IDENTIFIKASI ALEL PEMBAWA FACTOR XI

DEFICIENCY (FXID) PADA SAPI PERAH

DI KABUPATEN ENREKANG

SKRIPSI

Oleh

MUTMAINNAH

I 111 11 032

FAKULTAS PETERNAKAN

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2015

IDENTIFIKASI ALEL PEMBAWA FACTOR XI

DEFICIENCY (FXID) PADA SAPI PERAH

DI KABUPATEN ENREKANG

SKRIPSI

Oleh

MUTMAINNAH

I 111 11 032

Skripsi sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh

Gelar Sarjana Peternakan pada Fakultas Peternakan

Universitas Hasanuddin

FAKULTAS PETERNAKAN

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2015

v

vi

KATA PENGANTAR

﷽﷽

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, karena atas berkat

rahmat dan taufik-Nya sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul

“Identifikasi Alel Pembawa Factor XI Deficiency (FXID) pada Populasi Sapi

Perah di Kabupaten Enrekang”.

Penulis dengan rendah hati mengucapkan terima kasih kepada semua

pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini kepada:

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Lellah Rahim, M.Sc. selaku Pembimbing Utama dan Ibu

Prof. Rr. Sri Rachma AB, M. Sc, Ph. D selaku Pembimbing Anggota, atas

segala bantuan dan keikhlasannya untuk memberikan bimbingan, nasehat dan

saran-saran sejak awal penelitian sampai selesainya penulisan skripsi ini.

2. Kedua orang tua tercinta ayahanda Drs. Hasanuddin dan ibunda Suarni yang

memberikan cinta kasih, dukungan mental dan memberikan doa restunya serta

keluarga besar dan saudaraku Khusnul Hatimah, Muh. Syarif Hidayatullah,

Riski Aulia, Nurfadillah, Niswatun Hasanah dan Ummul Khaerah yang telah

memberikan doa dan motivasi untuk selalu semangat.

3. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Sudirman Baco, M.Sc selaku Dekan Fakultas

Peternakan Universitas Hasanuddin.

4. Ibu Prof. Dr. drh. Hj. Ratmawati Malaka, M. Sc selaku Wakil Dekan I, Ibu Ir.

Hastang, M.Si selaku Wakil Dekan II, dan Bapak Prof. Dr. Ir. Jasmal A

Syamsu, M.Si selaku Wakil Dekan III Fakultas Peternakan Universitas

Hasanuddin.

vii

5. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Herry Sonjaya, DEA. DES, Bapak Prof. Dr. Ir. Ambo

Ako, M.Sc., Bapak Dr. Muh. Ihsan A. Dagong, S.Pt., M.Si., Bapak Prof. Dr.

Ir. H. Sudirman Baco, M.Sc., Bapak Dr. Muhammad Yusuf, S.Pt., dan Bapak

Dr. Ir. Wempie Pakiding, M.Sc., selaku dosen pembahas yang telah banyak

memberikan saran-saran dan masukan untuk perbaikan skripsi ini.

6. Ibu Dr. Harfiah, S.Pt., MP. selaku Penasehat Akademik yang memberikan

bimbingannya.

7. Sahabat-sahabat Mardhatilla Utami S.Pt, Nurjanna S.Pt, Mardhatilla Utami

S.Pt, Nurmulyaningsih S.Pt, Mutiara Hikma, Arra Musyarrafah, A. Pancawati

S.Pt., Awal Rezki Awan, Magfirah Nur S.Pt., Kurniah Kamaruddin S.Pt.,

Musfira Jafar, Rizka Isnaini HS, Hj.Suci Ramadhani, Armi Aulia Utami S.Pt.,

Muh. Shoalihin Saleh Husain S.Pt, Andi Zuaib, Fadly Hidayat Ilyas, Nur

Ahmad S.Pt., Khairun Nur Karimuddin, Nur Fajri Syam dan teman-teman

kelas A, keluarga besar “SOLANDEVEN”, dan Pondok Faisal terima kasih

atas segala cinta, pengorbanan, bantuan, pengertian, canda tawa, serta

kebersamaannya selama ini.

8. Kepada teman-teman Penelitian Genetika Molekuler, Mardha, Inchy, Fira,

Awal, Nia, Evi dan Kak Abduh terima kasih atas bantuan dan perhatiannya

selama penelitian dan penyelesaian skripsi.

9. Laboratorium Terpadu Peternakan UNHAS, Kak Nurul Purnomo, Kak Tri

terima kasih atas bantuan dan perhatiannya selama penelitian dan

penyelesaian skripsi.

viii

10. Terimakasih kepada Rekan-Rekan Asisten Laboratorium Ternak Unggas (K’

Adi, K’ Aidil, K’ Fandi, K’ Acal, K’ Urfi, Janna, Mardha, Yusri, Tawa’, Tuti,

Sul, Jihad, Nasrun, Aulia ) dan Asisten Laboratorium Reproduksi Ternak (K’

Aidil, K’ Uci, K’ Fandi, K’ Iccank, K’ Dian, K’ Farid, Nia, Ridwan,) atas

ilmu, bantuan dan canda tawa selama penulis kuliah di Fakultas Peternakan.

11. Teman-teman KKN Gelombang 87 Desa Tanete Harapan “Chresensia

Tappang, Asma, Rahmi Mar’atus Shalihah, Kak Aiman, Kak Agung, Ratno

Sulindo dan Amirullah” serta teman-teman sekecamatan Cina Kabupaten

Bone.

12. Teman-teman Unit Tenis Meja Universitas Hasanuddin (UTM-UH) terima

kasih atas ilmu, nasehat-nasehat, kebersamaan, kekeluargaan dan kebaikan

yang kalian berikan selama penulis berorganisasi.

13. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebut satu persatu, terima kasih banyak

atas segala bantuannya.

Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih terdapat

kekurangan dan kesalahan. Penulis mengharapkan kritikan dan saran yang

sifatnya membangun demi kesempurnaan skripsi ini.

Makassar, Oktober 2015

Mutmainnah

ix

ABSTRAK

MUTMAINNAH (I 111 11 032). Identifikasi Alel Pembawa Factor XI

Deficiency (FXID) pada Populasi Sapi Perah di Kabupaten Enrekang. Dibimbing

oleh LELLAH RAHIM dan RADEN RORO SRI RACHMA APRILITA

BUGIWATI .

Factor XI Deficiency (FXID) yaitu penyakit kelainan genetik akibat

adanya alel resesif autosomal pada sapi perah sehingga memberikan kerugian

yang besar dari segi produktivitas ternak dan segi ekonomis. Tujuan penelitian

ini yaitu untuk mengidentifikasi sebaran alel resesif dari FXID pada sapi perah di

Kabupaten Enrekang menggunakan metode PCR. Sebanyak 80 sampel DNA dari

koleksi sampel darah induk sapi perah FH dari Sentra Peternakan Enrekang (50

sampel dari Kecamatan Cendana dan 30 sampel dari Kecamatan Angeraja) yang

diekstraksi dan diamplifikasi dengan teknik PCR. Identifikasi alel pembawa

FXID dihitung berdasarkan frekuensi genotipe dan alelnya. Hasil yang diperoleh

dari penelitian ini yaitu sapi heterozigot (Ff) FXID hanya ditemukan 1 ekor di

Kecamatan Cendana dari 50 ekor sapi yang dianalisis dan pada sapi di

Kecamatan Angeraja yang sebanyak 30 ekor tidak ditemukan adanya alel FXID.

Hasil penelitian ini menyimpulkan bahwa terdapat sapi perah normal heterozigot

(karier FXID) pada populasi sapi perah di Kabupaten Enrekang, meskipun dalam

proporsi/frekuensi alel yang sangat rendah (1,25%).

Kata Kunci: Sapi perah, FXID, kelainan genetik, alel letal

x

ABSTRACT

MUTMAINNAH (I 111 11 032). Identification of Factor XI Deficiency (FXID)

Allele in Dairy Cattle From Enrekang Regency. Supervised LELLAH RAHIM

and RADEN RORO SRI RACHMA APRILITA BUGIWATI.

Factor XI Deficiency (FIXED) is a genetic disorder due to an autosomal

recessive alleles in dairy cows, so as to provide a major disadvantage in terms of

livestock productivity and economically. The purpose of this study is to identify

the distribution of FXID recessive alleles in dairy cows in Enrekang using PCR

method. A total of 80 samples of DNA from FH cow blood collection from the

dairy center development in Enrekang (50 samples from Cendana and 30 from

the Anggeraja district), which is extracted and amplified by PCR. FXID allele

carriers calculated based on genotype and allele frequencies. Results obtained

from this research showed that FXID heterozygous (Ff) found only one head in

Cendana district and in Anggeraja district not found any allele FXID. Results of

this study concluded that there is a FXID normal dairy cows (heterozygous) in

the Enrekang regency, although the proportion/allele frequency very low

(1.25%).

Keywords: Dairy cows, FXID, a genetic disorder, lethal alleles

xi

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ................................................................................. v

DAFTAR ISI ................................................................................................ x

DAFTAR TABEL ........................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xii

PENDAHULUAN ........................................................................................ 1

TINJAUAN PUSTAKA

Kelainan Genetik Sapi Perah ........................................................... 3

Alel Pembawa FXID ........................................................................ 4

Keragaman Genetik .......................................................................... 5

Penanda DNA Terciri (Marker Assisted Selection) .......................... 6

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat ........................................................................... 8

Materi Penelitian .............................................................................. 8

Tahapan Penelitian ........................................................................... 9

Analisis Data ................................................................................... 10

HASIL DAN PEMBAHASAN

Amplifikasi dan Identifikasi Gen FXID pada Sapi Perah ................ 12

Frekuensi Genotip dan Alel ............................................................. 14

Analisis Hasil Sekuensing Gen FXID .............................................. 16

KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................... 17

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 18

LAMPIRAN .................................................................................................. 21

RIWAYAT HIDUP ...................................................................................... 22

xii

DAFTAR TABEL

No. Teks Halaman

1. Sequen primer untuk PCR …………………………………….. 8

2. Frekuensi Genotipe dan Alel Gen FXID ……………………… 14

3. Data penelitian dan identifikasi kelainan genetic FXID

di beberapa Negara …………………………………………… 15

xii

DAFTAR GAMBAR

No. Teks Halaman

1. Hasil amplifikasi dan identifikasi Gen FXID pada mesin PCR... 12

2. Hasil sekuensing alel normal dan mutan FXID ….......................... 16

1

PENDAHULUAN

Sapi perah di Indonesia umumnya dipelihara dan diternakkan oleh

masyarakat baik dalam skala besar maupun kecil dan memiliki potensi yang

cukup besar untuk dikembangkan. Salah satu persyaratan dalam

pengembangbiakan sapi adalah bebas dari cacat genetik. Menurut Meydan, Yildiz,

dan Agerholm (2010) cacat genetik sangat tidak diinginkan dalam program

pemuliaan, karena dapat berdampak negatif seperti penurunan kemampuan

produksi dan reproduksi, anatomi abnormal dan beberapa kasus menyebabkan

hewan mati jika memiliki gen mutasi yang mematikan.

