473 PERUBAHAN HISTOLOGI, PROTEIN HEMOLIMP DAN

473
Perubahan histologi, protein hemolimp dan ... (Gusti Ngurah Permana)
PERUBAHAN HISTOLOGI, PROTEIN HEMOLIMP DAN EKSPRESI ALLOZYME
(GPI, PGM, EST, SOD DAN SP) PADA UDANG L. vannamei SELAMA INFEKSI
TAURA SYNDROME VIRUS (TSV)
Gusti Ngurah Permana*), Haryanti*), dan Rustidja**)
Balai Besar Riset Perikanan Budiaya Laut
Jl. Br. Gondol Kecamatan Gerokgak Kabupaten Buleleng, Kotak Pos 140, Singaraja, Bali 81101
E-mail: [email protected]
**)
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya Malang
*)
ABSTRAK
Kasus infeksi virus terutama TSV (Taura Syndrome Virus) pada pemeliharaan udang vaname masih merupakan
kendala utama dalam keberhasilan produksi udang. Kenyataan adanya sifat toleran terhadap respons infeksi
TSV tersebut mendorong untuk dilakukan penelitian tentang performansi histologi, protein haemolymph
dan ekspresi enzim (GPI, PGM, EST, SOD, dan SP) pada udang yang sehat, toleran, dan terinfeksi TSV.
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi secara seluler dan enzimatik dari perubahan
performansi dari pada udang vaname yang sehat, toleran, dan moribund. Hasil dari penelitian ini terlihat
adanya perubahan keragaan histologi hepatopankreas dan protein haemolymph menunjukkan perbedaan
pada kelompok udang turunan pertama (F-1) yang toleran terhadap infeksi TSV dengan udang SPF. Hal yang
sama juga terlihat dari perbedaan pola ekspresi enzim EST, SOD, dan SP, hal ini kemungkinan akibat dari
mekanisme pertahanan udang dalam melawan infeksi TSV yang terekspresi sebagai interaksi kebal (imun).
Namun demikian, belum dapat diyakinkan secara pasti bahwa ekspresi EST, SOD, dan SP mampu berdiri
sendiri, tetapi diduga oleh adanya pengaruh interaksi dengan tekanan stres serta kondisi lingkungan.
KATA KUNCI:
enzim, toleransi, SPF, Taura Syndrome Virus, udang vaname
PENDAHULUAN
Keterpurukan produksi udang windu nasional telah membuka peluang terhadap udang introduksi.
Beberapa kelebihan udang introduksi yang dipromosikan adalah bersifat bebas dari beberapa jenis
patogen (SPF), cepat tumbuh dan relatif tahan terhadap perubahan lingkungan. Dengan adanya
pemberian rekomendasi impor bagi udang Litopenaeus vannamei dan L. stylirostris pada tahun 1999
oleh Direktorat Jenderal Perikanan Budidaya, bisnis udang beralih pada kedua spesies tersebut. Pada
awal perkembangannya induk udang L. vannamei yang digunakan dalam pembenihan adalah indukinduk yang diimpor dari Hawaii dan Florida. Namun sejalan dengan keberhasilan pembudidayaannya
permasalahan adanya infeksi Taura Syndrome Virus pada budidaya udang ini mengakibatkan kerugian
yang cukup signifikan.
Untuk mengevaluasi status kesehatan pada budidaya udang, sekarang ini petambak umumnya
hanya berdasarkan beberapa variabel, yang mencakup produktivitas yaitu sintasan, mortalitas, laju
pertumbuhan, FCR (feed conversion ratio), variasi ukuran, dan perubahan warna bagian tubuh. Di
samping itu juga, berdasarkan uji stres, tingkah laku, fisik, dan pengujian isi usus (Brock & Main,
1994). Kejadian infeksi dapat dideteksi lebih spesifik dengan histopatologi, elektron mikroskop dan
metode immuno-cytochemical (Brock & Main, 1994) serta molekuler DNA dan RNA dengan PCR (Polymerase Chain Reaction). Kondisi dan perubahan histologi dari hepatopankreas dapat menjadi salah
satu indikator kesehatan udang baik secara makroskopis maupun mikroskopis. Hepatopankreas
terletak pada cephalotorax yang merupakan salah satu organ yang dapat memproduksi enzim-enzim
pencernaan, menyimpan hasil metabolisme dan membuang sisa metabolisme tersebut. Organ tersebut
sangat vital karena memiliki fungsi yang sama dengan organ hati dan pankreas pada mamalia. Menurut
Karin (2002), organ hepatopankreas pada udang terdiri atas tubuli yang tertutup dan produksi enzimenzim yang dialirkan melalui duktus hepatopankreatikus. Secara umum, satu parameter kesehatan
idealnya dapat merefleksikan satu fungsi kebal (imun) yang relevan dihubungkan dengan kondisi
kesehatan dan mudah untuk diukur dan diamati. Haematologi merupakan salah satu dari perangkat
“(tools)” diagnostik tentang penyakit udang. Haemolymph akan merespons tidak lama setelah terjadi
infeksi atau aplikasi stimulus. Indikator tersebut mampu untuk mendemonstrasikan tingkatan infeksi
Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2010
474
dini, akut atau kronis. Kemampuan pertahanan udang L. vannamei terhadap infeksi taura syndrome
virus (TSV), perlu diketahui baik dari segi kekabalan tubuh udang serta genetiknya.
