Drosophila melanogaster sebagai Organisme Percobaan Genetika

Wahyu Noviarini (1511100075)

Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Sepuluh Nopember

Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

PENDAHULUAN

Lalat atau Drosophila baik disadari ataupun tidak telah hadir dalam setiap lingkungan kita. Dalam penelitian tentang lalat, orang pertama yang menggunakan lalat buah (Drosophila melanogaster) sebagai objek penelitian genetika adalah Thomas hunt morgan yang berhasil menemukan “pautan seks” dan “gen rekombinan”. Drosophila mudah ditemukan di sekitar buah-buahhan yang sudah matang atau makanan yang sudah basi atau mengalami fermentasi. Namun demikian untuk pemeliharaan dan pembiakan, Drosophila membutuhkan media yang tepat supaya dapat tetap hidup dan berkembangbiak dengan baik. Untuk pemeliharaan Drosophila dapat digunakan bermacam-macam medium mulai dari medium yang sederhana hingga medium yang lengkap.

Tujuan dari praktikum Drosophila melanogaster sebagai organisme percobaan genetika ini antara lain mengetahui cara membuat medium kultur Drosophila melanogaster, mengetahui morfologi dan siklus hidup Drosophila melanogaster, mengetahui perbedaan seks lalat jantan dan lalat betina Drosophila melanogaster dan variasi fenotip dan genotip mata lalat yang terangkai kromosom kelamin X serta mengetahui hasil perkawinan hibrid pada Drosophila melanogaster dan rasio fenotip pada keturunan F1 dan F2.

Drosophila melanogaster merupakan jenis lalat buah yang dapat ditemukan di buah-buahan busuk. Drosophila telah digunakan secara bertahun-tahun dalam kajian genetika dan perilaku hewan. Berikut merupakan klasifikasi dari Drosophila melanogaster (Borror, 1993):

Kingdom Animalia

Phyllum Arthropoda

Classis Insecta

Ordo Diptera

Familia Drosophilidae

Genus Drosophila

Species Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster adalah serangga bersayap yang masuk ke dalam Ordo Diptera (bangsa lalat). Spesies ini umumnya dikenal sebagai lalat buah dalam pustaka-pustaka biologi eksperimental (walaupun banuak jenis lalat buah lainnya) dan merupakan organisme model yang paling banyak digunakan dalam penelitian genetika, fisiologi dan evolusi kehidupan sejarah Drosophila melanogaster popular karena sangat mudah berbiak (hanya memerlukan waktu dua minggu untuk menyelesaikan daur hidupnya), mudah pemeliharaannya, serta memilki benyak variasi fenotip yang relatif mudah diamati (Sucipto, 2008).

METODOLOGIPada praktikum pindah silang ini, bahan yang digunakan yaitu lalat

Drosophila melanogaster tipe liar, medium kultur, antifungal, blender, autoclave, botol pembiusan, botol kultur, kertas saring, kompor, panci, pisau, oven, timbangan, sedotan plastik transparan, pinset , alumunium foil, mikroskop, busa steril, cotton bud, dan kuas kecil.Pembuatan Medium Kultur Drosophila melanogaster

Langkah yang pertama dalm pembuatan medium kultur ini adalah menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan medium ini. Setelah itu kertas saring dilipat. Membuat sumbat gabus dari busa sesuai dengan besarnya mulut botol medium merupakan langkah selanjutnya. Kemudian kertas saring dan sumbat gabus disterilkan dengan oven selama 10 menit dengan suhu 80-900C. Setelah itu dicampurkan pisang raja masak, antifungal, fermipan, gula aren, agar, asam sorbat dan aquadest serta diaduk dengan menggunakan blender hingga homogen. Dimasukkan sebanyak 50 ml medium tersebut ke dalam botol kultur, kemudian ditutup dengan alumunium foil dan disterilkan dengan autoclave pada suhu 1210C selama 15 menit. Setelah itu dimasukkan lipatan kertas saring steril dalam posisi miring melekat pada slah satu dinding botol kultur. Kemudian ditutup dengan sumbat dan didiamkan hingga medium memadat dalam suhu kamar. Penangkapan Drosophila melanogaster

Langkah-langkah yang dilakukan adalah menaruh irisan-irisan buah yang masak pada toples. Ddidiamkan 1 malam, dan keesokan harinya diambil dan ditutup toplesnya.Pengamatan Morfologi dan Perkawinan Drosophila melanogaster

Dalam praktikum ini akan dilakukan perkawinan lalat buah Drosophila melanogaster dengan variasi sifat mata merah dan mata merah yang dikode oleh gen yang terpaut kromosom X. Sampel lalat yang telah didapat dibius dalam botol bius. Caranya dengan mencelupkan cotton bud dalam kloform, ditunggu sampai lalat

pingsan. Setelah pingsan, diamati jenis kelaminnya. Dimasukkan 3 pasang lalat jantan dan betina dalam medium kultur, kemudian ditutup dengan sumbat gabus. Dibiakkan selama 10-14 hari untuk mendapatkan keturunan F1. Dilakukan pengamatan daur hidup dari telur hingga menjadi lalat dewasa. Diamati dan dihitung rasio keturunan F1. Hasil dari F1 dikawinkan untuk menghasilkan keturunan F2 dan dihitung rasio keturunan F2. Kemudian dilakukan uji chi square untuk menentukan apakah hasil perkawinan pada percobaan ini sesuai dengan hukum mendel.

