proses ginogenesis

TUGAS GENETIK

GINOGENESIS PADA IKAN

Disusun Oleh:

Tomy Rosadi

C1K 008 046

BUDIDAYA PERAIRAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS MATARAM

2011

GINOGENESIS

Pengembangbiakan ikan merupakan salah satu kegiatan dari  proses budidaya ikan. Ikan yang akan dibudidayakan harus dapat tumbuh dan berkembang biak agar kontinuitas produksi budidaya dapat berkelanjutan. Untuk mendapatkan ikan yang berkualitas banyak langkah yang telah dilakukan para pembudidaya. Dimulai dari metode hibridisasi, sex reversal, poliploidisasi hingga selektif breeding. Poliploidisasi merupakan salah satu metode manipulasi kromososm untuk perbaikan dan peningkatan kualitas genetik ikan guna menghasilkan benih ikan dengan keunggulan pertumbuhan cepat, toleransi terhadap lingkungan, resisten terhadap penyakit, dan persentase daging tinggi.

Manipulasi kromosom mungkin dilakukan selama siklus nukleus dalam pembelahan  sel, dasarnya adalah penambahan  atau pengurangan sel haploid  atau diploid. Pada ikan dan hewan lainnya dengan fertilisasi eksternal proses dapat dilakukan  untuk  salah satu gamet sebelum fertilisasi atau telur terfertilisasi pada beberapa periode selama formasi pada  zigot (Purdom, 1993). Salah satu metode manipulasi kromosom adalah ginogenesis.

Ginogenesis adalah proses terbentuknya zigot dari gamet betina tanpa kontribusi dari gamet jantan. Dalam ginogenesis gamet jantan hanya berfungsi untuk merangsang perkembangan telur dan sifat-sifat genetisnya tidak diturunkan. Ginogenesis dapat terjadi secara alami dan buatan. Nagy et al,. 1978, menyebutkan ginogenesis adalah terbentuknya zigot 2n (diploid) tanpa peranan genetik gamet jantan. Jadi gamet jantan hanya berfungsi secara fisik saja, sehingga prosesnya hanya merupakan perkembangan pathenogenetis betina (telur). Untuk itu sperma diradiasi. Radiasi pada ginogenesis bertujuan untuk merusak kromososm spermatozoa, supaya pada saat pembuahan tidak berfungsi secara genetic (Sumantadinata, 1981).

Ginogenesis secara alami jarang terjadi pada pembuahan, karena nukleus sperma yang masuk ke dalam telur yang dalam keadaan tidak aktif jarang didapatkan, pada beberapa populasi ikan karper krusia (Carrasius auratus gibelio) dan beberapa spesies dari family Poecilidae di Meksiko terjadi ginogenesis secara alami.

Sedangkan ginogenesis buatan dilakukan melalui beberapa perlakuan pada tahapan pembuahan dan awal perkembangan embrio. Perlakuan ini bertujuan 1).  membuat supaya bahan genetik jantan menjadi tidak aktif  2). mengupayakan terjadinya diploisasi agar telur dapat menjadi zigot. Bahan genetik dalam spermatozoa dibuat tidak aktif dengan radiasi sinar gama, sinar X dan sinar ultraviolet (Purdom, 1993).

Perlakuan Ginogenesis

            Untuk mendapatkan benih ikan yang monosex secara ginogenesis ada beberapa perlakuan yang dapat dilakukan yakni antara lain:

1.      Penyinaran sperma dengan sinar ultraviolet

Sebelum sperma dicampur dengan sel telur (pemijahan buatan) sperma tersebut diberi perlakuan penyinaran dengan sinar UV. Hal ini dilakukan untuk merusak bahan genetik sperma. Komposisi kimiawi sperma pada plasma inti (nukleoplasma) diantaranya adalah DNA, Protamine, Non Basik Protein. Sedangkan seminal plasma mengandung protein, potassium, sodium, calsium, magnesium, posfat, klarida. Sedangkan komposisi kimia ekor sperma adalah protein, lecithin dan cholesterol (Gusrina, 2008).

Sinar ultraviolet dengan panjang gelombang di bawah 300 nm dapat diserap secara kuat oleh bahan biologi tertentu, terutama asam nukleat, protein, dan koenzim. Tetapi sinar ini tidak sampai mengionisasi atom-atom dan molekulnya disamping itu kemampuan sinar ultraviolet untuk menembus bahan sangat terbatas. Walaupun sinar ultraviolet yang dapat masuk ke bahan biologi tersebut sedikit, tetapi hampir semua diserap. Hal ini berarti efisiensi penyerapan sinar ultraviolet olleh bahan-bahan biologi sangat tinggi. Pada panjang gelombang hingga 260 nm sinar UV dapat merusak fungsi pirimidin AND yang merupakan bahan genetic sperma. Walapun sperma diradiasi namun tidak sampai merusak kemampuannya untuk bergerak dan membuahi telur. Dengan demikian sperma ini masih mampu untuk memicu untuk terjadinya pembuahan dan perkembangan telur.

