Variasi Genetik dan Analisis Ekspresi Gen Ikan Kakap Putih (Lates calcarifer, Bloch 1790) Berbeda Populasi

Abstract

Permintaan pasar yang tinggi terhadap ikan kakap putih, mendorong terjadinya peningkatan produksi benih yang dibudidayakan. Suplai benih ikan ini berasal dari pembenihan dan pendederan di hatcheri skala rumah tangga (HSRT) menggunakan induk hasil seleksi dengan sifat unggul pertumbuhan asal Australia dan induk dari perairan lokal Indonesia. Tujuan umum penelitian ini adalah menganalisis variasi genetik (genotipe dan pertumbuhan) dengan marka DNA mikrosatelit serta ekspresi gen terkait imunitas dan stres suhu pada ikan kakap putih berbeda populasi. Penelitian tahap pertama bertujuan untuk mengevaluasi variasi genotipe dan pertumbuhan ikan kakap putih lokal (Situbondo dan Lampung) dengan ikan populasi Australia. Penelitian ini menggunakan tiga populasi benih ikan kakap putih yaitu ikan kakap putih Australia (KA), lokal Situbondo (KS) dan Lampung (KL). Ikan kakap putih sebanyak sepuluh individu dari setiap populasi digunakan untuk analisis variabilitas mikrosatelit menggunakan dua lokus mikrosatelit (Lca21 dan Lca 32). Data alel mikrosatelit diolah menggunakan program Microsoft excel dan dianalisis menggunakan software genetic analysis in excel (GenAlEx 6.51b2). Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah alel setiap lokus pada masing-masing populasi berkisar 2-8 alel dengan tingkat heterozigositas populasi berturut-turut sebesar 0,539 (KA); 0,850 (KS); dan 0,650 (KL). Pertumbuhan panjang dan bobot tubuh serta laju pertumbuhan spesifik ikan kakap putih KA lebih tinggi dibandingkan ikan kakap putih KS dan KL (P<0,05); sedangkan ikan kakap putih KS dan KL adalah sama (P>0,05). Berdasarkan hasil riset pertama, maka penelitian kedua dilakukan menggunakan ikan kakap putih KS dan KA. Penelitian tahap kedua bertujuan mengevaluasi tingkat ekspresi gen imunitas pasca infeksi nervous necrosis virus (NNV) pada populasi ikan kakap putih KS dan KA. Tingkat ekspresi gen terkait imunitas ikan kakap putih menggunakan sampel hati, ginjal depan, dan limpa diamati pada 48 dan 96 jam pasca infeksi (hpi). Kelangsungan hidup dan parameter darah ikan kakap putih dievaluasi setelah infeksi NNV. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jumlah sel darah merah dan hemoglobin (Hb) ikan kakap putih KS pasca infeksi NNV pada 96 jam pascainfeksi (hpi) lebih tinggi (P<0,05) dibandingkan ikan kakap putih KA pasca infeksi NNV. Jumlah sel darah putih dan limfosit ikan kakap putih KS pada 48 hpi lebih tinggi (P<0,05) dibandingkan KA, tetapi mulai menurun pada 96 hpi pada ikan kakap putih KS. Total sel darah putih ikan kakap putih KA meningkat dari 48 ke 192 hpi. Tingkat ekspresi gen tumor necrosis factor α (TNFα) dan interleukin 1β (IL1β) secara signifikan lebih tinggi di hati, ginjal depan, dan limpa pada ikan kakap putih KS dibandingkan dengan ikan kakap putih KA pada 48 hpi, sedangkan ekspresi gen major histocompatibility complex IIα (MHCIIα) pada ikan kakap putih KS secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan ikan kakap putih KA pada 96 hpi. Selanjutnya, kelangsungan hidup ikan kakap putih KS (42,0±4,47%) lebih tinggi dibandingkan dengan ikan kakap putih KA (20,0±7,07%) dan tidak ada kematian yang teramati pada kontrol tanpa infeksi NNV. Hasil ini menunjukkan peran penting dari semua gen dalam respons imunitas ikan kakap putih melawan infeksi virus. Tingkat kelangsungan hidup yang lebih tinggi pada ikan kakap putih KS sejalan dengan profil darahnya. Penelitian tahap ketiga bertujuan untuk mengevaluasi tingkat ekspresi gen terkait stres suhu dingin (15 oC) pada populasi ikan kakap putih KS dan KA. Pemberian stres suhu dingin dilakukan selama 2 jam, kemudian ikan dikembalikan pada kondisi suhu air pemeliharaan (30 oC). Hasil penelitian menunjukkan bahwa tingkat ekspresi gen superoxide dismutase 1 (SOD1) secara signifikan lebih tinggi di hati dan ginjal depan ikan kakap putih KS dibandingkan dengan ikan kakap putih KA pada 2 jam pasca stres suhu 15 ̊C (2h 15 ̊C), sedangkan tingkat ekspresi gen heat shock protein 90 (HSP90) di ginjal depan dan hati pada ikan kakap putih KS secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan ikan kakap putih KA pada 4hps (jam kedua setelah dikembalikan ke wadah pemeliharaan dengan suhu 30 ̊C; 2h 30 ̊C). Tingkat ekspresi gen heat shock protein 70 (HSP70) di hati dan ginjal depan pada ikan kakap KS secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan ikan kakap putih KA pada 4 hps. Kelangsungan hidup tertinggi ditemukan pada ikan kakap putih KS (60,0±8,2%) dibandingkan dengan ikan kakap putih KA (42,0±5,0%) dan tidak ada kematian yang teramati pada kontrol tanpa uji tantang dengan suhu rendah. Hasil ini menunjukkan peran penting dari gen SOD1, HSP90 dan HSP70 terhadap stres suhu rendah pada ikan kakap putih. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa ikan kakap putih KA memiliki pertumbuhan lebih tinggi secara signifikan dibandingkan KS. Ikan kakap putih KS lebih tahan terhadap infeksi NNV dan stres suhu dingin (15 ̊C) dibandingkan ikan kakap putih KA. Hal tersebut sejalan dengan ragam genetik, gambaran darah, ekspresi gen imunitas (MHCIIα, TNFα, IL1β), dan stres (SOD1, HSP90 dan HSP70) yang lebih tinggi dibandingkan ikan kakap putih KA. Secara umum, ikan kakap putih populasi KS lebih tahan terhadap infeksi NNV dan stres suhu 15 ̊C tetapi mempunyai laju pertumbuhan yang rendah dibandingkan ikan kakap populasi KA. Dengan demikian, ikan kakap putih populasi KS dapat dijadikan sebagai kandidat induk yang tahan terhadap infeksi NNV dan stres suhu 15 ̊C, sedangkan ikan kakap populasi KA sebagai kandidat untuk varietas tumbuh cepat.