HASIL DAN PEMBAHASANBanyak alasan yang dapat diberikan untuk dapat menerangkan mengapa lalat

buah (Drosophila melanogaster) sering sekali dipakai dalam percobaan genetika, bahkan merupakan faktor penentu bagi perkembangan bidang genetika hingga kini. Penggunaan lalat Drosophila sebagai materi percobaan genetika yang sudah cukup lama ini mempunyai beberapa alasan, yaitu :1. Mudah didapat2. Pemeliharaan mudah dan murah3. Siklus hidup pendek4. Mudah dibedakan antara yang jantan dan betina5. Menghasilkan keturunan yang banyak dalam satu siklus hidup6. Memiliki banyak mutan7. Jumlah kromosom sedikit8. Memiliki kromosom raksasa9. Lalat Drosophila jantan tidak mengalami pindah silang

(Anonim2, 2013).Ciri-ciri pembeda Jantan Betina

Ukuran tubuh Ukuran tubuh lebih kecil dibanding betina

Ukuran tubuh lebih besar dibanding jantan

Warna tubuh Bagian belakang (ujung abdomen) lebih gelap dibanding betina

Bagian belakang lebih terang dibanding jantan

Panjang sayap Sayapnya lebih pendek dibandingkan betina

Sayapnya lebih panjang dibandingkan jantan

Sisir kelamin Ada sisir kelamin Tidak ada sisir kelamin

Bentuk ujung abdomen Tumpul lancip

(Didjosepoetro, 1974).

Pada percobaan Drosophila melanogaster sebagai organisme percobaan genetika ini, terlebih dahulu dibuat medium kultur sebagai tempat pembiakan lalat drosophila. Medium dibuat dari 600 gram pisang raja masak, ragi tape/ fermipan 20 gram, gula aren 100 gram, agar-agar swallow 7 gram, antifungal 7 ml, asam sorbet 10 ml, serta aquades 411 ml. Pisang raja berfungsi sebagai sumber nutrisi untuk lalat drosopila. Selain itu juga sebagai sumber karbon yang bisa menyerap hasil ekskresi metabolit lalat. Digunakan pisang raja, dikarenakan pisang raja mengandung zat gizi yang dibutuhkan oleh tubuh lalat. Dari buah pisang raja per 100 gram mengandung protein 1,2 g, karbohidrat 31,8g, kalsium 10mg, fosfor 22mg, besi 0,8mg, vitamin A 950 SI, vitamin B 0,06 mg, vitamin C 10, dan air 65,8g (Anonim1, 2009). Ragi tape/fermipan berfungsi sebagai bibit jamur yang juga untuk nutrisi lalat, gula aren berfungsi untuk sumber glukosa dan sukrosa, agar-agar swallow berfungsi sebagai bahan pemadat medium. Antifungal berfungsi sebaai kontrol jamur yang tidak diinginkan. Asam sorbet sebagai pengawet medium kultur sedangkan aquades berfungsi sebagai pengencer medium kultur.

Semua bahan dihomogenkan kemudian dimasukan ke medium kultur sebanyak 50 ml. Botol kultur kemudian dimasukkan ke dalam autoclave pada suhu 121oC. Hal ini bertujuan untuk sterilisasi alat dan bahan medium kultur. Yaitu membebsakan medium dari mikroorganisme yang merugikan. Kemudia pada medium kultur dimasukkan kertas saring dengan posisi miring dan berdiri dengan tujuan untuk menyerap air pada medium serta sebagai tempat melekatnya larva. Botol medium lalu ditutup menggunakan sumbat dari busa, agar tetap ada sirkulasi udara antara daerah luar dan dalam medium.

Setelah medium dibuat, kemudian lalat yang ditangkap diidentifikasi kelaminnya. Sebelum dilakukan pengidentifikasian kelamin pada lalat Drosophila, maka perlu dilakukan pembiusan terlebih dahulu dengan menggunakan khloroform. lalat yang berada di dalam botol penangkap, dipindahkan ke dalam kantong plastik putih. Ketika dipindahkan, botol penangkap ditutup dengan kain berwarna gelap. Hal ini supaya lalat lebih mudah keluar ke kantong plastik, karena lalat Drosophila lebih senang menuju ke arah cahaya. Setelah beberapa lalat berada di dalam kantong plastik, maka dilakukan pembiusan dengan cara memasukkan kapas yang telah ditetesi sedikit khloroform ke dalamnya selama beberapa saat hingga pingsan. Lalat yang pingsan diletakkan di atas petridish dan diidentifikasi jenis kelaminnya dengan kaca pembesar. Kemudian, lalat yang sudah teridentifikasi jenis kelaminnya, dimasukkan ke dalam medium. Kelompok 4A memasukan lalat pada botol medium I sebanyak tiga pasang. Lalat dibiakkan hingga mencapai F2. Parental dari lalat buah yang dibiakkan diasumsikan memiliki fenotip TT (homozigot dominan warna mata merah) >< Tt (heterozigot warna mata merah). Ketika disilangkan, maka akan mendapatkan ketutunan F1 seperti diagram panet dibawah ini:

