Judul: Identifikasi dan Analisis Ekspresi Gen GCK serta IGF-1 pada Ikan Gurami yang Diberi Pakan Berbeda
Abstrak: Pemanfaatan karbohidrat sebagai sumber energi pada ikan memiliki banyak tantangan, khususnya terkait enzim dalam metabolisme karbohidrat. Ikan gurami Osphronemus goramy diketahui dapat memanfaatkan karbohidrat lebih baik dibandingkan ikan lainnya, namun informasi terkait gen yang terlibat dalam metabolisme karbohidrat pada ikan gurami masih terbatas. Tujuan penelitian ini adalah mengidentifikasi sekuens parsial gen glukokinase (GCK) dan mengevaluasi tingkat ekspresi gen GCK dan insulin-like growth factors-1 (IGF-1) pada ikan gurami yang diberi pakan berbeda (pakan komersial dan daun sente). Uji toleransi glukosa juga dilakukan untuk mengetahui respons gen GCK dan IGF-1 dalam homeostasis glukosa plasma. Ikan gurami diberi pakan perlakuan berupa pakan komersial (protein 31,86%, bahan ekstrak tanpa nitrogen [BETN] 46,91%) dan daun sente Alocasia macrorrhiza (protein 25,56%, BETN 39,63%). Setelah 8 minggu perlakuan pakan, ikan gurami dipuasakan selama 48 jam dan sampel berupa organ hati, usus, pankreas, otot, otak, limpa dan jantung diambil dari masing-masing perlakuan. Selanjutnya ikan dibagi menjadi empat kelompok untuk uji toleransi glukosa, yaitu kontrol 1 (satu kali injeksi 0,1 mL larutan fisiologis NaCl 0,9%), GLU (injeksi dengan glukosa 1 g kg-1 bobot tubuh), kontrol 2 (dua kali injeksi 0,1 mL larutan fisiologis NaCl 0,9%) dan INS+GLU (injeksi insulin 2 IU 100 g-1 bobot tubuh-glukosa 1 g kg-1 bobot tubuh). Identifikasi gen GCK dilakukan dengan metode polymerase chain reaction (PCR) dari jaringan hati dan dilanjutkan dengan kloning gen dan sekuensing. Kadar glukosa darah diukur pada jam ke-0 (sebelum), 6, 12, dan 24 pascapemberian pakan uji (postprandial) serta pada jam ke-0 (sebelum), 6 dan 18 pascainjeksi pada uji toleransi glukosa. Analisis ekspresi gen GCK dan IGF-1 dilakukan dengan metode real-time PCR (qPCR) dari jaringan hati pada jam ke-0 (sebelum), 6 dan 18 pascainjeksi. Sekuens parsial gen GCK ikan gurami telah berhasil diidentifikasi untuk pertama kalinya dari jaringan hati dengan ukuran 1.762 bp. Sekuens tersebut memiliki kemiripan yang tinggi dengan gen GCK ikan lainnya (homologi tertinggi 96,3% dengan Anabas testudineus). Kadar glukosa darah ikan gurami mengalami perubahan secara signifikan pada jam keenam postprandial pakan komersial, sedangkan ikan yang diberi daun sente tidak mengalami perubahan secara signifikan. Injeksi GLU hanya menyebabkan perubahan kadar glukosa darah secara signifikan pada perlakuan pakan komersial, sedangkan injeksi INS+GLU menyebabkan perubahan secara signifikan pada kedua perlakuan. Tingkat ekspresi gen GCK and IGF-1 pascaadaptasi pakan dan pascauji toleransi glukosa menunjukkan pola yang berbeda. Ekspresi gen GCK tertinggi pada ikan gurami yang diberi pakan komersial terdapat pada jaringan hati sedangkan pada ikan yang diberi pakan daun sente ekspresi tertinggi terdapat pada jaringan usus. Ekspresi gen GCK pada perlakuan pakan komersial meningkat secara signifikan 6 jam pascainjeksi GLU, namun menurun secara signifikan pascainjeksi INS+GLU pada kedua perlakuan (P<0,05). Ekspresi gen IGF-1 tertinggi ditemukan di jaringan hati dengan pola ekspresi yang sama pada kedua perlakuan. Ekspresi gen IGF-1 pascainjeksi GLU dan injeksi INS+GLU mengalami penurunan secara signifikan pada jam keenam pascainjeksi (P<0,05). Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa gen GCK pada ikan gurami Osphronemus goramy telah berhasil diidentifikasi dan dikloning untuk pertama kalinya dari jaringan hati dengan tingkat kesamaan yang tinggi dengan spesies ikan lainnya. Tingkat ekspresi gen GCK dan IGF-1 pada berbagai jaringan dipengaruhi oleh jenis pakan yang diberikan (pakan komersial
Keyword: glukokinase, glukosa, insulin, karbohidrat

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

Judul: Thermal Characteristics and Dynamics of Tropical Cyclone over Western North Pacific Ocean: A Case Study of Typhoon Songda (Chedeng) 2011
Abstrak: The frequent occasion of Tropical Cyclone (TC) over Western North Pacific (WNP) Ocean lies from 10˚N to 26˚N and 121˚E to 170˚E. Sources of TC development come from warm ocean temperature where latent heat is released during condensation processes and subsequently concentrated in the boundary layer. Relative humidity at 850-700 hPa is responsible to produce the most intense storm. Meanwhile, weak vertical wind shear between 850-200 hPa is one of the dynamical factors that lead to the development of TC. Pressure level of 850-200 hPa is chosen to minimize the thermodynamic effect in the lower troposphere. Typhoon Songda (Chedeng in the Philippines) or TSC lasted from May 18th to 30th, 2011 and strengthened into powerful Super Typhoon stage between May 24th and 27th. Long curving track and the exhibition of all sequences of TC life cycle, TSC is then considered as an ideal case of TC. The objective of the study with case of TSC is to investigate the role of thermal characteristics and dynamics on TC intensity. The research is carried out by using Advanced Research of Weather Research and Forecasting model (WRF ARW model) version 3.3. Two domains are employed in the model. The first domain situate from 02˚N to 40˚N and 118˚E to 149˚E and cover spatial resolution () of 33.1 km. The second domain situate from 09˚N to 27˚N and 119˚E to 132˚E with of 11 km. Timestep of the model () is 120 seconds. The model is supported by the following physical parameterization, i.e., Yonsei University Scheme (YSU) in the boundary layer, Kain-Fritsch scheme (KF) in the cumulus, and WRF Single-Moment 3-class scheme in the microphysics. Initial meteorological condition prior to the formation of the cyclone is generated using WRF ARW standard-release model. Sensitivity of the model output is obtained from a selected single-parameter change scenarios, namely, 10 % to 20 % decrease and increase of wind shear initial data at 850-200 hPa, and by 10 % to 20 % decrease of relative humidity initial data at 850-700 hPa. The result showed that the negative correlations between wind shear and intensity are found in wind shear scenarios. Wind shears of 10 ms-1 which lead to strengthening of the wind intensity in the early period of Typhoon development are found in wind shear scenarios. The effect of wind shear changes on wind intensity is statistically significant in the 20 % wind shear scenarios. During mature stage, weak wind intensity occurred when wind shear increase as given in the WRF standard-release and the 20 % decreasing scenario. Different situation is found in the 20 % increasing scenario where wind shear tend to weak and lead to strong wind intensity at this stage. Meanwhile, the reduction of moisture supply at 850-700 hPa resulting from 20 % decreasing relative humidity play a major role in the weakening of wind intensity and reduces mechanical energy of the cycle process as much as 300 J kg-1.
Keyword: