buku bioteknologi ternak

By : Andri

 

Tranfer Embrio dan Inseminasi buatan

Prakata …

Inseminasi buatan dan Transfer embrio merupakan salah satu produk dari bioteknologi dibidang perternakan. Keduanya merupakan upaya yang diterapkan untuk meningkatkan produksi peternakan,yang dapat digunakan oleh para peternak mendapatkan hewan yang unggul.

Besar harapan kelompok kami, melalui buku ini kita dapat menambah pengetahuan pada bioteknologi yang diaplikasikan pada bidang peternakan. Atau dapat juga memberikan pengetahuan pada peternak untuk menerapkan produk dari biotek ini.

Penjelasan dan bagaimana cara dan prosesnya kami sugguhkan dengan lengkap.

Semoga bermanfaat….

Daftar isi :

1.   Prakata…………………………………..2

2.   A.Inseminasi buatan.......................4

- Tujuan IB…………………………….5

- Keuntungan IB………………………..6

- Prosedur IB………………………….8

3. B. Transfer Embrio…………………..9

    - Pengertian TE…………………….10

- Proses TE……………………………12

- Alat TE………………………………15

- Metode & teknik TE…………….17

- Teknik Pengemasan………………28

- Manfaat & keunggulan…………32

A. INSEMINASI

Sejarah Singkat Balai inseminasi Buatan Balai Inseminasi Buatan (BIB) didirikan pada tanggal April 1976 oleh Prof. Dr. Ir. Toyib Hadiwijaya. Balai Inseminasi Buatan (BIB) merupakan balai pertama di Indonesia yang memproduksi semen beku ternak besar seperti sapi perah dan sapi potong. Tetapi tidak hanya itu saja balai ini juga memproduksi inseminasi buatan pada sapi, tidak hanya pada sapi saja yang ada di balai ini tetapi ada juga kambing dan kerbau.Balai Inseminasi Buatan (BIB) telah memproduksi semen beku lebih dari 2.000.000 dosis. Sebagai balai pertama yang didirikan di Indonesia. Balai Inseminasi Buatan (BIB) yang ada di Lembang yang luas lahannya sekitar 10 hektar yaitu 6 hektar untuk perumahan dan 4 hektar untuk perkebunan.Selain Balai Inseminasi yang ada di Lembang ada juga Balai Inseminasi Buatan (BIB) yang ada di Singosari, tetapi Balai Inseminasi Buatan (BIB) di Lembang merupakan balai tertua di Indonesia.

Inseminasi Buatan (IB) atau kawin suntik adalah suatu cara atau teknik untuk memasukkan mani (sperma atau semen) yang telah dicairkan dan telah diproses terlebih dahulu yang berasal dari ternak jantan ke dalam saluran alat kelamin betina dengan menggunakan metode dan alat khusus yang disebut 'insemination gun'.

v  Tujuan Inseminasi Buatan

                  Memperbaiki mutu genetika ternak;

                  Tidak mengharuskan pejantan unggul untuk dibawa ketempat yang dibutuhkan sehingga mengurangi biaya;

                  Mengoptimalkan penggunaan bibit pejantan unggul secara lebih luas dalam jangka waktu yang lebih lama;

                  Meningkatkan angka kelahiran dengan cepat dan teratur;

                  Mencegah penularan / penyebaran penyakit kelamin.

v  Keuntungan Inseminasi Buatan (IB)

                  Menghemat biaya pemeliharaan ternak jantan;

                  Dapat mengatur jarak kelahiran ternak dengan baik;

                  Mencegah terjadinya kawin sedarah pada sapi betina (inbreeding);

                  Dengan peralatan dan teknologi yang baik sperma dapat simpan dalam jangka waktu yang lama;

                  Semen beku masih dapat dipakai untuk beberapa tahun kemudian walaupun pejantan telah mati;

                  Menghindari kecelakaan yang sering terjadi pada saat perkawinan karena fisik pejantan terlalu besar;

                  Menghindari ternak dari penularan penyakit terutama penyakit yang ditularkan dengan hubungan kelamin.

v  Prosedur Inseminasi Buatan adalah sebagai berikut:

                  Sebelum melaksanakan prosedur Inseminasi Buatan (IB)  maka semen harus dicairkan (thawing) terlebih dahulu dengan mengeluarkan semen beku dari nitrogen cair dan memasukkannya dalam air hangat atau meletakkannya dibawah air yang mengalir. Suhu untuk thawing yang baik adalah 37oC. Jadi semen/straw tersebut dimasukkan dalam air dengan suhu badan 37 oC, selama 7-18 detik.

