PROSPEKTIF PENERAPAN BIOTEKNOLOGI UNTUK PENINGKATAN PRODUKTIVITAS TERNAK DI INDONESIA

Standar

Abstrak

Peningkatan kebutuhan akan protein hewani asal ternak yang terus meningkat setiap tahun berdampak terhadap kebijakan pemerintah untuk mencari suatu teknologi yang dapat menjamin pemenuhan kebutuhan masyarakat akan produk asal ternak. Penerapan bioteknologi dianggap suatu upaya yang dapat mengatasi masalah tersebut, akan tetapi dalam pelaksanaanya tidak berjalan seperti apa yang diharapkan.. Dilain pihak, perkembangan bioteknologi sangat maju dengan pesat dan mempunyai peluang untuk diterapkan dalam membantu secara teknis peningkatan populasi ternak, perbaikan mutu ternak dan menjamin kesehatan ternak. . Tulisan ini mencoba membahas peluang penerapan bioteknologi reproduksi dan rekayasa genetik dalam upaya peningkatan produktivitas ternak

Pendahuluan
Seperti halnya negara-negara berkembang lainnya, Indonesia dihadapkan dengan tantangan untuk meningkatkan produktivitas pertanian secara cepat untuk memenuhi kebutuhan pangan bagi penduduknya yang meningkat terus tanpa harus menghabiskan sumber daya alam. Pada bidang peternakan, untuk memenuhi kebutuhan daging yang terus meningkat, pemerintah selain berupaya mengimpor bakalan ternak potong, juga melakukan persilangan antara bangsa sapi imor dengan ternak lokal melalui teknik inseminasi buatan maupun transfer embrio untuk meningkatkan mutu genetiknya dan peningkatan produktivitas ternak lokal. Upaya-upaya dalam peningkatan produktivitas ternak lokal menghasilkan perubahan-perubahan yang serius terhadap ternak lokal itu sendiri (ternak asli), baik secara ekologis maupun secara ekonomis dan perubahan karakter-karakter yang penting yang sangat beragam pada ternak asli. Dampak negatif yang terjadi adalah berkurangnya ukuran populasi / kelangkaan suatu bangsa ternak akibat dari peningkatan tingkat kematian anak, rendahnya perpormans reproduksi dan meningkaktnya kepekaan terhadap penyakit ( Cuningham, 1999). Banyak spesies ternak asli mempunyai karakter fisiologis tertentu ( seperti tingginya toleransi terhadap cekaman panas dan.atau resisten terhadap patogen endemic spesifik) dan karakter morfologi ( struktur kaki yang solid, kulit tebal dan tanduk besar untuk radiasi panas, bulu tebal untuk pelindung dingin) yang diarahkan untuk beradaptasi dengan baik terhadap habitanya. Namun demikian, salah satu kelemahan dari ternak local adalah produktivitasnya rendah dan mempunyai ukuran tubuh yang relative kecil dibanding bangsa ternak impor. Dalam hal ini, bioteknologi dianggap dapat mengatasi tantangan dalam arti dapat memenuhi peningkatan produktivitas tanpa merusak / memusnahkn sumber hayati lokal melalui upaya mengatasi kendala-kendala skala produksi yang kecil dari petani atau rendahnya produktivitas ternak asli lokal.
Dalam makalah ini dibahas prosepek penerapan bioteknologi, khususnya teknologi reproduksi dan rekayasa genetik dan kemungkinannya digunakan untuk tujuan peningkatan produksi ternak, perbaikan mutu ternak, peningkatan penyedian pakan ternak yang berkualitas, pelestarian plasma nutfah dan kesehatan ternak.

Teknologi Reproduksi.


Inseminasi Buatan

Inseminasi butan (IB) telah lama dikenal sebagai teknologi praktis pada sapi lebih dari 50 tahun yang lalu. Keuntungan IB berasal dari teknik yang dikembangkan untk mengatasi penularan penyakit kelamin, tetapi sekarang lebih banyak digunakan untuk seleksi intensif terhadap jantan muda yang akan dijadikan pejantan unggul, sebagai sumber mani beku / encer pada Balai Inseminasi Buatan, dan teknik IB ini banyak dipakai secara luas , khususnya pada peternakan sapi perah. Pada populasi sapi potong betina komersial, deteksi berahi lebih sukar dan penggunaan IB kurang menguntungkan. Uji zuriat pejantan sapi potong kurang menarik disbanding pada pejantan sapi perah, oleh karena itu prnggunaan IB umumnya dibawah 10 % pada peternakan sapi potong komersil ( Cuninggham , 1999).
Pada beberapa negara berkembang, kombinasi dari faktor-faktor yang dibutuhkan untuk menyebar-luaskan IB secara ekonomis belum ada. Nilai output per ekor sapi betina rendah, sehingga IB menyebabkan proporsi biaya per output tinggi. Cekaman nutrisi, inefisiensi transpor dan komunikasi merupakan factor penyebabnya rendahnya penggunaan teknik IB di negara berkembang. Data IB pada negara-negara sedang berkembang, terutama Asia , jumlah sapi yang diinseminasi per tahunnya sebanyak 5 juta ekor, sedangkan pada negara maju jumlah sapi yang diinseminasi per tahunnya sekitar 83 % dari total jumlah sapi ( 50 juta ekor per tahun) ( Chupin & Thibier, 1995; Chupin & Schuch, 1993). Pemanfaatan teknik inseminasi buatan, terutama teknik pembuatan semen beku yang ditujukan untuk mengkonservasi semen pejantan dari ternak yang hampir punah. Pengembangan teknik mani beku, dapat pula dikembangkan untuk membekukan sel telur atau ovum yang sudah matang.
Di Indonesia, perkembangan IB sudah cukup lama sejak tahun 1980, tetapi keberhasilanya masih belum optimal, khususnya pada sapi potong.. Secara nasional, telah dibangun dua Balai Inseminasi Buatan (BIB) yang memproduksi semen beku sebanyak 1 juta dosis, tetapi kebutuhan semen beku untuk populasi ternak sapi sejumlah 3,6 juta dosis, jadi masih kekurangan sekitar 2,6 juta dosis.