Adanya sifat toleran dari udang L. vannamei terhadap infeksi TSV dapat dilihat dari beberapa
parameter di antaranya adalah perbedaan struktur histologi dari hepatopankreas pada udang yang
tidak terinfeksi (sehat) dan terinfeksi TSV serta ekspresi protein enzim. Beberapa peneliti menyatakan
bahwa ekspresi allozyme polimorfisme dan heterosigositas dapat dipengaruhi oleh stres lingkungan
(Nevo, 1986; Ben-Shlomo & Nevo, 1988). Lebih lanjut Yap et al. (2004) mengemukakan adanya korelasi
yang positif antara kandungan metal dengan allozyme polimorfisme pada kerang hijau, Perna viridis.
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui performansi perubahan histologi, protein hemolimph,
dan pada ekspresi protein allozyme pada udang L. vannamei yang bersifat SPF, turunan pertama (F-1)
sehat, terinfeksi Taura Syndrome Virus (TSV) dan moribund serta enzim polimorfisme sebagai biomarker.
MATERI DAN METODE
Sampel Udang L. vannamei
Sampel udang L. vannamei yang digunakan adalah udang yang bebas virus atau tidak terinfeksi
virus (SPF: spesific pathogen free) asal Florida dan turunan pertama (F-1) sehat masing-masing sebanyak
15 ekor. Demikian pula udang turunan pertama (F-1) yang terinfeksi TSV dan masih bertahan hidup
dan moribund diambil masing-masing sebanyak 15 ekor. Penentuan SPF, sehat dan terinfeksi dideteksi
dengan PCR menggunakan Kit IQ-2000.
Analisis Histologi
Sampel udang difiksasi dengan formalin 10% dengan tujuan mempertahankan sel-sel agar tidak
rusak dan disimpan selama 24 jam dalam suhu ruang. Selanjutnya setelah 24 jam sampel dicuci
dengan akuades untuk menghilangkan larutan fiksasi tersebut. Tahap berikutnya adalah dehydrasi
dilakukan dengan merendam dalam alkohol bertingkat yaitu 70%, 90%, dan alkohol absolut masingmasing selama 45 menit. Proses penjernihan atau clearing menggunakan larutan xylol masing-masing
selama 45 menit. Langkah penanaman sampel (embedding) dilakukan dengan menggunakan parafin
cair yang dipanaskan dalam oven pada suhu 60°C dan pembuatan blok (blocking). Pengirisan (sectioning) dilakukan pada terhadapi irisan hepatopankreas yang tipis dan dicuci dengan air dingin, kemudian
ditempelkan pada pada objek gelas selanjutnya dicelupkan ke dalam water bath suhu 40°C-50°C.
Tahapan terakhir dari proses ini adalah staining menggunakan hematoxylin-eosin.
Total Protein Hemolymph
Haemocyte Lysate Supernatant (HLS) dipersiapkan dari haemolymph yang diambil dari udang sebanyak
0,1 mL; ditambahkan 0,4 mL larutan KC-199 dan disentrifugasi dengan kecepatan 2.500 rpm selama
10 menit pada suhu 4°C. Hemosit dicuci dan dikumpulkan dalam buffer cacodylate dingin (CAC) pH-7.