                  Setelah dithawing, straw dikeluarkan dari air kemudian dikeringkan dengan tissue.

                  Kemudian straw dimasukkan dalam gun, dan ujung yang mencuat dipotong dengan menggunakan gunting bersih

                  Setelah itu Plastic sheath dimasukkan pada gun yang sudah berisi semen beku/straw

                  Sapi dipersiapkan (dimasukkan) dalam kandang jepit, ekor diikat

                  Petugas Inseminasi Buatan (IB)  memakai sarung tangan (glove) pada tangan yang akan dimasukkan ke dalam rektum

                  Tangan petugas Inseminasi Buatan (IB) dimasukkan ke rektum, hingga dapat menjangkau dan memegang leher rahim (servix), apabila dalam rektum banyak kotoran harus dikeluarkan lebih dahulu

                  Semen disuntikkan/disemprotkan pada badan uterus yaitu pada daerah yang disebut dengan 'posisi ke empat'. Setelah semua prosedur tersebut dilaksanakan maka keluarkanlah gun dari uterus dan servix dengan perlahan-lahan.

B.  TRANSFER EMBRIO

v  SEJARAH TRANSFER EMBRIO

Transfer embrio banyak dibicarakan di Indonesia pada akhir tahun 1982, sejak datangnya seorang tamu penceramah dari Amerika Serikat yang menyampaikan suatu bahasan mengenai TE. Ceramah diadakan di Balai Penelitian Ternak Ciawi yang diikuti oleh para cendekia peternakan dari kalangan perguruan tinggi, lembaga penelitian maupun Direktorat Jenderal Peternakan (Martojo, 1987).Sedangkan teknologi transfer embrio untuk pertama kali diintroduksi pada sapi di Cicurug Jawa Barat pada tahun 1984 dengan menggunakan embrio beku import dari Texas, USA. Transfer dilakukan pada 77 ekor resepien dengan cara pembedahan lewat daerah kampong oleh tim dari Granada Livestock Transplant Co, USA (Putro, 1994).

v  Pengertian Transfer Embrio

Teknologi TE (transfer embrio) pada sapi merupakan generasi kedua bioteknologi reproduksi setelah inseminasi buatan (IB). Pada prinsipnya teknik TE adalah rekayasa fungsi alat reproduksi sapi betina unggul dengan hormon superovulasi sehingga diperoleh ovulasi sel telur dalam jumlah besar. Sel telur hasil superovulasi ini akan dibuahi oleh spermatozoa unggul melalui teknik IB sehingga terbentuk embrio yang unggul. Embrio yang diperoleh dari donor dikoleksi dan dievaluasi, kemudian ditransfer ke induk resipien sampai terjadi kelahiran. TE memungkinkan induk betina unggul memproduksi anak dalam jumlah banyak tanpa harus bunting dan melahirkan. TE dapat mengoptimalkan bukan hanya potensi dari jantan saja tetapi potensi betina berkualitas unggul juga dapat dimanfaatkan secara optimal. Pada proses reproduksi alamiah, kemampuan betina untuk bunting hanya sekali dalam 1 tahun (9 bulan bunting ditambah persiapan untuk bunting berikutnya) dan hanya mampu menghasilkan 1 atau 2 anak bila terjadi kembar. Menggunakan teknologi TE, betina unggul tidak perlu bunting tetapi hanya berfungsi menghasilkan embrio yang untuk selanjutnya bisa ditransfer (dititipkan) pada induk titipan (resipien) dengan kualitas genetik rata-rata tetapi mempunyai kemampuan untuk bunting.

