INSEMINASI BUATAN

Oleh: NURUL ISNAINI

INSEMINASI BUATAN (IB)

• IB : deposisi semen ke dalam organ reproduksi betina dengan menggunakan alat (insemination gun)

• Istilah awam : kawin suntik

04/14/2304/14/23

Tujuan IB 1. Meningkatkan Kualitas Genetik 1. Meningkatkan Kualitas Genetik

– Betina dengan kualitas genetik Betina dengan kualitas genetik kurang baik yang di IB dengan kurang baik yang di IB dengan semen pejantan superior semen pejantan superior dapat menghasilkan dapat menghasilkan keturunan dengan keturunan dengan kualitas genetik yang kualitas genetik yang baik baik

2. Mencegah penyakit vineris 2. Mencegah penyakit vineris - Tidak ada kontak langsung antara pejantan dan Tidak ada kontak langsung antara pejantan dan

betina betina - Penyakit vineris (penyakit yang disebabkan oleh Penyakit vineris (penyakit yang disebabkan oleh

karena adanya kontak langsung antara pejantan karena adanya kontak langsung antara pejantan dan betina saat kawin), misalnya: brucellosis, dan betina saat kawin), misalnya: brucellosis, vibriosis, leptospirosisvibriosis, leptospirosis

3. Menghemat biaya pemeliharaan pejantan 3. Menghemat biaya pemeliharaan pejantan - Peternak tidak harus memelihara pejantan untuk - Peternak tidak harus memelihara pejantan untuk mengawini sapi betinanya mengawini sapi betinanya

4. Mengatasi hambatan jarak dan waktu– Setelah pejantan mati, semen masih dapat digunakan Setelah pejantan mati, semen masih dapat digunakan – Betina yang hidup sangat berjauhan dengan pejantan Betina yang hidup sangat berjauhan dengan pejantan

superior bisa memanfaatkan semen pejantan tsb melalui IB superior bisa memanfaatkan semen pejantan tsb melalui IB

5. Ekonomis– 1 ekor pejantan dapat membuntingi lebih banyak 1 ekor pejantan dapat membuntingi lebih banyak

betina selama masa hidupnya betina selama masa hidupnya

6. Crossbreeding, untuk penelitianPersilangan antara kambing dan domba, keledai dan kuda, entok dan itik, dll

6.Mencegah kecelakaan betina akibat kawin langsung dengan pejantan agresif / membahayakan

Keuntungan IBa) Menghemat biaya pemeliharaan ternak

jantan; b) Dapat mengatur jarak kelahiran ternak

dengan baik; c) Mencegah terjadinya kawin sedarah pada

sapi betina (inbreeding); d) Dengan peralatan dan teknologi yang baik

spermatozoa dapat simpan dalam jangka waktu yang lama;

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

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

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

Kerugian IB

a) Apabila identifikasi birahi (estrus) dan waktu pelaksanaan IB tidak tepat maka tidak akan terjadi kebuntingan;

b) Akan terjadi kesulitan kelahiran (distokia), apabila semen beku yang digunakan berasal dari pejantan dengan breed / turunan yang besar dan diinseminasikan pada sapi betina keturunan / breed kecil

c) Bisa terjadi kawin sedarah (inbreeding) apabila menggunakan semen beku dari pejantan yang sama dalam jangka waktu yang lama;

d) Dapat menyebabkan menurunnya sifat-sifat genetik yang jelek apabila pejantan donor tidak dipantau sifat genetiknya dengan baik (tidak melalui suatu progeny test).

Keterangan Kawin Alam IB

1 Pejantan MampuMelayani

100 ek/ Thn 18.000 ek/Thn

Kemamp Hsl’ Pedet 75 ekor/ Thn 10000 ek/ Thn

Penul. Px Veneris Tdk dp Dicegah Dpt Dicegah

Penyebaran Mutu Gen Lambat Cepat

Peningkatan Prod ygDicapai

Statis Dinamis

Peningkatan Pendptan Statis Dinamis

Biaya Perawatan Pjtn Mahal Murah

Resiko TransportasiMembawa Sp Pjtn

Ada Tdk AdaDiganti Petgs

LANGKAH KERJA IB

MELIPUTI 7 LANGKAH: 1. SELEKSI PEJANTAN2. PENAMPUNGAN SEMEN3. EVALUASI KUALITAS SEMEN4. PEMROSESAN DAN PENYIMPANAN SEMEN5. PELAKSANAAN IB6. PENCATATAN/RECORDING7. EVALUASI KEBERHASILAN IB

