Karakteristik Fenotip dan Genotip Domba Ekor Gemuk (Ovis Aries) Berdasarkan Analisis Polimorfisme Gen Hormon Pertumbuhan

Malewa, Amirudin Dg (2014) Karakteristik Fenotip dan Genotip Domba Ekor Gemuk (Ovis Aries) Berdasarkan Analisis Polimorfisme Gen Hormon Pertumbuhan. Doktor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Peningkatan bobot badan domba Ekor Gemuk (DEG) melalui seleksi dengan pemanfaatan gen Hormon Pertumbuhan/ Growth Hormone (gen GH) diharapkan dapat menjadi salah satu gen kandidat untuk seleksi yang dapat meningkatkan kualitas genetik domba Ekor Gemuk menjadi domba unggul. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keragaman fenotip pada bobot lahir, pertambahan bobot badan (PBB) dan bobot sapih, menganalisis polimorfisme genetik melalui analisis gen hormon pertumbuhan (GH) dan mengetahui hubungan polimorfisme gen hormon pertumbuhan (GH) dengan bobot lahir, bobot sapih dan PBB. Penelitian ini menggunakan sampel sebanyak 100 ekor domba domba Donggala Sulawesi Tengah (60 ekor) dan domba Sapudi di UPT Garahan Jember Jawa Timur (40 ekor). Penelitian ini menggunakan dua tahap. Tahap I meliputi pengamatan sifat fenotip (bobot lahir, PBB dan bobot sapih) dan pada tahap II yaitu analisis laboratorium meliputi Isolasi DNA, PCR-RFLP dan sekuensing. Primer yang digunakan untuk PCR didesain sendiri menggunakan software oligo eksplorer dengan memanfaatkan sebagian sekuen gen hormon pertumbuhan (GH) pada domba breed Lohi. Primer yang dihasilkan dan digunakan adalah F=5`-GGAGGCAGGAAGGGATGAA-3`, R=5`CCAAGGGAGGGAGAGACA GA-3`. Penelitian ini menggunakan 2 enzim yaitu enzim Hinf 1 dan enzim Hae III untuk mendapatkan fragmen dari sekuen gen target. Penentuan alel, dan genotipe dilakukan berdasarkan jumlah fragmen dan panjang basa masing-masing sampel dari hasil restriksi setelah membandingkan dengan Marker (10kbp). Tingkat polimorfisme alel ditentukan melalui derajat heterozigositas dan nilai PIC ( polymorphic information content ). Sekuensing sebagian sampel hasil PCR dilakukan untuk melihat similaritas dan mutasi pada sampel. Hasil penelitian lapangan terhadap karakteristik fenotip DEG diperoleh rataan dan simpangan baku pada masing-masing bobot lahir (kg), PBB(g/h) maupun bobot sapih (kg) pada domba Donggala adalah 2,37±0,38; 88,7±22,26 dan 10,35±2,10, pada domba Sapudi adalah 2,80±0,44; 75,54±21,76 dan 9,49±1,94. Ketiga parameter (BL, PBB dan BS) tersebut memiliki koefisien keragaman yang tinggi yaitu diatas 15% baik pada bobot lahir, PBB maupun bobot sapih. Sebanyak 81 sampel yang diperoleh dari hasil analisis laboratorium menggunakan PCR-RFLP Hinf 1. Hasil tabulasi data diperoleh frekuensi genotipe dan frekuensi alel baik domba Donggala dan domba Sapudi Jember menunjukkan bahwa penciri PCR-RFLP Hinf 1 kedua lokasi tesebut hamper sama. Frekuensi genotipe domba donggala untuk penciri PCR-RFLP Hinf 1 dengan genotipe AA, AB, BC adalah 0,933, 0,044 dan 0,022 dan domba Sapudi 0,833, 0,033 dan 0,133. Adapun frekuensi alel A, B dan C untuk domba Donggala masing-masing adalah 0,967, 0,022 dan 0,011 sedangkan frekuensi alel A, B dan C pada domba Sapudi sebesar 0,917, 0,017 dan 0,067. Nilai PIC domba