v  Proses Transfer Embrio

Teknologi transfer embrio merupakan aplikasi bioteknologi reproduksi ternak melalui teknik Multiple Ovulation Embrio Transfer (MOET) serta rekayasa genetic untuk meningkatkan mutu genetik dalam waktu yang lebih singkat dan jumlah yang lebih banyak. Teknik produksi embrio dapat dilaksanakan dengan beberapa cara seperti cara konvensional atau invivo dan metode invitro serta Oocyt Pick Up (OPU). Produksi embrio dengan cara invivo ialah salah satu teknik produksi embrio dimana pembentukan embrio berlangsung di dalam alat reproduki betina sedangkan metode invitro adalah sebaliknya yaitu proses pembentukan embrionya berlangsung di luar alat reproduksi. Dan untuk pengembangan dan peningkatan produksi dalam rangka penekanan biaya produksi dapat diterapkan teknik kloning Embrio. Embrio yang digunakan untuk transfer embrio dapat berupa embrio segar atau embrio beku (freezing embrio). Embrio beku efisien untuk dipakai karena dapat disimpan lama sebagai stock dan dapat dibawa ke daerah-daerah yang membutuhkan.Sedangkan embrio segar hanya dapat di transfer pada saat produksi dilokasi yang berdekatan dengan donor.

Terdapat dua metode TE yang digunakan yaitu metode pembedahan dan metode tanpa pembedahan. Metode pembedahan dilakukan dengan jalan membuatan sayatan di daerah perut (laparotomi) baik sayatan sisi (flank incici) atau sayatan pada garis tengah perut (midle incici). Metode tanpa pembedahan dilakukan dengan memasukkan embrio kedalam straw kemudian ditransfer kedalam uterus resipien dengan menggunakan cassoue gun insemination.

Tiga (3) Faktor penting yang harus diperhatikan guna keberhasilan pelaksanaan transfer embrio adalah :

1.    Kualitas embrio yang akan di transfer; umur,kwalitas, jenis embrio (bela/segar) metode pembekuan adanyakontaminasi atau infeksi pada embrio.

2.    Tingkat keterampilan petugas dalam mentranfer antara lain kemampuan mendeposisikan embrio secara tepat (sepertiga apexcornua uteri) dan cepat, tidak terjadi luka pada uterus, dan sapi tenang/tidak stres.

3.    Respon sapi resipien terhadap sinkronisasi, kondisi pakan yang digunakan, kondisi tubuh dengan BCS (Body Condition Skor) sedang (2,8-3,5) tidak ditemukan peradangan, kondisi ovarium dan CL normal dan penjagaan sapi jangan sampai stres.

v  Alat Transfer Embrio (TE) (Penggambilan, Penyimpanan, Transfer)

·         Penggambilan

§  Sterio mikroskop

§  Foley cateter

§  Larutan PBS

§  Pipa kaca berbentuk Y

§  Cawan petri

§  Selang dan jarum suntik/Spuit

§  Expander : untuk membuka cervik

§  Intra uterine injector (Sumandina, 2009).

v  Penyimpanan

v  Straw

v  Freezer

v  Pipet

v  Cawan Petri

v  TermosKontainer

      Transfer

v  TE Gun

v  Plastic sheat

      Metode Tehnik dari Pengambilan Embrio

·         Invivo

Tehnik penggambilan embrio secara sederhana dapat dilakukan flushing yang merupakan pembilasan uterus ternak donor dengan cara memasukkan cairan media ke dalam koruna uteri kemudian mengeluarkannya kembali untuk mendapatkan embrionya (Setia, 2009). Flushing dilakukan pada hari ketujuh setelah estrus/ IB pertama, yang sebelumnya sapi donor tersebut diberi perlakuan superovulasi (Anonim, 2009 (b)). Metode satu persatu dari proses flushing adalah sebagi berikut,

·                     Stilette Cassou Insemination Gun dimasukkan ke dalam kateter supaya menjadi kaku, selanjutnya kateter diberi pelumas.

·                     Sapi donor ditempatkan pada kandang jepit kemudian keluarkan feses dari rektum dan mengecek ovarium untuk mengetahui berapa jumlah corpus luteum (CL) sapi donor tersebut

·                     Membersihkan bagian belakang/sekitar rektum, vulva dengan air bersih, kemudian desinfeksi dengan kertas tissue dan kapas alkohol.