1. SELEKSI PEJANTANa. Kualitas genetik

(konvensional: penampilan ;modern: marker DNA )

b. Kualitas semen pejantan c. Kualitas libido pejantan

2. PENAMPUNGAN SEMEN

Metode:1. Vagina buatan : sapi, kambing2. Elektro ejakulator3. Pengurutan (masase)

2. Penampungan Semen

Nurul Isnaini, 23 Juli 09Nurul Isnaini, 23 Juli 09

Collection of a Bull on a Dummy

Electro Ejaculator

Penampungan semen ayam

3. EVALUASI KUALITAS SEMEN • Makroskopis : volume, pH, warna, konsistensi• Mikroskopis: motilitas, morfologi, persentase hidup,

konsentrasi

Peralatan pemeriksaan semen.

Spektro fotometermikroskoupcentrifugeWater bath

Spermatozoa Hidup/Mati

Spermatozoa abnormal

4. PEMROSESAN DAN PENYIMPANAN SEMEN

• Semen segar mudah rusak dan harus digunakan kurang dari 2 jam setelah penampungan

• Bila digunakan dalam waktu lama maka harus diawetkan melalui pendinginan atau pembekuan

• Volume ejakulat adalah sangat sedikit perlu diencerkan

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 30 60 90 120 150 180

Waktu Penyimpanan Suhu Kamar (menit)

Motil indiv (%)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 2 4 6 8 10

Penyimapan suhu kamar (jam)

Motl indv (%)

Pengaruh penyimpanan semen segar ayam Arab pada suhu kamar terhadap penurunan kualitas ( Isnaini, 2000)

Pengaruh penyimpanan semen segar ayam Arab pada suhu kamar setelah diencerkan dengan larutan Ringer’s terhadap penurunan kualitas ( Isnaini, 2001)

PEMROSESAN SEMENPEMROSESAN SEMENAA. Pengenceran Semen

• Tujuan pengenceran:– Mempertahankan daya hidup spermatozoa– Meningkatkan volume

• Fungsi pengencer:– Suplai zat makanan, sumber energi– Mencegah cold shock atau shock karena perubahan temperatur– Sebagai penyanggah agar pH stabil (asam laktat hasil

metabolisme dapat menurunkan pH semen)– Mempertahankan tekanan osmotik dan keseimbangan elektrolit

yang sesuai– Mencegah kuman– Meningkatkan volume

• Syarat pengencer:– Murah, mudah didapat, mudah dipersiapkan

dan memiliki preservasi tinggi– Mengandung unsur hampir seperti pada sifat

fisik dan kimiawi semen– Tidak toksik terhadap spermatozoa– Mempertahankan fertilitas spermatozoa– Mudah dievaluasi setelah pengenceran

Macam Bahan Pengencer:

1. Pada awalnya adalah plasma darah dan air susu. Pengencer ini dapat meningkatkan volume, namun menurunkan fertilitas

2. Penyanggah - kuning telur, contoh:1. Fosfat – kuning telur: kuning telur,

Na2HPO4.12H2O, KH2PO4, aquadest

2. Sitrat – kuning telur: terdiri dari kuning telur, Na3C6H5O7.2H2O, aquadest

3. Air SusuAir susu dididihkan/dipanaskan, disaring lebih

baik daripada air susu segarAir susu mentah bersifat toksik terhadap

spermatozoa

Albumin

Lactenin – toksik, zat anti streptococcus

Air susu mentah + cystein hydrochloride (gugusan sulfhidril) dapat menghambat dan meniadakan keracunan dan memiliki efek seperti air susu dipanaskan.

4. Pengencer air kelapa – kuning telur5. Cornell University Extender (CUE):

Kuning telur, penyanggah (sitrat natrius, bikarbonat natrius, KCl, glukose, gliserin)

6. Pengencer yang mengandung gliserol (BIB Singosari, mengandung tris – kng tlr

Bahan (untuk 1000 ml):-tris aminometan 13,63 g-Asam sitrat 7,62 g-Laktose 15,0 g-Fruktose 3,75 g-Raffinose 27,0 g-Aquadest 755 ml-Kuning telur 200 ml-Gliserol 7%-Penisilin 1000 IU/ml pengenceer-Streptomisin 1 mg / ml pengencer

Penyimpanan Pada Suhu Kamar Semen kambing PE

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4 5 6

Lama simpan suhu kamar (jam)

Mo

tili

tas

sptz

(%

)SS + 0%KT SS +10%KT SS+20%KT

Sumber: Suyadi, dkk. 2002

Motilitas individu spermatozoa kambing Boer selama penyimpanan suhu kamar (Suyadi, dkk. 2004)

