2
PENGGUNAAN ALBUMEN TELUR UNTUK SEPARASI
SPERMATOZOA X DAN Y PADA SEMEN DOMBA
olehTedi Akhdiat 1) ABSTRAK
Pengaturan jenis kelamin anak yang dilahirkan sangat menguntungkan untuk usaha dibidang peternakan, misalnya usaha domba adu, qurban,dan untuk uji Zuriat calon-calon pejantan atau lebih banyak anak betina dari induk superior untuk dijadikan sebagai pengganti induk untuk meningkatkan produksi daging dan susu . Penentuan jenis kelamin pada domba jantan ditentukan oleh spermatozoa yang mempunyai kromosom X dan Y, sedangkan pada domba betina hanya mengandung kromosom X dan X. Secara alami, dalam suatu fertilisasi peluang terjadinya anak jantan dan betina adalah 50 : 50 sesuai dengan pendapat Krzyzaniak dan Hafez (1987). Adanya perbedaan karakteristik dari sperma X dan Y, dimana sperma Y mempunyai massa dan ukuran kepala sperma yang lebih kecil dibandingkan dengan spermatozoa X, sehingga sperma Y lebih cepat bergerak dan kemampuan daya penetrasinya lebih tinggi dibandingkan dengan sperma X yang akhirnya sperma Y akan lebih cepat menembus albumen.
Albumen atau putih telur dengan ciri fisik yang kental dan berwarna bening, banyak mengandung garam-garam Sodium, Potasium, Natrium, dan Kalium juga terdapat senyawa-senyawa protein misalnya ovalbumin, ovacanalbumin, ovomucoid, ovomucin, ovoglobulin, dan lysozim (Powrie dan Nakai, 1986). Sehingga secara fisik dan zat yang dikandung di dalam albumen telur, maka albumen telur dapat dimanfaatkan sebagai bahan untuk pemisahan spermatozoa ternak domba.
A. PENDAHULUAN
Pengaturan jenis kelamin anak yang dilahirkan sangat menguntungkan untuk usaha dibidang peternakan, misalnya pada ternak domba jantan dibutuhkan untuk usaha domba adu, penggemukan (daging), dan penyediaan ternak qurban, juga untuk uji Zuriat calon-calon pejantan.
Penentuan jenis kelamin pada domba jantan ditentukan oleh spermatozoa yang mempunyai kromosom X dan Y, sedangkan pada domba betina hanya mengandung kromosom X dan X. Secara alami, dalam suatu fertilisasi peluang terjadinya anak jantan dan betina adalah 50 : 50 sesuai dengan pendapat Krzyzaniak dan Hafez (1987).
Pemisahan kromosom X dan Y salah satunya dapat dilakukan dengan metode sedimentasi dengan berbagai fraksi albumen telur (putih telur). Metode ini didasarkan atas perbedaan motilitas spermatozoa X dan Y sebagai implikasi dari perbedaan massa dan ukuran spermatozoa Y lebih kecil dibandingkan spermatozoa X, sehingga sperma Y lebih
3 cepat bergerak atau mempunyai daya penetrasi yang tinggi untuk masuk ke suatu larutan kental seperti albumen telur.
Metode pemisahan dengan fraksi albumen telur didasarkan pada perbedaan motilitas spermatozoa X dan Y, ukuran kepala spermatozoa, dan konsentrasi albumen. Prinsip dari metode ini salah satunya yaitu pembuatan fraksi albumen telur yang berbeda konsentrasinya, sehingga spermatozoa Y yang mempunyai motilitas tinggi akan mampu menembus konsentrasi medium yang lebih pekat, sedangkan spermatozoa X akan tetap berada pada medium yang mempunyai konsentrasi rendah.
B. TINJAUAN PUSTAKA B.1. Morfologi Spermatozoa
Spermatozoa dihasilkan dari membran basal tubuli seminiferi dalam testes, mulai ketika ternak mencapai pubertas, melalui proses yang disebut spermatogenesis. Sperma yang dihasilkan dari tubuli seminiferi, dialirkan ke epididymis untuk mendewasakan diri. Adanya kontraksi dari epididymis, sperma dialirkan ke bagian ekor epididymis dan dibagian ini sperma mulai dapat bergerak sendiri, serta mempunyai daya untuk membuahi ovum. Lamanya proses pembentukan spermatozoa pada domba berkisar antara 46 sampai 49 hari (Toelihere, 1985).
