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).

METODOLOGI

Pada 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 PEMBAHASAN

Tabel pengamatan Perkawinan menghasilkan F1

No Tanggal Fase Keterangan

1 25 Maret 2013 - dikawinkan 3 betina 2

jantan

2 26 Maret 2013 Telur 13

3 27 Maret 2013 Telur + 14 => 27

4. 28 Maret 2013

Telur

Larva I

Larva II

26

1

4

5. 29 Maret 2013

Telur

Larva III

Pupa

20

2

2

6 30 Maret 2013

Telur

Larva I

Larva III

Pupa

16

3

1

4

7 31 Maret 2013 Larva III

Pupa

3

21

8 1 April 2013 Pupa

Imago

20

♂=1 ♀=16

9 2 April 2013

Telur

Larva II

Pupa

Imago

12

1

21

10

10 3 April 2013 Larva III

Pupa

1

23

11 8 April 2013 Imago ♂=3 ♀=106

Tabel Pengamatan Perkawinan menghasilkan F2

No Tanggal Fase Keterangan

1 9 April 2013 Telur 3

2 10 April 2013 Telur 16

3 11 April 2013 Telur 43

4 15 April 2013 Telur 51

Banyak 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 didapat

2. Pemeliharaan mudah dan murah

3. Siklus hidup pendek

4. Mudah dibedakan antara yang jantan dan betina

5. Menghasilkan keturunan yang banyak dalam satu siklus hidup

6. Memiliki banyak mutan

7. Jumlah kromosom sedikit

8. Memiliki kromosom raksasa

9. 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 ♀ Tt

G T T,t

F1:

♀

♂

T T

T TT Tt

Perbandingan fenotip:

♂ = Tt ( mata merah)

♀ = TT

♀ = Tt

Perbandingan 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 Jumlah

Diperoleh (o) 109 0 109

Diharapkan (e) 1/1 x 109 = 109 1/1 x 109 = 109 109

Deviasi (d) 0 -109 109

[d-0,5] -0,5 -109,5 -110

(d-0,5)2 0,25 11.990,25

X2 = + = 110

K n-1=2-1=1

Kemudian, 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

2 (mata merah)

1

berusia 2 atau 3 hari. Pada pupa masih terlihat adanya ruas-ruas dan titik hitam yang

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.

KESIMPULAN

Kesimpulan 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 PUSTAKA

Anonim1. 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