasilkan sekuen baru. Mutasi yang ditemukan dalam penelitian ini merupakan mutasi transversi yaitu perubahan basa dari purin ke pirimidin atau sebaliknya. Genotipe yang ditemukan untuk gen MSTN baik pada sampel kambing PE maupun kambing Kacang hanya satu saja yaitu genotipe AA. Hasil genotyping gen MSTN exon 1 ditampilkan pada Gambar 6.
Seluruh sampel kambing Kacang maupun kambing PE tidak berhasil dipotong oleh enzim HinIII. Hal tersebut terjadi karena enzim tersebut tidak berhasil menemukan titik potong yang dimilikinya yaitu A|ATGCTT. Sementara apabila gen MSTN terpotong dengan panjang pita 219 pb dan 53 pb maka menunjukkan alel T.
Gambar 6 Visualisasi hasil PCR-RFLP gen MSTN exon 1 kambing PE dan Kacang pada gel agarose 2%; M adalah marker
Hasil PCR-RFLP diverifikasi melali perunutan dan penyejajaran hasil sekuensing gen MSTN pada kambing dengan sekuen dari Genbank dengan nomer akses EF591039. Berdasarkan hasil sekuensing terbukti bahwa fragmen yang dianalisis merupakan fragmen gen MSTN serta ditemukan posisi mutasi T→A pada basa ke 53. Hasil sekeunsing gen MSTN ditampilkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Perunutan sekuen gen MSTN dengan nomer akses Genbank EF591039 pada kambing Kacang dan PE.
a)
Dari hasil perunutan tersebut diketahui baik kambing Kacang maupun kambing PE dari berbagai wilayah di Kabupaten Deli Serdang memiliki hasil yang sama yaitu memiliki alel A. hasil penelitian ini berkebalikan dengan hasil penelitian Zhang et al.(2012) bahwa pada penelitian ini semua populasi kambing Kacang dan PE yang berasal dari berbagai daerah memiliki alel A sedangkan pada penelitian Zhang et al.(2012) alel A merupakan alel yang sangat sedikit ditemukan pada populasi kambing Boer, sedangkan pada kambing Matou, Haimen dan Nubi alel A tidak ditemukan atau dengan kata lain bersifat monomorfik pada alel T. Hal tersebut menjadi keunikan tersendiri bagi kambing Kacang dan PE di Indonesia khusunya di Kabupaten Deli Serdang. Adapun bentuk peak dari titik mutasi yang di temukan (Gambar 8). Dalam hal ini mutasi yang terdapat pada hasil penelitian ini adalah mutasi transversi.
b)
Keragaman nukleotida merupakan indikator sejarah dari populasi atau bangsa yang berbeda, sehingga distribusi keragaman sangat berguna untuk menyelidiki hubungan antara populasi (Zhang et al., 2011). Adanya perbedaan ini bisa disebabkan adanya perbedaan bangsa dan juga lingkungan yang berpengaruh terhadap perubahan alel tersebut. Selain titik mutasi ke 53 ditemukan tidak terdapat SNP lain yang ditemukan pada penelitian ini.
Polimorfisme Gen Myostatin pada Kambing
Analisis keragaman gen MSTN ekson 1 pada kambing dilakukan dengan menggunakan frekuensi genotip dan frekuensi alel yang disajikan pada Tabel 3.
Kambing lain yang digunakan sebagai pembanding diperoleh dari berbagai penelitian.
