Identifikasi Sifat Ketahanan Penyakit Viral Menggunakan Gen Mx sebagai Marka Genetik pada Ayam Tolaki

Abstract

Gen Mx (Myxovirus) memiliki peran penting dalam mengatur dan mengendalikan respon kekebalan tubuh ternak terhadap serangan penyakit viral. Gen Mx pada ayam bersifat native antiviral yang mampu merespon infeksi virus influenza seperti avian influenza. Gen Mx mengkode protein Mx dengan aktivitas antiviral. Polimorfisme nukleotida G/A pada posisi 2.032 gen Mx menghasilkan perubahan pada asam amino 631 dari protein Mx. Substitusi Serin menjadi Asparagin mengindikasikan ayam memiliki kekebalan terhadap penyakit viral. Ayam Tolaki merupakan ayam lokal Indonesia yang berasal dari Sulawesi Tenggara. Postur dan ukuran tubuhnya lebih kecil dibandingkan dengan ayam Kampung, namun memiliki ketahanan terhadap penyakit yang cukup tinggi. Ketahanan terhadap penyakit viral ini diduga kuat dikendalikan oleh gen Mx. Berdasarkan hal tersebut penelitian ini dirancang untuk membuat genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx, melakukan karakterisasi genetik gen Mx dan selanjutnya mengasosiasikan genotipe ayam Tolaki dengan sifat ketahanan penyakit viral dan produksinya. Hasil akhir penelitian ini diharapkan dapat diperoleh informasi efektivitas gen Mx sebagai kandidat gen penciri dan dihasilkan populasi ayam Tolaki yang tahan terhadap Newcastle Disease (ND) sebagai populasi dasar untuk keperluan seleksi lebih lanjut. Materi penelitian ini terdiri atas : 1) 150 sampel ayam Tolaki, dengan rincian 47 ekor generasi tetua dan 103 ekor generasi anak; 2) Petak berukuran 60x60x40 cm3 yang diletakkan dalam kandang berukuran 5 x 15 m2; 3) DNA sampel berupa DNA gen Mx lokus Hpy81; 4) Primer foward (5’-GCA CTG TCA CCT CTT AAT AGA-3’) dan reverse (5’-GTA TTG GTA GGC TTT GTT GA-3’); 5) Enzim retriksi Hpy81; 6) Gel elektroforesis berupa gel agarose 2% (0.5 g/25 ml 0.5x TBE dan gel dokumentasi visualisasi (gel Alpha Imager); 7) Kit ektraksi Phire Animal Tissue Direct PCR Kit (Thermo Fisher Scientific Inc.), dan 8) Mesin PCR (Polymerase Chain Reaction). Metode penelitian yang digunakan terdiri atas: 1) Metode ekstraksi DNA dari sampel bulu dilakukan menggunakan kit ekstraksi dan ekstraksi DNA sampel darah menggunakan metode phenol-chloroform; 2) Metode amplifikasi DNA dengan PCR; 3) Metode PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-restriction fragment length polymorphism) untuk mengidentifikasi keragaman genetik gen Mx; 4) Uji Hemaglutinasi (HA) dan uji Hemaglutinasi Inhibition (HI) untuk deteksi antibodi anti ND pada ayam; 5) Uji tantang dengan virus ND gen VII secara tetes mata pada dosis 104 CLD50 /0.5 ml/ekor, dan 6) Metode fenotyping untuk mendapatkan koleksi data sifat produksi melalui pengukuran dan pencatatan. Penelitian ini dilakukan dalam 3 tahap. Tahap pertama adalah karakterisasi genotipik pada ayam Tolaki berdasarkan gen Mx. Tahap ini melakukan genotyping dengan teknik PCR-RFLP pada exon 13 situs 2032 cDNA gen Mx. Tahap kedua adalah asosiasi genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat produksi dan ketahanannya terhadap infeksi virus ND secara alami. Tahap ketiga adalah asosiasi genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat produksi dan ketahanannya melalui uji tantang virus ND. Studi asosiasi antara genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx dengan sifat yang diamati dianalisis menggunakan prosedur ANOVA. Penelitian tahap pertama menunjukkan bahwa genotyping dengan PCRRFLP diperoleh fragmen gen Mx polimorfik berukuran 299 pb. Pada situs 2032 cDNA exon 13 gen Mx terdeteksi adanya mutasi basa transisi dari Guanin menjadi Adenin, menyebabkan perubahan asam amino Serin (G) menjadi Asparagin (A). Pemotongan dengan enzim Hpy81 menghasilkan dua alel (A dan G) dan tiga genotipe ayam Tolaki (AA, AG, dan GG). Genotipe AA ditemukan lebih dominan. Frekuensi alel A (0.72) lebih tinggi daripada alel G (0.28). Penelitian tahap kedua diperoleh hasil genotipe ayam Tolaki berdasarkan gen Mx berpengaruh nyata terhadap produksi telur, konversi, berat badan harian dan titer antibodi terhadap ND pada ayam Tolaki. Genotipe AA dan AG memiliki konversi pakan, berat badan harian, daya hidup dan titer antibodi yang lebih tinggi daripada GG. Penelitian tahap akhir melalui uji tantang virus ND gen VIIb (dosis 104 CLD50) menunjukkan ayam telah terinfeksi virus ND velogenik. Indikator ini dapat dilihat dari gejala klinis dan gambaran patologik anatominya. Berdasarkan prosentase daya hidup, titer antibodi serta fenotyping, genotipe AA dan AG memiliki ketahanan terhadap infeksi virus ND yang lebih tinggi dari GG. Ketahanan yang diperoleh ini berdampak secara tidak langsung terhadap produksinya. Genotipe AA dan AG mampu mengeliminir infeksi virus ND, sedangkan pada genotipe GG, patogenitas virus ND menyebabkan kerusakan beberapa organ tubuhnya (limpa, trakea, dan usus) yang berdampak pada terganggunya fungsi sistem organ tubuh sehingga menyebabkan metabolisme tubuh ayam tidak berjalan secara optimal. Hasil penelitian ini bermakna bahwa genotipe ayam Tolaki yang berbeda menunjukkan respon kekebalan terhadap penyakit ND yang berbeda pula. Respon kekebalan ayam Tolaki ini berdampak secara tidak langsung terhadap sifat produksinya. Penelitian ini membuktikan adanya asosiasi genotipe ayam Tolaki berbasis gen Mx|Hpy81 dengan sifat produksi dan sifat antiviral. Genotipe ayam Tolaki yang mengandung alel A memiliki produksi dan ketahanan yang lebih tinggi daripada genotipe ayam yang mengandung alel G. Gen Mx pada lokus Hpy81 efektif digunakan sebagai marka genetik untuk sifat ketahanan ayam lokal terhadap infeksi virus Newcastle Disease.