Selanjutnya larutan tersebut disentrifugasi dengan kecepatan 15.000 rpm selama 20 menit pada
suhu 4°C. Pengukuran Total Protein Haemolymph (TPH) menggunakan mesin Gene quant. Standar
menggunakan blanko BSA dalam PBS bufer dengan panjang gelombang 560 nm, selanjutnya sebanyak
70 μ volume HLS dimasukkan dalam cuvet dan dilakukan pengukuran. Hasil pengukuran merupakan
konsentrasi TPH dalam mg/mL.
Allozyme Elektroforesis
Analisis allozyme dan prosedur staining dilakukan sesuai dengan metode yang dikembangkan
oleh Sugama (1991). Untuk mengkonfirmasi ekspresi pita yang muncul dilakukan analisis dengan
program TFPGA (tool for population genetic analysis) versi 1.3 dengan sistem komputerisasi.
HASIL DAN BAHASAN
Perubahan Struktur Histologi
Struktur histologi udang L. vannamei yang bersifat SPF dari Florida, turunan pertama (F-1) sehat,
turunan pertama (F-1) yang toleran terhadap infeksi TSV dan turunan pertama (F-1) moribund
475
Perubahan histologi, protein hemolimp dan ... (Gusti Ngurah Permana)
ditunjukkan pada Gambar 1. Sel-sel dari hepatopankreas berbentuk kolumner poligonal dan bentuknya
dapat berubah-ubah pada waktu makan. Tubulus hepatopankreas terlihat dengan jelas pada udang
L. vannamei yang bersifat SPF dari Florida, turunan pertama (F-1) sehat, turunan pertama (F-1) toleran
dan tersusun oleh tubulus yang padat. Sedangkan pada udang turunan pertama (F-1) moribund
tampak beberapa ruang kosong di antara sel penyusun tubulus. Jaringan pengikat intertubularis
menebal yang mengakibatkan jarak antar tubulus menjadi saling berjauhan dan dijumpai inti sel
piknotik. Pada udang turunan pertama F1-toleran terhadap TSV terlihat tubulus hepatopankreas
tersusun cukup padat (Gambar 1c). Sel tubulus dalam lobuli tampak bervariasi yang menunjukkan
adanya aktivitas metabolisme pada hepatopankreas. Proses degenerasi hidrofik sebagai respons adanya
infeksi TSV akan membentuk vokuola di dalam sel-sel penyusun tubulus dengan jumlah yang banyak
sehingga mampu memproduksi enzim, dan mensekresinya, Lebih lanjut Aspan et al . (1995),
menyatakan bahwa hemocyanin dapat diproduksi pada hepatopankreas dan dalam sistem pencernaan
yang baik dapat meningkatkan sistem kekebalan (imunitas) udang dalam melawan infeksi.
B
A
2
1
4
3
C
D
3
5
(Scale bar Ш =121,19 μ dan magnifikasi 2x).
Gambar 1. Struktur histologi hepatopankreas udang L. vannamei yang bersifat SPF dari Florida
(A), turunan pertama (F-1) sehat (B), F-1-toleran (C), dan F-1-moribund (D), (1)
tubulus bentuk kolumner poligonal, (2) jaringan pengikat ekstratubularis, (3)
vokuola (4) inti sel normal, (5) inti sel piknotik
Histologi dari jaringan daging abdomen tidak memperlihatkan adanya nekrotik, tetapi pada
beberapa bagian terjadi kemerosotan (degeneration) pada serat otot daging (Gambar 2d).
Total Protein Hemolymph (TPH)
Nilai total protein hemolymph dalam HLS tertinggi diketahui pada udang L. vannamei turunan
pertama (F-1) toleran yaitu sebesar 0,751 mg/mL; F-1 sehat 0,744 mg/mL; dan SPF Florida 0,691 mg/
mL; serta nilai terendah adalah F-1 moribund 0,665 mg/mL (Gambar 3). Nilai pada setiap kelompok
tidak berbeda nyata (P>0,05). Namun secara keseluruhan nilai total protein hemolymph udang L.
vannamei pada semua kelompok sampel lebih tinggi jika dibandingkan dengan jenis udang lainnya
seperti pada udang coklat (Crangon crangon), Squat lobster (Galathea strigosa), dan Norway lobster
(Neprophs norvegicus) dengan total protein hemolymph dalam HLS adalah 0,5 mg/mL (Chisholm &
Smith, 1995).
