Upload
trandung
View
239
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
PENYANDI GEN TUMBUH CEPAT
UNTUK BENIH DAN INDUK UDANG
WINDU Penaeus monodon
HARYANTI et al.
BALAI BESAR RISET BUDIDAYA LAUT DAN PENYULUH PERIKANAN
BUDIDAYA LAUT- GONDOL
PERMASALAHAN KERAGAAN FENOTIP -
GENOTIP PADA UDANG
KELANGSUNGAN HIDUP ٭
VARIASI PERTUMBUHAN ٭
KETAHANAN TERHADAP PENYAKIT ٭
KERAGAAN KEMATANGAN GONAD ٭
RATIO PEMIJAHAN ٭
FEKUNDITAS ٭
RATIO PENETASAN ٭
FEED CONVERTION RATIO PAKAN (FCR) ٭
RATIO MORFOLOGI (carapace : daging) ٭
SELEKTIF BREEDING
PROGRAM SELEKSI YANG BAIK BISA DIPEROLEH
PENINGKATAN 12-15% PER GENERASI
SALMON, TILAPIA, CATFISH , CARP
KEUNTUNGAN TERHADAP COST RATIO, PROGRAM
Atlantic Salmon MENCAPAI 15 : 1
SELEKTIF BREEDING
PROSPEK
• KONVENSIONAL / KLASIK
• PENDEKATAN MOLEKULER (MOLEKULAR MARKER)
PROGRAM SELEKTIF BREEDING • CAPABILITAS :
Fasilitas
SDM
Beaya : perbaikan produksi & nilai pasar
Waktu
• KEUNTUNGAN & PERBAIKAN LINGKUNGAN
Kualitas Air
Perbaikan Managemen - FCR
Perbaikan Pakan
Perbaikan System
• OPTIMALISASI SISTIM PEMELIHARAAN, BUKAN
PROJECT SHG BERUBAH PADA WAKTU
TERTENTU
►SELEKTIF BREEDING DITERIMA SECARA LUAS
SEBAGAI CARA PERBAIKAN GENETIK DALAM
PROGRAM SELEKSI :
■ MEMERLUKAN INDUK DALAM JUMLAH BESAR
■ MEMERLUKAN SUMBER INVESTASI BESAR
■ MEMERLUKAN WAKTU YANG PANJANG
►KETEPATAN PERBAIKAN GENETIK UNTUK
MEMBERIKAN significant & sustainable SISTIM
AKUAKULTUR
►PERBAIKAN GENETIK TERMASUK DALAM
PERKEMBANGAN INDUSTRI PERIKANAN
1. EKSPLOITASI ADITIF KERAGAMAN GENETIK SELECTIVE BREEDING KLASIK
PENINGKATAN SELECTIVE BREEDING
(Penggunaan molekular markers)
2. EXPLOITASI NON-ADITIF KERAGAMAN GENETIK
HYBRIDISASI
CROSS BREEDING
3. MANIPULASI GENETIK
CHROMOSOM SET MANIPULATION
SEX CONTROL
TRANSGENESIS (GMOs)
PERBAIKAN GENETIK
1. PROTEIN POLYMORPHISM: ALLOZYMES
2. DNA POLYMORPHISM :
■ MICROSATELLITES (SSR)
■ MINISATELLITES
■ RESTRICTION FRAGMENT LENGTH POLYMORPHISM ( RFLP)
■ AMPLIFIED FRAGMENT LENGTH POLYMORPHISM (AFLP)
■ RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC DNA (RAPD)
■ SINGLE STRAND CONFORMATION POLYMORPHISM (SSCP)
■ SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISM (SNPs)
3. MITOCHONDRIA DNA
MARKER MOLEKULER
♣ MENGEKSPRESIKAN KARAKTER / SIFAT BAWAAN SECARA
GENETIK
♣ UMUM DIGUNAKAN
♣ POLIMORFISME YANG TINGGI
♣ MEMBEDAKAN BEBERAPA TINGKATAN : SPECIES, POPULASI
♣ PERKEMBANGAN STADIA TIDAK DIPERLUKAN
♣ KONSERVASI SUMBER DAYA ALAM
PENGGUNAAN MARKER MOLEKULER
☻ SULIT UNTUK SAMPLE PURBAKALA
☻ HOMOPLASIES (KESAMAAN)
☻ DIPERLUKAN KUALIFIKASI TEKNIK TINGGI
☻ MAHAL
KELEBIHAN
KELEMAHAN
RESTRICTION FRAGMENT
LENGTH POLYMORPHISM
(RFLP)
High reproducibility
Highly polymorphic
Co-dominant inheritance
High DNA quantity and quality required
Transference and probe labelling
KELEBIHAN
KELEMAHAN
M Hae III Hha I Nla III
500 bp
PERFORMANSI
HOMOZIGOSITAS INDUK
INTRODUKSI L.VANNAMEI ASAL