Alih Mudigah (Transfer Embrio)
Lebih dari 20 tahun yang lalu, metode pemanenan, penyimpanan dan implantasi embrio sapi telah berkembang. Sekarang teknik ini memungkinkan untuk memanen embrio tanpa bedah bisa mencapai 30 embrio pada suatu kali panen, meskipun produksi rata-rata hanya 5,5 embrio. Tingginya keragaman antar ternak dalam menghasilkan embrio masih merupakan masalah (Thibier, 1998). Pembekuan dalam cairan nitrogen dan pencairan kembali (thawing) mempunyai pengaruh yang kecil terhadap tingkat kelangsungan hidup embrio .
Kuntungan utama dalam peningkatan tingkat reproduksi dari sapi betina yang terpilih (betina donor) adalah secara genetik sapi-sapi betina unggul dapat menyumbangkan keunggulannya pada program pemuliaan. Pada program pemulian dengan menggunakan teknik alih mudigah dikenal istilah MOET (Multiple Ovulation Embrio Transper), yaitu suatu teknologi gabungan dimana termasuk superovulasi, fertilisasi, pemanen embrio, pembekuan embrio dan transfer embrio. Keuntungan dari MOET termasuk peningkatan jumlah keturunan yang dihasilkan oleh betina hasil seleksi, peningkatan populasi dasar dari bangsa atau speises langka atau hampir punah, uzi zuriat betina dan peningkatan laju perbaikan genetik dalam program pemulian (Rege, 2001). Tipe program MOET telah diawali paling kurang di delapan negara meskipun pada semua kasus dalam bentuk terbuka atau bentuk hybrid. Dengan program MOET yang dimodifikasi dapat meningkatkan sekitar 10 % laju harapan pertambahan genetik.
Pada prinsipnya program pemuliaan berbasis tipe MOET mempunyai keuntungan yang nyata pada negara-negara berkembang dimana para peternak tidak mempunyai cacatan (recording) penampilan produksi pada ternaknya, membuat uji juriat komvensional tidak bisa dilakukan. Institut Pengembangan Sapi Perah India telah menerapkan mengembangkan program embrio transper untuk kerbau sejak tahun 1986 . Sampai tahun 1999 sekitar 1000 embrio ditrasper melalui program ini. Namun demikian, program MOET memerlukan keterlibatan organisasi dan manajemen level tinggi agar lebih efektif dalam pelaksanaannya.
Transfer embrio juga dapat digunakan untuk tujuan-tujuan khusus, seperti perluasan yang cepat dari stok genetik yang jarang, mengurangi biaya transport biaya internasional melalui pengapalan embrio dibandingkan ternak hidup, penggantian yang cepat dari genotip yang ada melalui penggunaan medio transper dibandingkan grading up sampai persilangan terus menerus dan kemungkinan laju kelahiran ganda melalui IB dengan sebuah embrio yang ditranper
Karena biaya transfer embrio cukup mahal. Penggunaan teknik embrio ditujukan untuk perdangan ternak yang mempunyai nilai pemullian tinggi. Kebalikan dari IB, total jumlah embrio transfer meningkat dan sekitar 400.000 embrio telah ditransfer pada berbagai negara di tahun 1997 ( Thibier, 1995)
Issu kebijakan transfer embrio analog dengan untuk kebijakan IB. Pada negara-negara maju, transfer embrio merupakan bisnis komersil dan kebijakannya dapat memfokuskan kepada mengurangi keragaman genetik dalam populasi. Pada negara-negara sedang berkembang, transfer embrio (TE) belum diterapkan secara luas dan hanya terbatas pada lembaga-lembaga penelitian / perusahaan peternakan besar karena alasan ekonomis. Khusus di Indonesia, pengembangan TE masih dalam tahap perkembangan dan baru ada satu lembaga yang memproduksi embrio untuk tujuan pengembangan dan komersil, yaitu Balai Transfer Embrio Cipelang Sukabumi. Transfer Embrio merupakan teknik berharga dalam Pogram Pemulian Ternak dan dapat menunjang konservasi sumber genetik hayati.