Salah satu kelainan genetik yang telah terdeteksi pada sapi perah adalah

Factor XI Deficiency (FXID) yaitu penyakit kelainan genetik akibat adanya alel

resesif autosomal pada sapi perah. FXID diidentifikasi pertama kali pada manusia

dan pada sapi perah di Ohio USA. Menurut Gentry (1984); Perwitasari, dkk.,

(2009) kelainan genetik tersebut diketahui telah menyebar ke berbagai negara

akibat penggunaan pejantan pembawa alel FXID dalam program inseminasi

buatan seperti di Amerika Serikat (Marron, et al.,2004), Jepang (Ghanem, et al.,

2005), Republik Ceko (Citek, et al., 2006), India (Patel, et al., 2007), Turki

(Meydan, et al., 2009), dan Polandia (Gurgul, et al., 2009).

Defisiensi factor XI pada suatu invidu menyebabkan terjadinya gangguan

pada proses pembekuan darah. Sapi yang terkena kondisi tersebut juga sulit untuk

berkembang biak dan lebih rentan terhadap penyakit seperti pneumonia dan

2

mastitis, terjadinya frekuensi kawin berulang dan diameter folikel lebih kecil pada

sapi yang terkena dampak (Liptrap, et al., 1995).

Dalam studi peternakan, FXID memberikan kerugian yang besar dari segi

produktivitas ternak dan segi ekonomis. Produksi dan distribusi semen beku sapi

perah Friesian-Holstein (FH) yang umum digunakan pada program inseminasi

buatan di Kabupaten Enrekang berasal dari pejantan yang diimpor dari sejumlah

negara. Dengan demikian, kemungkinan penyebaran kelainan genetik FXID

dapat terjadi di peternakan sapi perah di Kabupaten Enrekang. Menurut

Sirajuddin, dkk., (2010) kasus-kasus penyakit yang bersifat insidentil dan kasus

kematian anak sapi masih cukup tinggi di Kabupaten Enrekang. Kasus kematian

anak sapi tersebut kemungkinan disebabkan oleh beberapa faktor, seperti faktor

manajemen, pakan (nutrisi), penyakit dan kelainan genetik. Terdapat beberapa

kelainan genetik yang ditemukan pada sapi perah dan salah satunya adalah FXID.

Berdasarkan uraian diatas maka perlu dilakukan penelitian untuk mengidentifikasi

alel pembawa FXID dengan menggunakan teknik molekuler Polymerase Chain

Reaction (PCR) pada populasi sapi perah di Kabupaten Enrekang.

Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi keberadaan alel FXID pada

populasi sapi perah di Kabupaten Enrekang. Kegunaan penelitian ini agar dapat

menambah informasi keberadaan alel pembawa FXID pada populasi sapi perah

FH di Kabupaten Enrekang sehingga informasi yang diperoleh dapat dijadikan

sebagai dasar pertimbangan peternak dan dinas peternakan untuk program seleksi

terhadap alel yang bersifat negatif yang dimiliki oleh calon induk atau pejantan

sapi FH.

3

TINJAUAN PUSTAKA

Kelainan Genetik Sapi Perah

Beberapa istilah yang biasa digunakan untuk menyebut kelainan genetik

diantaranya adalah genetic abnormality, genetic defect, genetic disorder, genetic

anomaly dan syndrome. Kelainan genetik terjadi karena adanya mutasi secara

acak pada genom. Kelainan genetik menyebar luas seiring dengan perkembangan

teknologi reproduksi transfer embrio dan inseminasi buatan. Kelainan genetik

yang terjadi pada usaha peternakan menyebabkan kerugian secara ekonomi dan

merusak usaha perbaikan genetik (Whitlock, et al., 2008).

Kelainan genetik terjadi karena adanya perubahan susunan basa nukleotida

yang menyebabkan terjadinya kerusakan gen yang mengkodekan asam amino

tertentu (Sri, 2014). Kelainan genetik sangat tidak diharapkan keberadaannya

dalam usaha pembibitan ternak karena efek negatif yang ditimbulkannya, seperti

penurunan kemampuan produksi dan reproduksi, anatomi tubuh yang abnormal

dan beberapa kasus yang terjadi menyebabkan seekor ternak mati jika mutasi

tersebut bersifat letal (Meydan, et al., 2010).

Beberapa penelitian mengenai deteksi kelainan genetik pada ternak sapi

terutama sapi perah telah banyak dilakukan diantaranya adalah Deficiency of

Uridine Monophosphate Synthase (DUMPS) (Citek, et al., 2006), Bovine

Citrulinaemia (BC), Complex Vertebral Malformation (CVM), Factor XI

Deficiency (FXID) dan Bovine Leucocyte Adhesion Deficiency (BLAD) (Meydan,

et al., 2010). Deteksi kelainan genetik FXID pada sapi perah telah banyak

dilakukan di beberapa negara seperti Amerika Serikat (Marron, et al., 2004),

4

Jepang (Ghanem, et al., 2005), Republik Ceko (Citek, et al., 2006), India (Patel, et

al., 2007), Turki (Meydan, et al., 2009), dan Polandia (Gurgul, et al., 2009). Di

Indonesia, informasi tentang hal tersebut sangat minim. Hasil penelitian yang

dilakukan Mahfud (2009) dalam Siswanty (2014) mengenai kelainan genetik

FXID di Indonesia pada sapi perah terdapat individu yang mengalami karier

FXID sebesar 0,74 %.