Tingkat perubahan komponen plasma telah diamati dengan berbagai kondisi fisiologis yang
berbeda pada invertebrata. Hal ini dapat terlihat dari adanya perubahan dalam komposisi protein
selama siklus moulting (Chen & Cheng, 1993) dan terjadinya penurunan Total Protein Hemolymph
(TPH) selama infeksi (Ford, 1986). Kondisi nutrisi dan kesehatan, serta beberapa faktor lingkungan
seperti suhu (Oliver & Fisher, 1995), salinitas (Dall, 1974; Chen et al., 1994a) dan amoniak (Chen et
al. 1994b) juga memperlihatkan adanya pengaruh terhadap protein haemolymph.
476
Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2010
A
B
C
D
(Scale bar Ш = 400 μ).
Gambar 2. Struktur histologi daging udang L. vannamei yang bersifat SPF dari
Florida (A), turunan pertama (F-1) sehat (B), F-1-toleran (C), dan F-1moribund (D). Kemerosotan pada serat otot (tanda panah)
1
m g/m l
0.8
0.6
0.4
0.2
0
SPF Florida
F1 sehat
F1 toleran
F1 moribund
Gambar 3. Pola total protein hemolymph L. vannamei yang bersifat
SPF dari Florida, turunan (F-1) sehat, turunan (F-1) yang
toleran terhadap infeksi TSV dan F-1-moribund
Ekspresi total protein hemolymph dalam HLS pada sarcoplasmic protein dengan analisis allozyme
elektroforesis terlihat pada (Gambar 4). Ekspresi protein tidak terdapat perbedaan, namun pola pita
pada udang L. vannamei yang bersifat SPF dari Florida terlihat memiliki relatif mobilitas lebih tinggi
atau berat molekul protein lebih tinggi jika dibandingkan dengan turunan pertama (F-1) sehat, (F-1)
yang toleran terhadap infeksi TSV dan F-1-moribund.
Ekspresi Genetik dengan Analisis Allozymes Elektroforesis
Aktivitas Enzim
Enzim yang terekspresi merupakan protein yang mencerminkan informasi genetik berupa gen
yang terdapat dalam lokus-lokus pada kromosom (Watson et al., 1998). Pada umumnya di dalam sel,
477
Perubahan histologi, protein hemolimp dan ... (Gusti Ngurah Permana)
1 2 3
4 5 6
7 8 9 10 11 12
Gambar 4. Ekspresi dari total protein hemolymph pada HLS dalam
sarcoplasmic protein; 1-3 (udang yang bersifat SPF dari
Florida), 4-6 (F-1- moribund), 7-9 (F-1-toleran) dan 10-12
(F-1-sehat) dengan analisis allozyme elektroforesis
enzim berfungsi sebagai pemelihara, di mana enzim berfungsi untuk membantu proses metabolisme
dasar yang diperlukan oleh sel. Namun demikian ada beberapa enzim yang mengatur atau membantu
proses metabolisme hanya pada sel-sel tertentu (Sugama et al., 1996). Aktivitas beberapa enzim
pada udang L. vannamei yang bersifat SPF dari Florida, (F-1) sehat, turunan pertama F-1 toleran, F-1moribund terlihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Aktivitas enzim pada udang L. vannamei yang bersifat SPF dari
Florida, turunan pertama (F-1)-sehat, F-1-toleran dan F-1-moribund
dengan menggunakan allozyme elektroforesis
Keterangan:
*
: udang L. vannamei dengan sifat SPF yang di impor dari Florida
++ : aktivitas tinggi
+ : aktivitas rendah
: tidak ada aktivitas
SPF : Specifik Pathogen Free
Semua enzim yang dianalisis pada setiap kelompok sampel menunjukkan aktivitas yang hampir
sama, namun enzim SOD dan AAT pada kelompok udang turunan pertama (F-1)-moribund tidak
aktif. Menurut Cohen (1997), menyatakan bahwa SOD dan AAT merupakan enzim yang berperan
penting dalam melindungi sel dari adanya radikal bebas di dalam tubuh yang diakibatkan oleh
adanya pemicu seperti stres, invasi virus serta neurotransmitter yang tidak seimbang. Namun demikian,
kemampuan enzim ini untuk bertindak sebagai salah satu anti-mikroba pada krustase dalam sistem
pertahanan tubuh masih belum diketahui.