Kriopreservasi embrio
Pembekuan semen dan embrio, terutama pada sapi telah dilakukan dengan baik secara praktek komersil. Pembekuan juga dianjurkan untuk konservasi spesies-spesies dan bangsa-bangsa ternak yang dikawatirkan akan punah. Dalam konstek ini, penyimpanan embrio secara substansi lebih berguna dibanding penyimanan dalam bentuk semen, karena genotip yang lengkap dapat disimpan dengan cara ini. (Cunningham, 1999)
Sejak kebuntingan pertama sapi potong betina hasil embrio beku, 25 tahun yang lalu, lebih dari 800 laporan penelitian dan artikel ilmiah telah dipublikasikan pada berbagai aspek kriobiologi embrio (Leibo & Loskutoff, 1993). Perkembangan terakhir teknik pembekuan . yaitu teknik “vitrifikasi” dimana zat krioprotektan dengan berat molekul tinggi telah digunakan untuk pembekuan tanpa merusak sel yang dibekukan. Penyimpanan jangka panjang, secara normal disimpan dalam cairan nitrogen. Tahap-tahap kritis adalah pada proses pembekuan dan pencairan kembali ( thawing), dan banyak penelitian telah dicurahkan kepada pengembangan metoda efektif untuk mempertahankan daya hidup embrio beku selama kedua tahap proses tersebut. Pembekuan dilakukan dengan adanya krioprtektan tambahan untuk mecegah terjadinya kristalisasi dari air sel. Pencairan kembali terhadap suhu fisiologis harus dilakukan dengan hati-hati, tetapi krioprotektan baru telah dikembangkan yang dapat pencairan kembali dengan cepat.

Pembuahan Buatan (IVF) dan Produksi embrio.
Penelitian akhir-akhir ini dikonsentrasikan terhadap satu paket baru. Sel telur belum matang (Oosit) diambil dari ternak hidup atau ovarium berasal dari ternak betina yang baru dipotong di Rumah Potong Hewan (RPH). Kemudian, oosit ini dimatangkan dan dibuahi di laboratorium, dan dikultur sampai pada tahap tertentu dimana pada saat itu ditransfer ke ternak resipien atau dibekukan untuk ditransfer kemudian. Proses ini dikenal sebagai pematangan in-vitro dan fertilisasi buatan atau dikenal sebagai IVM/IVF (Tervit, 1997) , kemudian zigot dikembangkan menjadi embrio melalui kultur embrio ( Reis et al, 2002 ).
Proses pengambilan Oosit dikosentrasikan pada penggunaan ovarium dari rumah potong hewan. Sekarang proses ini diganti dengan suatu metoda menghisap oosit belum matang (Ovum pick-up) dari ovarium sapi betina hidup (Reis et al, 2002). Hal ini berarti ternak berkualitas tinggi dapat diakses dan hasil percobaan telah memperlihatkan ovarium sapi betina dapat diisap berulang kali dengan aman , meskipun dalam keadaan bunting (Cunningham, 1999). Bila sapi betina donor berkualitas tinggi berkaitan dengan laboraturium IVF yang baik, teknik ini dapat digunkakan untuk menghasilkan embrio berkualitas tinggi dalam jumlah yang banyak. Hasil penelitian sebelumnya menduga bahwa pembekuan oosit sapi betina dapat dilakukan, tetapi penelitian yang mendalam tetap diperlukan untuk mengembangkan teknologi yang praktis dan dapat diterapkan. Pembekuan oosit kombinasi dengan semen beku akan melengkapi sistem perkawinan penting (pembuahan dalam tabung) yang akan datang dalam program konservasi plasma nutfah ternak asli /local.
Untuk semua teknologi IVF mendapatkan tingkat keberhasilan secara ekonomis masih merupakan masalah. Kurang dari 30% oosit yang dikultur dapat berkembang menjadi embrio yang ditransfer. Kehilangan selama kebuntingan juga meningkat dengan embrio IVF yang didapat sekitar 10% lebih rendah tingkat suksesnya daripada embrio konvensional, dimana tingkat kebuntingan seara reguler hanya sekitar 50%. (Hasler dkk,1995). Pembekuan embrio menyebabkan penurunan lebih lanjut. Penelitian lebih lanjut sebaiknya difokuskan untuk mengatasi masalah tersebut, sejalan dengan perbaikan efisiensi pengumpulan oosit, IVM, IVF dan kelangsungan hidup embrio.

Seksing semen dan embrio
Jika kelamin embrio dapat ditentukan sebelumnya, hal ini dapat menguntungkan bagi pengguna diakhir sehingga menambah nilai dari produk. Dengan teknologi sekarang dimungkinkan untuk mengekstrak satu sel dari embrio awal dan dengan menggunakan teknik DNA untuk mengetahui apakah jantan atau betina (Thibiar dan Nibart, 1995 ). Namun demikian teknologi ini belum digunakan secara luas sebab biayanya tinggi dan dapat mengurangi fertilitas.
Kelamin suatu embrio ditentukan oleh sperma yang membuahi apakah mempunyai kromosom X atau Y. Banyak penelitian telah mengembangkan upaya memisahkan sperma pembawa kromosom X dari Y. Metoda-metoda tersebut berdasarkan sedimentasi, sentrifugasi, elektroforesis dan permukaan anti gen semuanya telah dibuktikan tidak efektif. Pendekatan terbaru mulai dikembangkan oleh Departemen pertanian AS yang menawarkan perbaikan prospek secara radikal tentang kontrol jenis kelamin pada semen (Johnson dkk., 1996). Teknologi ini melibatkan penyortiran semen satu populasi sperma tepat terpisah kedalam kelompok jantan atau betina ( sperma pembawa kromosom Y dan kromosom X). Karena sperma jantan dan betina membawa kromosom kelamin berbeda, keduanya berbeda sedikit (pada sapi bedanya 2,8%) dan jumlah DNA yang dikandungnya. Jika keduanya kromosom diberi pewarnaan yang tepat. Perbedaan ini dapat dideteksi oleh sinar laser sperma dapat terpilih menggunakan perlengkapan standar sitoflurometri.
Sistem ini berfungsi dengan baik, tetapi masih dengan beberapa kendala yang serius. Hasil sortir sperma sekitar 90% tepat terpisah, tetapi masih terjadi pengurangan fertilitas. Dengan perlengkapan sekarang seribu sperma per detik dapat disortir. terlalu lambat untuk pra-seksing secara massal dari semen yang digunakan untuk IB normal. Upaya-upaya untuk mengurangi jumlah sperma dibutuhkan, perhitungan inseminasi rendah dapat digunakan, tanpa mengurangi tingkat kebuntingan ( Seidel dkk 1997). Prospek penggunaan teknik pemisahan sperma untuk pra-seksing secara komersil masih memerlukan beberapa tahun.
Pada kontek IVF, hanya beberapa ribu sperma yang dibutuhkan untuk fertilisasi. Namun sebenarnya, injeksi satu sperma telah dibuktikan dapat membuahi ovum, Dengan tingkat keberhasilan yang ada, memungkinkan untuk menggunakan semen hasil penyortiran sel kelamin untuk produksi IVF pada skala kecil. Biaya seharusnya rendah dan hampir semua embrio yang dihasilkan sesuai dengan kelamin yang dibutuhkan. Masalah-masalah yang masih perlu diatasi adalah biaya, ,kualitas genetik, ketersediaan oosit, dan metoda kultur yang menunjang keberhasilan secara konsisten pada IVM/IVF. Masalah lain adalah pencapaian tingkat fertilitas yang dapat diterima dari semen beku yang dicairkan kembali kemudian disortir lalu dibekukan dibandingkan dengan fertilitas dari semen cair yang disortir kemudian dibekukan.