Sapi yang terkena FXID memiliki frekuensi kawin berulang 50% lebih

tinggi dari pasangan normal (Gentry and Black, 1980) sehingga keberadaannya

dalam usaha peternakan akan berakibat pada kerugian ekonomi dan perbaikan

genetik ternak. Kelainan genetik pada sapi perah tersebut menyebar ke seluruh

dunia melalui aktifitas inseminasi buatan menggunakan pejantan elit yang

ternyata sebagai pembawa alel mutan ( Perwitasari, dkk., 2009; Khade, et al.,

2014). Sapi yang terkena FXID sulit untuk berkembang biak dan lebih rentan

terhadap penyakit seperti pneumonia dan mastitis (Liptrap, et al., 1995). Individu

heterozigot menunjukkan gejala yang berbeda-beda dan tingkat aktivitas FXI

berkurang (Gentry and Black, 1980).

Alel Pembawa FXID

Serin protease-factor XI atau disebut dengan Plasma Thromboplastin

Antecedent (PTA) adalah salah satu faktor penting dalam proses pembekuan darah

yang disintesis di dalam hati sebagai zymogen dan setelah konversi oleh enzim

proteolitik berperan dalam proses intrinsik pembekuan darah (Gurgul, et al.,

2009). Kegagalan pembentukan serin protease-factor XI menyebabkan terjadinya

kelainan genetik FXID yang dapat terjadi pada sapi jantan maupun betina

5

(Ghanem, et al., 2008). FXID adalah gangguan resesif autosomal, dengan

kekurangan parsial protein Faktor XI yang terlibat dalam pembekuan darah.

Sebuah warisan kekurangan Faktor XI menghasilkan gangguan pendarahan telah

ditemukan pada manusia, anjing dan sapi (Khade, et al., 2014).

FXID pada invidu menyebabkan terjadinya gangguan pada proses

pembekuan darah. Kelainan genetik FXID disebabkan oleh adanya insersi

poliadenin yang tidak sempurna yang menyebabkan terjadinya stop kodon

prematur pada gen Faktor XI (Siswanty, 2014). FXID pada sapi perah terjadi

karena ada mutasi pada gen Faktor XI ekson 12 di kromosom 27 dengan

penyisipan 76 basa nukleotida [AT (A) 28 TAAAG (A) 26

GGAAATAATAATTCA] (Marron, et al., 2004; Ghanem, et al., 2008) atau 77

basa nukleotida (Patel, et al., 2007). Kasus lain FXID pada sapi Hitam Jepang

terjadi karena ada penyisipan 15 basa nukleotida pada gen Faktor XI ekson 9

(Kunieda, et al., 2005).

Keragaman Genetik

Keragaman genetik adalah variasi karakteristik yang diwariskan pada

populasi spesies yang sama dan berperan penting dalam evolusi dengan

memungkinkan spesies untuk beradaptasi dengan lingkungan baru (Sridianti,

2014). Keanekaragaman genetik dapat terjadi karena adanya perubahan

nukleotida penyusun DNA. Perubahan ini mungkin dapat mempengaruhi fenotipe

suatu organisme yang dapat dipantau dengan mata telanjang, atau mempengaruhi

reaksi individu terhadap lingkungan tertentu. Secara umum keanekaragaman

6

genetik dari suatu populasi dapat terjadi karena adanya mutasi, rekombinasi, atau

migrasi gen dari satu tempat ke tempat lain (Suryanto, 2003).

Penanda DNA Terciri (Marker Assisted Selection)

Rangkaian gen yang bisa dimanfaatkan sebagai penciri genetik dalam

upaya menseleksi sifat produksi dengan nilai ekonomis yang tinggi telah menjadi

fokus perhatian dari banyak negara maju. Rangkaian DNA yang dapat digunakan

sebagai penciri dalam kegiatan seleksi disebut sebagai marke rassisted selection

(MAS). Uji DNA secara lebih mudah dan sederhana telah dapat diaplikasikan

dalam mendeteksi alel positif pada lokus-lokus yang bernilai ekonomis (economic

trait loci/ETL). Banyak ETL kemungkinan besar bersifat kuantitatif (quantitative

trait loci/QTL). Lokus-lokus yang demikian berkemampuan untuk mempercepat

dan meningkatkan efisiensi bagi program dan kegiatan seleksi dan perkawinan

(Weller, 2001).

Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi bidang genetika molekuler dan

biologi molekuler dari waktu ke waktu diharapkan dapat memberikan kontribusi

signifikan pada kemajuan dan perkembangan dunia peternakan khususnya

program pemuliabiakan. Salah satu alternatif seleksi dengan menggunakan

marker gen adalah alternatif bioteknologi untuk memproduksi ternak pembawa

sifat yang diinginkan (sesuai dengan marker gen tersebut). MAS (Marka

Pembantu Seleksi) terbukti mampu meningkatkan nilai genetik ternak dalam

program pemuliaan ternak. Identifikasi marka genetik yang bermanfaat

merupakan langkah awal dan kritis untuk mendapatkan MAS (Dedi, dkk., 2008).

7

Penggunaan MAS didasarkan pada gagasan bahwa terdapat gen yang

memegang peranan utama dan menjadi sasaran atau target secara spesifik dalam

seleksi (Van der Warf, 2000). Penggunaan MAS pada sapi dapat menunjang cara

seleksi konvensional yang berdasarkan fenotip, sebab seleksi dilakukan pada arah

molekuler sehingga tidak terpengaruh lingkungan. Pemarka DNA memiliki

keunggulan karena sifatnya sangat polimorfik dan beberapa pemarka DNA antara

lain Restriction Fragments Lengths Polymorphisms (RFLP), Mikrosatelit, dan

sidik jari DNA (Sumadi, dkk., 2008).

8

METODE PENELITIAN

Waktu dan Tempat

Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni-Juli 2015 di Kabupaten Enrekang

(pengambilan sampel) dan di Laboratorium Bioteknologi Terpadu Fakultas

Peternakan Universitas Hasanuddin, Makassar (ekstraksi DNA, PCR dan analisis

data).

