KAJIAN KERAGAMAN GENETIK DAN BIOLOGI REPRODUKSI IKAN LAIS DI SUNGAI KAMPAR RIAU ROZA ELVYRA

Transkripsi

1 KAJIAN KERAGAMAN GENETIK DAN BIOLOGI REPRODUKSI IKAN LAIS DI SUNGAI KAMPAR RIAU ROZA ELVYRA SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

2 PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi Kajian Keragaman Genetik dan Biologi Reproduksi Ikan Lais di Sungai Kampar Riau adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada Perguruan Tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir disertasi ini. Bogor, Agustus 2009 Roza Elvyra NRP G

3 Hak Cipta milik IPB, tahun 2009 Hak Cipta dilindungi Undang-undang 1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB

4 ABSTRACT ROZA ELVYRA. The Study on Genetic Diversity and Reproduction Biology of Lais Fish in Kampar River, Riau. Under direction of DEDY DURYADI SOLIHIN, RIDWAN AFFANDI, and ZAIRIN JUNIOR Lais fish of Ompok spp. and Kryptopterus spp. are highly economical fish in Kampar River. The population of lais fish now is decreasing. Therefore, the conservation and domestication efforts must be done. This effort needs the study on genetic diversity and reproduction biology of lais fish. The aims of this research are (1) to analyze genetic diversity based on cytochrome b gene of mitochondrial DNA for barcoding and phylogeny of lais fishes; and (2) to analyze reproduction biology that are size of mature fish, spawning season, spawning location, spawning pattern and relation of waters condition for reproduction aspect. This study was conducted from September 2006 to September The results of genetic diversity aspect based on partial cytochrome b gene show that there are 124 specific nucleotide sites and 7 specific amino acid sites on Ompok spp., and there are 68 specific nucleotide sites and 6 specific amino acid sites on Kryptopterus spp. as the genetic marker (barcoding); intraspecies phylogeny of Ompok spp. and Kryptopterus spp. from Kampar River of each form one cluster at high bootstrap value. The results of O. hypophthalmus reproduction biology aspect show that the average size of mature female are 24,9±1,57 cm and 74,26±12,40 g, and the size of mature male are 25,9±1,88 cm and 79,80±20,49 g; the spawning season on September to November; O. hypophthalmus is more appropriate spawning location to oxbow lake that is close relation with tributary; the spawning pattern indicated total spawner fish; the values of water physico chemical parameter are fluctuating in accordance with season (rainfall and rainy days) and it strongly influenced the spawning season, spawning location and spawning pattern of O. hypophthalmus. Keywords: cytochrome b gene, Kampar River, lais fish, reproduction

