KERAGAMAN GENETIK GEN HORMON PERTUMBUHAN PADA SAPI PESISIR SUMATERA BARAT J A K A R I A

KERAGAMAN GENETIK GEN HORMON PERTUMBUHAN PADA SAPI PESISIR SUMATERA BARAT J A K A R I A SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Keragaman Genetik Gen Hormon Pertumbuhan pada Sapi Pesisir Sumatera Barat, adalah karya saya sendiri di bawah arahan dan bimbingan para pembimbing. Karya ini belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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, Maret 2008 J a k a r i a NRP. D061020011

ABSTRACT JAKARIA. The Genetic Variability of Growth Hormone Gene in Pesisir Cattle of West Sumatra. Supervised by HARIMURTI MARTOJO, RONNY RACHMAN NOOR, DEDY DURYADI SOLIHIN and BAHARUDDIN TAPPA. West Sumatra Pesisir cattle is one of many Indonesian animal domestic genetic resources that characterized by its small body size and body measurements as compared to other domestic cattles. This uniqueness leads the author to do a molecular study of the growth hormone (GH) gene. This study are aimed to study the GH gene polymorphism, unique sequences and the association of the GH gene with the body weight and some body measurements. The body weight and body measurement and whole blood samples were collected from Pesisir cattle at Pesisir Selatan and Padang Pariaman districts of West Sumatra Province. In order to do out-group comparison, the similar type of data were collected from Bali cattle in Bali, Limousine, and Simmental cattles from Artificial Insemination Center at Singosari Malang. Total DNA isolation, PCR and RFLP analyses were conducted at the Molecular Biology Laboratory at Research Center for Bioresources and Biotechnology, Bogor Agricultural University. DNA sequencing was conducted at the R&D Biotechnology Laboratory of Charoen Pokphand, Jakarta. PCR-RFLP technique was used to detect the polymorphism of the growth hormone (GH) gene. Allele frequencies, heterozygosity as well as PIC (Polymorphic Informative Content) values were estimated in order to describe the variation of the GH gene. The genetic equilibrium status of the growth hormone (GH) allele was tested by using chisquare test, while the unique sequences was detected by conducting DNA sequencing. The associations of GH gene polymorphism and corrected body weight and body measurement were detected by t test. The result showed that MspI GH gene had three genotypes, i.e. +/+. +/- and -/- genotypes and polymorphic for Pesisir, Limousine and Simmental cattle. On the other hand, the allele in Bali cattle was monomorphic. The PIC values were 0.276, 0.276, 0.178 and 0.000 for Pesisir, Limousine, Simmental, and Bali cattles, respectively. The high (-) allele frequencies were found in Pesisir and Bali cattle populations, but low in Limousine and Simmental cattles. The high L allele frequencies were found at all populations studied. The genotypes of +/+, +/- and -/- as well as LL, LV and VV were in the equilibrium status. Mutation occurred on the GH gene was the mutation of cytosine (C) to thymine (T) for MspI site and from cytosine (C) to guanine (G) at AluI site. There were no significant association between the GH gene polymorphism (MspI and AluI) and body weight as well as body measurements. Keywords: Pesisir cattle, growth hormone (GH) gene, PCR-RFLP.