Tabel 3 keragaman gen MSTN ekson1 pada populai kambing
Bangsa Kambing Genotipe Alel
Sumber
TT TA AA T A
Kacang Galang (10) 0 0 1.00 0 1.00 Hasil Penelitian Kacang Hamparan
Perak (10) 0 0 1.00 0 1.00
Kacang
Namorambe(10) 0 0 1.00 0 1.00
PE Galang (10) 0 0 1.00 0 1.00
PE Hamparan Perak
(10) 0 0 1.00 0 1.00
PE Namorambe
(10) 0 0 1.00 0 1.00
Boer 0.66 0.31 0.03 0.82 0.18 Zhang et al. (2012)
Matou 1.00 0 0 1.00 0 Zhang et al. (2012)
Haimen 1.00 0 0 1,00 0 Zhang et al. (2012)
Nubi 1.00 0 0 1.00 0 Zhang et al. (2012)
Dari tabel tersebut dapat diamati bahwa dari total 30 kambing Kacang dari berbagai populasi menunjukkan bahwa hanya terdapat satu genotipe yang muncul
29
yaitu genotipe AA (100%), sehingga frekuensi alel A sebesar 1.00. hasil tersebut menunjukkan bahwa tidak adanya keragaman genetik sekuen gen MSTN ekson 1 yang digunakan dan tidak ditemukan alel T pada seluruh populasi kambing Kacang yang diteliti. Frekuensi alel pada kambing Kacang dan PE mencapai nilai 1, maka popukasi tersebut bersifat monomorfik.
Hal yang sama terjadi pada kambing PE di Kecamatan Galang,Hamparan Perak dan Namorambe, Kabupaten Deli Serdang, dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa kambing PE di Kecamatan Galang, Hamparan Perak dan Namorambe, Kabupaten Deli Serdang hanya memiliki satu genotipe saja yaitu genotipe AA.
Frekuensi genotipe AA adalah 1.00. Hasil tabel tersebut menunjukkan bahwa kambing PE di Kecamatan Galang,Hamparan Perak dan Namorambe, Kabupaten Deli Serdang bersifat monomorfik. Noor (2010) menyebutkan bahwa frekuensi gen dapat mengalami perubahan jika terjadi seleksi, mutasi, percampuran populasi, silang dalam dan silang luar, serta genetic drift.
Berbeda dengan penelitian dari Zhang et al.,(2012) pada kambing Boer ditemukan tiga genotipe yaitu, TT, TA dan AA. Namun genotipe TT lebih tinggi jika dibandingkan dengan genotipe TA dan AA. Frekuensi alel T yaitu sebesar 0.82 dan alel A hanya 0.18. Berbeda dengan kambing Matou, Haimen dan Nubi, ketiga bangsa kambing tersebut hanya satu genotipe yang ditemukan yaitu genotipe TT (100%) sehingga frekunesi alel T adalah 1.00. Dari perbandingan tersebut dapat diketahui bahwa baik kambing Kacang dan PE memiliki alel yang berkebalikan dengan kambing hasil penelitian Zhang et al. (2012).
Keragaman gen MSTN ekson 1 pada kambing masih jarang dilakukan, pada umumnya peneliti melakukan penelitian pada gen MSTN di ekson 2 ataupun 3, bahkan di Indonesia belum terdapat publikasi mengenai eksplorasi gen MSTN ekson 1 ini. Dalam hal ini masih perlu pengeksploran mengenai gen MSTN ekson 1 sehingga akan dapat memberikan informasi yang penting terkait gen MSTN ini.
Menurut Zhang et al.(2012) gen MSTN ekson 1 ini berpengaruh nyata terhadap Bobot lahir, tinggi badan lahir, dan bobot badan 90 hari. Pada umumnya gen MSTN yang diteliti hanya ekson 2 dan 3 saja.
Heterozigositas
Keragaman genetik suatu populasi dapat diukur menggunakan nilai heterozigositas yang bertujuan untuk membantu program seleksi. Gen MSTN pada kambing di 3 kecamatan yang berbeda berbeda memiliki keragaman yang rendah berdasarkan nilai heterozigositasnya. Nilai Heterozigositas menunjukkan bahwa gen MSTN ekson 1 pada kambing di 3 kecamatan berbeda tidak beragam (0.00) atau dapat dikatakan seragam, karena gen tersebut hanya memiliki satu genotipe saja yaitu genotipe AA. Nilai heterosigositas 0.000 disebabkan oleh tidak ditemukannnya individu bergenotipe heterosigot pada SNP tersebut. Diketahui bahwa SNP tersebut merupakan SNP yang bersifat monomorfik. Menurut Javanmard et al. (2005) apabila nilai heterozigositas rendah dibawah 0.5 maka hal tersebut mengindikasikan rendahnya suatu gen dalam sebuah populasi.