FLORIDA
PERFORMANSI
HOMOZIGOSITAS INDUK
INTRODUKSI L.VANNAMEI
ASAL HAWAII
M Hae III Hinf I Nla III
RFLP ( RESTRICTION FRAGMENT
LENGTH POLYMORPHISM)
PERFORMANSI HOMOZIGOSITAS BENIH TURUNAN
UDANG INTRODUKSI L. vannamei
UKURAN KECIL UKURAN BESAR
UKURAN KECIL UKURAN BESAR
RANDOM AMPLIFIED POLYMORPHIC
DNA (RAPD)
DETEKSI POLIMORFISM CEPAT
JUMLAH DNA YANG DIPERLUKAN SEDIKIT (nano-grams)
PRIMER PENDEK ( 7-15 BASA) DG SEKUENS ACAK
• REPRODUKSIBILITAS
SUHU DENATURASI
• KONSENTRASI DNA DALAM REAKSI PCR
• VOLUME REAKSI
• JUMLAH PRIMER YANG DITAMBAHKAN
• KONSENTRASI ENZIM TAQ POLYMERASE
KELEMAHAN
1325 bp
1280 bp
1025 bp
297 bp
488 bp
510 bp
RAPD BENIH F-1 UDANG WINDU
DENGAN PERTUMBUHAN CEPAT
DAN LAMBAT
SINGLE STRAND CONFORMATION
POLYMORPHISM (SSCP)
KEUNTUNGAN
= SENSITIBILITAS TINGGI UNTUK DETEKSI ALLEL BARU
= HAMPIR 100% PERBEDAAN DAPAT TERDETEKSI PADA
FRAGMENT < 200 bp
KELEMAHAN
OPTIMASI
MUTASI TIDAK DINYATAKAN DG PERUBAHAN STRUKTUR
APLIKASI
DETEKSI TARGET MUTASI
IDENTIFIKASI SPESIES
POPULASI GENETIK
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 19 20 21 22 23 25 26 27 28 29 30 A B
F-0 Jantan
F-0 Betina
PERFORMANSI SEPARASI PITA DNA DG ANALISIS SSCP
MACROSATELLITES (Simple
Sequence Repeats / SSR)
LOKUS MIKROSATELIT SEBAGAI MARKER GENETIK
MENUNJUKKAN SIFAT KODOMINAN
MENGIKUTI POLA DASAR KETURUNAN MENDEL
REPRODUKTIBILITAS TINGGI
MENGHASILKAN ALLEL TERDETEKSI DALAM JUMLAH BANYAK
VARIASI GENETIK TINGGI
BEAYA TINGGI (3 - 4 KALI ALLOZYME MARKER)
DIPERLUKAN SEQUENSING
ADANYA SEQUENS YG NON - AMPLIFIABLE (null alleles)
HOMOPLASIES
- Cross-amplification
KELEMAHAN
1. PENCIRI /PENYANDI / MARKER GEN TERHADAP SUATU KARAKTER :
♠ TUMBUH CEPAT
♠ TOLERAN TERHADAP LINGKUNGAN EKSTRIM
♠ RESISTEN PENYAKIT
2. PENGGUNAAN PENYANDI GEN AKAN MEMPERMUDAH DLM SELEKSI
DENGAN MARKER (MAS = Marker Assisted Selection)
3. DAPAT DIPRODUKSI BENIH / CALON INDUK UDANG DENGAN
KARAKTER GENOTIP YG DI INGINKAN
PENGGUNAAN MACROSATELLITES (Simple
Sequence Repeats / SSR) UNTUK SELEKSI UDANG
AMPLIFIKASI DNA UNTUK 13 PRIMER : SPEEDY PCR
Primer Repeate Sequence Sequence
PmMS-8 F
PmMS-8 R
(AAT)9 (AGT)(AAT)5 5’-TTT GAG TCA TAA CTT CCA AGC-3’
5’-TGC CAT AAA CTC TCT AAC GAC -3’
PmMS-9 F
PmMS-9 R
(TTTA)14 5’-GGC AGA TTT TCT AGC CTT TTC A-3’
5’-AGA AGG AGG CGT GTT TCT GA -3’
PmMS-10 F
PmMS-10 R
(CTC)8 (CAT)33 5’ – CCC CTT TCC TCA TGT ACC – 3’
5’- GAT GAT GAT GGA TGA TGG AT- 3’
PmMS-14 F
PmMS-14 R
(GAT)23 5’-ACA AAA ACA ACA GTA GCA CTT G-3’
5’-GCT GAA CCT AGG CGT ATA GT-3’
PmMS-16 F
PmMS-16 R
(CATA)35 5’-TGG GCA GCG TGT GTG TAT-3’
5’-TGG GCA GCG TGT TGT TAT-3’
PmMS-19 F
PmMS-19 R
(CAGT)42 5’-TCA TTC CTT CAT TCA GTC ATT CA-3’
5’-AGA GAG TAT GCC CAC GCA TT-3’
PmMS-2D2 F
PmMS-2D2 R
(CAGT)3(CGGT)9(CAGT)25 5’-TGC AGC TTC ACA CAC CCA TAC ACG-3’
5’-TAT GAC AGG CAG TTG CGC CAG GTA-3’
PmMS-4CA F
PmMS-4CA R
(TTA)7(TTG)25 5’-CAG GTG TTG GGC TGT ATG TGGTAGA-
3’
