Top Banner
975 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014 RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG MEMBAWA MARKER DNA TAHAN PENYAKIT SETELAH DIPAPAR BAKTERI PATOGEN Vibrio harveyi Andi Tenriulo, Andi Parenrengi, dan Bunga Rante Tampangallo Balai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau Jl. Makmur Dg. Sitakka No. 129, Maros 90512, Sulawesi Selatan E-mail: [email protected] Abstrak Perbaikan genetik udang windu melalui seleksi dapat dilakukan dengan fokus karakter ketahanan penyakit baik secara konvensional maupun dengan menggunakan bantuan marker DNA (MAS- marker assisted selection). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis marker DNA, total hemosit dan aktivitas phenoloksidase pada udang windu yang membawa marker mikrosatelit tahan penyakit setelah dipapar bakteri patogen V. harveyi. Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap, yang terdiri dari 2 perlakuan dan 3 ulangan. Perlakuan yang diujikan adalah penyuntikan bakteri V. harveyi (kepadatan 10 6 CFU/mL) sebanyak 0,1 mL/ekor pada segmen ke dua udang windu yang membawa marker tahan penyakit (A) dan udang windu kontrol (B). Isolasi genom DNA dilakukan dengan metode fenol kloroform dan deteksi marker DNA mikrosatelit dengan PCR. Pengambilan sampel hemolim dilakukan pada hari ke-1, -2, dan -6 setelah infeksi untuk dihitung total hemosit dan aktivitas phenoloksidasenya, sedang untuk analisis DNA diambil pada akhir penelitian. Total hemosit dan aktivitas phenoloksidase dianalisis menggunakan uji T dengan bantuan program SPSS versi 16. Hasil penelitian menunjukkan bahwa respon DNA pada udang marker DNA mikrosatelit tahan penyakit setelah ditantang dengan bakteri V. harveyi masih muncul setelah diamplifikasi. Total hemosit dan aktivitas phenoloksidase pada udang windu yang membawa marker DNA mikrosatelit tahan penyakit cenderung meningkat setelah dipapar bakteri patogen V. harveyi, dan berbeda nyata dibandingkan dengan kontrol pada hari ke-6 setelah infeksi. KATA KUNCI : udang windu, marker mikrosatelit tahan penyakit, Vibrio harveyi, total hemosit, aktivitas phenoloksidase PENDAHULUAN Udang windu (Penaeus monodon) merupakan salah satu spesies udang lokal yang dibudidayakan di Indonesia. Budidaya udang windu ini telah berkembang di tambak-tambak air payau, namun sejak tahun 1990-an, budidaya udang windu mengalami berbagai kasus kematian, baik akibat lingkungan perairan yang kurang mendukung maupun adanya serangan penyakit yang disebabkan oleh bakteri dan virus. Kasus ini tidak hanya terjadi di Indonesia (Atmomarsono, 2004), tetapi juga terjadi di India (Sathish et al., 2004; Rout et al., 2005), Korea (Kim et al., 2004), China (Zhan et al., 2004), dan Amerika (Silva et al., 2004; Guevara & Meyer, 2005). Bakteri Vibrio harveyi merupakan salah satu spesies bakteri penyebab munculnya penyakit vibrio- sis yang sangat meresahkan pembudidaya udang karena dapat menyebabkan kematian cultivan. Infeksi V. harveyi pada larva udang windu di perbenihan dapat menyebabkan kematian larva hingga 100% dan di areal pertambakan dapat mematikan udang remaja sebelum masa pemeliharaan 80 hari (Moriarty, 1998) serta menjadi pemicu munculnya infeksi sekunder dari virus bintik putih (white spot syndrome virus-WSSV) (Gunarto & Mansyur, 2010; Rantetondok, 2011). Keberadaan bakteri ini ditandai dengan berpendarnya media pemeliharaan di malam hari. Bakteri Vibrio berpendar diketahui banyak menyerang hewan budidaya seperti udang (Baticados et al., 1990; Karunasagar et al., 1994; Moriarty, 1998; Zhang & Austin, 2000), beberapa spesies ikan dan kekerangan (Austin, 2006) bahkan juga karang (Ben-Haim et al., 2003). Berbagai upaya penanggulangan penyakit pada budidaya udang windu telah dilakukan dalam upaya peningkatan produksi udang windu. Pemberian immunostimulan seperti â-glukan, polisakarida, lipopolisakarida, vitamin C dan E serta vaksin, baik itu vaksin bakterin maupun vaksin rekombinan Page 991 of 1000 Page 1 of 9
9

RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

Mar 13, 2019

Download

Documents

voduong
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

975 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG MEMBAWA MARKER DNATAHAN PENYAKIT SETELAH DIPAPAR BAKTERI PATOGEN Vibrio harveyi

Andi Tenriulo, Andi Parenrengi, dan Bunga Rante TampangalloBalai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau

Jl. Makmur Dg. Sitakka No. 129, Maros 90512, Sulawesi SelatanE-mail: [email protected]