RINGKASAN JAKARIA. Keragaman Genetik Gen Hormon Pertumbuhan pada Sapi Pesisir Sumatera Barat. Dibimbing oleh HARIMURTI MARTOJO, RONNY RACHMAN NOOR, DEDY DURYADI SOLIHIN dan BAHARUDDIN TAPPA. Sapi pesisir Sumatera Barat merupakan salah satu sumber daya genetik sapi lokal yang memiliki bentuk dan ukuran tubuh paling kecil dibandingkan sapi lainnya di Indonesia, seperti sapi aceh, sapi madura, sapi bali dan sapi peranakan ongole (PO). Keunikan sapi pesisir menjadi salah satu alasan dasar atas kajian molekuler terhadap gen hormon pertumbuhan (GH) yang diduga sebagai salah satu gen utama (major gene) yang berperan penting dalam proses pertumbuhan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman, sekuens unik dan hubungan polimorfisme gen GH dengan bobot badan dan ukuran-ukuran tubuh baik pada sapi pesisir maupun pada sapi bali, sapi limousin dan sapi simmental sebagai pembanding. Data bobot badan dan ukuran-ukuran tubuh serta sampel darah sapi pesisir diambil berdasarkan metode otoritas. Jumlah sampel yang diambil sebanyak 220 ekor yang terdiri atas sapi pesisir dari Kabupaten Pesisir Selatan 98 ekor dan Kabupaten Padang Pariaman 35 ekor. Sebagai pembanding bangsa sapi lain, diambil sampel sapi bali dari Pulau Bali 47 ekor, sapi limousin dan sapi simmental dari BIB Singosari Malang, masing-masing 22 ekor dan 18 ekor. Isolasi DNA total dilakukan dengan menggunakan metode yang disarankan oleh Sambrook et al. (1989) yang dimodifikasi (Duryadi 1994). Isolasi DNA total, PCR (Polymerase Chain Reaction) dan RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) dilakukan di Laboratorium Biologi Molekuler, Pusat Penelitian Sumberdaya Hayati dan Bioteknologi LPPM IPB, sedangkan sekuenss DNA dilakukan di Laboratorium Bioteknologi R&D PT Charoen Pokphand Jakarta. Penelitian berlangsung sejak September 2004 s/d Juli 2006. Deteksi polimorfisme gen GH dilakukan melalui teknik PCR-RFLP. Keragaman gen GH ditentukan dengan analisis frekuensi gen, nilai heterozigositas pengamatan (H o ) dan nilai heterozigositas harapan (H e ) serta nilai Polymorphic Informative Content (PIC). Keseimbangan genotipe gen GH dalam populasi diuji dengan uji χ 2 (chi-square), sedangkan sekuens unik atau ada tidaknya mutasi yang terjadi pada gen GH dilakukan perunutan atau sekuensing. Selain itu, untuk mengetahui hubungan antara polimorfisme (genotipe) gen GH dengan bobot badan dan ukuran tubuh dihitung berdasarkan uji t. Hasil analisis fragmen gen GH MspI diperoleh tiga macam genotipe yaitu genotipe +/+ (dua pita), +/- (heterozigot tiga pita) dan -/- (satu pita) dengan total panjang sekuens lebih kurang 327 pasang basa (bp) yang terletak di intron 3 parsial dan exon 4 parsial. Fragmen gen GH AluI juga diperoleh tiga macam genotipe yaitu genotipe LL (dua pita), LV (hetezigot tiga pita) dan VV (satu pita) dengan total panjang sekuens 211 pasang basa (bp) yang terletak di intron 4 parsial dan exon 5 parsial. Suhu annealing yang digunakan untuk mengamplifikasi kedua fragmen tersebut masing-masing 53 o C dan 55 o C selama 45 detik. Frekuensi genotipe -/- dan alel (-) tinggi pada sapi pesisir yang terdapat di Kabupaten Pesisir Selatan maupun di Kabupaten Padang Pariaman dan tidak