31
Menurut Tambasco et al. (2003) perbedaan antara nilai heterozigositas pengamatan (Ho) dan nilai heterozigositas harapan (He) dapat dijadikan sebagai indicator adanya ketidakseimbangan genotipe pada populasi kambing yang diamati yang diindikasikan bahwa sudah ada kegiatan seleksi yang dilakukan dan tidak adanya perkawinan acak.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Gen Myostatin ekson 1 pada titik mutasi ke-53 pada kambing Kacang dan kambing PE di daerah Galang, Hamparan Perak dan Nomorambe di Sumatera Utara bersiat monomorfik. Hanya satu genotipe gen MSTN ekson 1 yang ditemukan baik pada kambing Kacang maupun kambing PE yaitu genotipe AA.
Saran
Dari penelitian tersebut diketahui bahwa populasi kambing Kacang maupun kambing PE dikatakan seragam. Untuk itu perlu dilakukan persilangan dengan individu yang lebih baik pertumbuhannya atau dalam hal ini yang memiliki genotipe TT. Sehingga kedepannya kambing kambing yang ada di masyarakat bisa lebih baik dalam hal pertumbuhan dan perdagingan.
33
DAFTAR PUSTAKA
Akers, R.M. 2006. Major advances associated with hormone and growth factor regulation of mammary growth and lavtation in dairy cow. J. Dairy Sci.
89:1222-1234.
Anonim. 2007. Tujuh Plasma Nutfah Kambing Lokal Indonesia. Edisi 25 April-1 Mei.
Atabany A. 2001. Studi Kasus Produktivitas Kambing PE dan Kambing Saanen pada Peternakan Kambing Perah Barokah dan PT Taurus Dairy Farm.
Tesis. Program Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor.
Baldi, A. 1999. Manipulation of milk production and quality by use of somatotropin in dairy ruminants other than cow. Domest. Anim.
Endocrinol. 17: 131-137.
Becker WM, Kleinsmith LJ, Hardin J. 2000. The World of the Cell. Ed 4th. The Benjamin Publishing Company.
Bellinge RHS DA Liberies, SPA Laschi, PA O’brien dan GK Tay. 2005.
Myostatin and its implications on animal breeding: a review. Anim Genet 36:1-6.
Berry C, Thomas M, Langley B, Sharma M, Kambadur R. 2002. Single cysteine to tyrosine transition inactivates the growth inhibitory function of Piedmontese myostatin. J Physiol Cell Physiol 283: 135-141.
Burton, J.L., B. W. McBride, E. Block and D. R Glimm. 1994. A review of bovine growth hormone. Can J. Anim. Sci. 74: 167-201
Casas E, JW Keele, SC Fahrenkrug, TPL Smith, LV Cundiff dan RT Stone. 1999.
Quantitative analysis of birth, weaning, and yearling weights and calving difficulty in piedmontese crossbreds segregating an inactive myostatin allele. J. Anim. Sci. 77:1686–1692.
Davendra, C. and G.B McLeroy. 1982. Goat and Sheep Production in the Tropics. Longman Group Limited. Harlow, Essex, UK.
Dhamsik M. 2001. Produktivitas kambing Kacang yang mendapat ransum penggemukan dengan kandungan protein yang berbeda. [tesis] Bogor.
Program Pascasarjana. Institut Pertanian Bogor.
Dierks C, Eder J, Glatzer S, Lehner S dan Distl. 2014. A novel myostatin mutation in double-muscled German Gelbvieh. Stichting International Foundation for Animal Genetics. 46: 91–99
Diyono, R. 2009. Karakteristik Ukuran Tubuh dan Polimorfisme gen GH, GHRH dan Pit-1 pada Populasi Kerbau di Banten. Tesis. Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Etherton, T. D. and D. E. Bauman. 1998. Biology of somatotropin in growth and lactation of domestic animals. Physical Rev., 78: 745-761.
