Identifikasi Marka Molekuler Terkait Kelamin pada Udang Galah (Macrobrachium rosenbergii)

Abstract

Udang galah jantan lebih cepat tumbuh dibandingkan dengan betinanya, karenanya budidaya udang galah monoseks jantan menjadi salah satu solusi untuk meningkatkan produksi budidaya. Budidaya monoseks jantan dapat menghasilkan produksi yang lebih baik sekitar 63,13 % dibandingkan dengan populasi campuran. Hal tersebut terjadi karena energi yang digunakan hanya difokuskan untuk pertumbuhan somatik. Populasi monoseks jantan udang galah dapat dihasilkan dengan mengawinkan neofemales (sex-reversed males) dengan jantan normal. Uji progeni biasa dilakukan dalam proses produksi monoseks jantan, akan tetapi identifikasi kelamin dilakukan setelah udang dapat dibedakan secara visual dan udang matang gonad, sehingga membutuhkan waktu yang lama. Identifikasi dan verifikasi kelamin dapat dilakukan lebih dini dengan metode PCR dengan marka DNA terkait kelamin. Sistem kromosom pada udang galah berbeda dengan ikan, di mana individu betina bersifat heterogametik (WZ) dan jantan homogametik (ZZ). Namun dalam perkembangannya terdapat kendala dalam menentukan individu neofemale yang memiliki kromosom ZZ. Berdasarkan pendekatan sistem kromosom tersebut, maka dapat dijadikan acuan untuk membuat marka molekuler terkait kelamin udang galah. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi marka molekuler terkait jenis kelamin pada udang galah. Penelitian ini diharapkan juga dapat digunakan dalam mengidentifikasi kelamin udang galah secara dini serta dapat diterapkan pada tahap seleksi individu hasil sex reversal sehingga dapat meminimalkan waktu seleksi. Hewan uji yang digunakan adalah populasi udang galah jantan dan betina yang berasal dari tangkapan alam Aceh dan Solo, serta udang galah jantan dan betina SIRATU hasil (seleksi individu di Instalasi Balai Besar Perikanan Air Tawar Pelabuhan Ratu). Sebanyak masing-masing 30 ekor udang galah baik jantan maupun betina dari 3 kelompok dikumpulkan untuk dilakukan koleksi genom DNA. Ekstraksi DNA dilakukan dengan menggunakan kaki renang sebagai sampel. Pembuatan preparat kromosom berasal dari individu jantan dan betina udang galah asal Aceh. Dalam proses amplifikasi PCR untuk genom DNA udang galah digunakan primer spesifik betina yaitu primer MrMK Forward 5′-GATGAGTCCTGAGTAACAA-3′ (19 pb). Sedangkan Reverse yang digunakan adalah 5′-GCACTTAACCATGCGTCAG-3′ (19 pb). Sebagai kontrol internal loading DNA digunakan primer β-aktin Forward 5’-GTGCGTGACATCAAGGAA-3’ dan Reverse 5’- TAAGTGGTCTCGTGAATGC-3’. Berdasarkan hasil amplifikasi PCR dengan Primer MrMK belum dapat membedakan secara spesifik antara individu jantan dan betina oleh karena itu, produk PCR dari udang galah betina dan jantan dipurifikasi, dan kemudian disekuensing untuk mendapatkan bagian yang dapat dipilih sebagai target primer baru yang spesifik. Dari hasil penyejajaran sekuens udang galah jantan dan betina diperoleh daerah yang berbeda untuk dijadikan primer spesifik. Satu set kandidat primer spesifik MrMKn telah didesain sebgai berikut: Forward 5’-CAGTATTTCGGAWTGGTATTGCTCGGG-3’ Reverse 5’- CCGATAACTCTGCGAATGAGC-3’. Primer MrMKn bersifat spesifik pada betina dengan ukuran pita DNA sekitar 390 bp. Berdasarkan analisis PCR, kelompok udang galah betina dari Aceh, Sukabumi (SIRATU) dan Solo semuanya menghasilkan pita DNA. Pada kelompok udang galah jantan, diharapkan pita DNA tidak muncul pada semua individu, tetapi pita DNA ini muncul di kelompok udang galah jantan asal Aceh dan Sukabumi, masing-masing 5 dan 3 sampel atau 10 % dan 16 %. Ini berarti efektivitas MrMKn untuk membedakan jantan dan betina pada populasi udang asal Solo, SIRATU dan Aceh, masing-masing adalah 100 %, 90 % dan 84 %. Hal ini menunjukkan bahwa primer MrMKn belum dapat membedakan udang galah jantan dari semua populasi. Selain itu, dapat dikatakan bahwa ketiga udang galah uji adalah berbeda, khususnya sekuen gen terkait kelamin. Berdasarkan studi kariotipe yang dilakukan udang galah memiliki 2n :118 kromosom dengan rincian submetasentrik 4 pasang, subtelosentrik 13 pasang dan telosentrik 42 pasang, namun kromosom kelamin belum dapat diidentifikasi.