2.      Perlakuan kejut suhu

Setelah sperma diberi perlakuan penyinaran kemudian dicampur dengan sel telur dan dilepaskan dalam air agar terjadi pembuahan. Setelah pembuahan terjadi kemudian telur yangterbuahi tersebut diberi kejutan lingkungan. Hal ini dapat berupa kejut suhu atau dengan tekanan hidrostatis. Perlakuan dengan tekanan hidrostatis memerlukan peralatan yang rumit, mahal sehingga suli untuk diterapkan telur dalam jumlah banyak namun metode ini efektif untuk memproduksi tingkat heterozigositas nol persen. Kejut suhu lebih praktis dalam penggunaannya sehingga bisa diterapkan pada jumlah yang banyak. Kejut suhu dimaksudkan untuk pencegahan keluarnya polar body II telur pada saat terjadi pembelahan miosis kedua atau pencegahan pembelahan sel setelah duplikasi kromosom pada saat terjadi pembelahan mitosis pertama sehingga jumlah kromosom telur mengganda lagi pada awal perkembangan zigot (Nagy et al:, 1978). Kejut suhu disini berupa kejutan panas dan kejutan dingin. Pemberian kejutan panas lebih singkat periodenya dibandingkan dengan kejut dingin.

Pada saat oogenesis (proses pembentukan sel telur hingga siap untuk ovulasi), sel telur belumlah dalam keadaan 2N  melainkan 4N. Saat pembelahan sel miosis I terjadi,saat itu dikatakan  sel telur telah matang. Saat itulah ada "loncatan" polar body I (2N), sehingga sel telur yang awalnya 4N menjadi 2N. Pembelahan sel secara miosis, ada pengurangan set kromosom menjadi setengah dari semula. Perbedaannya dengan pembelahan sel mitosis (pembelahan yang ditandai dengan penggandaan atau perbanyakan jumlah sel). Proses pembelahan sel selama oogenesis dan spermatozoa ada pada gambar 1. berikut ini:

Gambar 1. Bagan spermatogenesis dan oogenesis

Satu buah sel telur yang memiliki dua set kromosom (2N) dan satu buah sel sperma memiliki satu set kromosom (1N). Jika keduanya kita pasangkan, maka terjadilah pembuahan. Setelah sel telur dibuahi oleh sperma, maka satu set kromosom sperma memasangkan diri terhadap satu set kromosom pada sel telur. Dan sebagai akibatnya, ada satu set kromosom sel telur yang tidak mendapatkan pasangan. Itulah yang kemudian dipahami oleh beberapa peneliti, bahwa polar body II yang berisi satu set kromosom (1N) akan "ke luar" dari sistem. Satu set yang tidak memiliki pasangan kromosom itu akan  ter denaturasi. Dengan terjadinya, maka sel telur yang sudah dibuahi tersebut, kembali pada kondisi normal (2N) dan menyiapkan diri untuk melakukan proses berikutnya; yakni pembelahan sel mitosis.

Jika proses keluarnya polar body II kita ganggu dengan kejut suhu di atas hingga mengalami kegagalan, maka tentu saja sel telur yang sudah dibuahi itu akan tetap memiliki tiga set kromosom; dua set dari sel telur dan satu set dari sel sperma. Inilah yang kemudian kita kenal sebagai triploid atau individu yang memiliki tiga set kromosom (3N). Karena materi genetic sperma telah rusak maka yang akan berkembang dan mengalami pembelahan hanya pada set kromosom telur dari induk betina. Oleh karena itu ginogenesis hanya akan menghasilkan anakan yang sama dengan sifat induknya jika metode ini berhasil.

Ginogenesis dapat digunakan untuk pemurnian ikan menggantikan teknik perkawinan sekerabat.  Menurut Rohadi, D. S, (1996) dengan ginogenesis buatan dapat menghasilkan ikan bergalur murni dengan sifat homozigositas. Hasil pemurnian ikan dengan metode ginogenesis selama satu generasi sama dengan hasil tujuh sampai delapan generasi perkawinan sekerabat sedangkan homozogositassatu generasi ikan ginogenesis sama dengan homozigositas tiga generasi ikan hasil perkawinan sekerabat. Keberhasilan dari metode ini ditentukan oleh umur zigot, lama waktu kejutan dan suhu kejutan panas yang digunakan. Lamanya kejutan suhu, pemilihan waktu yang tepat serta suhu perlakuan yang tepat adalah spesifik atau khas untuk masing-masing jenis ikan.

DAFTAR PUSTAKA

Gusrina, 2008. Budidaya Ikan untuk SMK. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta.

Nagy, A., K. Rajki. L. Horvart dan V. Csanyi. 1978. Investigation on carp (Cyprinus carpio L) ginogenesis. Jour. Fish. Biol. 13 : 215 – 224.

Purdom. E.C. 1993. Genetics and Fish Breeding. Chapman and Hall. Fish and Fisheries Series. 277p

Rohadi, D.S, 1996. Pengaruh Berbagai Waktu Awal Kejutan Panas Terhadap Persentase Larva Diploid Mitoandrogenetik Ikan Mas (Cyprinus carpio L). Universitas Padjadjaran, Fakultas Pertanian, Jurusan Perikanan, Jatinangor, Bandung

Sumantadinata, K., 1981. Pengembangbiakan Ikan-Ikan Peliharaan di Indonesia. Sastra Hudaya, Jakarta. 105 hal.