Monday, October 6, 2014

Laporan BIOTEKNOLOGI Peternakan

BAB I.  PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang
Bioteknologi adalah cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup maupun produk makhluk hidup seperti enzim dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Biteknologi secara sederhana sudah dikenal sejak dahulu kala, dibidang peternakan adalah pemuliaan dan reproduksi hewan. Dewasa ini bioteknologi berkembang dengan pesat terutama di negara maju. Kemajuan ini ditandai dengan adaya rekayasa genetika, kultur jaringan, DNA rekombinan, kloning dan pembuatan semen beku IB dengan tujuan menghasilkan ternak dengan produk yang berkualitas.

Teknologi Inseminasi Buatan (IB) merupakan teknologi yang sering digunakandalam oleh para peternak untuk memperbanyak ternak tanpa menggunakan pejantan langsung. Teknik ini adalah dengan mendeposisikan semen yang berisi spermatozoa kedalam alat reproduksi betina sehingga akan terjadi fertilisasi antara spermatozoa dengansel telur yang ada dalam alat reproduksi betina dan menghasilkan kebuntingan. Faktor utama yang mempengaruhi keberhasilan IB ialah mutu semen beku. Oleh sebab itu untuk terjaminnya mutu semen beku sapi yang beredar, perlu ditetapkan standar semen beku sapi. Mutu semen beku sapi yang memenuhi standar harus didukung oleh penanganan yang baik dan benar agar mutu semen beku sapi dapat dipertahankan hingga siap untuk diinseminasikan. Kualitas semen yang digunakan untuk inseminasi buatan harus memenuhi persyaratan evaluasi semen. Persyaratan tersebut seperti volume, warna, pH, konsistensi, motilitas, konsentrasi, dan morfologi sperma untuk mempertahankan kualitas semen dan pengujian tentang semen beku. Pengujian semen beku meliputi uji motilitas, abnormalitas, life and dead, membran plasma utuh.

Keberhasilan IB juga dipengaruhi oleh reproduksi ternak betina dan keterampilan petugasnya, ketepatan dan pelaporan deteksi berahi, serta pemeliharaan ternak betina. Ketepatan pengamatan terhadap fase estrus perlu diamati secara khusus. Fase estrus biasanya hanya berlangsung dalam waktu singkat, oleh karenanya pemahaman mengenai siklus estrus pada suatu hewan perlu dilakukan melalui pengamatan yang cermat selama waktu tertentu. Sapi memiliki siklus yang mudah diamati, daur estrusnya terdiri dari lima fase yaitu proestrus, estrus, metestrus, dan diestrus. Fase-fase ini mudah dikenal dengan mengamati sel-sel penyusun vagina yaitu mukosa vagina, untuk mempelajarinya maka diadakanya mata kuliah bioteknologi yang disertai praktikum agar mempermudah pemahaman.

B.   Tujuan Praktikum
Tujuan praktikum Bioteknologi Peternakan adalah :
1.    Agar mahasiswa dapat mengetahui evaluasi semen beku pada ternak.
2.    Agar mahasiswa dapat mengetahui cara mengetahui motilitas, abnormalitas, life and dead dan vaginal smear.
3.    Agar mahasiswa dapat mengetahui cara thawing yang benar.
4.    Agar mahasiswa dapat mengidentifikasi fase estrus pada ternak betina.

C.   Manfaat Praktikum
Manfaat praktikum Bioteknologi Peternakan adalah :
1.    Mahasiswa dapat mengetahui evaluasi semen beku pada ternak.
2.    Mahasiswa dapat mengetahui cara mengetahui motilitas, abnormalitas, life and dead dan vaginal smear.
3.    Mahasiswa dapat mengetahui cara thawing yang benar.
4.    Mahasiswa dapat mengidentifikasi fase estrus pada ternak betina.

BAB II.  TINJAUAN PUSTAKA

A.   Spermatozoa
Spermatozoa adalah sel gamet jantan yang merupakan sel yang sangat terdeferensiasi, satu-satunya sel yang memilki jumlah sitoplasma yang terperas dan nyaris habis. Strukturnya sangat khusus untuk mengakomodasikan fungsinya. Fungsi spermatozoa ada dua, yaitu mengantarkan material genetis jantan ke betina dan fungsi kedua adalah mengaktifkan program perkembangan telur. Analisa sperma merupakan salah satu pemeriksaan awal yang dilakukan pada kasus infertilitas (susah dapat anak). Saat dilakukan analisa pada sperma terdapat 2 hal yang perlu diperiksa : volume, waktu mencairnya, jumlah sel sperma per mililiter, gerakan sperma, PH, jumlah sel darah putih dan kadar fruktosanya (gula). Hasil anlisa sperma bisa menetukan apakah : ada masalah reproduksi (infertilitas), vasektomi berhasil dan apakah reversal (menyambung kembali) vasektomi berhasil (Mitchell dan Bruce, 2005).

Sperma straw memiliki pH netral karena telah dicampur dengan larutan pengencer sehingga pH menjadi netral oleh larutan pengencer.Namun, penggunaan pH paper tidak memiliki tingkat ketelitian yang tinggi sehingga hanya bisa menunjukkan bahwa pHnya berkisar antara 7-8.Hal ini bisa dikatakan bahwa sperma tersebut normal (Wahyudin, 2009).

Sperma afkir merupakan sperma sisa dari semen straw.Sperma tersebut ditampung di dalam termos yang berisi nitrogen cair sebagai bahan pendingin dengan teknik pendinginan kriogenik.Semen dapat disimpan pada suhu5°C (cooler) untuk menjaga fisiologis sperma sebelum dianalisa.pH juga mempengaruhi kualitas sperma untuk bertahan hidup lama, misalnya dilakukan penambahan berbagai unsur ke dalam semen tersebut (Murtidjo, 1993).

Ciri dari spermatozoon yang memiliki bentuk normal adalah memiliki struktur yang lengkap untuk melindungi muatan genetis yang dibawanya. Pada dasarnya, sperma memiliki bagian-bagian yang masing-masing memiliki fungsi yang mendukung proses fertilisasi dapat berlangsung. Bagian-bagian tersebut terbagi atas 3 bagian utama, yaitu: kepala, leher dan ekor. Kepala sperma pada kambing lebih panjang daripada sperma yang ada pada manusia (Siciliano, 2008).

Sperma merupakan kromosom genetic jantan yang bersifat lemah sehingga hidupnya sangat tergantung dari cadangan makanan. Dalam proses inseminasi buatan, daya tahan sperma harus benar-benar diperhatikan. Langkah yang dapat diambil untuk meningkatkan daya tahan sperma adalah vagina buatan harus memenuhi persyaratan, baik kehangatan, kelicinan maupun tekanannya. Sperma juga harus terlindung dari sinar matahari supaya gerakannya tidak terlalu aktif, serta pejantan yang diambil spermanya harus memenuhi persyaratan genetic dan kesehatannya dengan frekuensi pengambilan 2-3 kali seminggu (Sugeng, 1985).

B.   Evaluasi Sperma
Menurut Chenoweth (2005), untuk memperoleh informasi tentang kesuburan, memperkirakan kemampuan produksi semen seekor pejantan maka evaluasi semen penting dilakukan, karena kualitas semen memiliki korelasi yang tinggi terhadap fertilitas seekor pejantan. Evaluasi semen meliputi pengamatan secara umum, yaitu gambaran keseluruhan semen (makroskopis), volume, warna, dan konsistensi. Selain itu perlu dilakukan pemeriksaan lebih mendetail (mikroskopis), meliputi morfologi sel sperma, konsentrasi, motilitas, dan prosentase sperma hidup (Salisbury et al., 1978).

Penilaian secara makroskopis meliputi volume, warna, konsistensi (kekentalan) dan pH.  Volume semen kambing PE berkisar antara 0,8±1,2 cc (Suwarso, 1999), volume ini tergolong tinggi dibandingkan hasil penelitian Devendra (1982) yang melaporkan bahwa volume semen kambing PE rata-rata perejakulasi 0,81 cc. Warna dan konsistensi (kekentalan) semen dipengaruhi oleh konsentrasi spermatozoa, dimana semakin tinggi konsentrasi spermatozoa maka warna semen akan semakin keruh dan akan semakin kental.  Derajat keasaman (pH) sangat mempengaruhi daya tahan hidup spermatozoa. Perubahan pH disebabkan oleh metabolisme spermatozoa dalam keadaan anaerob yang menghasilkan asam laktat yang semakin meningkat. Semen yang berkualitas baik mempunyai pH sedikit asam (Bearden dan Fuquay, 1984), yaitu lebih kecil dari 7,0 dengan rata-rata 6,7.

