EFEKTIVITAS PROMOTER KERATIN IKAN FLOUNDER JEPANG Paralichthys olivaceus DAN PROMOTER HEATSHOCK IKAN RAINBOW TROUT Oncorhynchus mykiss PADA IKAN NILA Oreochromis niloticus
ARIEF EKO PRASETIYO
SKRIPSI
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI DAN MANAJEMEN AKUAKULTUR FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyampaikan bahwa Skripsi yang berjudul:
EFEKTIVITAS PROMOTER KERATIN IKAN FLOUNDER JEPANG Paralichthys olivaceus DAN PROMOTER HEATSHOCK IKAN RAINBOW TROUT Oncorhynchus mykiss PADA IKAN NILA Oreochromis niloticus
adalah benar merupakan hasil karya yang belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. Semua sumber data dan informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Bogor, Januari 2009
ARIEF EKO PRASETIYO C14104041
RINGKASAN ARIEF EKO PRASETIYO. Efektivitas Promoter Keratin Ikan Flounder Jepang Paralichthys olivaceus dan Promoter Heatshock Ikan Rainbow Trout Oncorhynchus mykiss pada Ikan Nila Oreochromis niloticus. Dibimbing oleh KOMAR SUMANTADINATA dan ALIMUDDIN. Promoter (elemen regulator) adalah bagian dari DNA yang merupakan tempat menempelnya RNA polimerase dan mengarahkannya agar proses transkripsi terjadi sehingga efektivitas promoter suatu konstruksi gen berperan penting dalam menentukan keberhasilan transgenik. Pada penelitian ini dilakukan pengujian efektivitas 2 jenis promoter dalam rangka pembuatan ikan transgenik pada spesies ikan budidaya di Indonesia. Kedua jenis promoter tersebut adalah promoter keratin dari ikan flounder Jepang Paralichthys olivaceus dan promoter heatshock dari ikan rainbow trout Oncorhynchus mykiss yang diujikan pada ikan nila Oreochromis niloticus. Guna mengamati efektivitas kedua promoter, maka disambungkan dengan gen Green Fluorescent Protein (GFP). Induk ikan nila dipijahkan secara semi buatan, kemudian telur yang sudah terbuahi disuntik dengan konstruksi gen dengan konsentrasi 50 ng/µl. Telur yang sudah disuntik kemudian diinkubasi ke dalam akuarium dengan suhu air 30oC. Parameter yang diamati antara lain adalah derajat kelangsungan hidup embrio, derajat penetasan, persentase embrio mengekspresikan transgen, dan tingkat ekspresi gen GFP. Pada parameter tingkat ekspresi gen GFP, embrio ikan nila yang mengekspresikan GFP dikelompokkan menjadi 3 kelas yaitu: pendar hijau kurang terang, pendar hijau terang, dan pendar hijau sangat terang. Promoter keratin dan heatshock pada paramater Derajat Kelangsungan Hidup Embrio (DKHE) dan Derajat Penetasan (DP) menunjukkan nilai yang relatif sama. Namun kontrol memiliki kisaran nilai yang lebih tinggi (71.67±11.8%), dibandingkan dengan kisaran nilai derajat kelangsungan hidup dan derajat penetasan embrio yang diinjeksikan GFP dengan menggunakan promoter keratin (21.67±7.1%) dan promoter heatshock (13.33±4.7%). Kondisi ini diduga terjadi akibat tidak tepatnya jarum mikroinjeksi masuk ke dalam blastodisk, sehingga jarum mikroinjeksi tersebut mengenai yolk sac dan terjadi kerusakan pada embrio. Pada parameter Persentase Embrio Mengekspresikan Transgen (PEMT) promoter keratin dan heatshock menunjukkan nilai yang relatif sama. Namun pada tingkat ekspresi gen GFP, promoter keratin mampu menginisiasikan tingkat ekspresi gen GFP lebih baik dibandingkan dengan promoter heatshock. Berdasarkan data rataan jumlah telur yang mengekspresikan GFP pada tingkat 3 (pendar hijau sangat terang) yang diinisiasikan oleh promoter keratin lebih banyak (8±1.4) dibandingkan dengan promoter heatshock (5±0.0). Promoter keratin dan heatshock memiliki pola aktivitas sementara yang relatif sama. Namun efektivitas promoter keratin lebih baik dibandingkan dengan promoter heatshock pada ikan nila Oreochromis niloticus.
