KERAGAMAN GENETIK KAMBING BOER BERDASARKAN ANALISIS SEKUEN DNA MITOKONDRIA BAGIAN D-LOOP. Skripsi

Transkripsi

1 KERAGAMAN GENETIK KAMBING BOER BERDASARKAN ANALISIS SEKUEN DNA MITOKONDRIA BAGIAN D-LOOP Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Peternakan di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Program Studi Peternakan Oleh : Prastiana Mahda Rizkia Ridhani H FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2017

2 ii

3 iii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Esa atas rahmat- Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul Keragaman Genetik Kambing Boer Berdasarkan Analisis Sekuen DNA Mitokondria Bagian D-loop. Penulisan skripsi ini banyak mendapatkan bantuan dari berbagai pihak. Penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Rektor Universitas Sebelas Maret Prof. Dr. Ravik Karsidi, M.S. 2. Dekan Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Prof. Dr. Ir. H. Bambang Pudjiasmanto, M.S. 3. Kepala Program Studi Peternakan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Dr. Ir. Eka Handayanta, M.P. 4. Dosen Pembimbing Utama dan Ketua Penguji sekaligus Ketua Penelitian Hibah Riset Mandatory (RM-UNS) 2016, Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech. yang telah memberikan bimbingan dan arahan dalam penulisan skripsi ini. 5. Dosen Pembimbing Pendamping dan Anggota Penguji I, Dr.agr. Sigit Prastowo S.Pt., M.Si. yang telah memberikan bimbingan dan masukan dalam penulisan skripsi ini. 6. Anggota Penguji II, drh. Sunarto, M.Si yang telah memberikan masukan dalam penulisan skripsi ini. 7. Kedua orang tua penulis yang telah memberikan segalanya. 8. Teman-teman dan semua pihak yang membantu dalam penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih terdapat kekurangan. Penulis mengharapkan kritik dan saran untuk perbaikan pada penulisan selanjutnya. Penulis berharap penulisan skripsi ini dapat bermafaat bagi pembaca. Surakarta, Oktober 2017 Penulis iv

5 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR GAMBAR... viii DAFTAR LAMPIRAN... ix RINGKASAN... x SUMMARY... xii I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Kambing... 4 B. Kambing Boer... 5 C. Keragaman Genetik... 5 D. Marker DNA mitokondria (mtdna) bagian D-loop... 6 E. Filogenetik... 7 III. MATERI DAN METODE PENELITIAN... 9 A. Tempat dan Waktu Penelitian... 9 B. Materi Penelitian Bahan Penelitian Alat Penelitian... 9 C. Metode Penelitian Pengambilan Sampel Darah Ekstraksi DNA v

6 3. Polymerase Chain Reaction (PCR) dan Sekuensing Pemilihan Sekuen Pembanding D. Analisis Data IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Ekstraksi DNA dan Amplifikasi D-loop mtdna dengan PCR B. Keragaman Genetik C. Analisis Jarak Genetik D. Analisis Pohon Filogenetik E. Median-Joining Network V. SIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

7 DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Indeks variasi genetik Kambing Boer Perhitungan jarak genetik vii

8 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Sirkular mtdna Tahap analisis data dengan software Visualisasi ekstraksi DNA dengan elektroforesis pada agarose gel 1% Visualisasi hasil PCR dengan elektroforesis pada agarose gel 2% Pohon filogenetik Kambing Boer dan kelompok kambing pembanding dari sekuen NCBI berdasarkan sekuen pada mtdna bagian D-loop Median-joining network dari 27 haplotipe viii

9 DAFTAR LAMPIRAN No Judul Halaman 1. Tahapan pembuatan agarose gel 1% Tahapan pembuatan agarose gel 2% Seleksi sekuen dari National Center of for Biotechnology Information (NCBI) Sekuen DNA Kambing Boer Hasil analisis jarak genetik Hasil rekonstruksi pohon filogenetik Data recording sampel Kambing Boer Dokumentasi penelitian Ucapan terima kasih ix