Gall, C. 1981. Goat Production. Academic Press Inc. Ltd. London.
Ge, W., M. E. Davis, H.C. Hines, K.M. Irvin and R.C.M. Simmen. 2003.
Association of single nucleotide polymorphisms in the griwth hormone and growth hormone receptor genes with blood serum insulin-like growth factor I concentration and growth traits in Angus cattle. J. Anim. Sci. 81:
641-648.
Grisolia AB et al. 2009. Myostatin (GDF8) single nucleotide polymorphisms in Nellore cattle. Genet Mol Res. 8: 822-830.
Heriyadi . 2004. Standarisasi Mutu Bibit Kambing Peranakan Etawah. Kerjasama Penelitian antara Dinas Peternakan Provinsi Jawa Barat dengan Fakultas Peternakan Universitas Padjajaran, Bandung.
Heriyadi, D. 2001. Teknik Produksi Ternak Ruminansia. Departemen Pendidikan Nasional. Proyek Pengembangan Sistem dan Standar Pengelolaan SMK Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan, Jakarta.
Hua GH, Chen SL, Yu JN, Cai KL, Wu CJ, Li QL, Zhang CY, Liang AX, Han L, Geng LY et al. 2009. Polymorphism of the growth hormone gene and its association with growth traits in Boer goat bucks. Meat Science. 81:391–
395.
Javanmard A, Asadazadeh N, Banabazi MH, Tavakolian J. 2005. The allele and genotype frequencies of bovine pituitary specific transcription factor and leptin genes in Iranian cattle and buffalo populations using PCR-RFLP. J Iranian Biotechnol. 3: 104-108.
Kioka, N., E. Manabe, M. Abe, H. Hashi, M. Yato, M. Okuno, Y. Yamano, H.
Sakai, T. Kumano, K. Utsumi and A. Iritani. 1989. Cloning and sequencing of goat growth hormone gene. Agric. Biol. Chem. 53: 1538- 1592.
Lahav T, Atzmon G, Blum S, Ben-ari G, Weigend S, Cahaner A, Lavi U, Hillel J 2006: Marker-assisted selection based on a multi-trait economic index in chicken: Experimental results and simulation. Animal Genetics 37 482- 488.
Langley B, M Thomas, A Bishop, M Sharma , S Gilmour dan R Kambadur.
2002. Myostatin inhibits myoblast differentiation by down-regulating MyoD expression. J of Biol Chem. 277: 49831–49840.
Li C, J Basarab, WM Snelling, B Benkel, B Murdoch, C Hansen dan SS. Moore.
2004. Assessment of positional candidate genes MYF5 and igf1 for growth on bovine chromosome 5 in commercial of Bos taurus. J. Anim.
Sci. 82:1-7
Malveiro, E., M. Pereira, P. X. Marques, I. C. Santos, C. Belo, R. Renaville and A. Cravador. 2001. Polymorphisms at the five exons of the growth hormone gene in the Algarvia goat: possible association with milk traits.
Small Rumin. Res. 41: 163-170.
35
Marson EP, Ferraz JBS, Meirelles FV, Balieiro JCC, Eler JP, Figuerido LGG, Mourao GB. 2005. Genetic characterization of European-Zebu composite bovine using RFLP markers. J Genet Mol Res. 4: 496-505.
McPherron AC dan Lee SJ. 1997. Double muscling in cattle due to mutations in the myostatin gene. PNAS. 94: 12457–12461.
Muladno. 2002. Teknik Rekayasa Genetika. Bogor (ID) : Pustaka Wirausaha Muda
Muladno. 2010. Teknologi Rekayasa Genetika. Edisi Kedua. Bogor (ID): IPB Pr.