terdapat perbedaan yang berarti pada kedua lokasi tersebut. Frekuensi genotipe -/- dan alel (-) tinggi juga ditemukan pada sapi bali, sebaliknya rendah pada sapi limousin, dan sapi simmental. Frekuensi genotipe LL dan alel L tinggi ditemukan pada semua bangsa sapi yang dianalisis baik sapi pesisir di Kabupaten Pesisir Selatan maupun di Kabupaten Padang Pariaman, termasuk sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental. Genotipe -/- dan LL atau alel (-) dan L merupakan genotipe atau alel yang terfiksasi pada sapi bali karena tidak ditemukan genotipe atau alel lain. Berbeda dengan sapi pesisir, pada sapi limousin dan sapi simmenal masih terdapat genotipe +/+, +/-, dan -/- atau genotipe LL, LV, dan VV, kecuali genotipe VV termasuk genotipe langka pada sapi pesisir dan sapi limousin seperti halnya pada sapi bali. Hasil analisis keseimbangan genotipe dalam populasi terhadap fragmen gen GH MspI dan AluI mengindikasikan status dalam keadaan seimbang (equlibrium status), kecuali pada populasi sapi pesisir yang terdapat di Kabupaten Padang Pariaman mengindikasikan tidak seimbang untuk fragmen gen GH MspI. Nilai heterozigositas H o dan H e untuk fragmen gen GH MspI tinggi ditemukan pada sapi pesisir, sapi limousin, dan sapi simmental, sebaliknya rendah pada sapi bali. Nilai heterozigositas H o dan H e untuk fragmen gen GH AluI tinggi pada sapi limousin, dan sapi simmental, sebaliknya rendah pada sapi pesisir dan sapi bali. Hal yang sama juga ditemukan berdasarkan hasil pendugaan nilai PIC yang menunjukkan bahwa fragmen gen GH MspI tinggi pada sapi pesisir, sapi limousin, dan sapi simmental, sebaliknya rendah pada sapi bali, masing-masing dengan nilai 0,276, 0,276, 0,178, dan 0,000. Adapun pendugaan nilai PIC untuk fragmen gen GH AluI tinggi pada sapi limousin dan sapi simmental, sebaliknya rendah pada sapi pesisir dan sapi bali masing-masing dengan nilai 0,260, 0,334, 0,015, dan 0,000. Dengan demikian, penciri PCR-RFLP MspI gen GH memiliki keragaman tinggi (polimorfik) pada sapi pesisir, sapi limousin, dan sapi simmental, sebaliknya rendah (monomorfik) pada sapi bali. Adapun penciri PCR- RFLP AluI memiliki keragaman tinggi (polimorfik) pada sapi limousin dan sapi simmental, sebaliknya rendah (monomorfik) pada sapi pesisir dan sapi bali. Hasil analisis sekuens fragmen gen GH MspI dan AluI memiliki kesamaan yang tinggi dengan sekuens gen GH yang terdapat di GenBank masing-masing dengan nilai 96-97% dan 98-99%. Mutasi yang terjadi pada sekuens gen GH diduga adalah antara basa sitosin (C) menjadi timin (T) untuk situs MspI, sedangkan mutasi sitosin (C) menjadi guanin (G) untuk situs AluI. Hasil analisis pohon genetik (genetic tree) berdasarkan gabungan antara fragmen MspI dan AluI gen GH diperoleh pengelompokan (clustering) yang terpisah antara sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi Simmental. Hal ini mengindikasikan terdapat perbedaan sekuens gen GH baik pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental. Hasil analisis hubungan antara genotipe fragmen gen GH MspI dan AluI dan bobot badan dan ukuran-ukuran tubuh menunjukkan tidak terdapat hubungan nyata. Kedua fragmen gen GH tidak ada bukti kuat dapat dijadikan sebagai alat penciri genetik untuk program seleksi baik pada sapi pesisir, sapi limousin, dan sapi simmental. Kata kunci: sapi pesisir, gen hormon pertumbuhan (GH), PCR-RFLP.

Hak cipta milik Institut Pertanian Bogor, Tahun 2008 Hak cipta dilindungi undang-undang. 1. Dilarang mengutip sebagian dan 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 apa pun tanpa izin IPB.

KERAGAMAN GENETIK GEN HORMON PERTUMBUHAN PADA SAPI PESISIR SUMATERA BARAT J A K A R I A Disertasi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Ilmu Ternak SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

Penguji pada Ujian Tertutup : Dr. Ir. Cece Sumantri, M.AgrSc. Penguji pada Ujian Terbuka : 1. Prof. Dr. Ir. Wasmen Manalu 2. Prof. Dr. Ir. Kusuma Diwyanto, MS., APU.

Judul Disertasi : Keragaman Genetik Gen Hormon Pertumbuhan pada Sapi Pesisir Sumatera Barat Nama : J a k a r i a NRP : D061020011 Disetujui Komisi Pembimbing Prof.Dr. H. Harimurti Martojo, M.Sc. Ketua Prof.Dr.Ir. Ronny R. Noor, M.Rur.Sc. Anggota Dr.Ir. Dedy Duryadi Solihin, DEA Anggota Dr.Ir. Baharuddin Tappa, M.Sc. Anggota Diketahui Ketua Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Cece Sumantri, M.AgrSc. Prof.Dr.Ir. Khairil A. Notodiputro, MS. Tanggal ujian : 12 Maret 2008 Tanggal lulus :

PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maka Kuasa, karena atas rahmat dan karunia-nya karya ilmiah ini dapat disusun dan diselesaikan dengan judul Keragaman Genetik Gen Hormon Pertumbuhan pada Sapi Pesisir Sumatera Barat. Penelitian ini dilakukan atas dasar, yaitu (1) sapi pesisir yang terdapat di Sumatera Barat merupakan salah satu ternak lokal yang masih terbatas informasi molekulernya terutama mengenai gen hormon pertumbuhan (GH) dan (2) sapi pesisir unik dibandingkan dengan sapi lokal lainnya, karena memiliki bentuk dan ukuran tubuh terkecil dibandingkan dengan sapi lokal lainnya di Indonesia. Atas dasar tersebut, penulis berharap agar informasi yang diperoleh dari hasil penelitian ini mungkin dapat bermanfaat dan memperkaya khasanah ilmu pemuliaan dan genetika ternak di Indonesia.

UCAPAN TERIMA KASIH Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Prof. Dr. H. Harimurti Martojo, M.Sc., Prof. Dr. Ir. Ronny Rachman Noor, M.Rur.Sc., Dr. Ir. Dedy Duryadi Solihin, DEA, dan Dr. Ir. Baharuddin Tappa, M.Sc. atas bimbingan, arahan, dan dorongan sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan. Semoga Allah SWT memberikan balasan yang terbaik atas segala amal ibadah, pengorbanan, curahan waktu, dan tenaga, serta ilmu yang diberikan kepada penulis. Ucapan terima kasih dan penghargaan yang tinggi penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Cece Sumantri, M.AgrSc. sebagai penguji pada ujian tertutup, Prof. Dr. Ir. Wasmen Manalu dan Prof. Dr. Ir. Kusuma Diwyanto, MS., APU. sebagai penguji pada ujian terbuka atas kesediaannya meluangkan waktu menjadi penguji luar komisi. Beberapa pertanyaan, saran, dan komentar yang telah diberikan sangat bermanfaat dan memeliki arti penting bagi penulis untuk kesempurnaan disertasi ini. Kepada Rektor IPB, Dekan Fakultas Peternakan, Ketua Departemen Ilmu Produksi dan Teknologi Peternakan, Kepala Bagian Pemuliaan dan Genetika Ternak, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas izin dan kesempatan yang diberikan untuk menempuh pendidikan program doktor di Sekolah Pascasarjana IPB. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada tim pengelola beasiswa BPPS Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan Nasional, yang telah memberikan beasiswa selama studi. Kepada Bupati Kepala Daerah Tingkat II Barito Kuala, Kalimantan Selatan, terima kasih penulis sampaikan atas bantuan dana penelitian yang telah diberikan. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Sarbaini Anwar, M.Sc. atas izin penggunaan data dan sampel darah sapi pesisir, Sumatera Barat. Kepada Kepala Dinas Peternakan Provinsi Bali dan Kepala Balai Inseminasi Buatan (IB) Singosari, Malang, Jawa Timur, penulis juga mengucapkan terima kasih atas izin yang diberikan untuk mengambil data dan sampel darah sapi bali di P3 Bali serta sapi simmental dan sapi limousin di BIB Singosari, Malang, Jawa Timur.

