PROSIDING Seminar Insentif Riset SINas (INSINAS 2013) Jakarta, 7 – 8 November 2013
“ MEMBANGUN SINERGI RISET NASIONAL UNTUK KEMANDIRIAN TEKNOLOGI” Penyusun : Ir. Bambang Priwanto Drs. Dadi Alamsyah, M.Si Drs. Abdul Waid Drs. Ermalina, M.Sc Dr. Hendro Wicaksono, M.Sc Ir. Marhaindro Waluyo, MT Drs. Enny Lestariningsih, MM Ir. Hari Jusron, M.Sc Ir. Pancara Sutanto Ir. Sjaeful Irwan, MM Dr. Syafarudin Dr. rer. nat. Ahmad Saufi, M.Sc Muhammad Athar Ismail, M.E Ratna Farianingsih, S.E. Entin Laelasari, S.Sos. Aris Irawan, ST Zaenal Arifin, M.Si Sasti Orisa, ST Roosida Taufani, S.E., MM. Engkas Sukaesih, MA Leni Purwaningsih, STP Penyunting : Prof. Dr. Ir. Djoko Wahyu Karmiadji Ir. Ahmad Dading Gunadi, MA Ir. Hary Soebagyo, MT Rahmat Fazri, S.E
Penerbit Asdep Relevansi Program Riptek, Deputi Bidang Relevansi dan Produktivitas Iptek, KEMENTERIAN RISET DAN TEKNOLOGI Gedung II – BPPT, Lantai 21, Jl. MH. Thamrin 8, Jakarta, Tlp. 021 3169840, Fax. 3102368 e-Mail :
[email protected], http://www.ristek.go.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas karunia Nya Prosiding Seminar Insentif Riset SINas (INSINAS 2013) dengan tema : “Membangun Sinergi Riset Nasional untuk Kemandirian Teknologi” ini dapat terselesaikan dengan baik. Seminar INSINAS 2013 ini diselenggarakan di Jakarta pada tanggal 7 - 8 November 2013 oleh Asdep Relevansi Program Riset Iptek, Deputi Bidang Relevansi dan Produktivitas Iptek. Selain merupakan ajang komunikasi antar periset dan antara periset dengan para penggunanya, seminar ini juga merupakan bentuk pertanggung-jawaban (akuntabilitas) kepada publik tentang hasil-hasil kegiatan penyelenggaraan program Insentif Riset SINas tahun 2013. Makalah-makalah yang didiskusikan oleh para peneliti dan para pakar pembahas ini meliputi 7 bidang prioritas pembangunan iptek seperti: teknologi pangan, energi, transportasi, TIK, pertahanan dan keamanan, kesehatan dan obat, serta material maju.. Tentunya disadari bahwa tiada gading yang tak retak, penyusunan prosiding ini pun masih jauh dari sempurna. Untuk itu segala kritik dan saran yang membangun akan kami terima dengan lapang dada. Akhirnya penyusun sampaikan terima-kasih yang sebesar-besarnya kepada Pimpinan Kementerian Riset dan Teknologi dan semua pihak atas terbitnya buku prosiding seminar ini.