10 KERAGAMAN GENETIK KAMBING BOER BERDASARKAN ANALISIS SEKUEN DNA MITOKONDRIA BAGIAN D-LOOP RINGKASAN Kambing Boer adalah kambing dari Afrika yang memiliki banyak keunggulan. Kambing Boer memiliki pertumbuhan yang cepat, mempunyai sifat reproduksi yang baik sehingga sering dimanfaatkan untuk persilangan oleh peternak untuk meningkatkan produktivitas kambing lokal. Namun, program persilangan yang tidak terkontrol dapat berdampak buruk bagi potensi genetik yang ada. Salah satu cara agar potensi Kambing Boer dapat dimanfaatkan dengan baik adalah dengan memanfaatkan status keragaman genetik. Metode untuk mempelajari keragaman genetik salah satunya adalah identifikasi DNA mitokondria (mtdna). DNA mitokondria diwariskan secara maternal tanpa rekombinasi dan memiliki polimorfisme yang tinggi, terutama bagian D-loop. Karena karakteristik ini, D-loop mtdna merupakan penanda genetik yang sangat berguna untuk mempelajari keragaman genetik. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi keragaman genetik Kambing Boer berdasarkan analisis sekuen daerah D-loop pada DNA Mitokondria (mtdna). Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Agustus sampai November 2016 di Laboratorium, Universitas Sebelas Maret. Sebanyak 12 sampel darah Kambing Boer digunakan dalam penelitian ini yang terdiri dari 11 ekor betina dan 1 ekor jantan yang diambil dari CV. Kambing Burja, Jawa Timur. Ekstraksi DNA dilakukan sesuai prosedur DNA Genomic Purification Kit untuk whole blood. Hasil ekstraksi DNA diamplifikasi dengan teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) pada fragment DNA mitokondria bagian D-loop menggunakan primer D-loop F:5 -CGCTCGCCTACACACAAATA-3 dan R:5 -AATGCCCATGCCTA CCATTA-3 pada ukuran hasil PCR 778 bp. Hasil penelitian menunjukan nilai keragaman haplotipe (Hd) Kambing Boer sebesar 0,8182±0,070 dan keragaman nukleotida (π) bernilai 0, Sedangkan Hd Kambing Boer dengan sekuen pembanding sebesar 0,9744±0,013 dan π sebesar 0, Sekuen dari hasil PCR selanjutnya direkonstruksi dalam pohon filogenetik. Analisis pohon filogenetik x

11 menunjukkan terdapat empat garis keturunan yang berbeda yaitu Lineage A, B, C dan D. Kambing Boer yang digunakan dalam penelitian ini terbagi dalam Lineage A dan B. Delapan individu kambing Boer dalam penelitian ini masuk dalam Lineage A dan empat individu lainnya masuk dalam Lineage B. Perhitungan jarak genetik dari 12 individu Kambing Boer berkisar 0,000-0,035, dengan rata-rata sebesar 0,019. Kambing Boer sendiri terbagi dalam lima haplotipe (H1, H2, H3, H4 dan H5) dengan proporsi yang berbeda. Tiga individu Kambing Boer tersebar ke dalam H1 dan H2, empat individu kambing Boer dalam penelitian ini tersebar ke dalam H3 dan satu individu tersebar ke dalam H1. Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa berdasarkan analisis sekuen daerah D-loop pada DNA mitokondria, Kambing Boer dalam penelitian ini memiliki haplotipe yang beragam dan nilai keragaman yang tinggi. Kata kunci: Displacement loop, Kambing Boer, Keragaman Genetik xi

12 GENETIC DIVERSITY OF BOER GOAT BASED ON MITOCHONDRIAL DNA D-LOOP SEQUENCE ANALYSIS SUMMARY Boer Goat is a breed of goat which is developed in South Africa. Boer Goat is growing fast, adaptable to the environment, and has a good reproductive traits, hence, it is often to be used to improve the productivity of local goats by crossing. However, uncontrolled crossing program may have a negative impact for existing local genetic resources. One of methods to study the genetic diversity is through identification of mitochondrial DNA (mtdna). It is maternally inherited without recombination and it is also highly polymorphism, especially in D-loop region, therefore, mtdna D-loop is thought to be very useful as genetic markers to study about genetic diversity. The aim of this study was to identify genetic diversity of Boer Goats based on D-loop mtdna sequence analysis. This study was conducted from August to December 2016 at the Laboratory of Biology Universitas Sebelas Maret. A total of twelve blood samples form Boer Goats were used in this study consisting of 11 female and 1 male. They were collected from CV. Kambing Burja, East Java. Additionally, DNA extraction was performed according to the Genomic DNA Mini Kit procedure for whole blood. Then, extracted DNA was used to amplify mtdna D-loop fragment by PCR. The primer pairs used in this study were F:5'- CGCTCGCCTACACACAAATA-3' and R:5'-AATGCCCATGCCTACCATTA-3' to generate 778 bp PCR product. The result showed that the haplotype diversity (Hd) for Boer population was ±0.070 and the nucleotide diversity (π) was , on the other hand, Hd for all population was ±0.013 and π was The sequences were subsequently reconstructed in phylogenetic trees. Phylogenetic tree analysis showed four different lineages. They were lineage A, B, C and D. Boer Goats used in this study were belong to lineage A and B. Genetic distance for Boer population was ranged from and average value was Boer population was divided into five haplotypes. Three Boer Goats was respectively classified in H1 xii

13 and H2, four Boer goats was classified in H3 and one was classified in H4 and H5, respectively. It can be concluded that Boer Goats in this study has a high genetic diversity. Keywords: Boer goat, Displacement loop, Genetic diversity