Motilitas individu (%) selama penyimpanan suhu kamar

(jam)

Perlakuan

0 2 4 6 8 10 12

SS / 0% kt 73,0

2,7

73,0

2,7

67,0

2,7

60.0

0,0

51,0

4,2

41,0

4,2

24,0

4,2

SS / 5% kt/1%

fruk

73,0

2,7

73,0

2,7

59,0

5,5

28,0

6,7

11,0

2,2

2,0

2,7

0,0

SS/5%

kt/0,5% sucr

73,0

2,7

73,0

2,7

59,0

5,5

26,0

4,2

10,0

0,0

1,0

2,2

0,0

1,3% tris/15%

kt

60,8

29,9

60,2

29,1

59,8

27,4

51,8

22,4

45,5

18,8

32,5

12,1

11,2

7,4

1,3% tris /

20% kt

73,0

2,7

73,0

2,7

71,0

2,2

63,0

4,5

53,0

2,7

40,0

6,1

11,0

8,2

1,6% tris /

20% kt

70,3

2,7

73,0

2,7

71,0

2,2

65,0

5,0

57,0

2,7

46,0

2,2

37,0

6,7

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 2 4 6 8 10

Lama simpan suhu kamar (jam)

Mot

ilitas

indi

vidu

(%

)SS/0kt

SS/5%kt/frk

SS/5%kt/scr

1,3tris/15kt/raff

1,3tris/20kt/raff

1,6tris/20kt/raff

B. Pendinginan semen

• Tujuan:– Menghambat laju metabolisme spermatozoa

sehingga dapat tahan lebih lama– Memungkinkan untuk melakukan IB secara

sederhana dengan menggunakan semen cair

Penyimpanan Suhu Dingin: Pengaruh pengencer dan lama simpan pada Semen Kambing Boer (Suyadi, dkk. 2004)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 12 24 36 48 60

Lama simpan suhu dingin (jam)

Mot

ilitas

indi

vidu

(%

)

SS/0kt

SS/5%kt/frk

SS/5%kt/scr

1,3tris/15kt/raff

1,3tris/20kt/raff

1,6tris/20kt/raff

1,6tris/20kt/treh

Fungsi beberapa komponen dalam pengencer:– TAM dan asam sitrat sebagai buffer (kontrol keasaman

medium bagi semen/sptz)– Laktose, fruktose, raffinose, trehalose sebagai sumber

energi– Aquadest steril sebagai pelarut– Kuning telur sebagai pelindung spermatozoa dari cold

shock selama pendinginan (t 5C) karena mengandung lechitin dan lipoprotein)

– Gliserol (krioprotektan intraseluler) sebagai pelindung spermatozoa selama pendinginan dan pembekuan

– Penisilin dan streptomisin sebagai antibiotik

Tingkat pengenceran dipengaruhi oleh:• Volume, konsentrasi spermatozoa, motilitas

individu%• Misalnya:

– Volume ejakulat 10 ml– Konstr 1000 juta/ml– %spermatozoa hidup dan motil progresif 70%

Maka:– 1 ml semen mengandung 70/100 x 109 = 7 x 108

spermatozoa motil.– Jumlah spermatozoa motil yang dibutuhkan dalam 1 ml

semen sapi yang sudah diencerkan adalah 5 juta– Kadar pengenceran = 7 x 108 / 5juta = 140 kali– Jadi 10 ml semen perlu diencerkan 140 kali =

10x140=1400 ml=1400 betina yang dapat dilayani…

C. Pembekuan Semen• Keuntungan semen beku:

– Efsiensi semen pejantan unggul sepanjang tahun– Mengatasi hambatan waktu dan jarak penggunaan– Perkawinan selektif dengan pejantan unggul– Mengurangi biaya transportasi– Progeny test

• Kerugian semen beku– Tidak semua semen tahan pembekuan (10 – 20%)– Teknik dan biaya mahal

Tahapan Pembekuan Semen • Pengenceran semen (kuning telur, buffer, gula , glycerol, antibiotic, air)

• Pendinginan Semen (4 C , 2-4 jam), pengepakan dg mini straw

• Prefreezing Semen (-140 C, uap nitrogen cair )

• Freezing Semen (-196 C, Nitrogen cair)