Kloning
Keberhasilan pertama kloning pada hewan vertebrata dilaporkan sejak 1952 pada katak. Kloning pada ternak domestik pertama dicapai di domba lebih dari 10 tahun yang lalu (Wiladsem 1986). Pada saat itu penelitian kloning dikonsentrasikan pada embrio awal sebagai materi, karena telah dipercayai bahwa diluar tahap diferensiasi bolak-balik dari sel telah terjadi. Individu identik pertama kali dihasilkan melalui pembelahan embrio . Diduga bahwa kultur berulang dan pembelahan embrio dapat menghasilkan sejumlah besar individu identik , tetapi hal ini belum terbukti.
Teknik altenatif, berdasarkan kepada transplantasi inti telah dibuktikan lebih berhasil (Wolefe & Kramer, 1992). Inti dari sel-sel embrio dini ditransfer ke sebuah telur yang tidak dibuahi dimana intinya telah dikeluarkan. Namun demikian, kelangsungan hidup embrio diatas 55 hari ( khususnya pada sapi) adalah jarang
Mengikuti keberhasilan dari galur sel embrio ( Campbell dkk, 1996), suatu perkembangan utama dicapai pada tahun 1997 yang memperlihatkan kemungkinan kloning dari tubuh atau sel somatic ternak dewasa( Wilmut dkk, 1997). Teknik transfer inti yang ada telah digunakan tetapi dengan inti yang berasal dari galur sel dari jaringan kelenjar mamae pada domba dewasa. Selanjutnya, mencit betina subur hasil kloning dihasilkan dari sel kumulus yang dipanen dari oosit metafase II (Wakayama dkk,1998). Akhir-akhir ini, delapan anak sapi kloning di hasilkan dari sel kumulus dan sel epithel l oviduk dari seekor sapi dewasa (Kato dkk). Pada setiap sapi perah betina, kultur sel donor telah dirancang untuk diprogram kembali sel-selnya menjadi keadaan pra-deferensiasi. Langkah kunci ini kelihatannya menjadi pemacu induksi periode istirahat melaliui serum yang miskin zat nutrisi dari sel-sel yang dikultur. Catatan bahwa mayoritas dalam sel terutama dari jaringan dewasa adalah tidak aktif. Selama sel-sel tidak terlibat dalam pemeliharaan proses-proses tubuh utama selama itu jaringan atau organ dibutuhkan.
Keuntungan kloning dibanding jaringan embrio adalah bahwa sel memberikan kesempatan pengamatan pertama ternak-ternak unggul untuk memberikan sel yang digunakan kloning. Kloning somatik menawarkan contoh sel yang siap yang dapat diakses dan jaringan sel sehat untuk konservasi dan penelitian dengan biaya lebih efektif melalui penggunaan klon-klon dari sejumlah hewan percobaan dari berbagai ternak donor. Kelompok kecil pakar yang didukung oleh FAO dan pemerintah Itali telah mengevalusai kesempatan dan kebutuhan untuk penggunaan kloning somatik dalam konservasi sumber daya genetik ternak yang dikhwatirkan akan punah. Membuat sejumlah rekomendasi untuk suatu kegiatan terutama untuk pengembangan protocol di lapangan dalam menggunakan contoh, penyimpanan sementara dan transpor jenis jaringan sel yang mampu menghasilkan biaya yang rendah untuk tujuan konvervasi sumber daya genetik hewan pada daerah negara-negara berkembang dimana sempling dan penyimpana yang cukup dari semen dan embrio yang tidak praktis. Telah luas dilaporkan masalah masalah hewan ternak yang berasal dari embrio hasil transfer inti berhubungan ketidaknormalan secara umum dan pertumbuhan jaringan spesifik baik dalam uterus maupun telah lahir. Penelitian termasuk kebuntingan yang diperpanjang, peningkatan laju kelahiran dini dan kematian setelah lahir (Kruip dan Den Dass,1996). Belum diketahui apakah ketidaknormalan ini hasil dari produser inti atau unsur-unsur proses kultur IVM/IVF. Penelitian lebih lanjut akan dibutuhkan untuk mengidentifikasi sumber ketidaknormalan ini.
Embrio hasil cloning, minimal pada sapi dapat menjadi teknologi yang kompetitif untuk beberapa tujuan perbaikan genetik ternak. Pada organisasi program pemulian sapi perah berhubungan dengan IB, pertambahan genetik tahunan untuk indeks karakter produksi telah dicapai sebesar 1 –2% . Pada prinsipnya, peningkatan efisiensi kloning dan efesiensi uji performans sebagai dasar untuk menyeleksi klon-klon, juga akan meningkatkan tingkat pertambahan genetik. Namun demikian beberapa studi telah menyimpulkan bahwa potensial pertambahan genetik tidak mungkin menjadi cukup untuk kloning untuk dijadikan pembenaran dalam percepatan perbaikan genetik pada pemuliaan sapi perah (Ruane dkk, 1997). Pada persilangan antara bangsa sapi perah Bos Taurus dan bangsa sapi local Bos indicus di negara-negara tropika, heterosis yang cukup tinggi (sekitar 25%) sering terdapat pada keturunan pertama (F1) (Cunningham 1987). Hal ini relatif mudah dicapai pada generasi pertama dengan menggunakan semen sapi perah Bos Taurus. Namun demikian, tidak ada strategi program pemuliaan berikutnya untuk mencapai nilai heterosi penuh. Strategi yang mencoba untuk memaksimalkan heterosis umumnya terlalu kompleks untuk di implementasikan. Embrio dapat diproduksi melalui IVF, dengan menggunakan semen Bos Indicus terhadap oosit Bos Taurus yang dikumpulkan melalui Rumah potong maupun in vivo. Kemungkinan lain pada masa yang akan datang dapat menggunakan klon embrio dari individu –individu F1 yang unggul.
Contoh lain kloning teknik sel-sel benih yang dikembangkan di unggas untuk memproduksi cimera galur benih ini mempunyai potensi penggunaan untuk melestarikan bibit dasar dalam kasus dari penyakit yang tidak diharapkan atau hal lain tidak diharapkan, untuk meningkatkan sumber daya genetik unggas yang terancam punah dibawah kondisi kawin alam, dan juga untuk menghasilkan unggas-unggas transgenic