Jakarta, November 2013 Penyusun
i
Sunardi, Azidi Irwan, Wiwin Tyas Istikowati METODE REKLAMASI TERPADU UNTUK APLIKASI TANAMAN PERKEBUNAN PADA LAHAN PASCA PENAMBANGAN EMAS DI KALIMANTAN TENGAH Liswara Neneng, Yusintha Tanduh, Soleh Mochtar PENYEDIAAN BIBIT RUMPUT LAUT Gracilaria verucosa MELALUI INDUKSI KALUS DAN EMBRIOGENESIS SECARA INVITRO Emma Suryati, Andi Parenrengi, Lideman, Sri Rejeki H.M, A. Tenriulo, dan Rohama Daud PENGUJIAN PERTUMBUHAN DAN HASIL TANAMAN PADI PADA BERBAGAI UMUR KELAPA SAWIT YANG BERBEDA UMUR DI LAHAN SAWAH PASANG SURUT M. Umar Harun, Imron Zahri, dan Waluyo FORMULASI LARUTAN PENCUCI SARANG BURUNG WALET BERBASIS ENZIM KERATINASE DAN REDUKTASE DARI Bacillus sp. MTS Sri Rahayu, Maggy T Suhartono, Wardhana Suryapratama PENGARUH PENGERINGAN PATI SAGU DENGAN IRRADIASI UV-C TERHADAP SIFAT FISIKOKIMIA DAN BAKING EXPANSION Eduard Fransisco Tethool, Abadi Jading, Angela Myrra Puspita Dewi, Budi Santoso PRODUKSI SEASONING TEMPE BOSOK SKALA PILOT DAN KAJIAN BENTUK SEASONING TEMPE BOSOK SEBAGAI UPAYA PELESTARIAN BUMBU TRADISIONAL JAWA TENGAH M.A.Martina Andriani, R.Baskara Katri Anandito, Edhi Nurhartadhi EFISIENSI KULTUR JARINGAN BEBERAPA KULTIVAR PISANG MELALUI METODE SHAKER DAN OPTIMASI MEDIA Priyono, Fitria Ardiyani, Sumaryono PENGARUH KOMBINASI PAKLOBUTRASOL TERHADAP PERTUMBUHAN PLANTLET DAN AKLIMATISASI BAWANG MERAH SECARA IN VITRO Eddy Triharyanto dan Djoko Purnomo SINTESIS DAN KARAKTERISASI MATERIAL NANOKOMPOSIT CNT/TiO2 UNTUK APLIKASI MATERIAL ELEKTRODA SUPERKAPASITOR Agus Subagio, Priyono, Pardoyo, Rike Yudianti RANCANGBANGUN ALAT PENGERING SEMPROT (SPRAY DRYER) KHUSUS UNTUK PENGERINGAN LATEKS KARET ALAM Didin Suwardin, Afrizal Vachlepy, Mili Purbaya, dan Sherly Hanifarianty PENINGKATAN PRODUKTIVITAS LAHAN SUB OPTIMAL DENGAN TEKNOLOGI USAHATANI PADI SISTEM RATUN DI KALIMANTAN SELATAN DALAM MENDUKUNG KETAHANAN PANGAN NASIONAL Susilawati, Lativa Husana N, Sri Setyati, Herry Perdana A, Retna Qomariah dan M. Saleh Mokhtar KERAGAMAN MORFOLOGI, SITOLOGI DAN MOLEKULER (RAPD) PADA KAKTUS APEL (CEREUS SPP) DAN HASIL SILANGNYA Sukaya, Samanhudi, Dwi Harjoko ANALISIS SITOGENETIK BERBAGAI STRAIN IKAN GURAMI MENUNJUKKAN KESAMAAN SPESIES SEBAGAI Osphronemus gouramy Livia R. Tanjung, Nina H. Sadi, Djamhuriyah S. Said
vi
387
395
403
411
421
427
439
445
452
458
468
478
489
impact). Kemenristek siap membantu merealisasikan kerjasama pengembang teknologi dan industri. Kiranya, bertepatan dengan peringatan Hari Pahlawan Sepuluh November, semangat kepahlawanan tersebut tentunya sangat relevan bagi kita semua, para peneliti dan perekayasa serta para pegiat riset untuk memperjuangkan Iptek bagi kemakmuran bangsa dan negara. Demikian hal-hal
yang ingin saya sampaikan pada kesempatan ini. Dengan
mengucap Bismillaahirrohmaanirrohim, Seminar Nasional Insentif Riset SINas tahun 2013 (INSINAS 2013) saya buka secara resmi. Selamat berseminar, berdiskusi dan berjejaring, semoga kegiatan ini nanti dapat bermanfaat bagi kita semua.