Abstrak

Perbaikan genetik udang windu melalui seleksi dapat dilakukan dengan fokus karakter ketahanan penyakitbaik secara konvensional maupun dengan menggunakan bantuan marker DNA (MAS-marker assisted selection).Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis marker DNA, total hemosit dan aktivitas phenoloksidase padaudang windu yang membawa marker mikrosatelit tahan penyakit setelah dipapar bakteri patogen V. harveyi.Penelitian menggunakan rancangan acak lengkap, yang terdiri dari 2 perlakuan dan 3 ulangan. Perlakuanyang diujikan adalah penyuntikan bakteri V. harveyi (kepadatan 106 CFU/mL) sebanyak 0,1 mL/ekor padasegmen ke dua udang windu yang membawa marker tahan penyakit (A) dan udang windu kontrol (B). Isolasigenom DNA dilakukan dengan metode fenol kloroform dan deteksi marker DNA mikrosatelit dengan PCR.Pengambilan sampel hemolim dilakukan pada hari ke-1, -2, dan -6 setelah infeksi untuk dihitung totalhemosit dan aktivitas phenoloksidasenya, sedang untuk analisis DNA diambil pada akhir penelitian. Totalhemosit dan aktivitas phenoloksidase dianalisis menggunakan uji T dengan bantuan program SPSS versi 16.Hasil penelitian menunjukkan bahwa respon DNA pada udang marker DNA mikrosatelit tahan penyakitsetelah ditantang dengan bakteri V. harveyi masih muncul setelah diamplifikasi. Total hemosit dan aktivitasphenoloksidase pada udang windu yang membawa marker DNA mikrosatelit tahan penyakit cenderungmeningkat setelah dipapar bakteri patogen V. harveyi, dan berbeda nyata dibandingkan dengan kontrolpada hari ke-6 setelah infeksi.

KATA KUNCI : udang windu, marker mikrosatelit tahan penyakit, Vibrio harveyi, total hemosit, aktivitasphenoloksidase

PENDAHULUAN

Udang windu (Penaeus monodon) merupakan salah satu spesies udang lokal yang dibudidayakandi Indonesia. Budidaya udang windu ini telah berkembang di tambak-tambak air payau, namunsejak tahun 1990-an, budidaya udang windu mengalami berbagai kasus kematian, baik akibatlingkungan perairan yang kurang mendukung maupun adanya serangan penyakit yang disebabkanoleh bakteri dan virus. Kasus ini tidak hanya terjadi di Indonesia (Atmomarsono, 2004), tetapi jugaterjadi di India (Sathish et al., 2004; Rout et al., 2005), Korea (Kim et al., 2004), China (Zhan et al.,2004), dan Amerika (Silva et al., 2004; Guevara & Meyer, 2005).

Bakteri Vibrio harveyi merupakan salah satu spesies bakteri penyebab munculnya penyakit vibrio-sis yang sangat meresahkan pembudidaya udang karena dapat menyebabkan kematian cultivan. InfeksiV. harveyi pada larva udang windu di perbenihan dapat menyebabkan kematian larva hingga 100%dan di areal pertambakan dapat mematikan udang remaja sebelum masa pemeliharaan 80 hari(Moriarty, 1998) serta menjadi pemicu munculnya infeksi sekunder dari virus bintik putih (white spotsyndrome virus-WSSV) (Gunarto & Mansyur, 2010; Rantetondok, 2011). Keberadaan bakteri ini ditandaidengan berpendarnya media pemeliharaan di malam hari. Bakteri Vibrio berpendar diketahui banyakmenyerang hewan budidaya seperti udang (Baticados et al., 1990; Karunasagar et al., 1994; Moriarty,1998; Zhang & Austin, 2000), beberapa spesies ikan dan kekerangan (Austin, 2006) bahkan jugakarang (Ben-Haim et al., 2003).

Berbagai upaya penanggulangan penyakit pada budidaya udang windu telah dilakukan dalamupaya peningkatan produksi udang windu. Pemberian immunostimulan seperti â-glukan, polisakarida,lipopolisakarida, vitamin C dan E serta vaksin, baik itu vaksin bakterin maupun vaksin rekombinan

Page 991 of 1000

Page 1 of 9

Page 2: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

976Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo)

hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan. Penemuan gen pengkode antimikrobapenaidin membuka peluang dalam peningkatan immunitas udang vaname L. vannameii secara genetikmelawan serangan patogen (Destoumieux, at al. 1999). Kim, at al. (2004) melaporkan bahwa induksiimun pada udang melalui vaksinasi dengan penggunaan rekombinan protein WSSV pada udangPenaeus chinensis, penggunaan vaksin RNA untai ganda (double-stranded RNA, dsRNA) pada udang L.vannamei (Robalino et al., 2004).

Perakitan strain udang windu tahan penyakit telah dirintis dengan memanfaatkan teknologitransgenesis melalui transfer gen antivirus PmAV (Parenrengi, 2009). Udang windu transgenik yangdihasilkan memperlihatkan resistensi yang lebih tinggi (24,5%) terhadap virus bintik putih (WSSV)dibandingkan dengan udang windu normal. Respon imun pada udang windu trangenik jugamemperlihatkan peningkatan setelah diuji tantang dengan bakteri berpendar Vibrio harveyi.

