ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP (D-LOOP) DNA MITOKONDRIA.

Transkripsi

1 ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP (D-LOOP) DNA MITOKONDRIA Skripsi Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh derajat Sarjana Peternakan di Fakultas Pertanian Universitas Sebelas Maret Program Studi Peternakan Oleh: AFFAN NOOR DWIKO H FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2018 i

2 HALAMAN PERSETUJUAN Skripsi yang berjudul ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP (D-LOOP) DNA MITOKONDRIA Disusun oleh: AFFAN NOOR DWIKO H Disetujui pada tanggal: Januari 2018 Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech. NIP Dr. Ahmad Pramono, S.Pt., M.P NIP ii

3 ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP (D-LOOP) DNA MITOKONDRIA yang dipersiapkan dan disusun oleh: AFFAN NOOR DWIKO H telah dipertahankan di depan Dewan Penguji pada tanggal: 23 November 2017 dan dinyatakan telah memenuhi syarat Susunan Tim Penguji Ketua Anggota I Anggota II Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech NIP Dr. Ahmad Pramono, S.Pt., M.P NIP Dr. Agr. Sigit Prastowo, S.Pt., M.Si NIP Surakarta, Januari 2018 Mengetahui Universitas Sebelas Maret Fakultas Pertanian Dekan Prof. Dr. Ir. H. Bambang Pujiasmanto, M.S NIP iii

4 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta hidayahnya-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini dengan judul Analisis Jarak Genetik dan Filogenetik Kambing Jawa Randu melalui Sekuen Daerah Displacement Loop (D-loop) DNA Mitokondria. Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Dr. Ir. Eka Handayanta, M.P. selaku Kepala Program Studi Peternakan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech. selaku pembimbing utama dan ketua penguji yang telah banyak memberikan arahan serta motivasi dalam penulisan skripsi ini sehingga dapat terselesaikan dengan baik. 4. Dr. Ahmad Pramono, S.Pt., M.P selaku pembimbing pendamping dan anggota penguji I yang telah meluangkan waktu serta memberikan semangat dalam penulisan skripsi ini sehingga dapat terselesaikan tepat waktu. 5. Dr. Agr. Sigit Prastowo, S.Pt., M.Si selaku anggota penguji II yang banyak memberikan masukan dan saran dalam penulisan skripsi ini. 6. Dr. Adi Magna Patriadi Nuhriawangsa, S.Pt., M.P selaku pembimbing akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahan selama menempuh pendidikan di Program Studi Peternakan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret. 7. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Peternakan, Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta atas ilmu yang telah diajarkan selama masa perkuliahan. 8. Seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam memperoleh data yang diperlukan. 9. Segenap keluarga tercinta atas segala doa, dukungan, nasehat dan motivasi. iv

5 10. Tim penelitian Genetik Mapping yaitu Richi, Luqman, Lisca dan Mahda atas perjuangan bersama yang telah dilalui, dukungan, bantuan dan semangat yang diberikan selama penelitian dan penulisan skripsi. 11. Teman-teman Program Studi Peternakan FP UNS angkatan 2013 yang meluangkan waktu dan semangat yang diberikan. 12. Keluarga Ikatan Mahasiswa Lampung Solo yang selalu memberikan dukungan dalam perantauan. 13. Seluruh pihak yang selalu memberikan doa, dukungan, semangat dan bantuan dalam penulisan skripsi. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan semua pihak. Surakarta, Januari 2018 Penulis v

6 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii KATA PENGANTAR... iv DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... viii RINGKASAN... ix SUMMARY... xi I. PENDAHULUAN... 1 A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 2 C. Tujuan Penelitian... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA... 4 A. Kambing Secara Umum... 4 B. Karakteristik Kambing Jawa Randu... 5 C. Polimorfisme... 6 D. DNA Mitokondria... 7 III. MATERI DAN METODE... 9 A. Tempat dan Waktu Penelitian... 9 B. Alat dan Bahan Penelitian Alat Bahan... 9 C. Metode Penelitian Koleksi Sampel Ekstraksi DNA Amplifikasi mtdna daerah D-loop dengan PCR Running Elektroforesis Gel Documentation dan Sequencing vi