Menurut Toelihere (1985), Garner dan Hafez (1987), dan Partodihardjo (1982) spermatozoa terdiri dari kepala, leher, dan ekor. Bagian ekor sperma terdiri atas bagian tengah (leher), bagian utama (badan), dan bagian ujung. Bagian ekor berfungsi sebagai gerak maju sperma. Bagian leher terdapat selubung mitokhondria yang mengandung enzim-enzim yang berhubungan dengan metabolisme oksidatif, termasuk enzim-enzim yang merombak fruktosa menjadi asam lemak. Bagian tengah ekor ini merupakan sumber energi untuk kehidupan dan pergerakan sperma oleh proses-proses metabolik yang berlangsung pada helix mitokhondria. Bagian utama ekor mengandung sebagian besar mekanisasi daya gerak sperma. Kepala spermatozoa berbentuk bulat atau oval memanjang. Bagian kepala secara essensial mengandung inti yang membawa materi herediter dan ekor yang mengandung sarana pengggerak. Separuh bagian anterior kepala sperma dibungkus oleh akrosom yang mempunyai struktur seperti kantong berdinding rangkap yang mengandung bahan-bahan, antara lain enzim acrosin, hyaluronidase, dan yang berperan penting dalam penerobosan dinding sel ovum. Hampir separuh bagian posterior kepala spermatozoa dibungkus oleh selubung inti posterior. Perbedaan struktur selubung akrosom dan selubung inti posterior menunjukkan perbedaan afinitas zat warna pada kedua selubung tersebut. Menurut Salisbury
4 dan Van Demark (1985), inti sel mengandung bahan kromatin yang terdiri dari gen, sedangkan akrosom mengandung kompleks lipoglikoprotein dan enzim-enzim yang penting untuk proses fertilisasi.
Kandungan DNA kepala sperma berhubungan erat dengan berat massa kepala. Perbedaan tersebut menyebabkan sperma Y mengandung materi genetik yang lebih sedikit, sehingga sperma Y lebih ringan dan mempunyai gerakan yang lebih cepat dari sperma X B.2. Karakteristik Semen Domba
Volume semen domba setiap ejakulat bervariasi dari 0.50 sampai 2.50 ml dengan konsentrasi 1500 sampai 3000 juta sel per ml semen dan 90 % hidup. Derajat keasaman (pH) semen berkisar antara 5.9 sampai 7.3 sedangkan antara 5 sampai 15 % spermatozoanya berbentuk abnormal (Toelihere, 1985). Perbedaan ini sangat dipengaruhi oleh umur, ras berat, ransum, dan frekuensi ejakulat (Partodihardjo, 1982). Bau semen domba biasanya mempunyai bau khas, yaitu sedikit anyir menyerupai bau susu dari ternaknya sendiri.
Warna semen domba yang baik yaitu krem dan konsistensinya kental, sedangkan warna kuning kecoklat-coklatan menandakan banyak sperma yang mati (Terrill, 1969). Menurut Toelihere (1985), semen domba yang baik berwarna krem dan konsistensinya kental. Menurut White (1980) pH berkisar 5.90 – 7.30 dengan kosistensi semen bervariasi dari kental, sedikit kental, sampai cair bergantung pada konsentrasi sperma.
B.3. Motilitas Spermatozoa
Salah satu penilaian bagi fertilitas spermatozoa adalah penilaian terhadap motilitas, umumnya yang terbaik adalah pergerakan progresif maju kedepan. Spermatozoa dalam suatu kelompok mempunyai kecenderungan untuk bergerak bersama-sama ke satu arah berupa gelombang-gelombang atau seperti awan yang tebal atau tipis, dan dapat bergerak cepat atau lamban tergantung pada konsentrasi dan motilitas progresif. Motilitas merupakan salah satu kesanggupan spermatozoa untuk membuahi ovum. Motilitas individual sperma yang baik yaitu progresif (p) atau maju ke depan. Fungsi pergerakan spermatozoa adalah untuk membantu spermatozoa menembus sel-sel pelindung yang terdapat pada ovum dan juga untuk melewati mukosa pada serviks masuk ke dalam uterus.