Materi Penelitian

Bahan utama dari penelitian ini adalah 80 sampel DNA dari koleksi

sampel darah induk sapi perah dari Sentra Peternakan Enrekang (50 sampel dari

Kecamatan Cendana dan 30 sampel dari Kecamatan Angeraja). Bahan

pendukung antara lain: Primer (primer gen FXID), bahan ekstraksi DNA

(Proteinase K, Ethanol Absolut, Buffer Lysis, Wash Buffer II dan Elution buffer),

bahan PCR (dNTP mix, Enzim Tag DNA polymerase, TBE Buffer, dan H2O),

TBE Buffer, Agarose, gel, EtBr (Ethidium bromide), Marker DNA Ladder ukuran

100 pb, DNA Loading Dye dan tissue.

Tabel 1. Sequen primer untuk PCR

Primer Sekuen DNA Panjang PCR Sumber

FXID F: 5’- CCCACTGGCTAGGAATCGTT-3’

R: 5’-CAAGGCAATGTCATATCCAC-3’ 320 bp

(Mutan)

244 bp

(Normal)

Marron,

et al.,

(2004)

F = Forward, R = Reverse

Alat yang digunakan yaitu: Kit DNA ekstraksi (Thermo Scientific),

venojet, spin column, mesin PCR (sensoQuest Germany), centrifuge, alat

pendingin, tabung eppendorf besar kecil (0,2 ml, 0,5 ml, 1,5 ml), gel

9

documention, mikropipet, tip, tabung vacutainer, rak tabung, elektroforesis,

autoclave, timbangan, dan sarung tangan.

Tahapan Penelitian

1. Koleksi Sampel Darah

Sampel darah diperoleh dari 80 ekor sapi perah di Kabupaten Enrekang.

Pengambilan darah sebanyak 2 ml melalui vena jugularis dilakukan pada tiap ekor

sapi perah yang ditampung pada tabung vacutainer yang telah berisi antikoagulan

EDTA untuk mencegah penggumpalan darah.

2. Ekstraksi DNA

Isolasi dan pemurnian DNA dilakukan dengan menggunakan Kit DNA

ekstraksi Genjet Genomic DNA Extraction (Thermo Scientific) dengan mengikuti

protocol ekstraksi yang disediakan. Sebanyak 200 µl sampel darah dilisiskan

dengan menambahkan 400 µl larutan lysis buffer dan 20 µl proitenase K (10

mg/ml), kemudian diinkubasi pada suhu 56o C selama 60 menit di dalam

waterbath shaker. Setelah inkubasi, larutan kemudian ditambahkan Ethanol

absolute 96% sebanyak 200 µl dan disentrifugasi 6.000 x g selama 1 menit.

Pemurnian DNA kemudian dilakukan dengan metode spin column dengan

penambahan 500 µl larutan pencuci wash buffer 1 yang kemudian dilanjutkan

dengan sentrifugasi pada 8.000 x g selama 1 menit. Setelah supernatannya

dibuang, DNA kemudian dicuci lagi dengan 500 µl wash buffer II dan

disentrifugasi pada 12.000 x g selama 3 menit. Setelah supernatannya dibuang,

DNA kemudian dilarutkan dalam 200 µl elution buffer dan disentrifugasi pada

8.000 x g selama 1 menit untuk selanjutnya DNA hasil ekstraksi ditampung dan

10

disimpan pada suhu -20o C. Pengecekan kualitas DNA hasil ekstraksi kemudian

dilakukan dengan elektroforesis pada gel agarose 1,5 % dengan buffer 1 × TBE

(89 mM Tris, 89 mM asam borat, 2 mM Na2EDTA) yang mengandung 100 ng/ml

ethidium bromide. Kemudian divisualisasi pada UV transiluminator (gel

documentation system).

3. Teknik PCR

Komposisi reaksi PCR dikondisikan pada volume reaksi 25 µl yang terdiri

atas 100 ng DNA, 0,25 mM masing-masing primer FXID forward dan reverse,

150 µM dNTP, 2,5 mM Mg2+, 0,5 Taq DNA polymerase dan 1 × buffer. Kondisi

PCR mulai dengan denaturasi awal pada suhu 95o C × 10 menit, diikuti dengan 34

siklus berikutnya masing-masing denaturasi 95o C × 30 detik, dengan suhu

annealing yaitu: 55o C × 60 detik, yang dilanjutkan dengan ekstensi: 72o C × 30

detik, yang kemudian diakhiri dengan satu siklus ekstensi akhir pada suhu 72o C

selama 10 menit dengan menggunakan mesin PCR.

Analisis Data

Keragaman genotype dari 80 ekor individu sapi FH dapat ditentukan dari

pita-pita DNA gen yang ditemukan. Masing-masing sampel dibandingkan

berdasarkan ukuran (marker) yang sama dan dihitung frekuensi alelnya.

Frekuensi alel bisa dihitung dengan menggunakan rumus Nei dan Kumar (2000):

11

Keterangan :

Xi = Frekuensi alel ke –i

nii =jumlah sampel yang bergenotif ii (homozigot)

nii = jumlah sampel yang bergenotif ij (heterozigot)

n = jumlah sampel

Sekuensing gen/alel FXID (Factor XI Deficiency)

Genotype yang diperoleh akan dikonfirmasi dengan DNA sekuensing,

sampel yang akan dipilih untuk sekuensing akan dipilih dari genotype normal

(Homozigot) dan carier (Normal Heterozygot). Homologi DNA akan dicek/diuji

dengan mencocokkan sekuens DNA target dari gen Bank (NCBI) dengan

menggunakan program BLAST (Basic Local Alignment Search Tool) dari NCBI.