7 6. Seleksi Sekuen dari National Center for Biotechnology Information (NCBI) D. Analisis Sekuen IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Ekstraksi DNA B. Amplifikasi mtdna Daerah D-loop C. Polimorfisme Fragmen D-loop mtdna Kambing Jawa Randu. 15 D. Jarak Genetik E. Pohon Filogenetik Kambing Jawa Randu V. SIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii

8 DAFTAR GAMBAR Gambar Judul Halaman 1.Visualisasi DNA Genom 12 Sampel Darah Kambing Jawa Randu Visualisasi Produk PCR dengan Agarose Gel 2% pada 12 Sampel Darah Kambing Jawa Randu Sekuen Polimorfik mtdna Bagian D-loop Kambing Jawa Randu Filogenetik Kambing Jawa Randu dengan Kambing di Dunia viii

9 ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP (D-LOOP) DNA MITOKONDRIA AFFAN NOOR DWIKO H RINGKASAN Indonesia memiliki rumpun kambing yang beranekaragam, salah satunya yaitu Kambing Jawa Randu. Kambing Jawa Randu adalah kambing dwiguna, berfungsi sebagai kambing pedaging maupun penghasil susu yang baik karena merupakan kambing hasil persilangan antara Kambing Kacang dengan Kambing Peranakan Etawah (PE). Masih sedikitnya informasi genetik terkait dengan Kambing Jawa Randu menyebabkan upaya pemenuhan informasi genetik Kambing Jawa Randu perlu dilakukan. Salah satunya untuk mengetahui hubungan kekerabatan antar Kambing Jawa Randu maupun dengan beberapa kambing yang ada di dunia melalui DNA. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jarak genetik dan filogenetik Kambing Jawa Randu melalui sekuen daerah Displacement loop (D-loop) DNA mitokondria. Penelitian ini dilaksanakan pada September 2016 sampai Januari Sebanyak 12 sampel darah Kambing Jawa Randu diambil dari beberapa peternakan yaitu: di Jatikuwung, Kandang Jurusan Peternakan, Universitas Sebelas Maret Surakarta, kemudian CV. Bumi Nararya Farm, Yogyakarta, dan yang terakhir di CV. Kambing Burja, Malang, Jawa Timur dengan memperhatikan hubungan maternal. Ekstraksi DNA, Polymerase Chain Reaction (PCR) dan elektroforesis gel agarosa dilakukan di Sub. Laboratorium Biologi, Laboratorium Pusat Terpadu Universitas Sebelas Maret Surakarta. Ekstraksi DNA menggunakan prosedur whole blood 300 μl (Promega Wizard Genomic DNA Purification Kit,USA) yang telah dimodifikasi. Produk PCR bagian D-loop diamplifikasi pada panjang 778 basepair (bp) dengan primer forward: 5 - CGCTCGCCTACACACAAATA-3 dan primer reverse: 5 - AATGCCCATGCCTACCATTA-3. Produk PCR dilakukan running ix

10 elektroforesis gel agarosa 2% yang mengandung Etidium Bromide (EtBr). Fragmen DNA divisualisasi di bawah sinar ultraviolet. Sekuensing produk PCR bagian D-loop dilakukan oleh PT. Genetika Science Indonesia. Sebanyak 30 sekuen daerah D-loop kambing dari National Center for Biotechnology Information (NCBI) digunakan sebagai data pembanding untuk mengetahui hubungan kekerabatan antara Kambing Jawa Randu dengan beberapa kambing di dunia. Program MEGA v.6.06 digunakan untuk penjajaran sekuen Kambing Jawa Randu dengan sekuen dari NCBI, jarak genetik dan rekonstruksi pohon filogenetik. Visualisasi hasil ekstraksi DNA genom menunjukkan fragmen DNA terang tanpa adanya salinan fragmen DNA. Hasil tersebut menunjukkan DNA genom yang telah diekstraksi memiliki konsentrasi yang baik sehingga pada saat amplifikasi primer menempel pada DNA target pada panjang 778 bp. Jarak genetik digunakan untuk mengetahui nilai kekerabatan antar Kambing Jawa Randu. Jarak genetik antar Kambing Jawa Randu memiliki nilai rata-rata 0,003. Jarak genetik antara Kambing Jawa Randu dengan 30 kambing dari beberapa negara adalah sebesar 0,032. Perhitungan jarak genetik menunjukkan kedekatan hubungan antara Kambing Jawa Randu dengan kambing dari Nepal, Laos dan Malaysia dengan rata-rata sebesar 0,003 dan memiliki hubungan kekerabatan paling dekat dengan kambing dari Perancis dan China dengan rata-rata sebesar 0,002 dan ditunjukkan pada rekonstruksi pohon filogenetik bahwa Kambing Jawa Randu berada pada satu maternal (mt) lineage B. Simpulan dari penelitian ini yaitu terdapat hubungan kekerabatan yang dekat antar Kambing Jawa Randu. Kambing Jawa Randu juga memiliki kedekatan dengan kambing dari beberapa negara dan yang terdekat dengan Kambing Jawa Randu adalah kambing dari Perancis dan China. Kata kunci: Kambing Jawa Randu, mtdna, D-loop, jarak genetik, filogenetik x