5 RINGKASAN ROZA ELVYRA. Kajian Keragaman Genetik dan Biologi Reproduksi Ikan Lais di Sungai Kampar Riau. Dibimbing oleh DEDY DURYADI SOLIHIN, RIDWAN AFFANDI, dan ZAIRIN JUNIOR Ikan lais merupakan ikan air tawar yang dikonsumsi masyarakat dan mempunyai nilai ekonomis tinggi. Produksi ikan lais di provinsi Riau belakangan ini mengalami penurunan (Diskanlut Provinsi Riau 2007). Usaha konservasi maupun domestikasi sangat perlu dilakukan dalam upaya pengelolaan sumber daya perikanan. Usaha tersebut akan lebih terarah dan berhasil apabila informasi fundamental mengenai keragaman genetik dan biologi reproduksi ikan lais digali lebih dalam dan rinci. Tujuan penelitian ini adalah untuk (1) mengkaji keragaman genetik ikan lais berdasarkan gen sitokrom b DNA mitokondria yang akan dijadikan penanda genetik dan hubungan kekerabatan, (2) mengkaji aspek biologi reproduksi ikan lais yang meliputi ukuran ikan matang gonad, musim pemijahan, lokasi pemijahan, pola pemijahan dan keterkaitan kondisi lingkungan terhadap reproduksi. Penelitian dilakukan dari bulan September 2006 sampai September Amplifikasi gen sitokrom b parsial dilakukan dengan mesin PCR menggunakan primer CBKR1 dan CBKR2 (1104 bp). Kondisi PCR yang digunakan adalah pra PCR selama 5 menit dengan suhu 94ºC, selanjutnya diikuti dengan PCR yaitu denaturasi pada suhu 94ºC selama 30 detik, penempelan (annealing) pada suhu 51ºC selama 45 detik, pemanjangan pada suhu 72ºC selama 60 detik (sebanyak 35 siklus), kemudian diakhiri dengan post PCR selama 5 menit pada suhu 72ºC. Produk PCR yang sudah dipurifikasi digunakan sebagai cetakan untuk perunutan DNA. Sisi homolog dari runutan basa nukleotida gen sitokrom b Kryptopterus dan Ompok dari S. Kampar, disejajarkan (multiple allignment) dengan runutan nukleotida gen sitokrom b Kryptopterus dan Ompok dari data GenBank baik yang utuh maupun parsial. Penentuan penanda genetik dan hubungan kekerabatan ikan lais dianalisis dengan menggunakan program MEGA versi 4,0. Perkembangan gonad diteliti berdasarkan tingkat kematangan gonad (TKG) secara morfologis dan histologis. Ukuran ikan matang gonad ditentukan berdasarkan data TKG dikaitkan dengan data ukuran ikan lais. Indeks kematangan gonad (IKG) ditentukan berdasarkan nilai persentase dari perbandingan berat gonad dengan berat tubuh ikan termasuk gonad. Musim pemijahan ikan lais dianalisis berdasarkan data TKG dan IKG, dikaitkan dengan bulan pengambilan sampel selama setahun. Lokasi pemijahan ikan lais dianalisis berdasarkan data TKG dikaitkan dengan lokasi pengambilan sampel di Sungai Kampar. Pola pemijahan ikan lais dianalisis berdasarkan data TKG, IKG, dan diameter telur ikan lais betina yang matang gonad. Ukuran diameter telur dibandingkan antara ovari bagian anterior, tengah maupun posterior dengan uji Mann-Whitney menggunakan program Minitab versi 14. Potensi reproduksi dianalisis berdasarkan data fekunditas (jumlah telur) dan diameter telur ikan lais betina yang matang gonad. Data parameter fisika kimia air yaitu suhu, kekeruhan, kedalaman, kecepatan arus, ph, alkalinitas, dan oksigen terlarut dari masing-masing stasiun penelitian dianalisis keterkaitannya terhadap reproduksi ikan lais.

6 1 Ikan lais Ompok spp dari S. Kampar mempunyai 124 situs nukleotida spesifik dan 7 situs asam amino spesifik; Kryptopterus spp. dari S. Kampar mempunyai 68 situs nukleotida spesifik dan 6 situs asam amino spesifik sebagai penanda genetik (barcoding). Hubungan kekerabatan intra spesies O. hypophthalmus, O. eugeneiatus, K. limpok, K. schilbeides dan K apogon dari S. Kampar berdasarkan runutan nukleotida dan asam amino, masing-masing membentuk 1 kelompok yang didukung dengan nilai bootstrap yang tinggi. Rata-rata ikan lais O. hypophthalmus betina matang gonad pada ukuran 24,9±1,57 cm dan 74,26±12,40 g, sedangkan ikan lais jantan pada ukuran 25,9±1,88 cm dan 79,80±20,49 g. Musim pemijahan ikan lais O. hypophthalmus terjadi pada bulan September hingga November. Lokasi pemijahan yang disukai ikan lais O. hypophthalmus adalah danau banjiran yang berhubungan dengan anak sungai. Pola pemijahan ikan lais O. hypophthalmus adalah total spawner. Nilai parameter fisika kimia perairan berfluktuasi mengikuti musim (curah hujan dan lama hari hujan), dan sangat berpengaruh terhadap pola, lokasi dan musim pemijahan ikan lais O. hypophthalmus di S. Kampar. Kata kunci: gen sitokrom b, ikan lais, reproduksi, Sungai Kampar