Penentuan alel normal dan mutan akan di analisis dengan menggunakan

software MEGA 5 (Molecular Evolutionary Analisis Genetik) (Tamura, et al.,

2011).

Data kemudian akan dianalisis secara deskriptif untuk menentukan adanya

gen mutan (Resesif) yang bisa menyebabkan kelainan genetik FXID pada

populasi sapi perah di Kabupaten Enrekang.

12

HASIL DAN PEMBAHASAN

Amplifikasi dan Identifikasi Gen FXID pada Sapi Perah

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diketahui bahwa seluruh

sampel yang digunakan berhasil diamplifikasi dengan menggunakan mesin

thermocycler Eppendorf. Primer FXID yang digunakan berhasil mengamplifikasi

DNA sampel dengan menghasilkan panjang fragmen dengan ukuran 244 pasang

basa (bp) dan 320 pasang basa (bp) (Gambar 1).

Gambar 1. Hasil amplifikasi dan identifikasi Gen FXID pada mesin PCR, M:

marker 100 bp; 1-7: sampel sapi Perah dari Kabupaten Enrekang; bp

:base pair.

Amplifikasi gen FXID sapi perah pada penelitian ini berhasil dilakukan

dengan suhu annealing 55 oC selama 1 menit. Hal ini sesuai dengan Patel, et al.,

(2007) yang berhasil melakukan amplifikasi gen FXID pada sapi perah dengan

suhu annealing 55 oC selama 1 menit. Hal yang sama juga dilaporkan Ghanem, et

al (2005) yang berhasil mengamplifikasi gen FXID pada sapi perah dengan suhu

annealing 55 oC selama 1 menit. Sedangkan pada penelitian Gurgul, et al (2009)

13

berhasil mengamplifikasi gen FXID pada sapi perah dengan suhu annealing 55 oC

selama 30 detik. Proses amplifikasi gen FXI yang sangat menentukan adalah

suhu annealing/penempelan karena suhu annealing merupakan suhu optimum

yang sangat menentukan primer dapat menempel dengan baik dan diperoleh pita

spesifik dari gen target (Siswanty, 2014).

Genotipe gen FXID pada sampel sapi perah diperoleh melalui pengukuran

panjang fragmen gen FXID menggunakan metode PCR (polymerase chain

reaction). Hasil visualisasi pada gel agarose menunjukkan bahwa panjang

fragmen yang didapatkan adalah 244 bp, dan 320 bp. Genotip yang ditemukan

pada sapi perah dapat dilihat pada Gambar 1.

Alel dengan panjang fragmen 244 bp merupakan genotipe homozigot

(normal), sedangkan alel dengan panjang fragmen 244 bp dan 320 bp adalah

genotipe heterozigot (FXID karier). Hal ini sesuai dengan Marron, et al (2004)

bahwa sapi yang normal memiliki panjang fragmen 244 bp, sapi karier FXID

memiliki dua panjang fragmen 244 bp dan 320 bp, sedangkan sapi mutan

memiliki panjang fragmen 320 bp. Penelitian yang dilakukan Ghanem, et al

(2005); Gurgul, et al (2009) juga menghasilkan panjang fragmen 244 bp pada sapi

perah yang normal serta 244 bp dan 320 bp pada sapi perah karier.

Menurut Gentry and Ross (1993) FXID pada sapi homozigot resesif

menyebabkan terjadinya abortus, pedet mati setelah 48 jam, terjadi pendarahan

hebat pada paru-paru pasca partus, pada pedet homozigot terjadi pendarahan pada

otak dan tulang belakang. Dalam penelitian ini tidak ditemukan genotip

14

homozigot resesif karena sapi yang digunakan sebagai sampel adalah sapi yang

masih hidup.

Frekuensi Genotip dan Alel Gen FXID

Hasil analisis frekuensi genotip dan alel pada fragmen gen FXID pada sapi

perah dapat dilihat pada Tabel 2.

Tabel 2. Frekuensi Genotip dan Alel Gen FXID

Berdasarkan Tabel 2 diketahui bahwa dari 80 sampel yang di uji,

ditemukan 1 individu karier FXID (genotip Ff = 1,25 %; frekuensi alel pembawa

FXID (f) = 0,62 %). Hasil yang diperoleh berbeda dengan hasil penelitian Mahfud

(2009) dalam Siswanty (2014) bahwa dari 676 sampel yang diperiksa, ditemukan

5 individu mengalami karier FXID (frekuensi karier FXID/genotipe Ff sebesar

0,74 % dan frekuensi alel pembawa FXID (f) = 0.004%). Meydan, et al (2009)

melaporkan bahwa frekuensi alel pembawa FXID pada sapi Holstein di Turki

sebesar 0,9 %. Hasil yang diperoleh berbeda karena jumlah sampel yang di uji

lebih sedikit dibandingkan jumlah sampel yang diteliti oleh Mahfud dan Meydan.

Kejadian karier FXID pada sapi FH telah dilaporkan di beberapa negara dengan

frekuensi yang berbeda, seperti yang terlihat pada Tabel 3.