Pengembangan teknik identifikasi udang windu tahan penyakit menggunakan marker mikrosatelitDNA sebagai MAS (marker assisted selection) telah dilaporkan oleh Mukherjee & Mandal (2009), yangmenggunakan penanda mikrosatelit DNA sebagai penciri udang windu tahan penyakit denganmengamati dua populasi udang windu yang tahan dan tidak tahan penyakit terhadap penyakit virusbintik putih (White Spot Syndrome Virus WSSV). Hasil yang diperoleh menunjukkan adanya perbedaansidik jari DNA mikrosatelit yang sangat signifikan. In the disease-resistant population, we found onlyone microsatellite DNA band of 317 bp, whereas in disease susceptible population, we observed anadditional unique microsatellitePada populasi tahan penyakit, hanya ditemukan satu pita DNAmikrosatelit 317 bp, sedangkan pada populasi tidak tahan penyakit, terdapat sebuah pita tambahanDNA band of 71 bp. pada 71 bp. In our study, because we have collected both populations from thesame circumstances, so Pita pada 71 bp hanya ditemukan di populasi tidak tahan penyakit.

Teknik identifikasi udang windu tahan penyakit menggunakan marker mikrosatelit DNA denganmengacu pada Mukherjee & Mandal (2009), dan kajian penurunan marker tersebut pada udangwindu ke generasi berikutnya telah dilaporkan oleh Tenriulo et al., (2011). Selain terhadap WSSV,marker mikrosatelit tahan penyakit ini juga diharapkan dapat digunakan sebagai penciri ketahananpenyakit terhadap bakteri, mengingat bahwa udang windu mempunyai sistem imun yang non-spesifik(Braak, 2002). Berdasarkan hal tersebut, maka kajian respon imun udang windu yang membawamarker DNA mikrosatelit tahan penyakit yang ditantang dengan bakteri patogen V. harveyi perludilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk mendeteksi marker DNA mikrosatelit tahan penyakit, totalhemosit, dan aktivitas phenoloksidase pada udang windu yang membawa marker mikrosatelit tahanpenyakit setelah dipapar bakteri patogen V. harveyi.

BAHAN DAN METODE

Udang windu yang membawa marker mikrosatelit tahan penyakit dihasilkan dari induk yangtelah diidentifikasi membawa marker tersebut, dan sebagai kontrol digunakan udang windu yangberasal dari induk yang tidak membawa marker. Hewan uji yang digunakan (berat berkisar 10-15 g)dipelihara dalam wadah akuarium volume 15 L, diisi dengan air laut salinitas 30 ppt sebanyak 10 L/bak dan dilengkapi aerasi untuk mensuplai oksigen. Setiap wadah diisi sebanyak 1 ekor. Pakan komersildiberikan sebanyak 2 % dari bobot tubuh dan diberikan 2 kali sehari. Udang uji terlebih dahuludiadaptasikan dalam wadah akuarium selama 1 malam sebelum diinfeksi dengan V. harveyi.

Uji Tantang dengan Bakteri V. harveyi

Penelitian disusun dalam rancangan acak lengkap dengan 2 perlakuan dan 4 ulangan (1 ulangandigunakan untuk melihat sintasan). Perlakuan yang diujikan pada penelitian ini adalah:A : udang windu yang membawa marker tahan penyakit yang dipapar V. harveyi (106 CFU/mL)B : udang windu kontrol yang dipapar V. harveyi (106 CFU/mL)

Isolat V. harveyi diperoleh dari Laboratorium Kesehatan Ikan dan Lingkungan, BPPBAP Maros yangtelah diuji secara biokimia dan identifikasi molekuler berdasarkan sequensing 16S rRNA oleh Kadriah(2012). Infeksi dilakukan dengan cara menyuntikkan V. harveyi masing-masing sebanyak 0,1 mL/ekor.Konsentrasi bakteri yang disuntikkan adalah 106 CFU/mL, mengacu pada uji patogenisitas yang telah

Page 992 of 1000

Page 2 of 9

Page 3: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

977 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

dilakukan oleh Kadriah (2012). Bakteri disuntikkan pada bagian abdominal (intra-muscular) segmenke dua menggunakan jarum suntik volume 1 mL (26’’ gauge). Sebagai pembanding, disiapkan 1wadah untuk kontrol negatif, yakni udang windu kontrol yang diinjek dengan larutan fisiologissteril. Hewan uji kemudian dipelihara dan diamati morfologi, munculnya bercak hitam pada karapak/melanisasi hingga matinya hewan uji. Untuk pengamatan respon imun dilakukan pengambilan sampelhemolim pada hari ke-1, -2, dan -6 setelah infeksi. Pada akhir penelitian, dilakukan pengambilansampel otot/daging untuk diekstraksi DNAnya.

