Diagnosa Penyakit Udang Windu dengan Logika Fuzzy

(Resume Jurnal)

Sumber:

Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Udang Windu (Penaeus Monodon) Menggunakan Logika Fuzzy

oleh Darmawan Setyabudi

(Jurnal Ilmiah Ilmu Komputer, Vol 14 No. 1, Mei 2010 : 10 - 15)

Seperti yang kita ketahui, Penaeus monodon adalah udang yang paling potensial untuk dikembangkan. Namun ternyata budidaya udang windu banyak menyimpan permasalahan yang diakibatkan oleh penyakit yang menyerang. Oleh karena itu penyakit pada udang  windu harus bisa dideteksi sedini mungkin agar tidak menjadi wabah yang menyerang semua udang ditambak. 

Penyakit pada udang windu dapat dideteksi dengan cepat dari gejala klinis yang tampak pada fisik udang windu. Sistem dengan logika fuzzy ini diharapkan dapat membantu para petambak udang windu dan pihak-pihak yang berkepentingan untuk mendeteksi suatu penyakit udang windu pada tahap pembesaran sedini mungkin. Dalam implementasinya sistem ini menggunakan teknik pelacakan ke depan (forward chaining), teknik pelacakan ke belakang (backward chaining) dan logika fuzzy, dalam melakukan penarikan kesimpulan. Logika fuzzy digunakan untuk mendeteksi tingkat keparahan penyakit udang windu karena dinilai sangat tepat untuk mengadopsi kemampuan pakar dalam hal ini ke dalam sistem pakar yang dibangun.

Dalam sistem diagnosa ini, dibutuhkan input meliputi identitas udang, kondisi air tambak dan  gejala-gejala klinis  yang terjadi pada udang. Input berfungsi untuk menentukan tingkat pertumbuhan udang tersebut. Sedangkan output yang dihasilkan nantinya berupa status identitas udang, status keadaan air tambak, jenis penyakit dan tingkat keparahan penyakit yang menyerang udang tersebut juga rekomendasi untuk menangani semua keadaan yang telah terdeteksi oleh sistem. 

Tahap pertama adalah pengidentifikasian identitas udang dan lingkungan tempat hidup. Selanjutnya dilakukan pemeriksaan klinis udang secara general (umum) untuk mendapatkan data anatomi tubuh udang. Setelah diketahui keadaan udang tersebut terserang penyakit, dilakukan pemeriksaan secara detil untuk menentukan tingkat keparahan penyakit yang menyerang udang. Dalam implementasinya sistem ini menggunakan teknik pelacakan ke depan (forward chaining) untuk menganalisis status identitas udang, kondisi air tambak dan penentuan ciri khusus penyakit, teknik pelacakan ke belakang (backward chaining) untuk menentukan jenis penyakit dan logika fuzzy untuk menentukan tingkat keparahan penyakit. 

Alur Program Sistem Diagnosa Penyakit Udang Windu

Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Udang Windu (Penaeus monodon) menggunakan logika fuzzy ini dikembangkan dengan menggunakan perangkat lunak Microsoft Visual Basic versi 6.0, Matlab versi 6.5, Microsoft Office Access 2003 dan  Microsoft Office Power Point 2003.

• Microsoft Visual Basic versi 6.0 digunakan untuk pembuatan model inferensi tentang status dan kondisi udang serta keadaan lingkungan.
• Microsoft Office Access 2003 digunakan sebagai tempat penyimpanan aturan untuk pencarian jenis penyakit dengan dengan mengeksekusi goal jenis penyakit. Goal jenis penyakit didapatkan dari ciri khusus penyakit.
• Matlab versi 6.5 digunakan dalam pembangunan sistem untuk identifikasi tingkat keparahan penyakit dengan menggunakan logika  fuzzy dan kaidah modus ponens. Metode  fuzzy yang digunakan dalam proses inferensi adalah metode Mamdani. Sedangkan  penarikan kesimpulan menggunakan  metode  Centroid.

Sebagai contoh, saat tahap pemeriksaan awal sistem akan meminta data mengenai identitas dan lingkungan udang windu, dilanjutkan dengan input perilaku udang. Kemudian sistem meminta input  pemeriksaan general. Dari tahap ini jika memang dibutuhkan maka sistem akan meminta pemeriksaan detail pada udang yang diidentifikasi. Pada teknik pelacakan ke belakang (backward chainning) sistem akan memulai pelacakan dari goalnya. Goal dianggap terbukti kebenarannya jika premis-premis yang menyusunnya terbukti ada pada input data. Jika premis yang menyusun suatu goal ternyata ada pada  input data maka aturan untuk suatu udang yang terserang penyakit tersebut terbukti kebenarannya.