Wabillahi Taufiq Wal hidayah, Wasalamu'Alaikum Warahmatullahi Wabarokatuh. Jakarta, 7 November 2013
Prof. Dr. Ir. Gusti Muhammad Hatta, MS
xiv
ANALISIS SITOGENETIK BERBAGAI STRAIN IKAN GURAMI MENUNJUKKAN KESAMAAN SPESIES SEBAGAI Osphronemus gouramy Livia R. Tanjung1), Nina H. Sadi1), Djamhuriyah S. Said1) 1
Pusat Penelitian Limnologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Jl. Raya Bogor Km. 46 Cibinong 16911 Telepon (021) 8757071 email :
[email protected] Jakarta, 7 - 8 November 2013 ABSTRAK Ikan Gurami (Osphronemus gouramy) merupakan salah satu komoditas perairan darat yang bernilai ekonomis tinggi dan sudah dibudidayakan secara intensif di Sumatra, Jawa dan Kalimantan. Dalam kegiatan budidaya yang intensif sering terjadi kematian massal yang salah satunya disebabkan oleh bakteri Aeromonas hydrophila. Penelitian terdahulu di Pusat Penelitian Limnologi LIPI telah berhasil mengidentifikasi strain ikan Gurami Padang yang memiliki ketahanan alami terhadap penyakit Aeromonas. Tulisan ini memaparkan hasil studi karyotipe ikan Gurami yang merupakan kegiatan awal dari penelitian yang bertujuan untuk mendapatkan gen atau cluster gen ikan Gurami yang berperan dalam sifat resistansi terhadap penyakit Aeromonas. Studi mengenai karyotipe ini dilakukan untuk memastikan bahwa ikan-ikan Gurami yang dikawinsilangkan berasal dari spesies yang sama, yaitu Osphronemus gouramy. Analisis karyotipe ini menggunakan larva ikan yang berumur 4-6 hari yang merupakan strain Padang, Payakumbuh dan Lima Puluh Kota dan dibedakan berdasarkan asal serta warnanya. Hasilnya menunjukkan bahwa secara mayoritas jumlah kromosom untuk semua strain larva yang diamati berjumlah 48 kromosom dan berbentuk akrosentrik. Semua strain larva yang diamati merupakan satu spesies Osphronemus gouramy, sehingga induk ikan dan pejantannya bisa dikawinsilangkan. Kata Kunci : analisis sitogenetik, larva ikan Gurami,resistansi , 48 kromosom, akrosentrik, kawin silang
489
I.
Hal ini dimaksudkan supaya pencarian gen tersebut hanya dilakukan pada bagian-bagian genom yang diturunkan oleh induk atau pejantan yang resistan saja. Studi mengenai karyotipe ini diperlukan untuk memastikan bahwa ikan-ikan Gurami yang digunakan dalam penelitian ini bisa dikawinsilangkan karena berasal dari spesies yang sama, yaitu Osphronemus gouramy.
PENDAHULUAN
Ikan Gurami (Osphronemus gouramy) merupakan sumberdaya perairan darat Indonesia yang sudah diandalkan sebagai komoditas bernilai tinggi. Saat ini ikan Gurami sudah dibudidayakan secara intensif di Sumatra, Jawa dan Kalimantan. Di ketiga pulau tersebut sudah terbentuk kawasan pengembangan budidaya ikan Gurami yang dikelola oleh Dinas Perikanan setempat dan yang membantu pembudidaya dalam aspek teknis dan operasional untuk membudidayakan dan mengembangkan ikanikan Gurami lokal, terutama di Sumatra dan Kalimantan. Permasalahan yang dihadapi dalam membudidayakan ikan Gurami yaitu pertumbuhan yang cukup lambat dan ketahanan hidup yang rendah. Dalam kegiatan budidaya yang intensif sering terjadi kematian massal yang salah satu penyebabnya adalah bakteri Aeromonas hydrophila yang menimbulkan penyakit Motile Aeromonas Septicemia atau Hemorrhagic Septicemia [1].
II. METODE Metode yang dipakai untuk mendapatkan karyotipe ikan Gurami yaitu gabungan metode Denton [3] dan metode Arcement and Rachlin [6] yang sedikit dimodifikasi. Metode ini menggunakan larva sebagai sumber sel-sel metafase dan dipilih menggantikan metode kultur darah karena lebih sederhana dengan tetap memberikan hasil yang bagus. Larva ikan Gurami yang digunakan berumur 4-6 hari yang merupakan strain Padang, Payakumbuh dan Lima Puluh Kota dan dibedakan berdasarkan asal serta warnanya, yaitu: a. larva merah muda dari kolam Anto Amarta di Kota Payakumbuh b. larva hitam dari kolam Masril di Nagari Balai Panjang, Kec. Lareh Sago Halaban, Kab. Lima Puluh Kota. c. larva oranye dari kolam Jhonly Pilo di Kota Padang d. larva berbintik-bintik dari kolam Jhonly Pilo di Kota Padang e. larva merah muda dari kolam Jhonly Pilo di Kota Padang (Gambar 1).