B.4. Plasma Semen
Kurang lebih 90 persen volume semen pada berbagi ternak mengandung plasma semen yang dihasilkan dari epididymis, vas deferens, prostate, vesiculae seminalis, dan kelenjar cowper’s. Plasma semen mengandung substansi organik antara lain : phosphorylcholine, glyceryl phosphorylcholine, asam sitrat, fructose, inositol, sorbitol,
5 ergothioneine. Disamping itu juga mengandung mineral-mineral yang tinggi misalnya : potassium, calcium, dan bicarbonate.
B.5. Albumen (Putih Telur)
Menurut North (1978), putih telur terdiri atas 4 lapisan yang berupa cairan dan perbedaannya terletak pada kekentalan cairan tersebut, yaitu :
1). Lapisan membran kalaza (± 2,7 %), cairan ini mengelilingi kuning telur yang merupakan lapisan pertama dari putih telur dan terdapat pada kedua ujung kuning telur. Lapisan ini berfungsi untuk menahan kuning telur agar terpusat ditengah- tengah telur.
2). Lapisan tengah (± 16,8 %), bersifat setengah padat.
3). Lapisan dalam (± 57,3%) mengandung cairan kental dan hampir tidak mengandung mucin.
4). Lapisan luar terdiri atas cairan kental yang tidak mengandung serat-serat mucin.
Komposisi kimia telur pada albumen menurut Romanoff dan Romanoff (1964) yaitu : air 87. 9 %; Protein 9.7 – 10.6 %; lemak 0.03 %; karbohidrat 0.4 – 0.9 %; dan mineral 0.5 – 0.6 %. Protein merupakan bagian terbanyak yang menyusun albumen ovalbumin,
ovacanalbumin, ovomucoid, ovomucin, ovoglobulin, dan lysozim (Powrie dan Nakai, 1986). Lysozim dan ovacanalbumin merupakan dua unsur utama albumen yang berfungsi
masing-masing sebagai pemusnah dan penghambat perkembangbiakan bakteri tertentu (Branen dan Davidson, 1983). Dibagian putih telur juga terdapat protein anti mikroba yang disebut lysozim dan berfungsi membantu memperlambat proses kerusakan telur (Sarwono, 1994).
Putih telur mengandung garam-garam Sodium, Potasium, Natrium, dan Kalium. pH putih telur yang baru keluar dari induknya sekitar 7.6 , kemudian bila dsimpan dalam udara terbuka satu minggu maka pH akan meningkat menjadi 9.0 – 9.7 dan selanjutnya pH akan menurun kembali ( Romanoff dan Romanoff ,1964).
Saili (1999) melakukan penelitian tentang sexing pada semen sapi dan menyatakan bahwa penggunaan albumen tanpa membedakan bagian-bagian dari albumen layak digunakan.
B.6. Separasi Sperma X dan Y dengan Menggunakan Albumen
Toelihere (1985) menyatakan bahwa penentuan jenis kelamin mamalia tergantung pada suatu kromosom tunggal yang disebut kromosom Y. Suatu individu yang mempunyai kromosom Y adalah jantan, sedangkan individu yang tidak mempunyai kromosom Y adalah betina. Fungsi utama kromosom Y adalah untuk merangsang gonad embrio untuk membentuk
6 testes, dan dalam hal tidak ada kromosom Y maka gonad berdiferensiasi menjadi ovarium (Reed, 1985).
Albumen telur dapat memisahkan spermatozoa berkromosom X dan Y, metode ini didasarkan atas perbedaan motilitas spermatozoa pembawa kromosom X dan Y sebagai implikasi dari perbedaan massa dan ukuran (Afiati, 2004). Massa dan ukuran kepala sperma Y lebih kecil dibandingkan dengan sperma X, hal ini bisa menyebabkan sperma Y lebih mampu bergerak cepat atau mempunyai daya penetrasi yang lebih tinggi untuk memasuki larutan. Beberapa peneliti yang menggunakan bahan pemisah dari putih telur terhadap semen sapi atau kambing ternyata persentase sperma Y pada bagian bawah lebih tinggi dibandingkan dengan lapisan atas.
