Marka genetik dari gen pengkode Growth Hormone, Growth Hormone Receptor dan Insulin-Like Growth Factor 1 untuk sifat produksi pada sapi Bali

Abstract

Strategi kandidat gen merupakan tekhnik biologi molekuler untuk mengidentifikasi lokus sifat kuantitatif secara langsung, dengan asumsi bahwa variasi genetik pada kandidat gen ini berpengaruh terhadap proses metabolisme sehingga mengakibatkan variasi sifat kuantitatif.Beberapa sifat kuantitatif pada ternak seperti bobot lahir, bobot sapih dan pertambahan bobot badan harian merupakan sifat yang memiliki nilai ekonomis penting yang berada dibawah kontrol beberapa gen. Beberapa kandidat gen seperti : gen growth hormone (GH), growth hormone receptor (GHR) dan insulin like growth factor- I (IGF-I) merupakan kelompok gen yang mengontrol sifat-sifat tersebut pada ternak sapi potong. Growth hormone (GH) berperan sebagai regulator utama metabolisme dan pertumbuhan setelah kelahiran pada hewan menyusui dan mempengaruhi laju pertumbuhan, komposisi tubuh dan produksi susu melalui modulasi banyak gen termasuk insulin-like growth factor I (IGF-I). Beberapa peneliti melaporkan pengaruh yang signifikan dari gen growth hormone (GH) terhadap pertumbuhan dan sifat karkas pada sapi.Growth hormone receptor (GHR) memediasi aktivitas biologi hormon pertumbuhan pada sel target melalui transduksi myogenicstimulating signal melewati membran sel dan menginduksi transkripsi beberapa gen termasuk IGF-1. Mutasi pada GHR gen dapat menyebabkan keterlambatan pertumbuhan yang dikenal dengan GH resistence atau GH insensitif. Insulin-like growth factor-I (IGF-I) adalah suatu polipeptida yang meningkatkan perkembang biakan sel dan pengambilan gula oleh sel. Konsentrasi IGF-I memiliki pengaruh yang signifikan terhadap berbagai sifat kuantitatif, diantaranya adalah bobot lahir, bobot sapih, bobot pasca-sapih dan pertambahan bobot badan harian pada sapi. Dengan demikian, ketiga gen ini berpengaruh terhadap sifat produksi pada ternak sapi dan merupakan kandidat gen penting sebagai marka seleksi. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan marka genetik dari gen growth hormone (GH), growth hormone receptor (GHR) dan insulin like growth factor-1 (IGF-1) dengan harapan untuk dapat digunakan dalam program pemuliaan sebagai marka pembantu seleksi pada sapi Bali. Aplikasi teknik ini dalam pemuliaan ternak untuk mendukung metode konvensional yang berbasiskan informasi fenotipik tentu akan memberikan dampak yang lebih baik dalam rangka meningkatkan perkembangan populasi dan perbaikan produktivitas sapi lokal. Penelitian dilakukan dalam 3 tahapan, yaitu : 1) phenotyping, yaitu koleksi data sifat produksi melalui pengukuran langsung di laboratorium lapang untuk mendapatkan data fenotipe ternak percobaan (phenotypic database), 2) SNPs discovery, yaitu pencarian SNPs baru pada sekuen kandidat gen menggunakan metode “direct Sequencing”, kemudian sekuen DNA yang dihasilkan dianalisis dengan program BioEdit dan Mega4 dan 3) genotyping yaitu identifikasi genotipe menggunakan teknik PCR-RFLP untuk mendapatkan data genotipe (genotypic database) masing-masing individu. Studi asosiasi antara genotipe SNP dengan sifat produksi menggunakan prosedur ANOVA (program Minitab 16) dan perbedaan dari genotipe masing-masing gen dibandingkan menggunakan metode least square differences (LSD) test. Pencarian SNP (SNPs discovery) menggunakan metode “direct sequencing” telah berhasil menemukan 4 SNP baru, masing-masing satu SNP pada ekson 4 gen IGF-1, satu SNP pada intron 8 gen GHR dan dua SNP pada ekson 10 gen GHR, sedangkan pada intron 4 dan ekson 5 gen GH tidak ditemukan adanya SNP baru. SNP pada ekson 4 gen IGF-1 disebabkan oleh mutasi substitusi timin oleh sitosin sehingga terjadi perubahan asam amino metionin menjadi threonin. Mutasi ini dapat diidentifikasi dengan teknik PCRRFLP menggunakan enzim restriksi Rsa1. SNP pada intron 8 gen GHR disebabkan oleh mutasi substitusi adenin dengan guanin (A/G) pada posisi basa 241 bp. Mutasi ini dapat diidentifikasi dengan teknik PCR-RFLP menggunakan enzim restriksi HpyCH4III. SNP pada ekson 10 gen GHR disebabkan oleh mutasi substitusi timin dengan sitosin (T/C) pada posisi basa 702 bp dan transisi sitosin dengan timin (C/T) pada posisi basa 755 bp. Mutasi T/C pada posisi basa 702 bp merupakan mutasi senyap (silent mutation) dan dapat diidentifikasi menggunakan enzim restriksi BmgB1. Mutasi C/T pada posisi basa 755 bp merupakan missense mutation yang mengubah asam amino threonin menjadi ileusin. dst...