Kajian Direct-Fed Microbials terhadap Fermentasi Rumen, Profil Ekspresi Gen Sistem Imun dan Produktivitas Kambing Perah

Ardani, Laily Rinda (2025) Kajian Direct-Fed Microbials terhadap Fermentasi Rumen, Profil Ekspresi Gen Sistem Imun dan Produktivitas Kambing Perah. S3 thesis, Universitas Andalas.

	Text (Cover dan Abstrak) Cover dan Abstrak.pdf - Published Version Download (465kB)
	Text (BAB I Pendahuluan) BAB I Pendahuluan.pdf - Published Version Download (367kB)
	Text (BAB V Penutup) BAB V Penutup.pdf - Published Version Download (223kB)
	Text (Daftar Pustaka) Daftar Pustaka.pdf - Published Version Download (472kB)
	Text (Disertasi Full Text - Laily Rinda Ardani) Disertasi Full Text - Laily Rinda Ardani.pdf - Published Version Restricted to Repository staff only Download (19MB) | Request a copy

Abstract

Penggunaan direct-fed microbials (DFM) telah menjadi pendekatan potensial dalam meningkatkan fermentasi rumen dan produktivitas ternak ruminansia serta memodulasi profil ekspresi gen yang terlibat dalam sistem imun. DFM merupakan aditif pakan berbasis mikroorganisme hidup seperti bakteri asam laktat (BAL) dan yeast yang berfungsi memperbaiki fermentasi rumen, menstabilkan mikroflora rumen, serta meningkatkan efisiensi pencernaan dan performa ternak. Namun eksplorasi DFM dari mikroba sumber lokal khas Indonesia masih terbatas. Penelitian ini diarahkan untuk mengevaluasi potensi isolat BAL dan yeast yang sudah didapatkan sebelumnya dari ikan fermentasi (Budu), dalam meningkatkan fermentasi rumen, profil ekspresi gen sistem imun, dan produktivitas kambing perah. Rangkaian penelitian dilakukan dalam tiga tahap utama. Penelitian tahap pertama menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 9 perlakuan dan tiga ulangan. Lima isolat BAL (isolat MKS4, MKS6, MKS8, MKS12 dan MKS22) dan tiga isolat yeast (isolat SCB, SCL dan SC) diuji melalui fermentasi rumen in-vitro terhadap ransum komplit (70:30 hijauan:konsentrat). Inokulum BAL mengandung 1,02 x 10^11 CFU/ml dan yeast mengandung 1,5 x 10^10 CFU/ml. Berdasarkan hasil analisis, perlakuan P4 (isolat MKS12) dan P6 (isolat SCB) menunjukkan kinerja terbaik, ditandai dengan perbedaan yang signifikan dalam degradabilitas bahan kering (DBK), degradabilitas bahan organik (DBO) (masing-masing 70,29% dan 71,16% untuk P4 serta 67,64% dan 65,73% untuk P6), produksi gas total (150-200 ml), VFA total dan NH₃ (121,67 mM dan 16,83 mg/dl untuk P4, serta 96,67 mM dan 13,42 mg/dl untuk P6) (P<0,05). Sementara itu, pH rumen berada dalam kisaran optimal (6,8-7,1). Berdasarkan analisis BLAST, isolat MKS12 memiliki tingkat kemiripan sebesar 100% dengan Schleiferilactobacillus harbinensis strain LH991, dan isolat SCB tingkat kemiripan sebesar 100% dengan Pichia kudriavzevii strain B-5P. Penelitian tahap kedua menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan susunan faktorial 3 × 4 dan tiga ulangan. Faktor A merupakan kombinasi dua jenis DFM yaitu BAL (S. harbinensis strain LH991) dan yeast (P. kudriavzevii strain B-5P), dengan tiga proporsi berbeda yaitu 1:1, 1:3, dan 3:1, sementara faktor B merupakan dosis DFM yang diberikan (berdasarkan rasio v/v) yang terdiri dari empat level yaitu (1%, 2%, 3% dan 4%) yang diuji secara in-vitro untuk melihat efek terhadap fermentasi rumen dan populasi mikroba rumen. Masing-masing mikroba mengandung 1 x 10^10 CFU/ml. Kombinasi DFM tidak menunjukkan pengaruh signifikan terhadap fermentasi rumen dan kecernaan pakan (P>0,05), namun rasio 1:1 (A1) meningkatkan produksi butirat, iso-butirat, dan iso-valerat secara signifikan (P<0,05). Penggunaan dosis DFM hingga 4% (B4) secara signifikan meningkatkan konsentrasi NH₃, VFA total, propionat