Deskripsi Lokus
Hasil deskripsi lokus dari 8 enzim yang dianalisis (ADH, MDH, GPI, PGM, SP, SOD, AAT, dan EST)
terdeteksi 15 lokus pada udang turunan pertama (F-1) yang toleran terhadap infeksi TSV, 13 lokus
pada udang yang bersifat SPF dari Florida dan F-1 sehat, sedangkan hanya 12 lokus terdeteksi pada
udang F-1-moribund. Jumlah lokus tertinggi pada F-1-toleran, hal ini dapat dimungkinkan karena
kemampuan udang dalam mengaktifasi beberapa lokus enzim yang ada dalam tubuhnya untuk
478
Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2010
melewati fase akut. Selain itu, adanya posisi relatif lokus dalam sel yang dapat berubah oleh karena
adanya mutasi gen.
Lokus yang terdeteksi pada semua kondisi udang L. vannamei (sifat SPF-Florida, F-1-sehat, F-1toleran, dan F-1-moribund) diketahui, semuanya bersifat monomorfik (Tabel 2). Hal ini dapat terjadi
karena induk udang L. vannamei yang bersifat SPF dari Florida yang dipergunakan dalam breeding
merupakan hasil selektif breeding yang telah terseleksi dengan homozigositas tinggi.
Tabel 2. Jumlah lokus yang terdeteksi pada udang L.
vannamei bersifat SPF turunan pertama (F-1) sehat,
F-1-toleran, dan F-1-moribund
Enzim
Lokus
SPF Florida F1-Sehat F1-Toleran F1-Moribund
ADH
Adh-1*
Adh-1*
Adh-1*
Adh1*
MDH
Mdh-1*
Mdh-2*
Mdh-1*
Mdh-2*
Mdh-1*
Mdh-2*
Mdh-1*
Mdh-2*
GPI
Gpi-1*
Gpi-1*
Gpi-1*
Gpi-2*
Gpi-1*
PGM
Pgm-1*
Pgm-1*
Pgm-1*
Pgm-1*
Sp-1*
Sp-2*
Sp-3*
Sp-1*
Sp-2*
Sp-3*
Sp-1*
Sp-2*
Sp-3*
Sp-4*
Sp-1*
Sp-2*
Sp-3*
SOD
Sod-1*
Sod-1*
Sod-1*
-
AAT
Aat-1*
Aat-2*
Aat-1*
Aat-2*
Aat-1*
Aat-2*
Aat-1*
Aat-2*
EST
Est-1*
Est-2*
Est-1*
Est-2*
Est-1*
Est-2*
Est-1*
Est-2*
SP
Keterangan: (“) : tidak ada aktivitas; (*) : lokus enzim
Perbedaan lokus enzim yang mengontrol sifat toleran dapat terlihat pada enzim GPI yang dikontrol
oleh dua lokus yaitu Gpi-1* dan Gpi-2 sedangkan pada udang yang lainnya hanya terdapat 1 lokus
yaitu Gpi-1*. Lokus Gpi-2 diduga merupakan pengontrol kemampuan daya tahan terhadap infeksi
virus. Lebih lanjut menurut Haris & Hopkinson (1976), menyatakan bahwa enzim GPI merupakan
golongan enzim yang berperan dalam mengontrol metabolisme karbohidrat terutama pada lintasan
pentosa fosfat dan dapat mengontrol pertumbuhan. Adanya infeksi virus TSV dimungkinkan akan
mempengaruhi metabolime dari udang dan pada akhirnya akan mengganggu pertumbuhan dari
udang tersebut.
Demikian juga halnya dengan enzim SP dikontrol oleh 4 lokus yaitu Sp-1*, Sp-2*, Sp-3*, dan Sp-4*
pada turunan pertama (F-1) yang toleran terhadap infeksi TSV sedangkan pada udang lainnya hanya
terdapat 3 lokus yaitu Sp-1*, Sp-2*, dan Sp-3*. Sarcoplasmic protein merupakan gugus protein total
yang terekspresi secara kualitatif pada udang, ekspresi lokus Sp-4* merupakan kemampuan dari
udang L. vannamei untuk mengaktifasi enzim tersebut sebagai internalisasi pertahanan diri.