Penilaian semen secara mikroskopis meliputi gerakan masa, gerakan individu (motilitas), konsentrasi dan abnormalitas spermatozoa.  Gerakan masa semen kambing nampak lebih cepat, tebal dan hitam dibandingkan dengan gerakan masa semen sapi maupun domba. Semen yang bagus, pada pengamatan di bawah mikroskop, akan memberikan tampilan kumpulan sperma bergerak bergerombol dalam jumlah besar sehingga membentuk gelombang atau awan yang bergerak. Memberikan gambaran tentang kualitas semen dalam empat kategori (Toelihere, 1993). Gerakan masa semen kambing PE terlihat gelombang besar, hitam dan cepat memiliki skor 3+ (sangat baik) (Suwarso, 1999).

C.   Motilitas Sperma
Motilitas merupakan salah satu ciri yang mencolok pada sperma, dan dijadikan patokan atau cara paling sederhana dalam penilaian semen untuk inseminasi. Motilitas sperma mempunyai korelasi yang tinggi dengan tigkat fertilitas dan sangat penting artinya pada saat pembuahan (White, 1974 dan Toelihere, 1993).

Motilitas merupakan salah satu kriteria penentu kualitas semen yang dilihat dari banyaknya spermatozoa yang motil progresif dibandingkan dengan seluruh spermatozoa yang ada dalam satu pandang mikroskop. Menurut Evans dan Maxwell (1987) terdapat tiga  tipe pergerakan spermatozoa yaitu pergerakan progresif (maju ke depan), pergerakan rotasi (gerakan berputar) dan osilator atau konvulsif tanpa pergerakan ke depan atau perpindahan posisi.  Skala prosentase pergerakan dari 0 sampai 100 atau 0 sampai 10 merupakan penilaian standar untuk mencapai tujuan bersama.

Penentuan kualitas semen berdasarkan motilitas spermatozoa dengan nilai 0 sampai 5 yakni: (0) spermatozoa imotil atau tidak bergerak; (1) gerakan berputar ditempat; (2) gerakan berayun atau melingkar, kurang dari 50% bergerak progresif; (3) antara 50 - 80% spermatozoa bergerak progresif; (4) pergerakan progresif yang gesit dengan 90% sperma motil dan  nilai (5) gerakan sangat progresif menunjukkan 100% motil aktif (Toelihere, 1993). 

Pemeriksaan motilitas sperma  merupakan satu-satunya cara penentuan kualitas semen sesudah pengenceran. Motilitas sperma kambing pada umumnya berkisar antara 75% sampai dengan 85%, tetapi kisaran tersebut tidak menjadi patokan karena beberapa jenis kambing mempunyai motilitas sperma di bawah kisaran tersebut.  Meskipun demikian kambing tersebut masih dapat digolongkan ke dalam jenis kambing yang mempunyai motilitas sperma cukup baik. Motilitas sperma kambing kacang 84,91% (Soeparna, 1994) dan kambing  PE 78,13% (Suwarso, 1999). Faktor - faktor yang mempengaruhi motilitas sperma adalah metode penampungan semen, lingkungan, penanganan dan perawatan semen sesudah penampungan, interval antara penampungan dan evaluasi semen, variasi pejantan serta variasi musim (Evans dan Maxwell, 1987).

D.   Abnormalitas Sperma
Proses pembentukan spermatozoa disebut spermatogenesis. Proses ini mencakup pembelahan mitosis sel spermatogenik, yang menghasilkan sel induk pengganti dan sel spermatogenik lain yang akhirnya menghasilkan spermatosit primer dan spermatosit sekunder. Baik spermatosit primer maupun sekunder mengalami pembelahan meiosis yang mengurangi jumlah kromosom dan DNA. Pembelahan spermatosit sekunder menghasilkan sel yaitu spermatid yang mengandung 23 kromosom tunggal (22+X dan 22+Y). Spermatid tidak mengalami pembelahan lebih lanjut, tetapi berubah menjadi sperma melalui suatu proses yang disebut spermiogenesis (Eroschenko, 2010).