5’-GAC AAG AAG TCG GGT TAA TTT CAC
CAA-3’
PmMS-8A2 F
PmMS-8a2 R
(GACT)8…(GTCT)19 5’-GTC TGT CCA TCC TTC CTG CTG ACC-3’
5’-TGG GAG TAA ACA AAG CGT TTG AGA TTG -3’
PmMS-9GG F
PmMS-9GG R
(CAA)22 5-’ACA AGG AAC CTG CCC AGA ACA TT-3’
5’-CCC ACC TCC TGC TTG GGA ATA TAC A-3’
PmMS-11A F
PmMS-11A R
(CACT)16 5’-TGT CTG TGG CTC CCT GTC TCT CTG-3’
5’-TGC CCT TGA TAC GAG CTT TAT CTG TT-3’
PmMS-7HG F
PmMS-7HG R
(GAT)54 5’-GAA GGA GAA GGA GGA GGA TTA CAA GGA-3’
5’-TCG GGC GGA GAA TAT GCA AAT TAA A-3’
PmMS-6 F
PmMS-6 R
(tac)9…(TAC)25 5’-CTA CTG CTG CTG CTA CTG CTG-3’
5’-CAC TGC AAG ATT AAG GTG AGA AA-3’
INDUK BETINA
INDUK JANTAN
BENIH BESAR
BENIH SEDANG
BENIH KECIL
PERFORMANSI GEN HASIL
AMPLIFIKASI PCR dg Pm MS-11A
(Agarose 2%)
MICROSATELIT : PRIMER PmMS-2D2
A C G T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 A C G T
Besar Sedang Kecil
315
298
295
290
298
280
271
Fragmentasi DNA untuk benih ukuran
besar,sedang dan kecil
Benih udang besar 60% (290 dan 295 bp),
ukuran sedang 0% dan ukuran kecil sebesar
40 % (290 bp) dan 60% (295 bp).
MICROSATELIT : PRIMER PmMS-16
A C G T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 A C G T
176
172
168
142
109
97
Besar Sedang Kecil
Benih udang ukuran besar tidak dapat
terekspresi pada 172 bp secara jelas dan
sempurna, benih sedang dan kecil
terekspresi 20%
MICROSATELIT : PRIMER PmMS- 4 CA
A C G T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 A C G T
Besar Sedang Kecil
202
205
211
217
220 224
Ekspresi DNA pada 202 bp menunjukkan
80% pada benih besar, benih sedang
hanya 20% dan benih ukuran kecil sebesar
40%.
A C G T 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 A C G T
BESAR SEDANG KECIL
(60 %)
(20 %)
(20%)
MICROSATELIT : PRIMER PmMS-11A
150
149
144
165
158
182
141
Aksesi Deskripsi Score
maximum
Jumlah
Score
Query
coverage
Similarity/
Max
identity
DQ307245.1 B-6 172 172 75% 97%
DQ307245.1 B-15 191 191 76% 96%
DQ307245.1 B-20 187 187 68% 98%
DQ307245.1 B-22 180 180 67% 98%
Similaritas sequen total nucleotid DNA udang windu tumbuh
cepat pada GenBank dengan nomor aksesi yang sama
KEGIATAN PENEBARAN BENIH UDANG WINDU DG APLIKASI
MARKER GEN TUMBUH CEPAT DI TAMBAK BRPBAP –
MAROS SUL-SEL
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0 30 60 90 120 150waktu (hari)
berat (g)
Fast Growth
Control
0
5
10
15
20
25
45 75 105 135 150waktu (hari)
Berat (g)
Fast growth
Control
KEPADATAN UDANG 10 ekor/m2
KEPADATAN UDANG 2 ekor/m2
PERFORMANSI PERTUMBUHAN
UDANG DG APLIKASI MARKER
GEN TUMBUH CEPAT
► Penyandi gen untuk tumbuh cepat pada
udang windu untuk seleksi diperoleh dg
metode microsatelit pada berat molekul
144bp dengan primer PmMS11-A.
► Primer PmMS11-A. dapat dijadikan locus
kuantitatif untuk sifat tumbuh cepat
dengan adanya akurasi prediksi karakter
fenotip, yaitu sebanyak 60%, sedangkan
udang tumbuh reguler dan lambat,
masing-masing hanya sebanyak 20%.