·                     Kemudian Memberikan epidural anaestesi dengan menggunakan Lidocaine HCl 2% atau Xylocaine 2% secukupnya tergantung dari besar kecil sapi (2–5ml) diantara tulang sakral-tulang ekor I atau diantara tulang ekor I-II.

·                     Setelah anaestesi memberikan reaksi, yang ditandai dengan ekor yang lemas, maka ekor diikat dengan menggunakan tali (Anonim, 2009 (b)).

·                     Sebelum folley catheter dimasukkan, servik dibuka terlebih dahulu dengan expander, karena posisi servik sedang menutup.

·                     Setelah itu cairan mucus servik yang menutup servik di ambil mengunakn pipet Pasteur yang disambingkan dengan selang.

·                     Dengan palpasi rectal, kateter dimasukkan perlahan-lahan melewati vagina, cerviks, terus ke kornua uteri sampai 2/3 panjang kornua.

·                     Selanjutnya balon kateter diisi udara atau air sebanyak 5 ml dengan menggunakan spuit 20 cc, kemudian stiletto gun ditarik. Pipa kaca berbentuk hurup Y dipasang, dimana ujung-ujungnya telah terpasang selang penghubung.

10.  Larutan PBS (Phosphate Buffer Saline) yang merupakan larutan isotonic (sesuai dengan keadaan tubuh), tidak beracun dan menjaga kekonstanan pH. dimasukkan tiap-tiap 30-60 ml tergantung besar hewan sampai menghabiskan 500 ml setiap kornue (Anonim, 2009 (d)), Saat memasukkan cairan PBS outlet ditutup dan inlet dibuka, sedangkan saat mengeluarkan cairan bersama embrio outlet dibuka, inlet ditutup dan kornue digoyang-goyang supaya masuk pada bagian pori-pori di ujung catheter.

·         Hasil bilasan uterus ditampung dalam beker gelas dan dibiarkan mengendap selama 30 menit, selanjutnya supernatannya dibuang dan sisanya dievaluasi di bawah sterio mikroskop (Sumandina 2009).

·          Setelah selesai flushing, sapi donor disuntik dengan preparat prostaglandin dan kemudian uterus di spool dengan antibiotik/antiseptik (penstrep/Iodin Povidon 2% 40-50ml) dengan menggunakan intrauterin injector (Anonim, 2009 (b)

      Invitro

Koleksi embrio secara invitro, biasanya dilakukan dengan cara koleksi oosit terlebih dahulu, baru dilakukan maturasi secara invitro.Proses pengkoleksian oosit ini memanfaatkan organ reproduksi betina, yang sebelumnya sebagai limbah, oragan tersebut bisa ovariumnya, juga bisa lainnya, pada hal ini yang dimanfaatkan adalah tuba falopiinya.

·         Tuba faloppi dilubangi dan dilairi NaCl Fisiologis

·         Cairan ditahan oleh operator 2 pada suatu kepanjangan uterus yang dijepit dengan jari-jari pada setiap ujung

·         Uterus disayat pada suatu titik proksimal dari bentangannya,

·         Suatu kanula yang dimasukkan melalui sayatan dan dipegang pada posisinya oleh operator 1

·         Operator 2 melepaskan jepitan dekat kanula untuk menuangkan isi cairan keluar dari kanula.

Setelah didapatkan oosit, oosit kemudian di maturasi, dan kemudian dip roses di embryo production (Toelihere, 2009).

      Koleksi Oosit

Teknik koleksi oosit diawali dengan tahap pencucian ovarium. Ovarium dicuci 2x dengan media koleksi ovarium (0,9% NaCl ditambah antibiotik dan sudah disterilkan dalam autoclave selama 30 menit pada suhu 100⁰C) sebelum dilakukan proses koleksi oosit. Beberapa metode koleksi oosit antara lain:

Ø  Metode aspirasi.