Spermatozoa terbagi atas bagian kepala yang di lindungi akrosome, leher, dan ekor yang berdaya gerak tetapi tidak mampu membelah diri. Bagian ekor spermatozoa sangat menunjang pergerakan spermatozoa. Pada bagian ini di jumpai banyak mitokondria yang berperan sebagai sumber energi untuk pergerakan. Energi yang dibutuhkan dalam bentuk ATP. Energi yang dikeluarkan menyebabkan terjadinya 2 macam gerakan. Pertama gerakan bergelombang ke ujung ekor( makin ke ekor semakin lemah). Kedua gerakan yang bersifat sirkuler tetapi arahnya melingkari batang tubuh bagian tengah terus ke ujung ekor. Kedua gerakan ini menyebabkan spermatozoa dapat bergerak ke depan (Tim fisiologi veteriner I  FKH Unsyiah, 2014).

Spermatozoid/sel sperma/ spermatozoa berarti benih dan makhluk hidup atau  sel dari sistem reproduksi jantan.  Sperma lazimnya berwarna putih keabuan agak keruh, atu sedikit kekuningan. Ph nya 7,2 sampai 7,7 karena sperma bersifat basa (Sularto, 2009). McPake dan Pennington (2009), mengelompokkan abnormalitas dalam dua katagori, yaitu primer (yang meliputi abnormalitas kepala dan bentuk midpiece, abnormalitas midpiece dan tightly coiled tails) dan sekunder (kepala normal yang terputus, droplet dan ekor yang membengkok).

Menurut Chenoweth (2005), abnormalitas spermatozoa terbagi dalam dua katagori, yakni berdasarkan sekuen proses pembentukan spermatozoa (primer dan sekunder) dan berdasarkan dampaknya bagi fertilitas. Katagori kerusakan spermatozoa bersifat primer adalah yang terjadi pada saat spermatogenesis, sedangkan sekunder jika kejadiannya setelah spermiasi. Pengelompokkan kelainan mayor dan minor didasarkan pada dampaknya terhadap fertilitas jantan tersebut.  Kelainan mayor akan berdampak besar pada fertilitas, sebaliknya kelainan yang bersifat minor dampaknya kecil pada fertilitas.

E.   Life and Dead
Peningkatan kualitas sperma beku sangat ditentukan oleh pemrosesan spermatozoa dari saat penampungan, pengenceran sampaidengan dibekukan. Bahan pengencer spermatozoa berfungsi untuk memperbanyak volume, melindungi spermatozoa terhadap cold shock, sumber nutrisi, mencegah pertumbuhan kuman serta mempertahankan tekanan osmotik dan keseimbangan elektrolit (Partodiharjo, 1992).

Daya tahan hidup spermatozoa dalam semen yang diencerkan diantaranya dipengaruhi oleh jenis pengencer yang terdiri atas pengencer anorganik (bahan kimia seperti Tris, Na-Sitrat, Na-fosfat dan lain-lain) dan pengencer organik (bahan alami seperti air susu, santan kelapa, dan air kelapa) (Hawk, 1965).

Dasar pembedaan sperma hidup dan mati adalah permeabilitas membran. Dijelaskan lebih lanjaut bahwa sperma mati mempunyai permeabilitas membran lipoprotein pada kepala sperma lebih tinggi daripada lebih tinggi daripada sperma hidup, sehingga sperma mati mudah menyerap zat pewarna. Zat pewarna eosin memberikan warna merah pada sperma mati, sedangkan zat pewarna nigrosin akan memberikan latar belakang biru hitam ( Hafez, 1985).

Pengamatan hidup mati spermatozoa atau viabilitas dapat dilakukan dengan metode pewarnaan diferensial menggunakan zat warna eosin saja ataudengan kombinasi eosin-nigrosin. Eosin adalah zat warna khusus untuk spermatozoa, sedangkan nigrosin hanya dipakai untuk pewarnaan dasar untuk memudahkan melihat perbedaan antara spermatozoa yang berwarna dan tidak berwarna. Prinsip metode pewarnaan eosin-nigrosin adalah terjadinya penyerapan 15 zat warna eosin pada spermatozoa yang mati pada saat pewarnaan tersebutdilakukan. Hal ini terjadi karena membran pada spermatozoa yang mati tidak permeabel terhadap zat warna atau memiliki afinitas yang rendah sehingga menyebabkan spermatozoa yang mati berwarna merah (Toelihere, 1993).