Berdasarkan potensi yang terdapat antara sperma X dan Y maka ada beberapa metode untuk memisahkan tipe sperma tersebut antara lain berdasarkan kecepatan sedimentasi (Bhattacharaya et al., 1966), pemisahan dengan kolum albumin (Ericsson and Glass, 1973), pemisahan dengan fraksi percoll (Syafei, 1986), dan penyaringan dengan
sephadex dan elektroforesis (Natawiria, 1989). Krzyzaniak dan Hafez (1987)
merekomendasikan hanya ada dua metode secara laboratoris yang dianggap valid untuk memisahkan sperma X dan Y, baik pada ternak maupun pada manusia yang dapat dikembangkan dan secara klinis dapat diaplikasikan yaitu (1) pemisahan dengan BSA (Bovine Serum Albumin), yang dapat menghasilkan 75 – 80 % sperma Y, (2) penyaringan dengan sephadex yang dapat menghasilkan 70 – 75 % sperma Y.
Maxwell et al., (1984) menyatakan bahwa efisiensi usaha dalam mengubah rasio spermatozoa X dan Y dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain konsentrasi BSA, waktu atau lama spermatozoa menembus larutan BSA, dan konsentrasi spermatozoa yang akan dipisahkan dalam cairan pengencer.
C. PENUTUP
Kepala spermatozoa berbentuk bulat atau oval memanjang. Bagian kepala secara essensial mengandung inti yang membawa materi herediter dan ekor yang mengandung sarana pengggerak.
Kromosom jantan Y mengandung DNA lebih sedikit,sehingga mengandung materi genetik sedikit. Ini berhubungan erat dengan massa ukuran kepala sperma, sehingga sperma Y lebih ringan dan mempunyai gerakan motilitas yang lebih cepat dibandingkan dengan sperma X.
7 Albumen telur yang agak kental mengandung garam-garam Sodium, Potasium, Natrium, dan Kalium. Protein merupakan penyusun albumen telur terbanyak yang mengandung ovalbumin, ovacanalbumin, ovomucoid, ovomucin, ovoglobulin, dan lysozim. Lysozim dan ovacanalbumin merupakan dua unsur utama albumen yang berfungsi masing-masing sebagai pemusnah dan penghambat perkembangbiakan bakteri tertentu. Dengan komposisi albumen dan plasma semen maka albumen telur dapat digunakan sebagai separasi spermatozoa domba.
Albumen telur dapat memisahkan spermatozoa berkromosom X dan Y, metode ini didasarkan atas perbedaan motilitas spermatozoa pembawa kromosom X dan Y sebagai implikasi dari perbedaan massa dan ukuran (Afiati, 2004). Massa dan ukuran kepala sperma Y lebih kecil dibandingkan dengan sperma X, hal ini bisa menyebabkan sperma Y lebih mampu bergerak cepat atau mempunyai daya penetrasi yang lebih tinggi untuk memasuki larutan. Beberapa peneliti yang menggunakan bahan pemisah dari putih telur terhadap semen sapi atau kambing ternyata persentase sperma Y pada bagian bawah lebih tinggi dibandingkan dengan lapisan atas.
Sesuai pendapat Maxwell et al. (1984) efisiensi dari usaha mengubah ratio sperma X dan Y dipengaruhi oleh konsentrasi albumen dan lamanya waktu sperma domba tersebut menembus cairan albumen serta konsentrasi sperma dalam pengencer yang akan dipisahkan.
Perkawinan domba secara alami akan menghasilkan sex ratio jantan berbanding betina 50 % : 50 %. Tetapi dengan teknik separasi atau pemisahan spermatozoa Y (jantan) dan X (betina), maka kelahiran jantan atau betina bisa diatur
DAFTAR PUSTAKA
Afiati, F. 2004. Proporsi dan Karakteristik Spermatozoa X dan Y Hasil Separasi Kolom Albumen. Media Peternakan. Volume 28 : 16 – 20
Broer, K.H., D. Weber, and R. Kaiser. 1977. The Pregnancy of Y-Chromatine positive Spermatozoa during In-Vitro Penetration Test under Various Experimental Conditions. Fert. Steril. 28 : 1077 – 1091
Branen, A.L., and P.M. Davidson. 1983. Anti Microbials in Foods. Marcell Dekker, Inc. New York.