Alcohol Dehydrogenase (ADH)
Aktivitas ADH terdeteksi pada jaringan daging, dengan pita bergerak kearah kutub positif. Lokus
ADH hanya disusun oleh satu alel homozigot dan mengindikasikan tidak ada perbedaan variasi
genetik (monomorfik) dengan struktur enzim monomer. Skema pola pita ADH seperti Gambar 5.
479
Perubahan histologi, protein hemolimp dan ... (Gusti Ngurah Permana)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Adh-1
Gambar 5. Performansi pola pita ADH pada udang
L. vannamei yang mempunyai sifat
toleran terhadap infeksi TSV
Enzim ADH (E.C. 1.1.1.1) ini mempunyai kemapuan dalam mengontrol daya tahan terhadap
penyakit (Sugama, 1996). Lebih lanjut Astirin (2006) menerangkan bahwa enzim ADH ini dapat
digunakan sebagai marker ketahanan penyakit karena enzim ini dapat terekspresi pada semua
kolompok udang windu, Penaeus monodon yang tahan terhadap H2S.
Malate Dehydrogenase (MDH)
Enzim MDH terekspresi keberadaannya pada jaringan daging dan keseluruhan dari enzim ini
menunjukkan pola yang sama (Gambar 4). Enzim ini bergerak menuju kutub positif. Semua populasi
dikontrol oleh dua lokus yaitu MDH-1* dan MDH-2*. Masing-masing lokus memiliki struktur
monomorfik. Skema pola pita Mdh ditunjukkan pada Gambar 6.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Mdh-1
Mdh-2
Gambar 6. Performansi pola pita MDH pada udang L.
vannamei yang toleran terhadap infeksi TSV
Enzim MDH (E.C. 1.1.1.37) terdapat dalam siklus asam sitrat yang berlangsung di dalam
mitokondria, enzim ini diduga berperan dalam stabilitas dan sensitivitas kinetik protein, sehingga
mempunyai toleransi terhadap adaptasi suhu (Dahlhoff & Somero, 1993).
Glucose Phospate Isomerase (Gpi)
Glucose phospate isomerase (E.C. 1.1.1.49) terdeteksi pada daging, dengan pola pergerakan pita
menuju ke arah positif. Ekspresi pita sangat jelas dengan dikontrol oleh 1 lokus Gpi-1 (homozigot).
Perbedaan aktivitas enzim ini pada udang yang toleran terhadap infeksi TSV adalah munculnya lokus
Gpi-2*. Pola pita GPI dari elektroforesis seperti terlihat pada Gambar 7.
Glucose phosphate isomerase merupakan golongan enzim yang berfungsi dalam mengontrol
pertumbuhan, selain itu, enzim GPI dan 6-PGD diperlukan dalam reaksi metabolisme karbohidrat
(Haris & Hopkinson, 1976; Permana et al., 2006).
Superoxide Dismutase (SOD)
Enzim SOD terekspresi keberadaannya pada jaringan daging, dan secara keseluruhan enzim ini
menunjukkan pola yang sama dengan satu lokus yaitu Sod-1*. Enzim ini bergerak menuju kutub
positif dan memiliki struktur monomorfik.
480
Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2010
Gpi-1
Gpi-2
Gambar 7. Performansi pola pita GPI pada udang L.
vannamei yang toleran terhadap infeksi TSV
Skema pola pita SOD dari elektroforesis seperti terlihat pada Gambar 8.
Superoxide dismutase (E.C. 1.15.1.1) adalah enzim detoksikasi yang dapat dijumpai dalam semua
organisme aerob untuk mengkatalisis dismutasi radikal seperoksida menjadi molekul oksigen dan
hydrogen peroxide. Enzim SOD diproduksi dalam tubuh hewan sebagai antioksidan, tetapi jumlahnya
akan menurun tajam ketika banyak terjadi kerusakan metabolisme sel (Cohen, 1997).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Sod-1
Gambar 8. Performansi pola pita SOD pada udang L.
vannamei yang toleran terhadap infeksi TSV
Phospoglucomutase (PGM)
Phospoglucomutase (E.C. 2.7.5.1) terdeteksi keberadaannya pada jaringan daging, dengan
mobilitas bergerak ke arah kutub positif. Struktur enzim ini monomer dengan ekspresi sama pada
semua kelompok sampel, maka dapat dikatakan tidak terdapat keragaman genetik. Skema pola pita
PGM dari elektroforesis seperti terlihat pada Gambar 9.