7 KAJIAN KERAGAMAN GENETIK DAN BIOLOGI REPRODUKSI IKAN LAIS DI SUNGAI KAMPAR RIAU ROZA ELVYRA Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Biologi SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2009

8 Penguji pada Ujian Tertutup : Prof. Dr. Ir. Komar Sumantadinata Staf Pengajar Departemen Budidaya Perikanan, FPIK, IPB Dr. Ir. M.F. Rahardjo, DEA. Staf Pengajar Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, FPIK, IPB Penguji pada Ujian Terbuka : Dr. Ir. H. Dede Irving Hartoto, APU. Ahli Peneliti Utama pada Puslit Limnologi, LIPI Dr. Ir. Odang Carman, M.Sc. Staf Pengajar Departemen Budidaya Perikanan, FPIK, IPB

9 Judul Disertasi Nama NRP : Kajian Keragaman Genetik dan Biologi Reproduksi Ikan Lais di Sungai Kampar Riau : Roza Elvyra : G Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Dedy Duryadi Solihin, DEA. Ketua Dr. Ir. H. Ridwan Affandi, DEA. Anggota Prof. Dr. Ir. M. Zairin Junior, M.Sc. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Biologi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Dedy Duryadi Solihin, DEA. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, M.S. Tanggal Ujian: 10 Agustus 2009 Tanggal Lulus: 27 Agustus 2009

10 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah Yang Maha Sempurna, atas limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga karya ilmiah dalam bentuk disertasi ini berhasil diselesaikan. Disertasi ini berjudul Kajian Keragaman Genetik dan Biologi Reproduksi Ikan Lais di Sungai Kampar Riau. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih dan penghargaan yang tinggi kepada Bapak Dr. Ir. Dedy Duryadi Solihin, DEA., Bapak Dr. Ir. H. Ridwan Affandi, DEA., dan Bapak Prof. Dr. Ir. M. Zairin Junior, M.Sc. selaku pembimbing yang telah banyak memberikan saran, bimbingan dan arahan demi terwujudnya disertasi ini. Terimakasih disampaikan kepada Rektor Universitas Riau, Dekan FMIPA UNRI dan seluruh jajarannya atas bantuan dan kesempatan yang telah diberikan kepada penulis selama melaksanakan studi S3, kepada TPSDP-UNRI-DIKTI yang telah memberikan bantuan beasiswa selama 3 tahun, kepada DP2M-DIKTI yang telah memberikan bantuan biaya penelitian melalui Hibah Penelitian Fundamental anggaran tahun 2007 dan biaya percepatan penyelesaian disertasi melalui Hibah Penelitian bagi Mahasiswa Program Doktor-Sekolah Pascasarjana IPB anggaran tahun 2009, kepada PEMDA Provinsi Riau dan Yayasan Damandiri P2SDM- LPPM-IPB atas bantuan yang telah diberikan. Ucapan terimakasih juga disampaikan kepada Bapak Umar dan keluarga di Langgam-Pelalawan Riau atas bantuan selama di lapangan dan kepada Bapak Heri Jumhair di laboratorium Biologi Molekuler PPSHB-LPPM IPB. Secara khusus terimakasih disampaikan kepada papa Drs. M. Syafei Siregar, mama Syoftina Citrawaty BA. (alm.), mama Meilena Sari, mami Erny Muchtar, uni Elisabeth, adik-adik Riza Aryanti, S.T., M.T., Alex Kurniawandy S.T., M.T., Rahma Triani AMD., Rahmat Tiko, dan seluruh keluarga atas do a dan curahan kasih sayang kepada penulis. Terimakasih yang besar kepada suami tercinta Drs. Feri Antoni, anak-anak tersayang Fernando Pratama dan Ferdinand Dwiko Mahmud atas do a dan dorongan semangat demi kesuksesan penulis. Semoga disertasi ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu genetika, biologi reproduksi, usaha konservasi maupun domestikasi terhadap ikan lais khususnya dan sumber daya perikanan air tawar umumnya. Bogor, Agustus 2009 Roza Elvyra