• Penyimpanan Semen dalam Qontainer nitrogen cair

• Thawing Semen (37 C, 30-60 detik)Post Thawing Motility > 40%

Deteksi berahi

a. Visual : abang, abuh, anget, arep, bengak-bengok, clingkrak-clingrik, lendir transparan

b.Uji laboratorium : kandungan hormon esterogen tinggi

Waktu Optimum IB

Pertama kali terlihat berahi

Waktu IB Terlambat

Pagi Hari yg sama Hari berikutnya

Sore Hari berikutnya Sesudah jam 15.00 besuknya

PROSEDUR IB

a. Thawing Straw Semen Bekub. Pasang pd ujung Gun & gunting ujung strawc. Fixasi dgn plasic sheet dan kuncid. Eksplorasi rektal fixasi servik dg tgn kirie. Bersihkan kotoran disekitar vulva dgn tissuef. Masukkan gun dan deposisikan semen pada posisi

yang tepat

- Cara Vaginal/Hewan KecilMemasukkan Vaginoscope yang telah diberi pelicin melalui Vulva selanjutnya memasukkan gun kedalam cervix.

- Rekto vaginal/Hewan besar.Tangan yang satu melakukan palpasi rektal untuk memegang cervix tangan yang lain memasukkan Gun kedalam cervix dan menumpahkan isinya

Vaginoscop

Rectovaginal

Tempat Deposisi Semen

• Posisi 1,2,3 (daerah serviks) angka konsepsi rendah

• Posisi 4 (pangkal korpus uteri) angka konsepsi tinggi

• Posisi > 4 (korpus dan kornua uteri) rawan endometritis

Nurul Isnaini, 23 Juli 09Nurul Isnaini, 23 Juli 09

Recording/Pencatatan

Setelah melakukan IB harus melakukan pencatatan yang meliputi

: - Kondisi birahi induk - Kode Batch,Produksi Straw yang

digunakan - Nama Pejantan dan jenis Pejantan - Asal BIB

Keberhasilan IB dipengaruhi:

1. Peternak (deteksi berahi)2. Inseminator3. Ternak Betina4. Kualitas Semen5. Lingkungan

EVALUASI KEBERHASILAN IB

a. NRR (Non Return Rate) : Jumlah betina yang tidak menunjukkan berahi pada 21, 42 atau 63 hari pasca IB

b. Service per Conception (S/C) : Jumlah perkawinan yang dibutuhkan untuk menghasilkan kebuntinganS/C normal : 1,6-2

c. Conception Rate : jumlah sapi bunting hasil IB ke I)

d. Calving Rate : jumlah pedet yang dilahirkan dari hasil IB ke I

Nurul Isnaini, 23 Juli 09Nurul Isnaini, 23 Juli 09

Refferences• Anonymous. 2008. Artificial Insemination in Anonymous. 2008. Artificial Insemination in

Cattle.http://www.world-agriculture.com/animal-Cattle.http://www.world-agriculture.com/animal-husbandry/artificial-insemination-cattle.phphusbandry/artificial-insemination-cattle.php

• Hafez, ESE. 2007. Reproduction in Farm Animals. 6Hafez, ESE. 2007. Reproduction in Farm Animals. 6 thth ed. ed. Lea & Febiger. PhiladelphiaLea & Febiger. Philadelphia

• Webb,DW. 2008. Artificial Insemination in Dairy Cattle. Webb,DW. 2008. Artificial Insemination in Dairy Cattle. http://edis.ifas.ufl.edu/D5058

• Winugroho, M. dan Y. Widiawati. 2004. Penguasaan dan Winugroho, M. dan Y. Widiawati. 2004. Penguasaan dan Pemanfaatan Inovasi Teknologi Pengayaan Pakan Sapi Pemanfaatan Inovasi Teknologi Pengayaan Pakan Sapi Potong/Sapi Perah. Balai Penelitian Ternak Ciawi. BogorPotong/Sapi Perah. Balai Penelitian Ternak Ciawi. Bogor

Semen dan Komposisinya

Semen:

• Terdiri dari:– Spermatozoa– Seminal plasma

• Seminal plasma berasal dari: epipdidimis, vas deferens (mensuplai komponen seluler), kelenjar asesoris yang menyusun sebagian besar proporsi semen.

Spermatozoa

Gambar 19. Struktur dasar spermatozoa

Seminal Plasma• Bagian cairan semen seminal plasma• Berasal dari keljr asesoris (sdkt dari epididimis dan vas

deferens)• Fungsi:

– Buffer– Nutrisi untuk suspensi dan mempertahankan fertilitas

spermatozoa• Sedikit asam pada sapi dan domba, serta sedikit basa

pada babi dan kuda• Tekanan osmotik seminal plasma mirip darah (seperti

garam fisiologis 0,9% NaCl)• Mengandung garam organik dan anorganik.