EFEKTIVITAS PROMOTER KERATIN IKAN FLOUNDER JEPANG Paralichthys olivaceus DAN PROMOTER HEATSHOCK IKAN RAINBOW TROUT Oncorhynchus mykiss PADA IKAN NILA Oreochromis niloticus
Skripsi Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor
Oleh: Arief Eko Prasetiyo C14104041
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI DAN MANAJEMEN AKUAKULTUR FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
Judul
: Efektivitas Promoter Keratin Ikan Flounder Jepang Paralichthys olivaceus dan Promoter Heatshock Ikan Rainbow Trout Oncorhynchus mykiss pada Ikan Nila Oreochromis niloticus
Nama
: Arief Eko Prasetiyo
NRP
: C14104041
Disetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Prof. Dr. Komar Sumantadinata
Dr. Alimuddin
NIP. 130 345 017
NIP. 132 133 953
Diketahui, Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc NIP. 131 578 799
Tanggal Lulus:
DAFTAR RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Nganjuk pada tanggal 15 April 1986 dari rahim seorang ibu Titik Pangastuti dan bapak Suharto. Pendidikan formal yang telah dilalui adalah SMUN I Puri Mojokerto dan lulus pada tahun 2004. Pada tahun yang sama penulis melanjutkan pendidikan tinggi di IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk Institut Pertanian Bogor dan memilih program studi Teknologi dan Manajemen Akuakultur, Departemen Budidaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan. Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah melaksanakan kegiatan praktek kerja lapang (PKL) di Balai Besar Pengembangan Budidaya Air Payau (BBPBAP) Jepara. Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah Pendidikan Agama Islam semester ganjil 2005/2006, asisten mata kuliah Ikhtiologi periode 2006/2007 hingga 2007/2008, asisten mata kuliah Dasar-dasar Genetika Ikan periode 2007/2008, dan asisten mata kuliah Dasar-dasar Akuakultur periode 2006/2007 hingga 2008/2009. Selain itu penulis juga aktif dalam kegiatan keorganisasian mahasiswa dan tercatat sebagai pengurus Badan Eksekutif Mahasiswa Tingkat Persiapan Bersama (BEM-TPB) selaku Ketua Departemen Politik dan Organisasi 2004/2005, pengurus Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan (BEM FPIK) selaku Sekretaris Departemen Pengembangan Sumber Daya Manusia 2005/2006, dan pada periode 2006/2007 penulis mendapatkan amanah sebagai Ketua BEM FPIK. Tugas akhir dalam pendidikan tinggi diselesaikan dengan menulis skripsi yang berjudul “Efektivitas Promoter Keratin Ikan Flounder Jepang Paralichthys olivaceus dan Promoter Heatshock Ikan Rainbow Trout Oncorhynchus mykiss pada Ikan Nila Oreochromis niloticus”.
i
KATA PENGANTAR Puji syukur tiada hentinya penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala limpahan karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil terselesaikan. Tema yang dipilih pada penelitian ini adalah genetika ikan, dengan judul ”Efektivitas Promoter Keratin Ikan Flounder Jepang Paralichthys olivaceus dan Ikan Rainbow Trout Onchorhyncus mykiss pada Ikan Nila Oreochromis niloticus”. Keberhasilan penulis dalam menyelesaikan penelitian ini tidak semata didapatkan sendiri, melainkan dengan bantuan orang-orang sekitar. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Komar Sumantadinata selaku Pembimbing I dan Pembimbing Akademik yang telah membimbing penulis sejak awal perkuliahan sampai dengan penyusunan karya ilmiah ini. 2. Dr. Alimuddin selaku Pembimbing II yang telah membimbing dan mengarahkan penulis selama melakukan penelitian sampai dengan penyusunan karya ilmiah ini. 3. Ibu dan Bapak yang telah memberikan doa restu dan dukungan moril dan materil. 4. Bpk. Adi Sucipto, Bpk. Dian Hardiantho, Bpk. Ayi Santika dan Bpk. Maskur atas bantuan dan ijinnya sehingga penelitian ini dapat terlaksana dengan baik di BBPBAT Sukabumi. 5. Saudari Lina Mulyati, Anna Octavera, Prihanik Marlina, dan Dwi Hany Yanti yang telah membantu persiapan dan pelaksanaan penelitian. 6. Radi Ihlas Albani, Mauluddin, Firman Nazrasul Hakim, dan Lazuardi Yudha dan semua orang yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Penulis telah berusaha semaksimal mungkin dalam penulisan ini. Akhirnya, diantara kelebihan dan kekurangannya, penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan para pembaca pada umumnya. Bogor, Januari 2009
Arief Eko Prasetiyo
DAFTAR ISI
Halaman KATA PENGANTAR ....................................................................................