Ekstraksi Genom DNA

Daging udang diambil sebanyak 25-50 mg/ekor, kemudian dipreservasi dengan 250 µL BufferTNES-Urea dalam tabung eppendorf 1,5 mL (Asahida et al., 1996). Ekstraksi genom DNA dilakukanmenggunakan metode Fenol-Klorofom yang telah dikembangkan pada ikan kerapu oleh Parenrengiet al. (2010).

Analisis Marker DNA Mikrosatelit Tahan Penyakit

Amplifikasi fragmen dari sekuen mikrosatelit dilakukan dengan menggunakan mesin PCR denganprimer spesifik MsatPm-F (5’ GAT CAT CAT CAT CGG CTG TTT 3’) dan MsatPm-R (5’ TAA AAA TAC ACCGAT GAA AGG 3’) (Tenriulo et al., 2011). Reaksi PCR menggunakan RTG-PCR beads. Genom DNA sebagaitemplat sebanyak 1 ng dicampur dengan masing-masing 1,0 µM primer forward dan reverse, PCRdikondisikan dengan: Pre-denaturasi 94oC selama 3 menit, diikuti 35 siklus (denaturasi 94oC 30detik, annealing 54oC 30 detik, ekstensi 72oC selama 1 menit), dan ekstensi akhir 72oC selama 3menit.

Hasil PCR selanjutnya dipisahkan dengan menggunakan teknik elektroforesis. Untuk melihatkeberhasilan amplifikasi fragmen DNA target, 1 µl hasil PCR dielektroforesis pada gel agarose 3 %pada tegangan 50 Volt selama 2 jam dan didokumentasi dengan Gel Documentation System. Beratmolekul fragmen DNA ditentukan dengan menggunakan penanda Low Range DNA

Analisis mikrosatelit yang akan digunakan mengacu pada metode yang telah dikembangkan olehMukherjee & Mandal (2009). Untuk mengetahui udang windu yang resisten dilakukan analisiskeberadaan fragmen pada posisi 317 bp saja, tetapi udang yang tidak resisten memiliki indikatorkeberadaan fragmen mikrosatelit baik pada posisi 317 bp maupun pada posisi 71 bp.

Analisis Respon Imun

Respon ketahanan udang windu diamati melalui pengamatan kelangsungan hidup, dan analisisgambaran darah melalui pengamatan respon imun, meliputi total sel hemosit dan aktivitas PO(prophenol-oxydase). Pengambilan sampel hemolim untuk analisis PO dan total sel hemosit dilakukanpada hari ke-1, -2, dan -6 hari setelah injeksi. Pengamatan total sel hemosit dilakukan dengan carapengambilan hemolim sebanyak 0,1 mL dibagian pangkal kaki jalan ke-5 dengan menggunakansyringe volume 1 mL yang telah diberi antikoagulan (3,8% Na-sitrat) sebanyak 0,3 mL. Sampelselanjutnya dihomogenkan selama 5 menit, kemudian hemolim diteteskan ke haemositometer untukpenghitungan jumlah sel per mL di bawah mikroskop dengan pembesaran 40x. Penentuan jumlahsel dilakukan dengan mengacu pada rumus yang telah dikembangkan oleh Blaxhall & Daishley (1973).

Aktifitas phenoloksidase diukur menggunakan spektrofotometer, dengan melihat pembentukandopachrome yang dihasilkan dari L-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA). Hemolim sebanyak 0,1 mLditambahkan dengan antikoagulan 0,9 mL disentrifugasi dengan kecepatan 700 x g pada suhu 4oCselama 20 menit. Cairan supernatan dibuang dan pelet ditambahkan dengan 1 mL cacodylate-citratebuffer (sodium cacodylate 0,01 M, sodium clorida 0,45 M, trisodium citrate 0,1 M, pH 7,0), kemudiandisentrifugasi ulang pada kondisi yang sama. Pelet yang terbentuk ditambahkan 200 µL cacodylatebuffer (sodium cacodylate 0,01 M, sodium chlorida 0,45 M, calcium chloride 0,01 M, magnesiumchloride 0,26 M, pH 7,0). Larutan kemudian dibagi dua, yakni larutan pertama sebanyak 100 µLdiinkubasi selama 10 menit pada suhu 25oC dengan 50 µL trypsin (1 mg mL-1) sebagai elicitor. L-DOPA sebanyak 50 µL ditambahkan dan 5 menit kemudian ditambahkan lagi 800 µL cacodylatebuffer. Larutan kedua sebanyak 100 µL suspensi sel ditambahkan 50 µL cacodylite buffer (untuk

Page 993 of 1000

Page 3 of 9

Page 4: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

978Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo)

menggantkan trypsin) dan 50 µL L-DOPA dan digunakan sebagai kontrol untuk background aktivitasphenol-oksidase pada semua kondisi uji.

Analisis Data

Hasil pengamatan marker DNA dianalisis secara deskriptif. Data hasil pengukuran respon imundinyatakan dalam nilai rata-rata ± StDev. Total hemosit dan aktivitas phenoloksidase setelah ujitantang V. harveyi dilakukan melalui analisis uji T program SPSS 16.

