Genome-wide Association Study Pada Struktur Populasi dan Sifat Pertumbuhan Sapi Potong Lokal Indonesia

Abstract

Genome-wide Association Study (GWAS) merupakan metode seleksi ternak secara molekuler yang dapat mendeteksi titik mutasi atau single nucleotide polymorphism (SNP) yang tersebar di seluruh autosom. Akan tetapi, penerapan metode GWAS untuk seleksi ternak di Indonesia masih sangat terbatas. Oleh karena itu, tujuan penelitian ini adalah untuk mengevaluasi karakteristik genom dan mendeteksi kandidat gen-gen pada sifat pertumbuhan sapi potong lokal Indonesia. Sapi potong lokal yang digunakan pada penelitian ini terdiri dari sapi Bali (16 ekor), Madura (16 ekor), Peranakan Ongole (33 ekor) dan Sumba Ongole (48 ekor). Sebanyak 44.424 titik mutasi (SNP marker) pada autosom sapi digunakan untuk analisis dan diperoleh dari Bovine SNP50K BeadChip. Perangkat lunak TASSEL 5.0, PLINK 1.9 dan R 4.3.3 digunakan untuk analisis bioinformatika. Hasil analisis GWAS pada sapi Bali diperoleh informasi keragaman genetik yang rendah. Sedangkan pada sapi Madura, Peranakan Ongole (PO) dan Sumba Ongole (SO) diperoleh informasi keragaman genetik yang moderat. Pada umumnya panjang segmen homozygot pada sapi yang diteliti termasuk pendek (1-4 Mb) dengan nilai genomic inbreeding coefficient (FROH) sebesar 0,02 (Bali); 0,20 (SO) dan ±0,50 (Madura dan PO). Pada sapi Bali dan SO terdapat adanya tanda-tanda seleksi (selection signatures) dengan ditemukannya minimal 33 kandidat gen pada sapi Bali dan 14 kandidat gen pada sapi SO yang mempengaruhi produktivitas dan survivability ternak. Analisis GWAS pada penelitian ini memperkuat hasil penelitian sebelumnya dimana sapi Bali, Madura dan Ongole lineage (PO dan SO) merupakan tiga bangsa sapi berbeda dengan kelompok klaster yang saling terpisah. Sapi Madura terkonfirmasi memiliki introgresi genetik sapi Bos javanicus dan Bos indicus berdasarkan keragaman genom. Selain itu, sebagian besar sapi PO pada penelitian ini memiliki introgresi genetik sapi Madura. Hasil analisis GWAS pada sifat pertumbuhan telah ditemukan adanya tiga kandidat gen yang berpengaruh signifikan terhadap berat dewasa pada sapi Madura dan PO yaitu gen SUGT1 (g.1632H), SF3A3 (g.1172R) dan DSCAM (g.285245Y). Selain itu, ditemukan juga 1 kandidat gen yang berpengaruh signifikan terhadap index morfostruktur (body ratio dan over increase index) pada populasi sapi yang diteliti (Bali, Madura, PO) saat berumur 3 tahun yaitu gen CRY1 (g.78617S). Hasil sekuensing menggunakan desain primer diperoleh informasi titik mutasi lain pada gen SUGT1 (g.1534Y; g.1580Y), SF3A3 (g.1017M; g.1292W) dan DSCAM (g.285295R) namun perlu dikonfirmasi lebih lanjut pengaruh titik mutasi tersebut terhadap sifat pertumbuhan pada sapi. Disimpulkan bahwa gen SUGT1, SF3A3 dan DSCAM merupakan gen-gen yang saling terkait dan berpengaruh terhadap pertumbuhan dan kemampuan daya adaptasi (survival-related genes) pada lingkungan tropis.