F.    Vaginal Smear
     Vagina merupakan saluran terdepan sistem pembiakan betina, antara vestibule genitalia luar dan cervix. Dinding terdiri dari 3 lapis, yaitu mukosa, otot polos, dan jaringan ikat (adventitia). Lapisan mukosa terdiri dari epitel dan lamina propia. Sel epitel beberapa lapis dan terluar menggepeng, dalam keadaan normal lapisan epitel ini tak menanduk pada Primata, tapi menanduk pada Rodentia. Pada Rodentia sel-sel epitel menanduk ini dijumpai waktu dilakukan usapan vagina. Vagina tidak memiliki kelenjar sehingga yang membasahi vagina berasal dari lendir cervix, hanya di vestibule genitalia luar terdapat kelenjar. Lamina propia kaya akan pembuluh darah, rangsangan sex waktu coitus darah ini sumber cairan yang membasahi vagina (Yatim, 1982).

     Metode vaginal smear menggunakan sel epitel dan sel lukosit sebagai bahan identifikasi. Sel epitel merupakan sel yang terletak di permukan vagina, sehingga apabila terjadi perubahan kadar estrogen maka sel epitel merupakan sel yang paling awal terkena akibat dari perubahan tersebut. Sel leukosit merupakan sel antibodi yang terdapat di seluruh bagian individu. Sel leukosit di vagina berfungsi membunuh bakteri dan kuman yang dapat merusak ovum. Sel epitel berbentuk oval atau polygonal, sedangkan sel leukosit berbentuk bulat berinti (Nalbandov, 1990).

     Pengaturan estrus dipengaruhi oleh hormon gonadotropin yang kemudian mempengaruhi produksi hormon estrogen dan progesteron berdasarkan aktifitas ovarium. Estradiol yang diproduksi dari aktifitas gelombang folikel ovarium selama fase luteal siklus estrus. Efek estrogen pada poros hipotalamus- hipofisa dalam ketidakhadiran progesterone meningkatkan sekresi LH ke dalam peredaran darah menyebabkan ovulasi (Gordon, 1994). Hormon progestron mulai meningkat setelah ovulasi dengan terbentuknya corpus luteum (CL), dimana hal tersebut menandakan bahwa hewan berada dalam fase luteal. Fluktuasi hormon akan berpengaruh terhadap gambaran sel epitel vagina. Pada fase luteal (pengaruh hormon progesteron), hewan tidak estrus terdapat sel parabasal, sedangkan memasuki fase estrus (pengaruh hormone estrogen) sel epitel berubah menjadi sel superfisial dan kornifikasi yang menandakan hewan dalam keadaan puncak estrus (Boume, 1990).

     Pengamatan histologi sel epitel dinding vagina merupakan parameter yang akurat untuk mendeteksi estrus pada ternak. Perubahan morfologi sel epitel dinding vagina dipengaruhi oleh hormon. Pada fase luteal, sel epitel dari dinding vagina akan didominasi oleh sel parabasal, sedangkan memasuki fase estrus sel epitel berubah menjadi sel superfisial dan sel tanduk yang menandakan hewan dalam keadaan puncak estrus (Nalley et al., 2011). Pada fase estrus, hormon estrogen akan meningkatkan keaktifan dinding uterus, menyebabkan hipersekresi dan keratinisasi sel-sel epitel uterus dan vagina sehingga sel yang terikut dalam ulasan adalah sel-sel superfisial (Najamudin et al., 2010).