Teknologi genetik

Pemetaan genom

Perbedaan genetik antar individu disebabkan oleh gen yang dibawanya. Sebuah gen adalah merupakan bagian dari DNA yang mengkode untuk protein tertentu. Diduga bahwa setiap individu ternak mempunyai ratusan ribu gen
Beberapa gen ini mempunyai pengaruh sederhana dan langsung terhadap karakter individu ternak, seperti mengkode warna bulu. Hal ini berarti bahwa indiviu yang membawa gen tersebut dapat dengan mudah diidentifikasi dan diseleksi. Namun demikian, untuk ternak tertentu situasi ini merupakan kekecualian. Untuk banyak karakter, termasuk karakter karakter ekonomis seperti produksi susu atau produksi daging banyak gen berinteraksi untuk menghasilkan dampak akhir dan pada karakter ini susah untuk mengidentifikasi gen tunggal tertentu yang secara nyata memainkan peranan. Untuk mengidentifikasi individu dengan gen superior secara teliti, sering menghabiskan waktu dan perlu upaya untuk mengukur penampilan dari jumlah karakter-karakter yang berhubungan (termasuk keturunannya) dan perlu upaya untuk membandingkan hasil dengan data yang sama secara teliti pada individu-individu lain
Dalam sepuluh tahun terakhir, perkembangan teknologi DNA menawarkan prospek untuk identifikasi secara genetik individu superior dengan berbagai banyak cara. Gen-gen fungsional pada setiap individu hanya terdiri atas fraksi kecil (dibawah 5%) dari total DNA individu.Banyak sisanya yang belum diketahui fungsinya . Namun demikian, sepanjang penyebaran genom merupakan ribuan unit kecil DNA dinamakan mikrosatelit yang kehadirannya menjadi berguna. Setiap mikro satelit mengandung sejumlah sekuens DNA sangat pendek (yaitu 5 – 15 bp) yang berulang.. Mikrosatelit ini dapat diamplikasi menggunakan polymerase chain reaction (PCR). Jika mikrosatelit tertentu terletak dekat dengan gen-gen fungsional yang berguna (misalnya gen untuk sintesis protein susu yang tinggi), maka dia akan cenderung diturunkan bersama. Kemudian mikrosatelit dapat digunakan sebagai marka genetik (genetik marker) untuk gen-gen fungsional. Tahap pertama dalam penggunaan mikro satelit dalam cara ini adalah untuk membangun suatu peta marka (atau linkage) yang meliput seluruh genom. Peta genom telah berkembang baik pada manusia mencit dan mulai meningkat pada spesies ternak. Resume penelitian yang terakhir (Kappes, 1999) melaporkan jumlah total lokus yang dipetakan pada sapi sebanyak 2850, 1774 untuk babi dan lebih dari 1000 untuk domba. Peta marka resolusi tertinggi untuk setiap spesies mengandung seribu 1425 marka untuk sapi, 1250 marka untuk babi, dan 500 marka untuk domba (Kappes, 1999). Tujuannya adalah untuk menghasillkan peta genetik padat yang cukup untuk membantu dalam penelitian :
Gen tunggal dari karakter ekonomis penting, dan
Lokus karakter kuantitatif (quantitative Traits Loci / QTL) yang menyumbang sebagian untuk pengamatan keragaman kontinu dari banyak karakter genetik yang bernilai ekonomis.
Peta linkage ini akan digunakan untuk mengembangkan strategi untuk tujuan Seleksi dengan bantuan Marka (Marker assited selection / MAS) dalam mencapai perbaikan genetik yang cepat dari karakter yang bernilai ekonomis.

