Perpustakaan Digital ITB

Nilem merupakan ikan endemik di Indonesia, dimanfaatkan untuk konsumsi dan agen biokontrol, sehingga berpotensi dibudidayakan. Permasalahan utama dalam budidaya ikan Nilem adalah produksi tidak berkelanjutan dikarenakan kualitas telur yang rendah. Kualitas telur bergantung pada berbagai faktor yang terakumulasi selama vitelogenesis dan penting untuk perkembangan embrio. Vitelogenesis merupakan proses pengumpulan prekursor protein yolk, terutama vitelogenin, oleh oosit yang sedang tumbuh untuk diproses dan disimpan di ooplasma. Regulator utama vitelogenesis adalah estradiol-17? (E2), namun Igf juga diketahui berperan. Igf3, salah satu ligan Igf yang secara spesifik ditemukan pada ikan, telah dilaporkan berperan dalam perkembangan gonad, maturasi oosit, ovulasi, dan steroidogenesis di ovarium, serta regulasi transisi penggunaan energi. Informasi mengenai keterlibatan gen igf3 dalam regulasi vitelogenesis dan keterkaitannya dalam penentuan kualitas telur ikan belum tersedia. Penelitian ini bertujuan untuk (i) mengkarakterisasi gen igf3 dari ikan Nilem dan mengetahui homologi antar sekuen peptida Igf3 pada Teleostei; (ii) mengamati pola ekspresi gen igf3 selama perkembangan dan pematangan ovarium, serta performa reproduksi pada satu siklus reproduksi; dan (iii) mengetahui keterkaitan antara ekspresi gen igf3 dan gen-gen lain yang terlibat dalam regulasi vitelogenesis terhadap kualitas telur. Penelitian dibagi dalam 3 tahap. Pada penelitian tahap satu (1) telah diidentifikasi karakter sekuen cDNA igf3 utuh sepanjang 1081 nukleotida, terdiri atas 597 nukleotida penyusun open reading frame (ORF) yang menyandi 198 asam amino (aa). Pada coding sequences (CDS) terdapat domain terkonservasi IIGF-like superfamily, terdiri atas 68 aa penyusun domain B, C, A, dan D pada peptida Igf3 matang. Motif terkonservasi pada superfamili protein insulin berupa 6 aa sistein terdeteksi di domain B dan A. Urutan aa yang diperoleh dari hasil deduksi sekuen cDNA menunjukkan homologi yang tinggi (74–92 %) dengan protein Igf3 dari spesies lain dalam famili Cyprinidae. Hasil konstruksi pohon filogenetika menunjukkan protein Igf3 dari ikan Nilem berkerabat paling dekat dengan protein Igf3b ikan Mas (Cyprinus carpio) yang membentuk kelompok monofiletik dengan protein Igf3 dari Cyprinidae, lalu membentuk kelompok parafiletik dengan protein Igf3 dari spesies non-Cyprinidae. Pada penelitian tahap dua (2) diketahui bahwa level ekspresi mRNA igf3 Nilem paling tinggi terdeteksi di darah dan ovarium; moderat di hati, insang, ginjal, jantung, dan usus; serta rendah di hipofisa dan otot (p<0,05). Ekspresi relatif mRNA igf3 meningkat secara signifikan sejalan dengan ontogeni perkembangan embrio dan gonad, mulai dari tahap embrio hingga terbentuk ovarium matang pada ikan berumur lebih dari 1 tahun (p<0,05). Selama tahap pematangan ovarium dalam satu siklus reproduksi (118 hari), ekspresi relatif mRNA igf3 berkorelasi positif tinggi (r = 0,903; p<0,01) dengan indeks gonadosomatik, yaitu meningkat pada fase pekembangan oosit (hari ke-1 hingga 29) dan level tertinggi teramati pada fase mampu memijah (hari ke-43 hingga 113), yang sejalan dengan pertumbuhan dan maturasi oosit, kemudian menurun signifikan pada fase regresi (hari ke-114) dan regenerasi (hari ke-116 dan 118) (p<0,05). Kualitas telur ikan Nilem, yang diamati berdasarkan performa benih hasil pemijahan buatan, dipengaruhi oleh perbedaan durasi waktu fase mampu memijah dan sejalan dengan peningkatan ekspresi relatif mRNA igf3. Semakin panjang durasi waktu fase mampu memijah yaitu hingga hari ke-85 atau 115, maka diamater telur, persentase fertilisasi, persentase penetasan, kesintasan larva umur 3 dph, dan jumlah larva abnormal meningkat (p<0,05), namun tidak menyebabkan perbedaan fekunditas absolut dan kesintasan larva umur 10 dph dibandingkan dengan durasi hingga hari ke-57. Pada penelitian tahap tiga (3) dilakukan perlakuan injeksi dengan E2 dosis 0 (kontrol), 105 (P1), 210 (P2), atau 420 ?g/kg BB (P3). Perlakuan E2 diketahui memodifikasi ekspresi gen igf3 dan gen-gen yang terlibat dalam regulasi vitelogenesis, yaitu vtgr, esr1, esr2a, dan esr2b, dengan pola yang bergantung pada dosis, waktu, dan fase reproduksi. Pada 24 jam pasca perlakuan E2 ekspresi relatif mRNA igf3 dan vtgr terdeteksi lebih rendah, sebaliknya level ekspresi esr1 dan esr2b lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol (p<0,05). Selama 72 jam pasca perlakuan E2, pola ekspresi relatif mRNA igf3 berkorelasi positif dengan vtgr, namun berkorelasi negatif dengan ekspresi esr1 dan esr2b. Selama fase perkembangan hingga mencapai fase mampu memijah, terjadi penurunan ekspresi relatif mRNA vtgr, esr1 dan esr2a, namun ekspresi igf3 meningkat dan lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol (p<0,05). Performa benih hasil pemijahan buatan di akhir fase mampu memijah (hari ke-57) dipengaruhi oleh dosis E2 dan peningkatan ekspresi mRNA igf3. Fekunditas absolut dan diameter telur teramati paling tinggi pada perlakuan P2; persentase fertilisasi, persentase penetasan, dan kesintasan larva umur 3 dph teramati paling rendah pada perlakuan P3; dan larva abnormal umur 10 dph teramati paling rendah pada perlakuan P1, yang berbeda signifikan dengan kontrol (p<0,05). Dapat disimpulkan bahwa karakteristik gen igf3 dari ikan Nilem serupa dengan famili protein Igf3 dari Teleostei lain dan homologi terdekat dengan Igf3b dari ikan Mas. Gen igf3 terlibat dalam perkembangan gonad dan pematangan ovarium pada ikan Nilem. Peningkatan ekspresi relatif mRNA igf3 selama tahap perkembangan dan pematangan ovarium berkesuaian dengan pola ekspresi vtgr dan esr1, yang menunjukkan gen igf3 turut berperan dalam meregulasi vitelogenesis serta secara tidak langsung memengaruhi kualitas telur dengan mekanisme yang diduga melibatkan regulasi gen-gen yang menyandi enzim steroid, yaitu E2 sebagai regulator utama vitelogenesis, dan transisi penggunaan energi untuk vitelogenesis.