HASIL DAN BAHASAN

Hasil analisis DNA mikrosatelit penanda udang windu tahan penyakit dari udang windu yangmembawa marker tahan penyakit menunjukkan adanya pita tunggal pada posisi sekitar 338 bp,sedangkan pada udang kontrol memiliki dua pita yaitu pada posisi sekitar 338 bp dan 50 bp (Gambar1). Sejalan dengan Mukherjee and Mandal (2009) yang telah mengamati dua populasi udang winduyang tahan dan tidak tahan terhadap penyakit WSSV melaporkan pada populasi tahan penyakithanya ditemukan satu pita DNA mikrosatelit pada 317 bp, dan pada populasi tidak tahan penyakitterdapat sebuah tambahan DNA band of 71 bp. pada 71 bp. Walaupun ada perbedaan panjang basayang kemungkinan disebabkan karena penggunaan primer yang berbeda, namun karenaperbedaannya sedikit dan profil DNAnya sangat mirip maka diyakini bahwa gen tersebut merupakanpenanda ketahanan penyakit pada udang windu. Dari penelitian sebelumnya yang dilakukan olehTenriulo et al., (2011), dilaporkan bahwa marker DNA mikrosatelit tahan penyakit pada udang yanghidup dan yang mati setelah dipapar dengan V.harveyi mempunyai similaritas 99% dengan sekuenDNA udang tahan penyakit yang terdapat di Bank Gen.

Keberadaan dua pita pada udang windu yang mati mengindikasikan bahwa udang tersebut tidaktahan terhadap penyakit. Tidak jelas mengapa alel 50 bp ada dalam populasi udang yang kontrol,namun alel 50 bp ini kemungkinan mempunyai peranan penting bagi perkembangan penyakit baikintegrasi ataupun menyebabkan gangguan urutan dari gen (Dale & Schantz, 2002)

Hasil penelitian awal (observasi) menunjukkan udang windu yang telah diinfeksi dengan bakteriV. harveyi memperlihatkan perubahan tingkah laku maupun morfologi. Perubahan ini berupa penurunanaktivitas, penurunan respon pakan, dan kemerahan pada ruas tubuh, udang berenang ke arahpermukaan air atau mendekati aerasi, dan hepatopankreas memucat hingga munculnya bercak-bercakhitam.

Setelah 24 jam respon udang mulai terlihat berbeda dimana udang yang membawa marker tahanpenyakit terlihat mulai aktif berenang dan bercak yang hitam mulai menghilang, sedangkan bercakpada udang kontrol terlihat cenderung meluas (Gambar 2). Hasil ini sejalan dengan pengamatan

Gambar 1. Hasil analisis DNA mikrosatelit penanda tahan penyakit padaudang windu kontrol (1-4), dan yang tahan penyakit (5-8)setelah dipapar dengan bakteri V.harveyi, M (geneRuler Low RangeDNA). Tanda panah menunjukkan posisi fragmen DNA target

analisis DNA mikrosatelit penanda tahan penyakit pada udang windu

1 2 3 4 5 6 7 8 M

300 bp

50 bp

Page 994 of 1000

Page 4 of 9

Page 5: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

979 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

visual terhadap udang tahan penyakit larva udang galah yang diinfeksi bakteri V. harveyi selama 48jam (Evan, 2009), menunjukkan gejala stress seperti nafsu makan rendah terlihat dari kurang responsifterhadap artemia, berenang tanpa arah, hepatopankreas terlihat pucat dan hancur, serta sampai terjadiperubahan warna tubuh dari transparan menjadi putih pucat. Hal yang sama dilaporkan Nasi et al.(2011) bahwa udang yang terserang vibriosis menunjukkan gejala yang terlihat seperti punggungkehitam-hitaman, bercak merah pada pangkal sirip, sisik tegak, bergerak lamban, keseimbanganterganggu, dan nafsu makan berkurang. Tanda-tanda klinis dari penyakit vibriosis adalah udangmenjadi lemah dalam pergerakannya, terjadi nekrosis, pertumbuhannya terhambat, larva udangmengalami keterlambatan dalam metamorfosis serta malformasi tubuhnya, pada keadaan gelap udangtampak seperti bercahaya (bioluminescence), usus udang kosong dan udang mengalami anoreksia(Karunasagar et al., 1994; Robertson et al., 1998).