Menurut Lehninger (1982), peran enzim Pgm adalah dalam pemindahan gugus fosfat yaitu dalam
metabolisme glukose-6-P pada lintasan asam uronat. Enzim ini mengkatalis reaksi dari glukosa 6-P
menjadi glukosa 1-P pada jalur glikogenesis. Pada pembentukan heparin enzim ini juga berfungsi
sebagai pemindah gugus posfat dari glukosamin 6-P menjadi glukosamin 1-P.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Pgm-1
Gambar 9. Performansi pola pita PGM pada udang L.
vannamei yang toleran terhadap infeksi TSV
481
Perubahan histologi, protein hemolimp dan ... (Gusti Ngurah Permana)
Aspartate Aminotransferase
Enzim AAT (E.C. 2.6.1.1) ini aktif pada jaringan daging, dengan mobilitas ke arah positif. Ekspresi
pita dari enzim ini cukup jelas dan dikontrol oleh 2 lokus yaitu Aat-1* dan Aat-2*. Skema pola pita
AAT dari elektroforesis seperti terlihat pada Gambar 10.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Aat-1
Aat-2
Gambar 10. Performansi pola pita AAT pada udang L.
vannamei yang toleran terhadap infeksi TSV
Sarcoplasmic Protein (SP)
Aktivitas enzim Sarcoplasmic protein ditemukan pada jaringan daging pada kutub positif dan
dikontrol oleh masing-masing 3 lokus kecuali pada udang turunan pertama (F-1) yang toleran terhadap
infeksi TSV dikontrol oleh 4 lokus. Namun demikian semuanya terlihat homozigot. Skema pola pita
SP dari elektroforesis terlihat pada Gambar 11.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Sp-1
Sp-2
Sp-3
Sp-4
Gambar 11. Performansi pola pita SP pada udang L.
vannamei yang toleran terhadap infeksi TSV
Esterase (EST)
Enzim esterase (E.C. 3.1.1.1) terekspresi keberadaannya pada hepatopankreas dan dikontrol oleh
dua lokus yaitu Est-1* dan Est-2*. Kedua lokus ditemukan pada semua kelompok sampel. Pola pita
hasil elektroforesis Est dapat dilihat pada Gambar 12.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Est-1
Est-2
Gambar 12. Performansi pola pita EST pada udang L.
vannamei yang toleran terhadap infeksi TSV
Prosiding Forum Inovasi Teknologi Akuakultur 2010
482
KESIMPULAN
1. Performansi histologi hepatopankreas udang L. vannamei terlihat adanya perubahan pada kelompok
udang turunan pertama (F-1) yang moribund terhadap infeksi TSV dengan kelompok lainnya.
2. Nilai total protein haemolymph tertinggi terdapat pada udang yang toleran terhadap infeksi TSV,
sedangkan ekspresinya pada Sarcoplasmic protein tidak terdapat perbedaan. Pola pita pada udang
L. vannamei yang bersifat SPF dari Florida relatif memiliki mobilitas tinggi sehingga berat molekul
protein lebih tinggi yang disinyalir mempunyai peran terhadap ketahanan tubuh udang.
3. Hasil analisis allozymes tidak dapat mengekspresikan adanya polimorfisme tetapi terjadi aktivitas
enzim yang tinggi pada ADH, SOD, GPI, dan SP serta jumlah lokus yang lebih banyak terkait dalam
mengontrol ketahanan tubuh udang.
DAFTAR ACUAN
Astirin, O.P. 2006. Ekspresi genetik udang windu (Penaeus monodon Fab.) sebagai respons ketahanan
terhadap pencemar hidrogen sulfida. Disertasi. Program Doktor Ilmu Pertanian Universitas Brawijaya
Malang, hlm. 89-128.
Aspan, A.T., Huang, L.C., & Soderhall, K. 1995. cDNA cloning of prophenoloxidase from the fresh
water crayfish Pacifastacus leniusculus and its activation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 92: 939-942.
Ben-Shlomo, R. & Nevo, E. 1988. Isozyme polymorphism as monitoring of marine environments: The
interactive effect of cadmium and mercury pollution on the shrimp, Palaemon elegans. Marine Pollution Bulletin, 19: 314-317.
Brock, J.A. & Main, K.L. 1994. A guide to the common problems and diseases of cultured Penaeus
vannamei. The World Aquaculture Society, Louisiana State University, Baton Rouge, 242 pp.