kedua lokasi rendah dimana domba Donggala sebesar 6,5% dan domba Sapudi sebesar 15,5%. Meskipun nilai PIC rendah, penciri PCR-RFLP Hinf 1 masih memiliki keragaman alel yang polimorfik. Hubungan genotipe PCR-RFLP Hinf 1 dengan bobot lahir, PBB dan bobot sapih tidak dilakukan karena data sampel lebih banyak pada genotipe AA, sedang pada genotip yg lain tidak cukup untuk analisis ragam. Analisis hubungan genotipe dengan bobot lahir, PBB dan bobot sapih hanya dilakukan pada genotipe dari hasil PCR-RFLP dengan enzim Hae III. Sebuah fragmen gen GH, yang terdapat pada intron 2, ekson 3, intron 3, ekson 4 dan sebagian dari intron 4 amplifikasi sepanjang 934 bp. Deteksi polimorfisme dengan enzim restriksi Hae III menunjukkan adanya GH Hae III polimorfisme dengan tiga genotipe Hae III (AA, BB dan AB). Band dengan sepuluh fragmen dibatasi dari 277, 202, 110, 100, 94, 68, 49, 22, 8 dan 4 bp diidentifikasi sebagai genotipe AA. Band dengan sebelas fragmen dibatasi dari 256, 202, 110, 100, 94, 68, 49, 22, 21, 8 dan 4 bp diidentifikasi sebagai genotipe BB. Band dengan dua belas fragmen dibatasi dari 277, 256, 202, 110, 100, 94, 68, 49, 22, 21, 8 dan 4 bp genotyped dengan AB. Hasil sekuensing gen menunjukkan bahwa perbedaan antara alel A dan alel B terjadi adalah karena AG (AG-CC) ke (GG-CC) transisi di ekson 3 gen pada basa 727 (no akses Genbank GQ452268, Gul et al ., 2009), atau basa 255 dari produk PCR yang menghasilkan bahwa situs tersebut dipotong oleh enzim Hae III. Dengan demikian, fragmen dari 277 bp dibagi dua fragmen masing-masing 256 bp dan 21 bp. Domba Donggala, genotipe AA dan AB memiliki frekuensi genotipe yang sama yakni 0,357, sedangkan genotipe BB adalah 0,286. Domba Sapudi, genotipe AA merupakan frekuensi genotipe yang paling tinggi (0,464), sedangkan BB dan AB masing-masing 0,286 dan 0,250. Frekuensi alel A dan B domba Donggala masing-masing 0,536 dan 0,464, sedangkan untuk domba Sapudi adalah 0,589 dan 0,411. Derajat heterozigositas dari polimorfisme GH| Hae III domba Donggala dan domba Sapudi adalah masing-masing 0,503 dan 0,493. Polimorfisme GH| Hae III mempengaruhi laju pertumbuhan dan bobot sapih baik domba Donggala maupun domba Sapudi. Domba Donggala, genotipe AA memiliki laju pertumbuhan signifikan lebih tinggi dari BB. Genotipe heterozigot AB, tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam tingkat pertumbuhan dibandingkan dengan kedua homozigot (AA dan BB). Pada domba Sapudi, genotipe AB diketahui memiliki tingkat pertumbuhan yang lebih rendah dari masing-masing BB dan AA. Pola hubungan antara polimorfisme GH| Hae III pada bobot sapih tampaknya mirip dengan laju pertumbuhan (PBB). Genotipe AA menunjukkan secara signifikan lebih tinggi dibandingkan bobot sapih genotipe BB baik domba Donggala (11,6 kg vs 9,68 kg) dan domba Sapudi (10,83 kg vs 9,37 kg). Genotipe AB tidak menunjukkan perbedaan yang signifikan dalam bobot sapih dibandingkan dengan genotipe AA dan BB baik domba Donggala dan domba Sapudi. Penelitian ini menyimpulkan bahwa polimorfisme GH| Hae III dapat menjadi marka genetik dalam program seleksi domba untuk perbaikan laju pertumbuhan (PBB) dan bobot sapih domba Ekor Gemuk Indonesia.