Kontribusi (%) volume sekresi

Sumber Cairan

Epididimis dan vas deferens

Kelenjar vasikularis

Kelenjar prostate

Keljr. Bulbouretralis

Sapi 5-15 60-80 10 5

Babi 2-5 15-20 50-75 10-25

1. Ion-ion Anorganik

• Terutama Na dan Cl• Sedikit Ca dan Mg. K adalah esensial (terutama

pada spermatozoa)• Ion-ion ini bermanfaat untuk viabilitas

spermatozoa: efek terhadap integritas membran sel spermatozoa

• Membantu mempertahankan tekanan osmotik

2. Bahan penyangga (buffer)

• Terutama adalah ion organik terutama bicarbonate

• Dihasilkan oleh kelenjar vesikularis• Sebagai bahan penyangga (menstabilkan pH

semen)• pH semen tidak dapat dipertahankan terlalu

lama dalam penyimpanan bila tidak ada pengencer semen.

3. Substrat Energi

• Berasal dari komponen organik: fruktose, sorbitol dan glycerylphosphorylcholine (GPC).

• Fruktose (gula sederhana) dan sorbitol (gula -alkohol) dihasilkan di kelenjar vesikularis.

• GPC dihasilkan di epididimis• Fruktose digunakan dlm kondisi anaerobik, tetapi

aerobik di saluran reproduksi betina. • Sorbitol dan GPC digunakan dalam kondisi aerobik• GPC digunakan dengan bantuan ensim• Laktose merupakan sisa metabolisme dari fruktose

4. Komponen Organik lainnya:

• Inositol dan asam sitrat• Tidak digunakan sebagai substrat energi• Dihasilkan di kelenjar asessoris• Ergothionin ditemukan hanya pada babi dan

kuda, namun fungsi essensialnya belum diketahui pasti

Komposisi cairan semen (mg/ml)

Bahan Penyusun Sapi Domba Babi Kuda

Fruktose 530 250 13 2

Sorbitol 75 72 12 40

Glycerylphosphorylcholine 350 1650 175 70

Inositol 35 12 530 30

Asam sitrat 720 140 130 26

Ergothionine 0 0 15 75

Plasmalogen 60 380 - -

Sodium 230 190 650 70

Potasium 140 90 240 60

Chlorine 180 86 330 270

Calcium 44 11 5 20

Magnesium 9 8 11 3

Karakteristik Semen

Sapi Perah

Sapi Potong

Domba Babi Kuda

Volume (ml) 6 4 1 225 60

Konstr sptz (mily/ml)

1,2 1 2 0,2 0,15

Total sptz (mily) 7 4 3 45 9

Sptz motil (%) 70 65 75 60 70

Sptz normal (%) 80 80 90 60 70

pH 6,5 - 7 6,5-7 5,9-7,3 6,8-7,5 6,2-7,8

Sumber: Bearden and Fuquay, 1984

Karakteristik Semen Kambing PE di Pasar Sukun dengan waktu penampungan yang berbeda

Variabel Tahun 2000 Tahun 2001 Tahun 2002 Tahun 2003

Volume 1,1 1 0,810,2 0,6 0,2

Warna Krem tua Pth krem keruh

Krem Putih susu kuning

Konsistensi Kental Kental Kental Kental

pH 7 7 7 7

Konstr (jt/ml) 4090 3080 3291 839 3108 852

Motil indv (%) 80 70 70 0 72 4,4

Motil massa 2+ 3+ 2+ 2+ - 3+

Sptz abnormal(%) 10 3 8,5 0,7 4,9 2,5

Pustaka Suyadi, dkk. 2000

Suyadi dan Isnaini, 2001

Isnaini dan Suyadi, 2002

Isnaini, 2003

METABOLISME ENERGI PADA SPERMATOZOA

• Metabolisme energi: spermatozoa merubah substrat enegeri menjadi energi yang siap digunakan

• Diperlukan ensim, terdapat pada selubung mitokondria.• Substat utama adalah fruktose, sorbitol dan GPC yang

terdapat dalam seminal plasma• Plasmalogen, suatu lipid dalam sel spermatozoa

diguanakan hanya bila persediaan energi terbatas

Bentuk-bentuk metabolismeATP + H2O ADP + H3PO4 + 7000 kalori/mol

Jika tidak ada persediaan ATP, spermatozoa akan segera matiATP dapat diregenerasi dari ADP + inorganic phosporus (Pi). Fruktose

merupakan contoh yang bagus untuk hal ini, karena dapat digunakan dalam anaerob dan aerob.

Fruktose (tanpa O2) 2 asam laktat + 1 ATP (net yield) = 14000 kalori

Fruktose (+ O2) CO2 + 38 ATP = 266 000 kalori