Total hemosit udang tahan penyakit setelah diinfeksi tidak berbeda nyata (p>0,05) dibandingkandengan udang kontrol kecuali pada hari ke-6 setelah infeksi. Total hemosit yang didapatkan padapengamatan hari ke-1, -2, dan -6 pada udang windu tahan penyakit adalah 1,18, 1,21 dan 1,94 (x107 sel/mL) sedangkan pada kontrol adalah 0,185, 1,212, dan 0,586 (x 107 sel/mL). Pada udang tahanpenyakit terlihat pola nilai total hemosit yang meningkat pada hari ke-2 sedangkan pada udangkontrol menurun hingga hari ke-6 (Gambar 3). Hasil ini sejalan dengan pola total hemosit padaudang transgenik setelah ditantang dengan bakteri V.harveyi yang menunjukkan adanya kecenderungantotal sel hemosit udang windu berkurang setelah ditantang dengan bakteri patogen (Parenrengi etal., 2013), dimana total sel hemosit yang didapatkan pada pengamatan awal, hari ke-1, -3, dan -6

A B

Gambar 2. Udang uji yang mengalami nekrosis (panah)akibat infeksi bakteri pada udang tahan penyakit(A) dan kontrol (B)

Gambar 3. Total hemosit udang windu yang dipapar denganV. harveyi

0,000

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

Hari 1 Hari 2 Hari 6

Tota

l Hem

osit

(log

sel

/mL)

Hari setelah infeksi

Marker

Kontrol

Page 995 of 1000

Page 5 of 9

Page 6: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

980Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo)

pada udang windu normal adalah 0,37, 0,53, 1,13, 0,32 (x 107 sel/mL), sedangkan pada udangtransgenik adalah 0,62, 0,27, 1,57 dan 1,20 (x 107 sel/mL). Kanagu et al. (2010) melaporkan pemberianVitamin C, E dan â-1,3 glucan dapat meningkatkan total hemosit udang windu masing-masing menjadi17x106, 15x106 dan 18x106 sel/mL Total hemosit ini cenderung lebih rendah bila dibandingkan denganyang dilaporkan oleh Braak (2002) yaitu bahwa total hemosit udang windu (P. monodon) adalah5,09±1,77x107 sel/mL. Kemampuan udang windu memperbanyak sel hemosit menunjukkan adanyakemampuan dari udang tersebut untuk melakukan perlawanan terhadap serangan bakteri patogenV. harveyi.

Tampangallo et al. (2011) juga telah menjadikan total sel hemosit pada hemolim udang windusebagai indikator respon imun setelah dipapar dengan bakteri V. harveyi, dimana total hemosit udangwindu yang dipapar bakteri V. harveyi sebanyak 106, 104 dan 102 CFU/mL adalah masin-masing 2,0x107

sel/mL; 9,74 x106 sel/mL dan 7,23x106 sel/mL. Total hemosit dapat mempengaruhi kemampuan inanguntuk bereaksi melawan bahan asing dan berbagai respon terhadap infeksi, sehingga total hemositudang yang rendah sangat rentan terhadap patogen sebaliknya total haemosit yang meningkat dapatmenambah status kesehatan organsime karena berpeluang terbentuknya sel-sel fagositik yang sangatberperan dalam mengendalikan serangan mikroorganisme (Johansson et al., 2002)

Aktivitas phenoloksidase (PO) pada udang tahan penyakit tidak berbeda nyata (p>0,05)dibandingkan dengan udang kontrol kecuali pada hari ke-6. Pada udang tahan penyakit, nilai aktivitasPO yang didapatkan pada pengamatan hari ke-1, -2, dan -6 adalah 0,071, 0,030, dan 0,040, sedangkanpada kontrol adalah 0,095, 0,036, dan 0,022. Aktivitas phenoloksidase pada udang tahan penyakitmengalami penurunan pada hari ke-2 , dan meningkat di hari ke-6, sedangkan kontrol mengalamipenurunan hingga akhir pengamatan (Gambar 4). Karena sampel yang dianalisa dalam kegiatan inisedikit, maka dilakukan resampling dengan metode bootstrap. Pola yang sama dilaporkan oleh Parenrengiet al. (2013) dimana aktivitas PO pada udang transgenik mengalami penurunan pada hari ke-3,kemudian meningkat dan berbeda nyata pada hari ke-6 dengan udang non-transgenik.

Phenoloksidase merupakan salah satu bentuk pertahanan tubuh humoral krustase (Flegel &Sritunyalucksana, 2011). Menurut Braak (2002), kinerja sistem pertahanan tubuh terpusat pada sistemproPO. Enzim proPO dikonversi menjadi enzim fenoloksidase (PO) dengan bantuan enzim yangmengaktifkan profenoloksidase, prophenoloxidase activating enzyme (ppA). Enzim PO mengkatalisisoksidasi fenol menjadi kuinon, yang selanjutnya akan menyebabkan terjadinya melanisasi ditandaidengan pembentukan warna bercak gelap di bawah kulit. Enzim ini juga akan merangsang aktifnyareaksi biologis seperti fagositosis, enkapsulasi dan nodulasi (Rodriquez & Le Moullac, 2000;Sritunyalucksana & Söderhäll, 2000; Vargas-Albores & Yepiz-Plascencia, 2000 dalam Braak, 2002).

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

Hari 1 Hari 2 Hari 6

Aktiv

itas

phen

olox

ydas

e (u

nit)

Hari setelah infeksi

Marker

Kontrol

Gambar 4. Aktivitas phenoloxydase udang windu yang dipapardengan V. harveyi

Page 996 of 1000

Page 6 of 9

Page 7: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

981 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

KESIMPULAN

Seleksi udang windu tahan penyakit dapat dilakukan dengan menggunakan marker DNAmikrosatelit ketahanan penyakit sebagai MAS.