11 GENETIC DISTANCE AND PHYLOGENETIC ANALYSIS OF JAWA RANDU GOAT THROUGH SEQUENCE OF DISPLACEMENT LOOP (D- LOOP) REGION OF MITOCHONDRIAL DNA AFFAN NOOR DWIKO H SUMMARY Indonesia has a variety of goats, one of them is Jawa Randu Goat. Jawa Randu Goat is a goat with two functions, they are a good meat and milk producer because they are cross breed goat between Kacang Goat and Peranakan Etawah (PE) Goat. Leastwise genetic information related to Jawa Randu Goat causing efforts to fulfill genetic information of Jawa Randu Goat need to be done. Any of them is to know the relationship between Jawa Randu Goat and some goats in the world through DNA. Therefore, this study was aimed to determine the genetic and phylogenetic distance of Jawa Randu Goat through the sequence of Displacement loop (D-loop) area of mitochondrial DNA. This research was conducted from September 2016 until January A total of 12 blood samples of Jawa Randu Goat were taken from several farms; in Jatikuwung, Kandang Jurusan Peternakan, Sebelas Maret University of Surakarta, then CV. Bumi Nararya Farm, Yogyakarta, and the last one was in CV. Kambing Burja, Malang, East Java with attention to maternal relationship. DNA extraction, Polymerase Chain Reaction (PCR) and agarose gel electrophoresis were performed in Sub. Biology Laboratory, Central Laboratory of Sebelas Maret University Surakarta. DNA extraction was performed according to a modified procedure of 300 μl whole blood (Promega Wizard Genomic DNA Purification Kit, USA). The PCR product was amplified at length 778 basepair (bp) with forward primer: 5'-CGCTCGCCTACACACAAATA-3 'and reverse primer: 5'- AATGCCCATGCCTACCATTA-3'. The PCR product was carried out 2% agarose gel electrophoresis containing Etidium Bromide (EtBr). The DNA fragments were visualized under ultraviolet light. The PCR product sequencing xi

12 was done by PT. Genetics Science Indonesia. A total of 30 goats from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) were used as comparative data to determine the relationship of Jawa Randu Goat with some goats in the world. The MEGA v.6.06 program was used for the juxtaposition of Jawa Randu Goat sequences with sequences from NCBI, genetic distance and reconstruction of phylogenetic trees. Visualization extraction of genomic DNA showed bright DNA fragments without a copies of DNA fragments. These results showed that the extracted genomic DNA had a good concentration so that when the amplification, primer attached to the target of DNA at 778 bp length. Genetic distance was used to determine the value of kinship between Jawa Randu Goats. Genetic distance of Jawa Randu Goat was The genetic distance between Jawa Randu Goat with 30 goats from several countries was The calculation of genetic distance showed the closeness relationship among Jawa Randu Goat and goats from Nepal, Laos and Malaysia with an average of They had the closest relationship with goats from France and China with an average of Furthermore, as shown on the reconstruction of phylogenetic tree, Jawa Randu Goats was in one maternal (mt) lineage B. The conclusion of this research revealed that there was a close relationship among Jawa Randu Goats. Jawa Randu Goat also has closeness to goats from several countries. This study also revealed that goat from France and China had the closest relationship to Jawa Randu Goat. Keywords: Jawa Randu Goat, mtdna, D-loop, genetic distance, phylogenetic xii