i
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... iv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
v
I. PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ...................................................................................... 1 1.2 Tujuan ................................................................................................... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 4 2.1 Ikan Nila Oreochromis niloticus ............................................................. 4 2.2 Teknologi Transgenesis dengan Mikroinjeksi ......................................... 5 2.3 Promoter ................................................................................................ 6 2.4 Promoter Keratin .................................................................................... 8 2.5 Promoter Heatshock ............................................................................... 9 2.6 Gen Green Fluorescent Protein (GFP) ................................................10 2.7 Ekspresi Gen Sementara (Transient Gene Expression) ...........................10 III. BAHAN DAN METODE ..........................................................................12 3.1 Waktu dan Tempat ................................................................................12 3.2 Prosedur Kerja .......................................................................................12 3.2.1 Pemeliharaan Induk, Pemijahan dan Pengambilan Telur ...............12 3.2.2 Persiapan Mikroinjeksi dan Loading DNA ....................................13 3.2.3 Pelaksanaan Mikroinjeksi .............................................................15 3.2.3 Pengamatan GFP ..........................................................................15 3.3 Parameter yang Diamati dan Analisis Data ............................................16 3.3.1 Derajat Kelangsungan Hidup Embrio (DKHE) ..............................16 3.3.2 Derajat Penetasan (DP) .................................................................17 3.3.3 Persentase Embrio Mengekspresikan Transgen (PEMT) ...............17 3.3.4 Tingkat Ekspresi Gen GFP ............................................................17 3.3.5 Analisis Data ...............................................................................18
iii
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ..................................................................19 4.1 Hasil.......................................................................................................19 4.1.1 Derajat Kelangsungan Hidup Embrio (DKHE) dan Derajat Penetasan (DP) ..............................................................................19 4.1.2 Pola Ekspresi Gen GFP dengan Promoter Keratin dan Promoter Heatshock ......................................................................................19 4.1.3 Persentase Embrio Mengekspresikan Transgen (PEMT) dan Tingkat Ekspresi Gen GFP ............................................................20 4.2 Pembahasan ...........................................................................................22 V. KESIMPULAN dan SARAN ......................................................................25 5.1 Kesimpulan .......................................................................................... 25 5.2 Saran .................................................................................................... 25 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................26 LAMPIRAN .....................................................................................................33
iv
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Ikan nila Oreochromis niloticus ..................................................................... 4 2. Sekuens promoter keratin (Yazawa et al., 2005) ............................................ 8 3. Telur ikan nila O. niloticus yang diletakkan pada cekungan gel agarose ........13 4. Seperangkat peralatan mikroinjeksi ................................................................14 5. Telur ikan nila O. niloticus yang sedang diinjeksi gen GFP ............................15 6. Satu set peralatan untuk pengamatan GFP ......................................................16 7. Pola ekspresi Gen GFP dengan promoter keratin dan promoter heatshock pada embrio ikan nila O.niloticus ...................................................................20 8. Tiga kelas ekspresi gen GFP pada embrio ikan nila O.niloticus ......................20 9. Ekspresi gen GFP dengan promoter keratin dan promoter heatshock pada embrio ikan nila O. niloticus ..................................................................21