Total hemosit dan aktivitas phenoloksidase pada udang windu yang membawa marker DNAmikrosatelit tahan penyakit cenderung meningkat setelah dipapar bakteri patogen V. harveyi, danberbeda nyata dibandingkan dengan kontrol pada hari ke-6 setelah infeksi

UCAPAN TERIMA KASIH

Penelitian ini dibiayai oleh APBN dari DIPA Balai Riset Perikanan Budidaya Air Payau (BRPBAP)Maros, Tahun Anggaran 2013. Ucapan terima kasih disampaikan kepada seluruh staf peneliti danteknisi Laboratorium Bioteknologi dan Laboratorium Patologi BRPBAP Maros, yang telah membantupelaksanaan penelitian ini.

DAFTAR ACUAN

Asahida, T., Kobayasshi, K. Saitoh. And I. Nakayama. 1996. Tissue preservation and total DNA extrac-tion from fish sore at ambient temperature using buffer containing high concentration of urea.Fisheries Sciences, 62(5): 727-730.

Atmomarsono M., 2004. Pengelolaan kesehatan udang windu, Penaeus monodon di tambak. AkuakulturaIndonesiana 5(2):73-78.

Austin, B. and XH Zhang. 2006. Vibrio harveyi : A Significant Pathogen of Marine Vertebrates andInvertebrates. Lett. Appl. Microbiol, 43:119–124.

Baticados, M.C.L., Lavilla-Pitogo, C.R., Cruz-Lacierda, E.R., Pena, de la NA dan Sunaz. 1990. Studies onthe Chemical Control of Luminous LD Bacteria Vibrio harveyi and V. Splendidus Isolated from Dis-eased Penaeus monodon Larvae and Rearing Water. Diseases of Aquatic Organism, 9: 133-139.

Braak, K. Van den. 2002. Haemocytic Defence in Black Tiger Shrimp (Panaeus monodon). PhD thesis,Wageningen University – with ref. – with summary in Dutch. Nedherlands. 159 pages.

Ben Haim, Y., Thompson, F.L., Thompson, C.C., Cnockaert, M.C., Hoste, B., Swings, J. dan Rosenberg,E. (2003). Vibrio coralliilyticus sp. nov., a Temperature-Dependent Pathogen of the Coral PocilloporaDamicornis. Int J Syst Evol Microbiol, 53: 309–315.

Blaxhall, P.C., & Daysley, K.W. 1973. Routine haematological methods for use with fish blood. Journalof Fish Biology 5:577-581.

Dale, J.W., and Schantz, M,V. 2002. From Genes to Genom. University of Surrey, UK. 360 pDestoumieux, D., Bulet, P., Strub, J.M., Dorsselaer, A. and Bachere, E. 1999. Recombinant Expression

and Range of Activity of Penaeidins, Antimicrobial Peptides from Penaeid Shrimp. Eur. J. Biochemi-cal. 266 : 335-346.

Evan, Y. 2009. Uji ketahanan beberapa strain larva udang galah (Macrobrachium rosenbergii de Man)terhadap bakteri Vibrio harveyi. Skripsi. Program Studi Teknologi dan Manajemen Perikanan Budidaya,Departemen Budidaya Perairan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Institut Pertanian Bogor.Bogor.

Flegel, T.W. dan Sritunyalucksana, K. 2011. Shrimp Molecular Responses to Viral Pathogens. Journ.Marine Biotechnology. 13:587-607.

Guevara LIP, Meyer ML. 2006. Detailed monitoring of white spot syndrome virus (WSSV) in shrimpcommercial ponds in Sinaloa, Mexico by nested PCR. Aquaculture 251:33-45.

Gunarto dan Mansyur, A. 2010. Penambahan Tepung Tapioka Pada Budidaya Udang Penaeid di Tambak.Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur.

Johansson, M.W., Keyser, P., Sritunyalucksana, K., & Soderhall, K. 2002. Crustacean haemosytes andhaemotopoiensis. Aquaculture 191:45-92.

Kadriah, I.A.K. 2012. Analisis Keragaman Morfologi, Fisiologi dan Genetik serta Uji patogenitas Isolat-isolat Vibrio sp. Tesis. Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Bogor. 127 hal.

Kanagu, L., Senthilkumar, P., Stella, C. And Jaikumar, M. 2010. Effect of Vitamins C and E and â-1,3Glucan as Immunomodulators in P. monodon Disease Management.

Page 997 of 1000

Page 7 of 9

Page 8: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

982Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo)

Karunasagar, I, R Pai, GR Malathi dan Karunasagar, I. 1994. Mass Mortality of Penaeus monodon LarvaeDue to Antibiotic-Resistant Vibrio harveyi Infection. Aquaculture, 128: 203–209.

Kim, D.K., Jang, I.K., Seo, H.C., Shin, S.O., Yang, S.Y. dan Kim, J.W. 2004. Shrimp Protected from WSSVDisease by Treatment with Egg Yolk Antibodies (IgY) Againt a Truncated fusion Protein Derivatedfrom WSSV. Aquaculture, 237:21-30.