Cohen, Z. 1997. The chemicals of Spirullina In Vonshak, A. (Ed.). Spirullina platensis (Arthrospira),
Physiology, Cell biology and Biotechnology,Taylor & Francis, Ltd., London, .p 175-204.
Chen, J.C. & Cheng, S.Y. 1993. Studies on hemocyanin and haemolymph protein levels of Penaeus
japonicus based on sex, size and moulting cycle. Comparative Biochemistry and Physiology B. 106:
293-296.
Chen, J.C., Chen, C.T., & Cheng, S.Y. 1994a. Nitrogen excretion and changes of hemocyanin, protein
and free amino acid levels in the hemolymph of Penaeus monodon exposed to different concentrations of ambient ammonia-N at different salinity levels. Marine Ecology Progress Series, 110: 85-94.
Chen, J.C., Cheng, S.Y., & Chen, C.T. 1994b. Changes of hemocyanin, protein and free amino acid
levels in the hemolymph of Penaeus japonicus exposed to ambient ammonia. Comparative Biochemistry and Physiology A., 109: 339-347.
Chisholm, J.R.S. & Smith, V.J. 1995. Comparison of antibacterial activity in the haemocytes of different
crustacean species. Comparative Biochemistry and Physiology A., 110: 39-45.
Ford, S.E. 1986. Effect of repeated hemolymph sampling on growth, mortality, protein hemolymph
and paratisitism of oysters, Crassostrea virginica. Comparative Biochemistry and Physiology A., 85:
465-470.
Dall, W. 1974. Indices of nutritional state in the Western rock lobster, Panulirus langipes (Milne
Edwards). I. Blood and tissue constituents and water content. J. of Experimental Marine Biology and
Ecology, 16: 167-180.
Dahlhoff, E. & Somero, G.N. 1993. Kinetic and structural adaptations of Cytoplasmic Malate Dehydrogenases of Eastern Pacific Abalone (Genus: Haliotis) from different thermal habitats. Biochemical correlates of biogeographical patterning. J. Exp. Biol., 185: 137-150.
Lehninger, A.L. 1982. Principles of Biochemistry, Worth Publishers New York, 102 pp.
Nevo, E. 1986. Mechanisms of adaptive speciation at the molecular and organismal levels. In: Evolutionary Processes and Theory Karlin, S. & Nevo, E. (Eds.), Academic Press, New York, p. 439-474.
Oliver, L.M. & Fisher, W.S. 1995. Comparative form and function of oyster Crassostrea virginica hemocytes
from Chesapeake Bay (Virginia) and Apalachiocola Bay (Florida). Diseases of Aquatic Organisms, 22:
217-225.
483
Perubahan histologi, protein hemolimp dan ... (Gusti Ngurah Permana)
Haris, H. & Hopkinson, D.A. 1976. Hand book of enzyme electrophoresis in Human Genetics. North
Holland Publ. Co. Amsterdam, pp. 124.
Karin, V.D.B. 2002. Haemocyte defense in black tiger shrimp (Penaeus monodon). Proefscrift, PhD thesis,
Wageninen University, 158 pp.
Permana, G.N., Hutapea, J.H., Moria, S.B., & Haryanti. 2006. Polimorfisme enzim Glucose-6 phosphate isomerase pad atiga populasi tuna sirip kuning (Thunnus albacares). J. Fish. Sci., VIII(1): 5056.
Sugama, K. 1991. Studies on Genetic Variation and Chromosome Set Manipulation in Red Sea Bream
(Pagrus major). A Thesis of Doctor in Agriculture Science. Ehime United Graduate School-Japan,
171 pp.
Sugama, K., Haryanti, & Cholik, F. 1996. Biochemical genetic differentiation among wild population
of Milkfish, Chanos-chanos in Indonesia, IFRJ, IV(I): 11-19.
Watson, J.D., Tooze, & Kurtz, D.T. 1998. DNA Recombinant: Suatu Pelajaran Singkat, Alih Bahasa
Wisnu Gunarso, Penerbit Erlangga, pp. 89.
Yap, C.K., Tan, S.G., Ismail, & A., Omar, H. 2004, Allozyme polymorphisms and heavy metal levels in
the green-lipped mussel Perna viridis (Linnaeus) collected from contaminated and uncontaminated
sites in Malaysia. Environment International, 30(1): 39-46.