Hafez, E.S.E., 1993. Reproduction in Farm
Animals. 6th. Ed Lea & Febiger, Philadelphia.
Garner, D.L., and E.S.E. Hafez, 1987. Spermatozoa and Seminal Plasma. In : Hafez E.S.E., (Ed.). 1987. Reproduction in Farm Animals, 5 th Ed. Lea & Febiger, Philadelphia.
8 Krzyzaniak, L.T. and E.S.E. Hafez, 1987. X – and – Y – Chromosome-Bearing Spermatozoa.
In : Hafez, E.S.E., (Ed.). 1987. Reproduction in Farm Animals, 5 th Ed. Lea &
Febiger, Philadelphia.
Martojo, H., dan S.S. Mansjoer, 1985. Ilmu Pemuliaan Ternak. SISDIKSAT INTIM.
Maxwell, W.M.C., G. Mendoza and I.G. White, 1984. Posthawing Survival of Motile Rams Sperm After Isolation by Layering on Protein Colums. Theriogenology, 21 (24). Pancahastana H., 1999. Upaya Merubah Sex Rasio Spermatozoa dengan Melakukan
Pemisahan Spermatozoa X dan Y Menggunakan Putih Telur pada Sapi Bali. Skripsi. Fakultas Peternakan. Universitas Brawijaya. Malang.
Partodihardjo, S., 1982. Ilmu Reproduksi Hewan. Mutiara Sumber Widya. Jakarta.
Powrie, W.D., and S. Nakai. 1986. The Chemistry of eggs and egg products. Ch.6 In Egg Science and Technology. W.J. Stadelman and O.J. Catteril (ed.). 1986. Avi Publishing Co. Westport, CT. pp. 97 – 139.
Reed K.C., 1985. Modification of the Sex Ratio. In : Leng R.A., J.S.F. Barker, D.B. Adams and K.J. Hutchinson (Eds.) 1985. Biotechnology in the Animal Production Industries, University of New England.
Romanoff, A.J., and B.A. Romanoff. 1964. The Avian Egg. John Wiley and Sons, Inc., New York
Saili, T., 1999. Efektifitas Penggunaan Albumen Sebagai Medium Separasi Dalam Upaya Mengubah Rasio Alamiah Spermatozoa Pembawa Kromosom X dan Y. Tesis. Program Pasca Sarjana. IPB. Bogor.
Salisbury, G.W. and N.L. VanDemark, 1985. Fisiologi Reproduksi dan Inseminasi Buatan pada Sapi. Alih bahasa : R. Djanuar. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Sarwono B.1994. Pengawetan dan Pemanfaatan Telur. Cetakan ketiga Penebar Swadaya.
Jakarta.
Sukra, Y., L. Rahardja dan I. Djuwita. 1989. Embriologi I. Dept. P dan K. Dirjen Pendidikan Tinggi. PAU Ilmu Hayati. Institut Pertanian Bogor.
Susilawati P., Hermanto, P. Srianto, dan E. Yuliani. 2002. Pemisahan Spermatozoa X dan Y pada Sapi Brahman menggunakan Gradien Putih Telur pada Pengencer Tris dan Tris Kuning Telur. Jurnal Ilmu Hayati (Life Sciences). Vol. 14. No. 2. Desember. Hal. 176 – 183.
Terrill C.E., 1969. Sheep and Goats. Dalam E.J. Perry, ed. The Artificial Insemination of
Farm Animals. Oxford & IBH Publishing Co. Calcuta, Bombay, New Delhi.
Toelihere, M.R., 1985. Fisiologi Reproduksi Pada Ternak. Penerbit Angkasa. Bandung White, I.G., 1980. Secretion of Male Reproductive Tract Seminal Plasma. In E.S.E. Hafez. ed.
Reproduction in Farm Animals. Lea & Febiger. Philadelphia.
RIWAYAT PENULIS
1) Staf Pengajar dpk di Program Studi Peternakan Fakultas Pertanian Universitas Bandung Raya