dan butirat, serta menurunkan rasio asetat terhadap propionat (A:P) (P<0,05). Degradabilitas pakan in-vitro juga meningkat seiring dengan peningkatan dosis DFM, terutama pada level 4%, yang menunjukkan peningkatan nyata pada DBK, DBO, dan degradabilitas serat kasar (DSK) (P<0,05). Kombinasi DFM berpengaruh terhadap mikroba tertentu terutama meningkatkan populasi Prevotella ruminicola dan Butyrivibrio fibrisolvens (P<0,05), meskipun tidak memengaruhi populasi mikroba target lainnya. Penggunaan dosis DFM hingga 4% meningkatkan populasi relatif mikroba rumen seperti, Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens, Treponema bryantii, Selenomonas ruminantium, dan Prevotella ruminicola serta menurunkan populasi metanogen (P<0,05). Penelitian tahap ketiga dilakukan secara in-vivo dengan menggunakan 20 ekor kambing perah Sapera, yang dibagi kedalam dua kelompok perlakuan yaitu kelompok kontrol (G1) dan kelompok DFM (G2). DFM mengandung konsentrasi masing-masing sebesar 1,2 x 10^11 CFU/ml yang diberikan sebanyak 10 ml/ekor/hari secara oral selama 8 minggu. Hasil menunjukkan bahwa pemberian DFM tidak mengubah konsumsi pakan (P>0,05) namun secara keseluruhan meningkatkan produksi susu harian serta kualitas susu (P<0,05). Segi aspek ekonomi, pemberian DFM meningkatkan efisiensi pakan, IOFC dan efisiensi ekonomi (P<0,05). Hasil sekuensing RNA menggunakan NGS diperoleh 220 gen differensial yang terekspresi yang signifikan (FDR<0,05), terdiri atas 135 gen upregulated dan 85 gen downregulated. Analisis gene ontology (GO) proses biologis menunjukkan bahwa pemberian DFM cenderung memengaruhi ekspresi gen yang terlibat dalam sistem imun ternak. Analisis GO menunjukkan kecenderungan peningkatan signifikan ekspresi gen jalur proses biologis pada kategori immune system process, immune response, defense response to bacterium dan antimicrobial humoral response (P<0,001), yang menandakan aktivasi kekebalan bawaan dan adaptif, termasuk produksi protein antimikroba, sekresi molekul imun, penghambatan patogen dan penurunan inflamasi. Hasil analisis KEGG mendukung temuan ini dengan kecenderungan aktivasi jalur Staphylococcus aureus infection, NK cell-mediated cytotoxicity, dan hematopoietic cell lineage (P<0,001), serta munculnya jalur imunoregulator seperti asthma, rheumatoid arthritis dan salivary secretion (P<0,01) yang mencerminkan peran DFM dalam menjaga keseimbangan imun dan homeostasis. Volcano plot menunjukkan signifikansi (P<0,05) upregulasi gen-gen protektif seperti GBP, cathelicidins, S_100, trypsin, dan amidase, serta downregulasi TACC, proteasome dan MHC 1 sebagai bentuk regulasi inflamasi dan penekanan aktivitas stress. Secara keseluruhan, DFM tidak hanya meningkatkan kesehatan saluran cerna dan menghambat patogen, tetapi juga diduga berperan sebagai imunomodulator yang memperkuat sistem pertahanan tubuh melalui regulasi ekspresi gen imun secara sistemik dan mukosal. Berdasarkan hasil penelitian, didapatkan dua isolat unggul kandidat DFM yang berasal dari ikan fermentasi (Budu) yaitu Schleiferilactobacillus harbinensis strain LH991 dan Pichia kudriavzevii strain B-5P yang memberikan pengaruh fermentasi di rumen pada rasio 1:1 dengan dosis 4% serta meningkatkan produktivitas dan cenderung memodulasi profil ekspresi gen sistem imun pada kambing perah Sapera. DFM juga menunjukkan perannya sebagai agen imunomodulator potensial. Temuan ini mendukung pendekatan nutrigenomik sebagai strategi baru dalam peningkatan kinerja ternak ruminansia secara lebih optimal, sekaligus memperkuat potensi pemanfaatan sumber daya mikroba lokal dalam pengembangan teknologi pakan fungsional.

Actions (login required)

View Item