Seleksi dengan Bantuan Marka Genetik ( MAS)
Proses seleksi untuk suatu karakter tertentu dengan menggunakan marka genetik dinamakan “ Marker assisted Selection (MAS). MAS dapat mempercepat laju perbaikan genetik melalaui peningkatan ketepatan seleksi dan mengurangi interval gnerasi (Smith dan Simpson, 1986). Pengguanaan teknologi genetik dan MAS dalam produktsi ternak tekah bergerak dari konsep teori menjadi awal penerapan praktis selama tahun 1990. .Peta gen linkage kepadatan rendah dan medium telah dibuat umumnya terdiri atas beberapa ratus bahkan ribuan marka mikrosatelit yang terdistribusi sepanjang genome. Penggunaan teknik statisitik yang baik dan adanya data keluarga tiga generasi, maka keterkaitan antara marka dengan karakter produksi dapat diciptakan.
Dampak dari pengembangan teknik teknologi telah berhasil menemukan gen-gen berguna dan potensil dikembangkan, akan tetapi hanya sedikit yang segera diseleksi, karena daerah-darah genom yang terlibat cenderung terlaulu besar. Oleh karena itu kerja berikutnya dibutuhkan untuk melokalisir gene atau gene-gene yang terlibat lebih teliti. Metodologi untuk menciptakan peta kepadatan tinggi masih terus berkembang dan sejumlah pendekatan telah digunakan. (Georges & Anderson, 1996).
· Posisi kloning marka dari daerah – daerah yang telah ditentukan melalui pemotongan mikro kromosom atau menggunakan kromosom jamur buatan (Yeast Artificial Chromosom /YAC) atau kromosom bakteri buatan ( Bacterial Artificial Chromosom / BAC).
· Melalui acuan silang terhadap genom manusia dan tikus yang telah terdokumentasi dengan baik. Cara ini memungkinkan untuk menduga lokasi fungsi gene dan juga sesuatu tentang aktivitas kerjanya ( Womack & Kata 1995)
· Pada populasi dimana suatu karakter telah menjadi subjek untuk seleksi efektif , maka pemblokiran DNA sekitar gen yang diinginkan mungkin kurang terganggu oleh rekombinasi dibanding pemblokiran denga ukuran yang sama pada daerah yang tidak diseleksi. Dengan mempelajari keragaman sekitar daerah, dan perbedaan antara populasi yang diseleksi dengan yang tidak diseleksi, maka memungkinkan untuk menduga lokasi gen-gen ang penting (Charlier dkk, 1996). .
Identifikasi marka genetik dan penggunaanya , dapat memperbesar prospek kedepan untuk pemulian sepertii karakter toleransi atau resistensi terhadap cekaman lingkungan maupun penyakit. Sebagai contoh, identifikasi gen karier untuk resistensi dan introduksi gen kedalam populasi telah dilakukan untuk resistensi terhadap Trichostrongylus colubriformis dan Haemonchus contortus (Gogolin – Ewen dkk 1990)