No. Lokasi

Genotipe (%) Frekuensi

Alel (%)

FF

(homozigot normal)

(n)

Ff

(heterozigot)

(n)

F F

1. Kec. Cendana 98 (49) 2 (1) 0,99 0,01

2. Kec. Angngeraja 100 (30) 0 1 0

Total 98,75 (79) 1,25 (1) 99,37 0,62

15

Tabel 3. Data penelitian dan identifikasi kelainan genetik FXID di beberapa

negara

Negara Jumlah

sampel

Karier Sumber

Jumlah %

Amerika serikat 419 5 1,20 Marron, et al., 2004

Jepang 40 1 2,50 Ghanem, et al., 2005

India 330 2 0,60 Patel, et al., 2007

Republic Czech 279 1 0,36 Citek, et al., 2008

Polandia 103 3 2,91 Gurgul, et al., 2009

Turki 350 4 1,20 Meydan, et al., 2010

Indonesia

Cendana

Anggeraja

50

30

1

0

1,25 Hasil penelitian

Berdasarkan tabel 3 dapat diketahui bahwa kelainan genetik FXID yang

ditemukan pada sapi perah di beberapa negara memiliki frekuensi kejadian yang

sangat kecil, yaitu berkisar antara 0,36-2,91%. Gurgul, et al., (2009) melaporkan

kejadian FXID tertinggi di Polandia disebabkan oleh pejantan unggul yang

terdeteksi FXID telah diproduksi semennya sebanyak 8.960 dosis dan telah

diinseminasikan kepada 1.576 ekor betina.

Kelainan genetik FXID pada sapi perah sangat penting untuk dilakukan

agar ternak bebas dari kelainan genetik. Sapi pejantan yang diproduksi semennya

harus bebas dari kelainan genetik karena semen yang akan dihasilkan akan

digunakan untuk mengawini betina-betina produktif yang disebarkan ke seluruh

Indonesia. Selain itu ternak yang terdeteksi membawa alel FXID (karier)

sebaiknya dikeluarkan dari populasi untuk menghindari terjadinya penyebaran alel

FXID.

16

Analisis Hasil Sekuensing Gen FXID

Sekuensing DNA dilakukan untuk mendeteksi keberadaan alel resesif

FXID pada sapi perah. Pada penelitian yang dilakukan, dari seluruh sampel yang

dianalisis diperoleh satu individu karier, sehingga ditemukan adanya insersi

nukleotida pada runutan DNA sampel. (Gambar 3).

Gambar 3. Hasil sekuensing alel normal dan mutan FXID

FXID terjadi karena adanya penyisipan sebanyak 76 pasang basa

nukleotida yaitu pada ekson 12 dapat dilihat pada gambar yang di garis bawahi.

Sedangkan pada sapi normal tidak terjadi penyisipan basa nukleotida pada runutan

DNA. Marron, et al (2004) mengatakan bahwa FXID pada sapi perah terjadi

karena adanya mutasi pada gen Faktor XI ekson 12 di kromosom 27 dengan

penyisipan 76 basa nukleotida. Penyisipan ini terdiri atas runutan poliadenin yang

tidak sempurna yang diikuti oleh berulangnya 14 pasang basa pada sekuen normal

di akhir insersi pada individu FXID (GAA ATA ATA ATT CA). Meydan, et al

(2009) juga melaporkan hasil sekuensing untuk alel pembawa FXID pada sapi

perah ditemukan adanya penyisipan 76 pasang basa yang mengandung urutan

poliadenin dengan stop kodon (TAA).

17

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Pada populasi sapi perah di Kabupaten Enrekang ditemukan sapi perah

heterozigot (FXID karier) pada kondisi fenotipe normal dengan frekuensi yang

sangat rendah (1,25 %).

Saran

Teknik identifikasi alel pembawa FXID dapat digunakan untuk mencegah

terjadinya penyebaran kelainan genetik dalam suatu peternakan. Ternak yang

teridentifikasi memiliki alel pembawa FXID sebaiknya dikeluarkan dari populasi.

18

DAFTAR PUSTAKA

Čítek, J., V. Rehout, Hajkova and J. Pavkova. 2006. Monitoring of genetic health

of cattle in the Czech Republic. Veterinary Medicine. 51:333-339.

Dedi, R., A.Dudi, H.Johar, Nenad an S. Cece. 2008. Identifikasi gen IGF dan

hubungannya dengan pertumbuhan dan prolifikasi sebagai dasar seleksi

bibit domba Garut berkelanjutan di kelompok peternak Tunas Rahayu

Wanaraja Garut. Laporan akhir hibah penelitian.Fakultas Peternakan.

Universitas Padjajaran.

Gentry, P. A., and B. D. Black. 1980. Prevalence and inheritance offactor XI

(plasma thromboplastin antecedent) deficiency incattle. Journal Dairy

Science. 63:616-620.

Gentry, P. A. 1984. The relationship between factor XI coagulant and factor XI

antigenic activity in cattle. Journal of Complementary Medicine. 48:58-62.

Gentry, P. A., Ross M. L. 1993. Coagulation Factor XI deficiency in holstein

cattle : expression and distribution of Factor XI activity. Canadian Journal

of Veterinarian Research. 57:242-247.

Ghanem, M. E., and M. Akita, T. Suzuki, A. Kasuga and M. Nishibori. 2008.

Complex vertebral malformation in Holstein cow in Japan and its

inheritance to crossbred F1 generation. Animal Reproduction Science.

103:348-354.

Ghanem, M. E., M. Nishibori, T. Nakao, K. Nakatani and M. Akita. 2005. Factor

XI mutation in a Holstein cow with repeat breeding in Japan. Journal of

Veterinary Medical Science. 67:713-715.

Gurgul, A., Rubiś, and E. Slota. 2009. Identification of carriers of the mutation

causing coagulation factor XI deficiency in Polish Holstein-Friesian cattle.

Journal of Applied Genetics. 50:149-152.

Khade, S.B., V.D. Pawar, A.Y. Doiphode, M.P. Sawane and U.D. Umrikar. 2014.

Genotyping of Holstein Friesian crossbred cattle for CVM and FXI

deficiency loci. Indian Journal of Veterinary and Animal Science

Research. 43 (5) :340 – 345.

Kunieda, M., T. Tsuji, A.R. Abbasi, M. Khalaj, M. Ikeda, K. Miyadera, H. Ogawa

and T. Kunieda. 2005. An insertion mutation of the bovine FXI gene is

responsible for factor XI deficiency in Japanese Black cattle. Mammalian

Genome. 16:383-389.