     Sel epitel pada saat estrus didominasi oleh sel-sel superfisial yang memiliki bentuk poligonal atau tidak beraturan, ukuran nukleus yang besar secara perlahan-lahan akan mengecil tetapi terdapat kornifikasi pada hasil preparat. Selama fase proestrus kornifikasi naik 10% per hari sampai memasuki fase estrus kornifikasi mencapai puncak yakni 100%, sementara sel parabasal dan intermediate tidak ditemukan. Pada fase metestrus leukosit berada di sekitar lumen dan terdapat sedikit kornifikasi yang turun hingga 50% setelah fase estrus (Ola et al., 2005). Johnston dan Olson et al. (2001) melaporkan bahwa, pada fase metestrus sel-sel intermediate memiliki sitoplasma di sudut bahkan tidak berinti. Histologi dari smear vagina menampakkan suatu fenomena kehadiran sel-sel yang bergeser dari sel-sel parabasal ke sel-sel superfisial. Sel intermediate adalah tipe sel vagina yang paling tua dari sel parabasal tetapi lebih muda dari sel superficial. Fase diestrus sel epitel vaginanya didominasi oleh sel parabasal. Sel parabasal ini berbentuk bundar dan oval, mempunyai bagian nukleus yang lebih besar daripada sitoplasma yang biasanya tampak tebal. Sel epitel ini banyak dijumpai saat ternak berada dalam fase diestrus dan awal anestrus dan tidak ditemukan pada awal proestrus serta tidak terdapat selama masa estrus.


BAB III.  MATERI DAN METODE

A.   Motilitas Sperma
1.    Materi
a.  Straw jenis sapi Limousin
b.    Mikroskop
c.     Objekglass
d.    Decglass
e.     Gunting
f.     Nampan
g.    Air
2.    Metode
a.  Mengambil straw di dalam tabung nitrogen
b.  Memasukkan straw ke dalam nampan yang berisi air (menetralkan sesuia suhu tubuh).
c.  Menggunting ke dua ujung straw dan meneteskan sperma di atas objekglass yang kemudian menutupnya dengan decglass.
d.  Mengamati di bawah mikroskop dan menulis hasilnya.

B.   Abnormalitas Sperma
1.  Materi
a.  Straw jenis sapi Limousin
b.  Mikroskop
c.  Objekglass
d.  Decglass
e.  Gunting
f.  Nampan
g.  Air

2.  Metode
a.  Mengambil semen (straw) dari tabung Container.
b.  Memasukkan semen ke dalam wadah air kemudian menggunting ujung semen (straw) lalu bagian ujung ditutup dengan jari.
c.  Semen dikeluarkan kemudian di tampung di atas objek glass.
d.  Mengamati di mikroskop dan menghitung persentase Sperma Normal Dan Abnormal.

C.   Life and Dead
1.   Materi
a.  Straw jenis sapi Limousin
b.  Mikroskop
c.  Objekglass
d.  Decglass
e.  Gunting
f.  Nampan
g.  Air
2.   Metode
a.  Mengambil semen (straw) dari tabung Container.
b.  Memasukkan semen ke dalam wadah air kemudian menggunting ujung semen (straw) lalu bagian ujung ditutup dengan jari.
c.  Semen dikeluarkan kemudian di tampung di atas objek glass.
d.  Mengamati di mikroskop dan menghitung persentase Sperma hidup dan sperma mati.

D.   Vaginal Smear
1.  Materi
a.  Mikroskop cahaya
b.  Gelas objek
c.  Gelas penutup
d.  Cotton bud
e.  Sel epitel vagina sapi betina
f.  Larutan Giemsa
g.  Methanol
h.  Aquadest
2.  Metode
a.  Sampel usapan vagina diambil pada lokasi kira-kira 2 cm dari vulva menggunakan kapas steril (cotton bud).
b.  Hasil usapan kemudian diletakkan di atas object glass dan diapus.
c.  Melakukan pengecatan dengan cara memasukkannya ke dalam larutan Giemsa selama 20 menit, preparat dimasukkan ke dalam Methanol I dan Methanol II, masing-masing selama dua menit, dicuci beberapa saat dengan aquadest.
d.  Setelah preparat selesai dibuat, preparat sel epitel vagina ternak sapi tersebut diamati dengan menggunakan mikroskop pembesaran obyektif 40 kali.

BAB IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN
----------------------
BAB V.  KESIMPULAN DAN SARAN
-----------------------
DAFTAR PUSTAKA
----------------------

Karena terlalu banyak isi nya, untuk mendapatkan Laporan BIOTEKNOLOGI ini secara lengkap silahkan download link di bawah ini, GRATISS kok



Ketentuan berkomentar :

* Dilarang menautkan link aktif maupun link mati

* Dilarang berkomentar yang Di Luar Topik (OOT)
EmoticonEmoticon