 Cairan folikel yang diaspirasi dari folikel ovarium menggunakan syrink 5 ml dengan jarum ukuran 18 G yang di dalamnya terdapat oosit ditampung pada tabung ukuran 15 ml lalu dimasukandi waterbath dengan suhu 37⁰C selama 15 menit. Setelah supernatant dibuang selanjutnya ke dalam tabung tersebut diisi dengan media koleksi oosit (mPBS ditambah antibiotic) dan ditunggu selama 15 menit lagi di dalam waterbath. Setelah supernatant diambil untuk wasing kedua, media koleksi oosit bersama cairan folikel dituang di dish ukuran diameter 10 cm dan dilanjutkan dengan pencarian atau koleksi oosit di bawah mikroskop fase kontras menggunakan mouth pipet dan oosit yang ditemukan ditransfer di dalam media maturasi untuk selanjutnya siap dimaturasi di dalam incubator dan rangkaian proses in vitro embryo production.

Ø  Metode slicing (pencacahan).

o   Pencucian ovarium.

o   Menempatkan ovarium pada disposibble dish yang berisi media koleksi oosit (PBS + antibiotic)

o   Mencacah ovarium menggunakan blade sampai hancurMemeriksa ovarium di bawah mikroskop (searching)

o   Memindahkan oosit yang ditemukan ke dish yang berisi media maturasi oosit (TCM 199) menggunakan mouth pippet

o   Standarisasi (grading) kualitas oosit

      Diseksi folikel Utuh

Diseksi pada folikel yang utuh (2-8 mm diameternya) dan rupturnya yang terkontrol digunakan oleh para pekerja Cambridge pada tahun 1980an sebagai elemen penting dalam artificial maturation technique pada domba. Metode yang sama juga dilakukan pekerja sapi awal di Dublin yang juga memakai prinsip pengambilan oosit dengan morfologi yang memiliki sel-sel kumulus utuh.

Keuntungan dari diseksi folikel adalah metode ini dapat mengidentifikasi follikel non-atresic. Pekerja Cambridge mendeskripsikan criteria folikel yang dapat diidentifikasi, yaitu: kenampakan misalnya keseragaman permukaan yang cerah, tanda vaskularisasi yang luas, dan memiliki lapisan stratum granulosum di dalam folikel. Sebaliknya, pada folikel atresia akan terllihat suram, abu-abu, gelap, dan hanya terlihat sedikit tervaskularisasi. Pada metode ini, Cumulus OOcyte Complex dikeluarkan dengan merupturkan folikel yang masih utuh pada medium diseksi.

Jika dibandingkan antara cara diseksi dengan aspirasi, cara diseksi oosit memiliki hasil kualitas oosit yang lebih baik karena pada aspirasi terjadi kerusakan pada kumulus oophorusnya. Di New Zealand, Hageman et al (1999b) mengatakan bahwa pada ovarium yang telah dipotong dan dikoleksi oositnya pada fase perkembangan folikuler (hari kedua dan ke-10) lebih kompeten daripada fase ketika folikel dominant (hari ke-7 dan ke-15). Di Itali, dilakukan perbandingan antara oosit yang diambil dari ovarium yang telah dipotong dari organ awal dengan cara aspirasi dan diseksi dan disimpulkan bahwa tingkat abnormalitas fertilitas lebih tinggi terjadi pada oosit dengan cara aspirasi (19%) disbanding dengan diseksi (6%) (Dell’Aquilla et al.,2001)

      Laparoskopi

Pada domba, kambing dan babi dengan general anasthesi. Metode ini dengan tusukan langsung ke cornue atau uterus yang dimasukkan melalui tusukan pada kulit, kemudian uterus dilihat (Pemayun, 2009).

·         Pick Up Ovarium

Mekanisme kerjanya adalah, ovarium didekatkan di fornik vagina, setelah itu diambil cairan folikel dari ovarium menembus dinding vagina menggunakan spuit.

·         Digesti ovarium dengan tripsin

Mengahncurkan jaringan-jaringan ovarium dengan merusaknya menggunakan tripsin

·         USG

Alat ini untuk membantu melihat ovarium

·         Endoskopi

Merupakan pemeriksaan yang menggunakan lata dinamakan endoskop

      Tehnik Pengemasan dan Transfer embrio

      Pengemasan

Setelah dilakukan proses flushing, maka embrio ada yang langsung ditransfer ke resipien ada yang dibekukan, namun sebelumnya hasil flusing yang ditampung didalam gelas diidentifikasi terlebih dahulu.