Transgenik
Transfer gen ( Transgenesis) artinya penyatuan stabil dari suatu gen dari spesies lain sehingga gen itu berfungsi pada ternak penerima dan diwariskan dari satu generasi ke generasi berikutnya. Ternak transgenic adalah seekor ternak dimana DNA keturunannya telah ditingkatkan melalui penambahan DNA dari sumber lain plasma benih orang tua melalui rekombinan DNA (Rege, 2000). Transfer gen atau membangun gen memungkinkan rekayasa gen-gen individu dibanding seluruh genom.
Pada spesies mamalia, tranfer umumnya langsung dilakukan melalui penyuntikan dari DNA kedalam inti pada tahap awal perkembangan embrio Transfer gen telah dicapai pada semua pada semua spesies ternak utama dan sejak keberhasilan teknik ini pada tahun 1985, lebih dari 50 transfer gen telah disisipkan kedalam individu ternak. Karena begitu banyak tahap-tahapan proses transgenik terlibat, tingkat keberhasilan masih rendah, biasanya satu sampai dua persen (Cunningham , 1999). Teknik ini memerlukan biaya sangat besar pada kasus sapi, sehingga penelitianya lebih banyak dilakukan pada mencit, babi dan domba.
Pada prinsipnya teknik transgenik terdiri dari dua metoda yaitu: penambahan gen dan penggantian gene ( Houdebine, 1998). Teknik transfer gen yang paling sering digunakan adalah mikroinjeksi langsung gen asing ke dalam pronukelus embrio pada tahap tertentu (seperti pada mamalia) atau dalam sitoplasma (pada vertebrata tingkat rendah dan invertebrata). Mikroinjeksi langsung gene sedikit kurang efektif dan terlalu mahal pada ternak besar. Sekarang, memungkinkan pada sapi perah, domba, kambing memproduksi embrio dengan harga relatif murah pada tingakt sel in-vitro, berasal dari oosit yang diisolasi dari ovarium berasal dari rumah potong hewan.(Crozet 1997). Embrio mendapat mikroinjeksi gene asing, kemudian dikultur secara in-vitro sampai tahap blastosis, dan selanjutnya ditransfer ke betina resipien.
Ketika fragmen DNA dimasukkan kedalam suatu sel, maka akan terjadi penggabungan secara tepat dengan gen induk semang dengan syarat bagian gen asing dan gen induk semang mempunyai sekuens yang identik. Proses rekombinasi homolog ini yang menyebabkan penggantian suatu gen oleh gen asing sangat jarang terjadi pada sel mamalia ( maksimal kejadianna hanya 0,1 %).
Secara umum bisa dikatakan bahwa pada spesies ternak sekitar satu dari sepuluh gen yang diinjeksikan dan embrio yang ditransfer , yang dapat hidup, maka tingkat keberhasilan gen – gen yang ditransfer atau membangun genetik hasil transfer hanya 10 % ( Wall, 1996). Namun demikian, hasil penelitian transfer gen dapat diterapkan untuk meningkatkan resistensi terhadap penyakit, sekresi rekombinan protein dalam air susu, dan perbaikan mutu genetik ( Houdebine, 1998)
Beberapa hasil penelitian ternak transgenik memperlihatkan keuntungan ekonomis seperti transfer gen pertumbuhan pada babi ( Pursel & Rexroad, 1993), transfer gen sintesis asam amino Sisteine pada domba untuk meningkatkan produksi wool ( Powell dkk, 1994) dan gen toleransi terhadap dingin pada ikan Flounder ditransfer ke ikan salmon ( Hew, 1995 ) dan hormon insulin manusia secara rutin disintesis oleh gen pada bakteri transgenik . Dengan demikian, gen – gen unggul pada ternak langka atau dikhawatirkan akan punah dapat ditransfer kepada ternak lain agar bisa dimanfaatkan untuk kesejahteraan manusia. Dengan berkembangnya teknologi ternak transgenik, maka sudah banyak gen-gen baru yang diintroduksi ke sapi, babi, domba dan kambing tanpa perkawinan, untuk berbagai kepentingan seperti pembuatan vaksin, system kekebalan, modifikasi kualitas air susu, dan modifikasi pertumbuhan dan komposisi karkas ( Wheeler et al , 2003).

Prospektif Penerapan Bioteknologi .
Secara keseluruhan penerapan bioteknologi, khususnya bidang peternakan di negara-negara berkembang, termasuk di Indonesia mempunyai prospek yang baik, bila terjadi penyebaran peningkatan Iptek para pakar bioteknologi pada berbagai disiplin ilmu dan berbagai pusat-pusat penelitian, baik di Perguruan Tinggi maupun Instansi Pemerintah. Adanya kepedulian pemerintah (political will) dalam pengembangan bioteknologi yang sesuai dengan kebutuhan dan kondisi masyarakat yang ada. Dalam hal ini perlu adanya identifikasi jenis bioteknologi apa yang paling mendesak untuk menangani masalah-masalah pertanian yang ada. Koordinasi antara pakar bioteknologi yang ada di berbagai pusat studi biotek harus terus ditingkatkan dan berkesinambungan. Hal ini sangat diperlukan untuk memonitoring penerapan biotek secara tepat dan benar pada berbagai tingkatan lapisan masyarakat dan di berbagai daerah yang ada di Indonesia.
Kendala yang menjadi factor pembatas bagai penerapan bioteknologi adalah rendahnya penelitian dasar yang dilakukan pada berbagai pusat studi bioteknologi . Hal ini menyebabkan perkembangan kemajuan bidang bioteknologi di Indonesia sangat lamban dan sangat tergantung kepada produk bioteknologi impor. Penerapan Hak Kekayaan Intelektual ( HAKI) yang bertujuan menjamin hak penemu dan meningkatkan kreativitas peneliti, berdampak negative terhadap proses transfer teknologi dari pakar Negara yang sudah berkembang ke pakar local , karena adanya keterbatasan dana untuk membayar royalty dari HAKInya. Adanya perbedaan persepsi yang ada di masyarakat tentang produk-produk bioteknologi juga mempengaruhi penerapan bioteknologi secara meluas di masyarakat. Oleh karena itu, dalam penerapan bioteknologi perlu memperhatikan factor-faktor yang dikemukakan diatas.

Kesimpulan


  1. Penerapan teknologi reproduksi konvensional , seperti inseminasi buatan, alih mudigah dan penyimpanan semen dan embrio merupakan teknologi yang masih bisa diandalkan untuk melestarikan plasma nutfah ternak asli Indonesia
  2. Upaya penerapan teknolgi genetik untuk pelestarian plasma nutfah di Indonesia masih perlu waktu untuk penguasaan teknologinya.
  3. Biotenologi mempunyai peran penting dalam menangani masalah –masalah kekurangan produk-produk peternakan.
  4. Perlu adanya identifikasi jenis bioteknologi apa yang dibutuhkan oleh masyarakat peternak .
  5. Prospek penerapan bioteknologi cukup baik dan memerlukan perhatian dari pemerintah
  6. Perlunya antisipasi untuk menangkal semakin berkurangnya populasi dan/ atau kekhawatiran kepunahan ternak asli melalui pengkajian penerapan bioteknologi secara hati-hati dalam program pelestarian plasma nutfah ternak asli.

