Judul: Respons Molekuler dan Fisiologis Ikan Gurami Terhadap Kadar dan Sumber Karbohidrat Berbeda: Studi Transkriptomik
Abstrak: Karbohidrat merupakan sumber energi yang memiliki harga yang lebih rendah, suplai lebih banyak, dapat meningkatkan efisiensi penggunaan energi protein, serta dapat menurunkan limbah nitrogen. Akan tetapi, kemampuan ikan dalam memanfaatkan karbohidrat rendah dan dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti spesies, ukuran, kadar karbohidrat dan sumber karbohidrat. Oleh sebab itu dibutuhkan upaya produksi ikan yang dapat memanfaatkan karbohidrat dengan baik. Ikan gurami merupakan salah satu ikan yang dapat memanfaatkan karbohidrat tinggi, namun mekanisme pemanfaatannya belum banyak diketahui. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa mekanisme pemanfaatan karbohidrat dapat dievaluasi dengan pendekatan respons molekuler dan fisiologis pascaperlakuan pakan berkarbohidrat. Akan tetapi informasi molekuler ikan gurami, baik informasi sekuens gen terkait metabolisme karbohidrat maupun tingkat ekspresi gen masih sangat terbatas. Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi gen dan mengevaluasi respons molekuler melalui analisis transkriptomik hati, ekspresi gen, serta analisis respons fisiologis ikan gurami pascaperlakuan kadar dan sumber karbohidrat berbeda. Penelitian ini dilaksanakan dalam empat tahap dengan tujuan khusus: 1) untuk mengkarakterisasi seluruh gen yang terekspresi di organ hati dan respons stres metabolik ikan gurami setelah pemberian pakan dengan kadar karbohidrat berbeda; 2) untuk menganalisis ekspresi gen terkait metabolisme nutrien ikan gurami setelah pemberian pakan dengan kadar karbohidrat berbeda; 3) untuk mengevaluasi pengaruh sumber karbohidrat berbeda terhadap profil biokimia darah dan ekspresi gen ikan gurami; dan 4) untuk mengevaluasi respons fisiologis dan pertumbuhan ikan gurami yang diberi pakan dengan sumber karbohidrat berbeda. Penelitian tahap pertama berhasil mengidentifikasi 33.104 unigen dari organ hati ikan gurami dengan metode sekuensing RNA (RNA-seq) yang berbasis next-generation sequencing (NGS). Pakan karbohidrat tinggi menyebabkan 52,81% differentially expressed gene (DEG) mengalami penurunan signifikan. Unigen yang diperoleh berhasil dianotasikan ke dalam tujuh database. Ekspresi gen terkait sistem antioksidan dan respons histo-morfologi hati ikan gurami juga dievaluasi pada penelitian pertama. Data menunjukkan bahwa ikan gurami yang diberi pakan karbohidrat tinggi memiliki ekspresi gen terkait antioksidan (sod1 dan sod2) yang lebih rendah dibanding perlakuan karbohidrat kontrol (P<0,05). Ekspresi gen yang mengontrol tingkat stres oksidatif (noa1) pada perlakuan karbohidrat tinggi lebih rendah pada hari ke-30, tetapi lebih tinggi pada hari ke-60 dibandingkan perlakuan karbohidrat kontrol. Penelitian tahap kedua berhasil menganalisis respons molekuler dan fisiologis ikan gurami pascaperlakuan karbohidrat tinggi. Dari penelitian tahap ini diperoleh hasil bahwa pada hari ke-30, ikan gurami dengan perlakuan karbohidrat tinggi memiliki ekspresi gen terkait glikolisis (gck, pk, hk, dan ldh) yang lebih tinggi dibanding perlakuan karbohidrat kontrol (P<0,05). Pada hari ke-60, ekspresi gen gck dan hk tetap lebih tinggi pada perlakuan karbohidrat tinggi (P<0,05), dan ekspresi gen terkait glikogenolisis (gyp), katabolisme asam amino (gdh), dan sensor energi (ampk) menjadi meningkat signifikan pada perlakuan karbohidrat tinggi (P<0,05). Peningkatan karbohidrat pakan menyebabkan peningkatan aktivitas enzim amilase dan protease, plasma glukosa, glikogen hati, serta protein dan lemak tubuh secara signifikan (P<0,05). Profil biokimia darah dan ekspresi gen terkait metabolisme karbohidrat setelah 60 hari dan postprandial perlakuan sumber karbohidrat berbeda pada penelitian tahap ketiga menunjukkan bahwa sumber karbohidrat secara signifikan memengaruhi plasma glukosa, trigliserida, dan kolesterol ikan gurami (P<0,05), namun tidak memberikan pengaruh signifikan terhadap total protein plasma (P>0,05). Pemberian pakan dengan sumber karbohidrat berbeda, yaitu tepung pollard, tepung dedak, dan tepung palm kernel meal (PKM), secara signifikan memengaruhi
Keyword: carbohydrate, gene expression, Giant gourami, RNA-seq, transcriptome