P ♂ TT x ♀ TtG T T,tF1:♀

♂T T

T TT TtPerbandingan fenotip:♂ = Tt ( mata merah)♀ = TT♀ = TtPerbandingan genotip, mata merah : mata putih=1:0. Setelah dibiakkan

sedemikian rupa, diperoleh anakan jantan dan betina sejumlah (F1) sejumlah 109.Dilakukan perhitungan sebagai berikut:

Merah Putih JumlahDiperoleh (o) 109 0 109Diharapkan (e) 1/1 x 109 = 109 1/1 x 109 = 109 109Deviasi (d)[d-1/2] (d-1/2)2

X2

X=∑❑

❑ d2

e = ❑❑ +

54

=

K n-1=2-1=1Kemudian, dilihat pada tabel nilai kritis distribusi X2

Drosophyla yang dimasukan ke dalam medium sebagai objek penelitian terdiri dari beberapa lalat, yaitu 2 ekor lalat jantan dan 3 ekor lalat betina. Pada hari pertama setelah lalat dimasukan ke dalam medium (26 Maret 2013) tampak ada bintik-bintik putih kecil dan terlihat basah. Ternyata bintik-bintik tersebut adalah telur Drosophyla.

Pada hari ketiga telur mulai ada yang menetas dan tampak larva yang bergerak-gerak seperti belatung (larva I=1, larva II=4). Larva I ini berwarna putih dan beruas-ruas dengan titik hitam di salah satu ujungnya dan diperkirakan titik hitam ini adalah cikal bakal mata. Perkembangan larva dilanjutkan pada hari berikutnya yang ditandai dengan adanya pertambahan ukuran memanjang dan membesar.

Pada hari keenam, terdapat larva III sebanyak 2 dan ada larva yang tampak tidak bergerak sebanyak 2, ternyata larva-larva tersebut tengah mengalami perubahan untuk menjadi pupa. Ukuran pupa lebih pendek dari ukuran larva sebelumnya dan pupa yang masih muda warnanya tampak lebih muda daripada pupa yang sudah berusia 2 atau 3 hari. Pada pupa masih terlihat adanya ruas-ruas dan titik hitam yang

2 (mata

1

terdapat di salah satu ujungnya pun masih jelas terlihat pada fase ini. Pada hari keenam, jumlah larva semakin banyak yaitu 21.

Pada hari kedua belas, individu-individu baru Drosophyla muncul dari pupa-pupa yang sudah matang, banyak lalat yang keluar dari pupa yang disebut imago. Selanjutnya keluar lagi individu-individu lainnya dengan jenis kelamin jantan dan betina. Pada hari terakhir pengamatan ditemukan F1 berjumlah 106 lalat betina dan 3 lalat jantan.

Setelah itu dimasukkan 3 lalat jantan dan 3 lalat betina ke medium baru yang akan digunakan pada percobaan F2. Pada percobaan F2 hanya ditemukan telur dari lalat, hingga pada pengamatan yang terakhir tetap tidak ada perubahan. Ini dimungkinkan terjadinya kontaminasi pada medium yang mengakibatkan telur lalat tersebut tidak dapar berkembang seperti pada percobaan F1.

KESIMPULANKesimpulan yang diperoleh dari praktikum ini adalah medium kultur

Drosophila melanogaster dibuat dari beberapa jenis bahan dan zat untuk tempat perkembangbiakan lalat tersebut agar dapat berekembang dengan baik. Drosophila melanogaster memiliki siklus hidup dari telur, larva (I,II,III) pupa dan imago. Drosophila melanogaster jantan dan betina dapat dibedakan dari ukuran tubuh, ada tidaknya sex comb dan jumlah segmen pada abdomen. Selain itu hasil perkawinan F1 diperoleh imago 109 dengan semuanya mata merah dan F2 hanya berupa telur akibat medium yang kontam. Dari hasil perhitungan chi square hasil ini tidak signifikan karena lebih dari 0,005 jadi tidak sesuai dengan hukum mendel.

DAFTAR PUSTAKAAnonim1. 2009. Manfaat Pisang Raja. Disadur dari www.devanjer.com pada tanggal

16 April 2013 pukul 20.30 WIB

Anonim2. 2010. Drosophila melanogaster. Disadur dari www. users.rcn.com pada

tanggal 16 April 2013 pukul 21.17 WIB

Borror, D.J., Triplehorn, C. A., dan Johnson, N.F. 1993. Pengenalan Pelajaran

Serangga. Gadjah Mada University Press : Yogyakarta

Didjosepoetro.1974. Pengantar Genetika. DepDikBud: Jakarta

Sucipto, Adi. 2008 . Kromosom and Karyotipe . http://www.naksara.net. Diakses

pada tanggal 16 April 2013 pukul 21.20 WIB