19

Liptrap, R. M., P. A. Gentry, M. L. Ross and E. Cummings. 1995. Preliminary

findings of altered follicular activity in Holstein cows with coagulation

factor XI deficiency. Veterinary Research Communications. 19:463-471.

Marron, B. M., J. L. Robinson, P. A. Gentry and J. E. Beever. 2004. Identification

of amutation associated with factor XI deficiency in Holstein cattle.

Animal Genetics. 35:454-456.

Meydan, H., M. A. Yildiz, F. Ozdil, Y. Gedik and C. D. W. Ozbeyaz. 2009.

Identification of factor XI deficiency in Holstein cattle in Turkey. Acta

Veterinaria Scandinavica. 51(5): 1-4.

Meydan, H., M. A. Yildiz, and J. S. Agerholm. 2010. Screening for bovine

leukocyte adhesion deficiency, deficiency of uridine monophosphate

synthase, complex vertebral malformation, bovine citrullinemia, and factor

XI deficiency in Holstein cows reared in Turkey. Acta Veterinaria

Scandinavica. 52(56) :1-8.

Nei, M. and S. Kumar. 2000. Molecular Evolution and Phylogenetics. Oxford

University Press, New York.

Patel, R. K., K. J. Soni, J. B. Chauhan, K. M. Singh, and K. R. S. Rao. 2007.

Factor XI deficiency in Indian Bos Taurus, Bos indicus, Bos Taurus x Bos

Indicus crossbreds and Bubalus Bubalis. Genetic Molecular Biology.

30:580-583.

Perwitasari, D., A. Anggraeni, B. Tiesnamurti, N. Khabibah, dan K. Mahfud.

2009. Identifikasi Molekular Beberapa Kelainan Genetik pada Sapi Perah.

Laporan Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan

Tinggi (KKP3T). Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Sirajuddin, S.N., H. Siregar, B. Juanda, dan A.H. Dharmawan. 2011. Perbedaan

Kebijakan Pemerintah Daerah Terkait Usaha Sapi Perah di Propinsi

Sulawesi Selatan. Jurnal Aktualita. Kopertis Wilayah IX Sulawesi. 6:1-12.

Siswanty, S. W. 2014. Deteksi Kelainan Genetik Sapi Bali Menggunakan Gen

FXI (Factor XI) dan SLC35A3 (Solute Carrier Family 35 Member 3).

Tesis. Institut Pertanian Bogor. Bogor.

Sridianti. 2014. Pengertian keragaman genetik. http://www.sridianti.com. Diakses

tanggal 12 Mei 2015.

Sumadi, T., E. Hartatik, Romjali, S. Subandriyo, Subandiyah dan Hartati. 2008.

Identifikasi Karakteristik Genetik Sapi PO dan Silangannya di Peternakan

Rakyat. Kerjasama Kemitraan Penelitian Pertanian dengan Perguruan Tinggi (KKP3T) TA. Fakultas Peternakan UGM. Yogyakarta.

20

Suryanto, D. 2003. Melihat Keanekaragaman Organisme Melalui Beberapa

Teknik Genetika Molekuler. Program Studi Biologi Fakultas Matematika

Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. ©2003

Digitized By Usu Digital Library.

Tamura, K., D., N. Peterson, G. Peterson, Stecher, M. Nei and S. Kumar. 2011.

MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum

likeleblood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods.

Molecular Biology and Evolution. 28:2731-2739.

Van der Warf, J. 2000. An overview of animal breeding programs. Di dalam:

Kinghorn B, Van der Werf J, editor. QTL course: Identifiying and

Incorporating Genetic Markers and Major Genes in Animal Breeding

Programs. Armidale, Australia : University of New England.

Weller, J. I. 2001. Quantitative Trait Loci Analysisin Animals. CABI Publishing,

New York, USA.

Whitlock B. K., L . Kaiser, and H. S. Maxwell. 2008. Heritable bovine fetal

abnormalities. Theriogenology 70:535-549.

21

Lampiran. Dokumentasi Penelitian

KOLEKSI SAMPEL DARAH DAN DNA

EKSTRAKSI DNA TEKNIK PCR

PROSE ELEKTROFORESIS MENGGUNAKAN AGAROSE

22

RIWAYAT HIDUP

MUTMAINNAH (I111 11 032) lahir di Pinrang, pada

tanggal 28 Juli 1993 dari pasangan Drs. Hasanuddin dan

Suarni. Penulis menyelesaikan Pendidikan Taman Kanak-

Kanak di TK Dharma Wanita pada tahun 1999.

Kemudian melanjutkan ke tingkat Sekolah Dasar di SD 3

Carawali dan tamat pada tahun 2005, kemudian

melanjutkan ke Sekolah Menengah Pertama di SMP Negeri 1 Watang Pulu, tamat

pada tahun 2008 dan melanjutkan sekolah ke Sekolah Menengah Kejuruan di

SMK Negeri 1 Watang Pulu pada tahun 2011. Pada tahun yang sama pula, penulis

melanjutkan pendidikan ke Perguruan Tinggi Negeri dan lulus melalui Jalur

Undangan di Program Studi Peternakan, Fakultas Peternakan, Universitas

Hasanuddin, Makassar. Selama kuliah penulis pernah menjadi Asisten di

Laboratorium Ternak Unggas dan Laboratorium Reproduksi Ternak. Penulis juga

merupakan anggota Himpunan Mahasiswa Produksi Ternak Universitas

Hasanuddin (HIMAPROTEK-UH) dan anggota Unit Tenis Meja Universitas

Hasanuddin (UTMUH) periode 2014-sekarang.