Male giant freshwater prawn grows faster than its female, therefore male monosexual culture as one solution to improve aquaculture production. The production of monosex male are higher by 63.13% than mixed populations because the energy is only focused on somatic growth. The all male populations of giant freshwater prawns can be produced by mating the neofemales (sex-reversed males) with normal males. The progeny test is usually used in the production process of monosex male, but sex only can be identification after the prawns mature and can be visually distinguished, so it takes a long time. Identification and verification of sex can be done earlier with the PCR method with sex linked DNA markers. The chromosome system in giant prawns is different from fish, where the female individual is heterogametic (WZ) and the male is homogametic (ZZ). However, in its development, there are obstacles in determining neofemale individuals who have the ZZ chromosome. Based on the chromosome system approach, it can be used as a reference for making molecular markers related to the sex of giant freshwater prawns. This study was aimed to identify the molecular markers related to the giant freshwater prawn sex. And this research is expected to be used to identifying the sex of giant freshwater prawn early and can be applied at the stage of individual selection of sex reversal results so as to minimize the time of selection. The animals exsperiment used were populations of male and female giant freshwater prawn from Aceh and Solo natural catches, as well as male and female SIRATU prawn (individual selection at Instalasithe Center of Freshwater Aquaculture Fisheries in Sukabumi). A total of 30 giant freshwater prawn, both male and female from 3 groups were collected for genome DNA collection. DNA extraction was carried out using a pleiopod as a sample. The chromosome preparations were made from individual male and female from Aceh. For the PCR amplification process from DNA genome prawn, a specific female primer was used is MrMK Forward 5′-GATGAGTCCTGAGTAACAA-3 ′ (19 pb) and reverse used is 5'-GCACTTAACCATGCGTCAG-3 '(19 pb). For internal control of DNA loading, primers β-actin Forward 5'-GTGCGTGACATCAAGGAA-3 'and Reverse 5'- TAAGTGGTCTCGTGAATGC-3'. Based on the results of PCR amplification with the MrMK primer, it was not able to specifically differentiate between male and female. Therefore, PCR products from female and male giant freshwater prawn were purified, and then sequenced to get the parts that could be selected as candidate specific primer. The result alignment of male and female, different region were obtained to be used as specific primers. A set of MrMKn-specific primers has been designed as follows: Forward 5'-CAGTATTTCGGAWTGGTATTGCTCGGG-3 'Reverse 5'- CCGATAACTCTGCGAATGAGC-3'. MrMKn primers were specific to females with a DNA band size of around 390 bp. Based on PCR analysis, female prawn groups from Aceh, Sukabumi (SIRATU) and Solo all produced DNA bands. The male prawns group, it is expected that DNA bands will not appear in all individuals, but this DNA band appears in groups of male from Aceh and Sukabumi, respectively 5 and 3 samples or 10% and 16%. This means that the effectiveness of MrMKn in differentiating male and female populations from Solo, SIRATU and Aceh is 100%, 90% and 84%. The result shows that the MrMKn primer has not been able to distinguish male from all populations. In addition, it can be said that the three giant freshwater prawn were different, especially the gene sequences related to sex. Based on a karyotype study, giant prawns have 2n: 118 chromosomes with details of 4 pairs of submetacentric, 13 pairs of subtelocentric and 42 pairs of telocentric, but the sex chromosomes have not been identified.