Murtidjo BA. 1993. Memelihara Kambing Sebagai Ternak Potong dan Perah.
Yogyakarta (ID): Kanisius.
Nei M, Kumar S. 2000. Molecular Evolution and Phylogenetics. New York (US):
Oxford University Pr.
Noor R R 2010. Genetika Ternak. Jakarta (ID): Penebar Swadaya.
Noor R.R. 2008. Genetika Ternak. Ed Ke-2 Jakarta: Penebar Swadaya.
Pamungkas, F A, A Batubara, M Doloksaribu, E Sihite. 2009. Potensi Beberapa Plasma Nutfah Kambing Lokal Indonesia. Petunjuk Teknis. Pusat Penelitian dan Pengembangan Peternakan Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian Departemen Pertanian.
Pelt-Verkuil EV, Belkum AV, Hays JP. 2007. Principles and Technical Aspects of PCR Amplification.Netherlands (GB): Springer.
Rahim. L., R.R.Sri Rachma., M.I.A.Dagong dan I.P.Kusumandari. 2012.
Keragaman kelompok gen pertumbuhan (GH, GHR, IGF-1, Leptin dan Pit-1) dan hubungannya dengan karakteristik tumbuh kembang dan karkas pada kambing Marica dan Kacang. Makassar.
Rezende F M, J B S Ferraz, J P Eler, R C G Silva, E C Mattos, N Iba´n˜ez- Escriche. 2012. Study of using marker assisted selection on a beef cattle breeding program by model comparison. Journal Livestock Science 147 40–48.
Rios R, I Carneiro, Arce VM, J Devesa . 2002. Myostatin is an inhibitor of myogenic differentiation. Amer J of Physi. 282: C993–C999.
Sambrook J, Fritsch EF, Medrano JF. 1989. Molecular Cloning: a Laboratory Manual. 2nd ed. New York (US): Cold Spring Harbor Laboratory Pr.
Sarika, Arora V, Iquebal M, Anil R, Dinesh K. 2013: In silico mining of putative microsatellite markers from whole genome sequence of water buffalo (Bubalus bubalis) and development of first BuffSatDB. BMC Genomics 14 43.
Setiadi B. 2003. Alternatif konsep pembibitan dan pengembangan usaha ternak kambing. Makalah Sarasehan “PotensiTernak Kambing dan prospek Agribisnis Peternakan”, 9 September 2003 di Bengkulu.
Souhoka D F, M J Matatula, W M M Nalley, M Rizal. Laktosa mempertahankan Daya hidup spermatozoa kambing peranakan etawah yangdipreservasi dengan plasma semen domba priangan. Jurnal Veteriner 10(3):135-142.
Tambasco DD, Paz CCP, Tambasco-Studart M, Pereira AP, Alencar MM, Freitas AR, Coutinho LL, Packer IU, Regitano CA. 2003. Candidate genes for growth traits in beef cattle crosses Bos taurus x Bos indicus. J Anim Breed Genet. 120: 51-56.
Taylor WE et al. 2001. Myostatin inhibits cell proliferation and protein synthesis in C2C12 muscle cells. J. Physi Endo Metab 280: 221-228.
Thomas M, Langley B, Berry C, Sharma M, Kirk S, Bass J dan Kambadur R.
2000. Myostatin, a negative regulator of muscle growth, functions by inhibiting myoblast proliferation. Bio chem. 275 (51): 40235–40243 Weir BS. 1996. Genetic data analysis: Method for discrete population genetic
data. 2nd ed. Sunderland (US): Sinauer Associate.
Yuniarsih, P., Jakaria, dan Muladno. 2011. Ekspolarasi Gen Growth Hormone Exon 3 pada Kambing Peranakan Etawah (PE), saanen dan PESA melalui Teknik PCR-SSCP. IPB, Bogor.
Zhang C, Liu Y, Xu D, Wen Q, Li X, Zhang W, Yang L. 2012. Association between polymorphisms of mstn and myf5 genes and growth traits in three chinese cattle breeds. AJAS. 20(12): 1798 – 1804.