·                     Proses identifikasi media disaring dengan filter embrio  dan dipindahkan ke dalam cawan petri 100x100mm untuk memudahkan mencari embrio di bawah mikroskop. Proses identifikasi ini supaya tidak keliru dengan sel epitel tuba faloppi dan lain sebagainya.

·                     Kemudian embrio yang fertil diamati di bawah mikroskop untuk diklasifikasi tentang kualitas yang ditentukan berdasarkan beberapa parameter.  Beberapa parameter untuk menentukan kualitas embrio antara lain permukaan/ dinding zona pellucida yang rata warnanya, kekompakan sel, banyaknya sel yang mengalami degenerasi, permukaan rata, warna, kekompakan sel, banyaknya sel yang mengalami degenerasi atau “Extruded”, ukuran banyaknya vesicles.

·                     Apabila embrio yang langsung ditransfer ke resipien, maka terlebih dahulu dicuci dalam media transfer dengan cara memindahkannya dari cawan petri ke petri lain yang berisi D-PBS, 20% Calf serum sebanyak 3 kali, pengambilan embrio menggunakan pipet mikro atau pipet berkanula (pipet pasteur) yang disambung dengan selang kecil, proses ini dilakukan di bawah mikroskop disekting.

Kategori grade kualitas adalah sebagai berikut:

·                     Excellent : Baik Sekali, embrio sedikit sekali bahkan tidak ada extruded balstomer

·                     Good : Baik, embrio sedikit extruded blastomere

·                     Fair : Kurang bagus, extruded blastomere, sedikit lebih banyak dari kualitas good

·                     Poor : Jelek, embrio banyak extruded blastomere, degenerasi sel lebih banyak

·                     Very Poor : Semua sel mengalami degenerasi, ovum tidak terbuahi, dan terlalu muda.

Embrio yang boleh ditransfer adalah embrio yang mempunyai kategori excellent, good, dan fair. Sedangkan embrio yang boleh dibekukan hanya excellent dan good.

Saat proses pembekuan embrio diberi cairan BSA (Bovine Serum Albumin) yaitu protein yang berfungsi sebagai deterjen, agar embrio tidak menempel pada gelas atau pipet. Embrio dimasukkan pada straw dengan posisi

MEDIA – UDARA -  MEDIA EMBRIO – UDARA – MEDIA

C.     MANFAAT DAN KEUNGGULAN TRANSFER EMBRIO

Adapun manfaat teknologi transfer embrio adalah:

      Meningkatkan mutu genetik ternak.

      Mempercepat peningkatan populasi ternak.

      Berpotensi mencegah berjangkitnya penyakit hewan menular yang ditularkan lewat saluran kelamin.

      Mempercepat pengenalan material genetik baru lewat ekspor embrio beku.

      Meningkatkan penyediaan sumber bibit unggul.

      Memanfaatkan sapi lokal yang kurang unggul untuk menghasilkan keturunan yang unggul.

      Meningkatkan pendapatan masyarakat

Keunggulan teknologi transfer embrio dibandingkan inseminasi buatan adalah:

   Perbaikan mutu genetik pada IB hanya berasal dari pejantan unggul sedangkan dengan teknologi TE, sifat unggul dapat berasal dari pejantan dan induk yang unggul

   Waktu yang dibutuhkan untuk memperoleh derajat kemurnian genetik yang tinggi (purebred) dengan TE jauh lebih cepat dibandingkan IB dan kawin alam.

   Dengan teknik TE, seekor betina unggul mampu menghasilkan lebih dari 20 - 30 ekor pedet unggul per tahun, sedangkan dengan IB, hanya dapat menghasilkan satu pedet per tahun.

   Melalui teknik TE dimungkinkan terjadinya kebuntingan kembar, dengan jalan mentransfer setiap tanduk uterus (cornua uteri) dengan satu embrio.

Disusun oleh :