Penelitian pendahuluan yang dilakukan pada tahun 2010 dan 2011 di Pusat Penelitian Limnologi LIPI berhasil mengidentifikasi strain ikan Gurami Padang yang memiliki ketahanan alami terhadap penyakit Aeromonas. Strain ini mampu bertahan hidup setelah diinfeksi oleh A. hydrophila, bahkan setelah tiga kali penginfeksian strain ini tetap menunjukkan kualitas hidup yang tinggi. Studi sitogenetika pada ikan berguna untuk memberikan informasi mengenai evolusi dan taksonomi, selain untuk keperluan perbaikan genetik stok ikan komersial [2]. Sejumlah teknik dalam studi ini telah dirancang untuk mendapatkan kromosom mitotik pada ikan, mulai dari persiapan langsung sampai ke kultur sel jangka panjang [3,4,5]. Tulisan ini memaparkan hasil studi karyotipe ikan Gurami yang merupakan kegiatan awal dari penelitian yang direncanakan berjalan selama dua tahun yang bertujuan untuk mendapatkan gen atau cluster gen ikan Gurami yang berperan dalam sifat resistansi terhadap penyakit Aeromonas. Untuk memudahkan pencarian gengen tersebut, maka dilakukan hibridisasi atau kawin silang antara strain Padang yang resistan terhadap penyakit Aeromonas dengan strain Payakumbuh atau Lima Puluh Kota yang rentan.
a.
490
b.
c,d. e. Gambar 1. Kelima jenis larva ikan Gurami untuk uji karyotipe
Sebanyak 10 µL suspensi sel dijatuhkan ke atas kaca objek yang bersih, basah dan hangat (4050ºC), lalu dikeringudarakan. Untuk karyotyping, kaca objek diwarnai dengan 5% larutan Giemsa (Sigma Aldrich) dalam 0,07 M larutan bufer Sørensen, pH 6,8. Preparat kromosom dianalisis di bawah mikroskop Zeiss Axioplan 2 (Carl Zeiss Micro Imaging GmbH, Göttingen, Jerman). Gambar diambil dan dianalisis dengan Ikaros Karyotyping System version 5.2.2 software (MetaSystems GmbH, Altlussheim, Jerman). Jumlah kromosom dihitung pada minimal 20 sel per setiap garis sel (subspesies) dan kromosom dalam 5-6 sel disusun dalam bentuk karyogram sesuai dengan ukurannya [7].
Tahap-tahap pengerjaan karyotipe adalah sebagai berikut: i. Pemanenan sel-sel mitotik dari larva ikan Sebanyak 15 ekor larva ikan Gurami yang berumur 4-6 hari direndam dalam larutan kolkisin 0,09% w/v (90 mg/L air pemeliharaan) untuk menghentikan proses pembelahan sel pada tahap metafase. Larva dibiarkan berenang selama 9 jam. Larva kemudian dimatikan dan dimasukkan ke dalam larutan hipotonik 0,075 M KCl selama 90 menit untuk memanen sel. Selanjutnya, sel-sel metafase difiksasi dengan larutan Carnoy (metanol absolut:asam asetat glasial=3:1) selama 2 kali 30 menit. Sel-sel yang sudah difiksasi tersebut disimpan dalam larutan Carnoy pada suhu 4ºC sampai pengerjaan berikutnya.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar 2a-2e memperlihatkan sebaran kromosom dan karyogram semua jenis larva yang diteliti.
Pemanenan sel-sel mitotik untuk larva merah muda dari kolam Jhonly Pilo di Kota Padang dilakukan dengan perendaman dalam larutan kolkisin 0,18% w/v (180 mg/L air pemeliharaan) dan larva dibiarkan berenang selama 4 jam. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi pemendekan pada kromosom karena terlalu lama direndam dalam larutan kolkisin. ii. Persiapan preparat kromosom Larva yang telah difiksasi ditempatkan dalam wadah cembung dan ditambahkan asam asetat 50%. Larva dihancurkan sampai terbentuk suspensi. Suspensi sel dicuci sebanyak 5-10 kali dalam larutan fiksatif yang baru. Setelah pencucian terakhir, supernatan dibuang. Sel-sel diaduk perlahan-lahan dan flask dibiarkan selama 1020 menit supaya debris sel yang besar mengendap. Sebanyak 100-200 µL suspensi sel teratas dipindahkan ke dalam tabung mikrosentrifugasi yang baru dan digunakan untuk membuat preparat kromosom.