English Abstract

Increasing of body weight in fat tail sheep by selection of Growth Hormone gene using Growth Hormone (gen GH) was expected to be a potensial candidate gene in selection causing high genetic quality as a prominent trait in this animal. The objective of this research was to analyze the phenotype variance of birth weight, weaning weight, and daily gain traits as well as to analyze the genetic polymorphism using Growth Hormone (GH) gene marker and to evaluate the relationship between Growth Hormone gene polymorphism and traits of birth weight and weaning weight. This study involved animal samples of 100 fat tail sheep consisted of 60 sheep from Donggala Central Sulawesi and 40 sheep from UPT Garahan Jember East Java. Research was done using two phases. Phase I of research observed the phenotypic characteristics (birth weight, ADG, and weaning weight) and phase II of research was done at laboratory to analyze DNA isolation, PCR-RFLP and sequencing. Amplification for a 934 bp fragment from the intron II to the intron IV of the oGH gene of Lohi breed was carried out using primer as follows. GH-F: 5`-GGAGGCAGGAAGGGATGAA-3` and GH-R: 5`-CCAAGGGAGGGAGAGACAGA-3`. This research used two enzymes of Hinf 1 and Hae III to identify the fragment of the target gene sequence. Determination of allele and genotype were done based on fragment and base length of each sample from restriction result when compared with marker (10kbp). The sequencing part of PCR sample was conducted to observe similarity and mutation on the sample. The phenotypic characteristics of the fat tail sheep (DEG) at research locations found that average and standard deviation of birth weight (kg), ADG (g/d) and weaning weight (kg) in Donggala sheep were 2,37±0,38; 88,7±22,26 and 10,35±2,10, respectively; and in Sapudi Jember sheep were 2,80±0,44; 75,54±21,76 and 9,49±1,94, respectively. Those three parameters of birth weight, ADG, and weaning weight had high variance coefficient of more 15 percents. Total of 81 samples were found as results of laboratory analysis using PCR-RFLP Hinf 1. Data tabulation result of genotype and allele frequencies of Donggala and Sapudi Jember sheep showed that PCR-RFLP Hinf 1 marker in both locations indicated the same patterns. Genotype frequencies of Donggala sheep using PCR-RFLP Hinf 1 with genotypes of AA, AB, BC were 0.933, 0.044 and 0.022, respective; and Sapudi Jember sheep were 0.833, 0.033 and 0,133, respectively. Allele frequencies of A, B, and C in Donggala sheep were 0.967, 0.022 and 0.011, respectively; while those in Sapudi Jember were 0.917, 0.017 and 0.067, respectively. PIC values of sheep in both locations were low. The PIC value of Donggala sheep was 6.5 percent and that of Sapudi Jember was 15.5 percent. However, this low PIC of PCR-RFLP Hinf 1 still had polymorphic allele variation. Relationships of PCR-RFLP Hinf 1 genotype with birth weight, ADG, and weaning weight were not evaluate due to exceeding sample data of AA genotype, but inadequate data of homozygous and heterozygous genotypes dealing with B and C alleles for variance analysis. Relationship analysis of birth weight, ADG, and weaning weight with genotype parameters were done using PCR-RFLP with enzyme Hae III. Gene sequencing showed that the difference between allele A and allele B occurred was due to AG (AG-CC) to (GG-CC) transition in exon 3 of the gene at 727 base (accession no Genbank GQ452268, Gul et al 2009), or at 255 base of PCR product which results in that the site is recognized by Hae III enzyme. Thus, the fragment of 277 was split to two fragments of 256 and 21 bp respectively. In Donggala sheep, AA and AB genotypes had the same genotype frequency of 0.357, whereas BB genotype was 0.286. In Sapudi sheep AA genotype is the most frequent genotype (0.464), whereas BB and AB were 0.286 and 0.250, respectively. The allele frequencies of A and B in Donggala sheep were 0.536 and 0.464, respectively, whereas those for Sapudi sheep were 0.589 and 0.411. The degree of heterozygosity of the GH| Hae III polymorphisms in Donggala and Sapudi sheep are 0.503 and 0.493, respectively. GH| Hae III polymorphism affects growth rate and weaning weight both in Donggala and Sapudi sheep. In Donggala sheep, AA was observed to have significantly higher growth rate than BB. AB, as a heterozygote, did not show any significant differences in growth rate compared to both homozygotes (AA and BB). In Sapudi sheep, AB was noticed to have significantly higher and lower growth rates than BB and AA, respectively. The pattern of relationship between GH| Hae III polymorphism and weaning weight seems to be similar to those and growth rate. Genotype AA showed significantly higher weaning weight than genotypes BB both in Donggala (11.6 kg vs 9.68 kg) and Sapudi (10.83 kg vs 9.37 kg) sheep. Genotype AB did not show significant differences in weaning weight compared to genotypes AA and BB both in Donggala and Sapudi sheep. Sequencing results of three samples of PCR revealed also polymorphism on the level of nucleotide base when compared with sequence of Lohi breed sheep. This sequence result had similarity of 97 percents. Mutation occurred 16 points on samples of Sapudi (24) and Donggala (20); and 26 points on the sample of Donggala (57). Mutation point on these nucleotide bases could cause polymorphism. The positive correlation between AA genotype with ADG and weaning weight, can be practically used for selection of the fat tail sheep (DEG) by ranking method for ADG and weaning weight. This meant that selection of DEG based on ADG and weaning weight with higher rank had possibility of the AA genotype. The prominent genetic of selected genotype would be the potential animal to be inherited on the next generation, so the accurate genetic data information was genetic molecular information to complete genetic data, especially at the stations for preparation of the prominent fat tail sheep (DEG) regeneration stock before distribution for the farmers.

Item Type:	Thesis (Doktor)
Identification Number:	DES/636.308 21/MAL/k/061405772
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 636 Animal husbandry > 636.3 Sheep and goats
Divisions:	S2/S3 > Magister Ilmu Ternak, Fakultas Peternakan
Depositing User:	Endro Setyobudi
Date Deposited:	06 Nov 2014 10:54
Last Modified:	06 Jun 2022 06:01
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/161079

Text AMIRUDIN DG MALEWA.pdf Restricted to Registered users only Download (3MB)

Actions (login required)

View Item