Ada 4 macam variabel  input yang digunakan untuk menentukan tingkat keparahan penyakit yang menyerang udang, tetapi tidak semua jenis penyakit memiliki keempat variabel tersebut tergantung jenis penyakit yang menyerang. Keempat variabel tersebut adalah tingkat kerusakan (range nilai 0-100), tingkat keparahan luka (range nilai 0-100), tingkat bengkak (range nilai 0-100), dan beberapa perubahan warna organ (range nilai 0-10). Ouput  dari semua sistem ini adalah identitas udang, keadaan lingkungan air, dan output terakhir berupa jenis penyakit dan tingkat keparahan penyakit yang menyerang serta saran penanganan dalam menangani udang dengan penyakit dan tingkat penyakit yang telah teridentifikasi oleh sistem.

Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Udang Windu (Penaeus monodon) menggunakan logika fuzzy  dapat membantu pengguna mengidentifikasi jenis penyakit dan tingkat keparahan penyakit pada udang windu secara langsung dengan cepat. Dari ujicoba yang dilakukan di dapat hasil akurasi 95% untuk penentuan jenis penyakit yang menyerang. Logika fuzzy yang digunakan dalam mengambilan keputusan tingkat keparahan penyakit menunjukkan nilai akurasi yang tinggi sekitar 85% sehingga mendekati cara pengambilan keputusan seorang pakar. Namun demikian, dalam penggunaan sistem ini masih memerlukan pakar ahli penyakit udang.

Download jurnal klik disini

»»  Baca Lanjutannya...

Aquaculture Bioinformatics (Resume Journal)

Identification of Immune Genes of the Agamaki Clam (Sinonovacula constricta) by Sequencing and Bioinformatic Analysis of ESTs

by 

Bingbing Feng & Lingli Dong & Donghong Niu & Shanshan Meng & Bing Zhang & Dabo Liu & Songnian Hu & Jiale Li 

Mar Biotechnol (2010) 12:282–291

Resume Jurnal

Salah satu komoditas penting budidaya di Cina adalah Kerang Agamaki (Sinonovacula constricta). Permasalahan yang muncul sekarang adalah kematian saat fase juvenil karena degradasi sumber daya genom dan polusi dari kepadatan tinggi akuakultur. Identifikasi penyakit atau gen yang resisten terhadap stres untuk perbaikan genetik kultivan yang dibudidayakan merupakan salah satu solusi yang dapat dilakukan. 

Expressed sequence tags (ESTs) merupakan salah satu kemajuan teknologi yang memungkinkan analisis DNA komplementer (cDNA) secara berkesinambungan dan dapat mengubah profil gen dalam sistem kekebalan tubuh. Secara khusus, EST adalah single-pass urutan parsial klon cDNA dan telah
secara intensif digunakan untuk penemuan gen dan pemetaan genom di banyak organisme.

Total RNAs yang diekstrak dari hati kerang Amagaki untuk selanjutnya dilakukan penyusunan data cDNA dan sekuensing DNA. Setelah didapatkan sekuen DNA, dilakukan perakitan, anotasi, dan analisis bioinformatika dari sekuen EST. Dari 5.296 DNA berkualitas tinggi EST yang telah disekuensing, sebanyak 540 gen berhubungan satu sama lain dan 3.473 gen tunggal diidentifikasi. Analisis BLAST homolog menunjukkan bahwa hanya 20,7% dari EST tersebut merupakan homolog gen yang diketahui sedangkan sisanya 79,3% merupakan urutan baru. Ini mungkin disebabkan oleh kurangnya informasi gen dari kerang dan normalisasi data cDNA, yang mengurangi banyak kelimpahan transkrip gen yang lebih tinggi.

Secara keseluruhan, analisis di atas menunjukkan bahwa kerang telah berevolusi dalam hal mekanisme pertahanan kekebalan yang rumit untuk melindungi terhadap tantangan lingkungan. Selanjutnya, penelitian secara mendalam dari gen pertahanan kekebalan tubuh dapat membantu dalam mengembangkan resistensi terhadap penyakit dalam perkembangbiakan kerang. Selain itu, urutan cDNA banyak yang baru dan telah diidentifikasi dalam penelitian tersebut. Selanjutnya analisis fisiologi, biokimia, dan fungsional protein in vitro akan meningkatkan pemahaman tentang pertahanan mereka dan mekanisme pertumbuhan dan berkontribusi untuk meningkatkan pelestarian kultivan yang dibudidayakan. 

Sumber jurnal klik disini

»»  Baca Lanjutannya...