Gambar 2a. Sebaran kromosom dan karyogram larva merah muda Anto.
iii. Karyotyping dan mikroskopi
491
Gambar 2d. Sebaran kromosom dan karyogram larva berbintik Jhonly Pilo Gambar 2b. Sebaran kromosom dan karyogram larva hitam Masril
Gambar 2e. Sebaran kromosom larva merah muda Jhonly Pilo Dari Gambar 2a-2e (kecuali 2b) terlihat bahwa kromosom yang berasal dari larva ikan Gurami berjumlah 2n=48 buah atau 24 pasang dan semuanya berbentuk akrosentrik. Hal ini berlainan dari penemuan terdahulu oleh Alimuddin dan Arfah (1997) yang menyatakan bahwa dari 48 buah atau 24 pasang kromoson ikan Gurami terdapat satu pasang kromoson berbentuk submetasentrik dan 23 pasang kromosom berbentuk akrosentrik. Perbedaan ini mungkin disebabkan strain ikan Gurami yang dianalisis cukup berbeda secara genetik karena perbedaan origin secara geografis (strain Jawa dan Sumatra). Perbedaan ini mungkin bisa juga dijelaskan berdasarkan Robertsonian inheritance [8], yaitu pertama-tama terjadi pembelahan sentromer kedua kromosom submetasentrik yang menghasilkan karyotipe dengan 50
Gambar 2c. Sebaran kromosom dan karyogram larva oranye Jhonly Pilo
492
kromosom akrosentrik. Pembelahan sentromer tersebut diikuti oleh peristiwa kedua, yaitu terjadi non-disjunction kromosom, sehingga terbentuk lagi 48 kromosom, tetapi sekarang hanya kromosom akrosentrik saja.
[90] Gold,
J.R. 1979. Cytogenetics. Fish Physiology, Vol. VIII. Academic Press Inc. p. 353-405. [91] Denton, T.E. 1973. The Fish Karyotype. In: Chromosome Methodology. Charles C. Thomas Publisher. Illinois, p. 3-17. [92] Ojima, Y. 1982. Methods in fish cytogenetics. Nucleus 25 (1/2), 1–7. [93] Alvarez, M.C., Otis, J., Amores, A., Guise, K. 1991. Short-term culture technique for obtaining chromosomes in marine and freshwater fish. Journal of Fish Biology. 39, 817–824. [94] Arcement, R.J. and J.W. Rachlin. 1976. A study of the karyotype of a population of banded killifish (Fundulus diaphanus) from the Hudson River. Journal of Fish Biolology. 8: 119-125. [95] Raudsepp T, Chowdhary BP. 2008. FISH for mapping single copy genes. Methods for Molecular Biology. 422: 31–49. [96] Mayr, E. 1963. Animal Species and Evolution. Harvard University Press, Cambridge, Mass. 797 p.
Gambar 2b memperlihatkan karyogram dengan 2n=46 kromosom atau 23 pasang untuk larva ikan Gurami hitam. Jumlah kromosom 46 ini didapat dari 25% sel metafase yang diamati (Tabel 1) dan belum bisa dipastikan apakah ini disebabkan oleh adanya polimorfisme atau kesalahan dalam preparasi kromosom. Secara mayoritas jumlah kromosom untuk semua strain larva yang diamati berjumlah 48 kromosom, tetapi selalu ada sebagian kecil proporsi dengan jumlah 46, antara 40-47 atau kurang dari 40 kromosom (Tabel 1). Tabel 1. Proporsi jumlah kromosom masingmasing larva ikan Gurami ∑ Krom osom
Pink Anto
Hitam Masri l
48
10 (36%)
40-47 46
14 (47 %) 10 0
< 40
5
2 7 (25%) 0
Oran ye Jhonl y 15 (56%)
Berbint ik Jhonly
9 0
6 0
2
4
18 (64%)
IV. KESIMPULAN Analisis sitogenetik semua jenis larva memperlihatkan bahwa bentuk kromosom ikan Gurami adalah akrosentrik dan berjumlah 48 kromosom. Semua jenis larva yang diamati merupakan spesies Osphronemus gouramy, sehingga induk dan pejantannya bisa dikawinsilangkan. Larva hitam Masril yang memiliki 25% sel dengan 46 kromosom mungkin disebabkan adanya polimorfisme atau kesalahan teknis dalam pengerjaan preparat. DAFTAR PUSTAKA [89] Francis-Floyd, R. 2002. Aeromonas Infections, FA14 Document. IFAS Extension, University of Florida.
493