Mukherjee K, Mandal N. 2009. A microsatellite DNA marker developed for identifying diseases-resis-tant population of giant black tiger shrimp, Penaeus monodon. J. World Aquaculture Society 40:274-280.

Moriarty, D.J.W. 1998. Control of Luminous Vibrio Species in Penaeid Aquaculture Ponds. Aquaculture,168: 351-358.

Nasi L,. Slamet Budi P. dan Sarjito. 2011. Kajian Bakteri Penyebab Vibriosis Pada Udang Secara Biomolekuler.Jurnal. Hal: 12-13. Yogyakarta

Parenrengi, A., Alimuddin, Sukenda, Sumantadinata, K., Yamin, M., & Tenriulo, A. 2009. Cloning ofProAV Promoter Isolated From Tiger Prawn Penaeus monodon. Indonesian Aquaculture J. 4:1(1-13).

Parenrengi, A.,Tenriulo, A., Tampangallo,B.R dan Lante, S. 2013. Immune response of Penaeus monodonTiger Shrimp were exposed to the bacteria Vibrio harveyi. Laporan karya tulis ilmiah (KTI) BalaiRiset Perikanan Budidaya Air Paya Maros, 14 hal

Parenrengi, A. 2010. Peningkatan Resistensi Udang Windu Penaeus monodon terhadap Penyakit WhiteSpot Syndrome Virus Melalui Transfer Gen Penaeus monodon Antiviral. Desertasi. Sekolah PascasarjanaInstitut Pertanian Bogor.

Rantetondok, A., 2011. Penyakit dan Parasit Budidaya Ikan/Udang dan Pengendaliannya. Buku. BrilliantInternasional. Surabaya. 132 hal.

Robalino, J., Browdy, C.L., Prior, S., Metz, A., Parnell, P., Gross, P., dan Warr, G. 2004. Induction ofAntiviral Immunity by Doublestranded RNA in a Marine Invertebrata. Jour. of Virology. 78(19):10442– 10448.

Sathish S, Selvakkumar C, Hameed ASS, and Narayanan RB. 2004. 18-kd protein as a penanda todetect WSSV infection in shrimps. Aquaculture 238:39-50.

Tampangallo, B.R. dan Susianingsih, E. 2011. Total Hemosit Udang Windu (P. monodon) yang Dipapardengan Bakteri V. harveyi. Makalah disampaikan pada Forum Inovasi Teknologi Akuakultur. Denpasar-Bali.

Tenriulo, A., A. Parenrengi, Alimuddin. 2011. Pengembangan teknik identifikasi udang windu (Penaeusmonodon) resisten penyakit menggunakan marker mikrosatelit DNA. Laporan karya tulis ilmiah(KTI) Balai Riset Perikanan Budidaya Air Payau, Maros, 10 hal.

Zhang, X.H. dan Austin, B. 2000. Pathogenicity of Vibrio harveyi to Salmonids. J. Fish Dis, 23: 93–102.

Page 998 of 1000

Page 8 of 9

Page 9: RESPONS IMUN UDANG WINDU, Penaeus monodon YANG … · Respons imun udang windu yang membawa marker ..... (Andi Tenriulo) 976 hingga ke transfer gen antibakteri telah banyak dilakukan.

983 Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2014

DISKUSI

Nama Penanya:Joni Haryadi

Pertanyaan:Sampel/udang di tempat yang tidak baik?

Tanggapan:Kami uji di tempat yang baik, belum dilakukan di tempat yang lingkungannya tidak baik.

Nama Penanya:Alimudin

Pertanyaan:Respon terhadap haemocyte dan mekanisme marker terhadap daya tahan udang?

Tanggapan:Total haemocyte dijadikan parameter karena haemocyte merupakan pengendali pusat danpertahanan udang. Untuk membuktikan denan udang yang tidak membawa marker microsatellite.

Nama Penanya:Melta Rini Fahmi

Pertanyaan:Pembacaan microsatellite seperti membaca strand dna biasa.

Tanggapan:Sekuen sudah dilakukan dan dikomparasi dengan bank gen dan simularitasnya mencapai 95%.

Nama Penanya:Heni dari Charoen Pokphand

Pertanyaan:Respon imun udang ada banyak cara pengujian, kenapa tidak dilakukan uji lain seperti SR? Yangdimaksud dengan udang tahan/tidak? Pada treatment ada kenaikan dibandingkan kontrol? Tidakdilakukan pada stage dimana rawan seragam bakteri?

Tanggapan:Uji lain sudah dilakukan namun ditulis dalam makalah yang berbeda. Udang dapat mempertahankandari serangan bakteri dimana sistem numoralnya bekerja dan mampu recovery sedangkan yangtidak berarti metabolismenya tidak bagus sehingga tidak tahan. Mencoba melihat di ukuran besardengan metode injeksi langsung bukan perendaman seperti di stadia juvenil dan mendeteksiindividu yang membawa marker.

Page 999 of 1000

Page 9 of 9