Bioinformatika dalam Akuakultur

Karakteristik Sekuen cDNA Pengkode Gen Anti Virus dari Udang Windu, Penaeus monodon 

Oleh

Andi Parenrengi, Akimuddin, Sukenda, Komar Sumantadinata, dan Andi Tenriulo

(Jurnal Riset Akuakultur Vol. 4 No. 1, April 2009 : 1-13)

Resume Jurnal

Salah satu aplikasi penggunaan teknik biologi molekuler dalam bidang akuakultur adalah teknologi transformasi genenik atau transgenesis dapat dijadikan salah satu alternatif penyelesaian masalah penyakit pada akuakultur. Transgenesis dinilai sangat berpotensi dalam meningkatkan resistensi ikan dan udang terhadap serangan penyakit atau patogen dan dapat meningkatkan laju pertumbuhan.

Langkah awal dalam proses transgenesis adalah isolasi dan karakterisasi DNA komplementer (cDNA) pengkode antivirus dengan tujuan mengetahui tingkat kesamaan sekuen dengan gen anti virus yang ada dalam Bank Gen. Sampel yang digunakan haruslah yang lolos dari serangan WSSV karena diharapkan memiliki gen pengkode ketahanan penyakit yang umumnya diatur oleh promotor tertentu.

Tahap selanjutnya yaitu ekstraksi DNA dengan sampel hepatopankreas udang windu dan dilanjutkan denga sintesis cDNA dengan RT-PCR (Real Time PCR). Selanjutnya, isolasi gen anti virus dilakukan pada PCR dengan menggunakan cDNA sebagai templat DNA. Gen PmAV (gen pengkode anti virus udang windu) diisolasi dengan menggunakan spesifik primer yang dibuat berdasarkan sekuen pada GenBank. Gen anti virus hasil PCR selanjutnya dipurifikasi dan hasil purifikasi selanjutnya dilakukan penderetan (sekuensing).

Analisis data dilakukan dengan menyejajarkan sekuen nukleotida dan deduksi asam amino gen anti virus dengan sekuen anti virus dalam GenBank untuk mengetahui kemiripan gen yang dihasilkan dengan menggunakan program BLAST (Basic Local Aligment Search Tool) berupa BLAST-N untuk sekuen nukleotida dan BLAST-P untuk sekuen protein atau asam amino. Hasil penderetan selanjutnya dianalisis dengan program GENETYX ver 7 untuk mendapatkan kesamaaan sekuen, deduksi asam amino dan keberadaan parameter penanda signal anti virus.

Gen anti virus dari DNA komplementer (cDNA) hepatopankreas udang windu berhasil diisolasi dengan teknik PCR. Pita tunggal pada pemisahan fragment pada gel elektroforesis menunjukkan pada posisi 520 bp. Fagmen yang berhasil dimurnikan dijadikan sampel bahan untuk sekuensing.

Analisis BLAST-N menunjukkan kemiripan sekuen yang identik (100%) dengan gen anti virus, baik yang diisolasi dari mRNA maupun dari genom DNA udang windu. Perbedaan query adalah 100% dapat dipenuhinya gen yang diisolasi dari mRNA, sedangkan 95% pada gen yang diisolasi dari genom DNA. Hal ini menunjukkan sekuen anti virus udang windu (PmAV) yang diisolasi dari mRNA identik dengan sekuen dari gen yang diisolasi.

Tingkat kesamaan sekuen nukleotida yang tinggi memberikan indikator dalam kemiripan deduksi asam amino yang diperoleh setelah translasi melalui program Genetyx. Analisis domain deduksi protein cDNA antivirus udang windu menunjukkan ada kemiripan dengan C-type lectin-like domain (CTLD). CTLD tersebut merupakan salah satu indikator utama dalam prediksi karakter gen fungsional anti virus. Lectin dikenal memiliki peranan penting dalam sistem pertahanan non-spesifik invertebrata khususnya dalam fungsinya sebagai pengenal protein dan opsonin.

Hasil lain yang diperoleh yaitu gen anti virus yang diisolasi dari udang windu ini tersusun atas 170 asam amino yang dideduksi dari sekuen cDNA. Komposisi asam amino terbesar adalam serin (10%) dan yang terkecil adalah prolin dan lisin (masing-masing 1,76%). Dengan demikian didapatkan suatu kesimpulan bahwa isolasi dan identifikasi gen pengkode ketahanan penyakit merupakan langkah awal dalam upaya peningkatan imunitas udang. 


(Jurnal bisa dibaca dan didownload disini)

»»  Baca Lanjutannya...