Daftar Pustaka


Board on Agriculture National Research Counci (BANRC). 1993) Managing Gobal Genetik Resources: Agricultural Imperatives (Liveswtock). National Academic Press. Washington. DC. USA.
Cunningham, E.P., 1999. Recent Developemnt in Biotechnology as they related to animal genetik resources for food and agriculture. FAO. http:/www.fao.org
Cunningham,E.P. & Syrstad, O.1987. Crossbreeding bos inicus and bos Taurus for milk production in the tropics. FAO Animal Production & Health Paper 68.
Charlier, C., Farnir, F., Berzi, P., Vanmanshoven, P., Brouwers, B., Vromans, H., & Georges, M. 1996.Identity by descent Mapping Traits in livestock : Application to map the bovine syndactyly Locus to Chromosome 15. Genome research 6 : 580-589.
Chupin, D $ Thibier, M. 1995. Survey of the present status of the use of artificial insemination in developed countries. World Animal Review. 82: 58-68.
Chupin, D & Schuh, H, 1993. Survey of present status of the use of artificial insemination in developing countries. Word Anim Review 74/75:26-35.
Crozet N., 1997. In vitro generation of one cell embryos in sheep and goat. In : Transgenic Animals: Generation and Use. Eds. L.M. Houdebine. 45-50. Harwood Academic Publisher Amsterdam.
Georges,M. & Andersson, L.1996. Livestock genomics comes of age. Genome Research 6(10) :907-921
Gogolin-Ewens K.J., Meeusen E.N.T., Scott P.C., Adams T.E. & Brandon M.R., 1990. Genetik selection for disease resistance and traits economic importance in animla production. Revue Scientifique et Technique de L’Office des Epizooties 9. 865 – 896.
Hew C.L. Fletcher G.L. & Davies P.L 1995. Transgenic salmon: tailoring the genome for food production. J. of Fish Biology 47 (Supllement A): 1 – 19.
Houdebine L.M. 1998. La transgense animale et ses applications. INRA. Prod. Anim 11: 81-94.
Johnson, L.A., Cran, D.G. Welch, G.R. & Polge, C. 1996. Gender pre-selection in mammals. Proc XX Beltsville Symposium: Biotechnology’s role in Genetik Improvement of Farm Animlas. 16 – 189. ( Eds. Miller, RH, et al) USDA.
Kappes, S.M. 1999. Utilization of gene mapping information in livestock animals. Theriogenology 51: 135 – 147.
Kato, Y., Tani, T., Sotomaru, Y., Kurokawa, K., Kato, J., Doguchi, H., Yasue, H. & Tsunoda, Y. 1998. Eight calves cloned from somatic cells of a single adult. Science 282 : 2095-2098.
Kruip, Th.A.M. & den Dass, J.H.G. 196. In vitro produced and cloned embryos : effects on pregnancy, parturition and offspring. Theriogenology 47 : 43-52
Powel B.C., Walker, S.K., Bawden C.S., Sivaprasad A.V. & Rogers G.E. 1994. Transgenic sheep and wool growth: possibilities and currents status. Reprod. Fertl Dev. 6: 615 – 623.
Pursel V.G., & Rexroad C.E. , 1993. Status of research with transgenic farm animals. J. Anim. Sci. (Suppl3) : 10 – 9.
Reis, A., M.E. Staines, R.G. Watt, D.F. Dolman & T.G. McEvoy. Embryo production defined oocyte maturation and zygote culture media following repeated ovum pick-up(OPU) from FSH-Stimulated Simmental heifers. Anim Reprod. Sci. 72: 137-151.
Rege J.E.O , 2000 . Biotechnology options for improving livestock production in developing countries, with special reference to sub Saharan Afric. International Livestock Centre for Africa (ILCA) . Addis Ababa. Ethiopia.
Ruane, J., Gunnar, K. & Sehested, E. 1997. Views on the potensial impact of kloning on animal breeding and production. Acta Agric. Scand., Sect. A, Animal Sci. 47 : 209-212
Smith C. & Simpson S.P. 1986. The use of genetik polymorphisms in livestock improvement. Journal of Anim. Breed and Genet. 103:205-217.
Thibier, M & Nibart, M. 1995. The sexing of Bovine Embryos in the field. Theriogenology 43: 71 –80.
Tervit, HR, 1997. In vitro production of cattle embryos. In : Milk Composition, Production and Biotechnology 341-355 ( Eds. Welch,
Thibier, M. & Nibart, M. 1995. The sexing of bovine embryos in the field. Theriogenology 43: 71-80.
Wakayama, T., Perry, A.C. F., Zuccoti, M., Johnson, K. R. & Yanagimachi, R. 1998. Full-term development of mice from enucleated oocytes injected with cumulus cell nuclei. Nature.394 : 369.
Wall, RJ. 1996. Modification of milk composition in transgenic animals. Proc XX Beltsville Symposium: Biotechnology’s role in Genetik Improvement of Farm Animlas. 16 – 189. ( Eds. Miller, RH, et al) USDA.
Wheeler, M..B., E.M. Walters, S.G. Clark., 2003. Anim Reprod. Sci. 72: 265 – 289.
Wiladsen,S.M 1986. Nuclear transplantation in sheep. Nature 320:63-65
Wilmut,I., /schnieke,A.E., McWhir, J.,Kind, A.J. dan Campbell, K.H.S. 1997. Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells.Nature 385 : 810-813
Womack, J.E. & Kata, S.R. 1995. Bovine genome mapping : evolutionary inference and the power of comparative genomics. Current Opinions in genetiks & Dev. 5 :725-733

About these ads

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s