37
LAMPIRAN
Lampiran 1. Genbank gen MSTN pada Kambing Capra hircus myostatin gene, complete cds GenBank: EF591039.1
FASTA Graphics
LOCUS EF591039 6355 bp DNA linear MAM 05-JUN-2007
DEFINITION Capra hircus myostatin gene, complete cds.
ACCESSION EF591039 VERSION EF591039.1 KEYWORDS .
SOURCE Capra hircus (goat) ORGANISM Capra hircus
Eukaryota; Metazoa; Chordata; Craniata; Vertebrata;
Euteleostomi;
Mammalia; Eutheria; Laurasiatheria; Cetartiodactyla;
Ruminantia;
Pecora; Bovidae; Caprinae; Capra.
REFERENCE 1 (bases 1 to 6355) AUTHORS Liu,Z. and Li,J.
TITLE The relationship between MSTN gene polymorphism and performance
traits of goat
JOURNAL Thesis (2006) Inner Mongolia Agricultural University, China
REFERENCE 2 (bases 1 to 6355) AUTHORS Zhang,W., Li,J. and Wu,J.
TITLE A potential microRNA target site in the myostatin gene affects
muscularity in goat JOURNAL Unpublished
REFERENCE 3 (bases 1 to 6355) AUTHORS Zhang,W.
TITLE Direct Submission
JOURNAL Submitted (03-MAY-2007) College of Animal Science and Medicine,
Inner Mongolia Agricultural University, Zhao Wu Da Road, Hohhot,
Nei Mongol 010018, China
source 1..6355
/organism="Capra hircus"
/mol_type="genomic DNA"
/db_xref="taxon:9925"
/country="China"
mRNA join(1133..1637,3472..3846,5874..>6254) /product="myostatin"
exon 1133..1637 /number=1 5'UTR 1133..1265 variation 1256..1260 /replace=""
CDS join(1266..1637,3472..3846,5874..6254) /note="TGF-b superfamily"
/codon_start=1
/product="myostatin"
/protein_id="ABQ81812.1"
/translation="MQKLQIFVYIYLFMLLVAGPVDLNENSEQKENVEKKGLCNACLW
RQNNKSSRLEAIKIQILSKLRLETAPNISKDAIRQLLPKAPPLRELIDQYDVQRDDSS
DGSLEDDDYHVTTETVITMPTESDLLAEVQEKPKCCFFKFSSKIQHNKVVKAQLWIYL
RPVKTPTTVFVQILRLIKPMKDGTRYTGIRSLKLDMNPGTGIWQSIDVKTVLQNWLKQ
PESNLGIEIKALDENGHDLAVTFPEPGEEGLNPFLEVKVTDTPKRSRRDFGLDCDEHS
TESRCCRYPLTVDFEAFGWDWIIAPKRYKANYCSGECEFLFLQKYPHTHLVHQANPKG SAGPCCTPTKMSPINMLYFNGKEQIIYGKIPGMVVDRCGCS"
variation 1285
/replace="c"
variation 1311
/replace="a"
variation 1313
/replace="c"
variation 1352
/replace="c"
variation 1388
/replace="a"
variation 1974
/replace="g"
variation 2569
/replace="a"
exon 3472..3846 /number=2 variation 3550
/replace="c"
variation 3593
/replace="t"
variation 3598
/replace="g"
variation 3683
/replace="c"
variation 3873^3874 /replace="a"
variation 4639
/replace="a"
variation 4660
/replace="t"
variation 4769
/replace="a"
variation 4826
/replace="c"
variation 4951
/replace="g"
variation 5108^5109 /replace="a"
variation 5116
/replace=""
variation 5138
/replace="a"
variation 5210
/replace="a"
variation 5323
/replace="c"
variation 5334
/replace=""
variation 5467
/replace="g"
variation 5643..5647
/replace="agaag"
variation 5837
/replace="a"