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Dr. Ir. Nachrowi, M.Sc. sebagai Ketua Program Studi Ilmu Ternak, Dr. Ir. Rarah Ratih Maheswari, DEA sebagai Ketua Program Major Ilmu Ternak, staf pengajar, dan staf penunjang Sekolah Pascasarjana IPB. Khusus kepada staf pengajar dan staf penunjang di Bagian Pemuliaan dan Genetika Ternak, Fakultas Peternakan IPB, penulis mengucapkan banyak terima kasih atas bantuan, dorongan, dan pengertiannya selama mengikuti pendidikan program doktor di Sekolah Pascasarjana IPB. Ucapan terima kasih yang tulus penulis sampaikan kepada semua kawan atau sahabat seperjuangan di Laboratorium Biologi Molekuler PPSHB LPPM IPB. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Heri Jumhaer yang telah banyak membantu selama kegiatan penelitian berlangsung. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ir. Bambang Pangestu, MS., Ir. Sri Darwati, MS., Ir. Andi Murfi, MS., Ir. Afton Atabani, MS., Ir. Rukmiasih, MS., dan Ir. Salundik, MS. atas do a restu, semangat, dan motivasi yang diberikan. Kepada orang tua, Ibunda Juhriah dan Ayahanda Muhammad Thabrani (almarhum), serta ibu dan bapak mertua, Ibunda Kusminingsih dan Ayahanda Dudung Supiyadi yang selalu memberikan dorongan, semangat dan do a restu yang tidak ada hentinya. Keberhasilan ini sebenarnya adalah keberhasilan ibunda dan ayahanda peroleh, semoga keberhasilan ini juga dapat penulis berikan kepada anak-anak tersayang. Kepada istri tercinta Dian Herawati dan anak-anak tersayang Hafidz Azhar Jakaria dan Galuh Samia Zahra terima kasih banyak atas segala pengorbanan, kasih sayang, dan pengertian yang diberikan. Akhirnya penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua fihak yang tidak dapat disebutkan namanya satu per satu yang telah memberikan bantuan, dorongan, dan semangat untuk menyelesaikan studi ini. Semoga ALLAH SWT membalas segala amal ibadah dan kebaikan yang diberikan dengan pahala atau balasan yang setimpal. Bogor, Maret 2008 J a k a r i a

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Handil Barabai, Kecamatan Anjir Muara Kabupaten Barito Kuala, Kalimantan Selatan pada tanggal 05 Januari 1966. Penulis merupakan anak pertama dari enam bersaudara dari pasangan ayah Muhammad Thabrani (alm) dan Ibu Juhriah. Pendidikan dasar diselesaikan di Sekolah Dasar Negeri (SDN) Setuju Handil Barabai pada tahun 1981, pendidikan menengah pertama di Madrasah Tsanawiyah Negeri (MTsN) Anjir Muara pada tahun 1984, pendidikan menengah atas di Sekolah Pertanian Pembangunan (SNAKMA) Negeri Pelaihari pada tahun 1988. Pada tahun 1988 penulis diterima di Politeknik Pertanian IPB program Diploma III (DIII) dan selesai pada tahun 1991, kemudian pada tahun 1992 penulis melanjutkan program alih jenjang program Sarjana (S 1 ) di Program Studi Peternakan, Fakultas Pertanian Universitas Djuanda (UNIDA) Bogor, selesai pada tahun 1996. Pada tahun 1997 penulis melanjutkan studi S 2 di Program Studi Ilmu Ternak Program Pascasarjana IPB dan selesai pada tahun 2000. Pada tahun 2002, penulis kembali melanjutkan studi S 3 pada program studi yang sama dengan bantuan beasiswa BPPS Dirjen Depdiknas RI. Saat ini penulis bekerja sebagai staf pengajar di Fakultas Peternakan IPB sejak tahun 2000, sebelumnya penulis sebagai teknisi peternakan di Laboratorium Pemuliaan dan Genetika Ternak, Fakultas Peternakan IPB. Selama mengikuti studi program doktor, penulis telah mendapat kesempatan sebagai Visiting Researcher Fellowship di Animal Genome Project, Tsukuba-Japan pada tahun 2002 dan Training Course: Molecular Characterization Using DNA Microsatellite Markers di Chinese Academy of Agricultural Science (CAAS), Beijing-Cina pada tahun 2007 masing-masing selama tiga bulan. Penulis menikah dengan Dian Herawati pada tahun 1997 dan telah dikaruniai satu orang putra Hafidz Azhar Jakaria dan satu orang putri Galuh Samia Zahra.

DAFTAR PUBLIKASI 1. Jakaria, D. Duryadi, R.R. Noor, B. Tappa & H. Martojo. 2007. Evaluasi keragaman genetik gen hormon pertumbuhan (GH) pada sapi Pesisir Sumatera Barat menggunakan penciri PCR-RFLP. Media Peternakan 30(1):1-10 (Terakriditasi). 2. Jakaria, D. Duryadi, R.R. Noor, B. Tappa & H. Martojo. 2007. Hubungan polimorfisme gen hormon pertumbuhan MspI dengan bobot badan dan ukuran tubuh sapi Pesisir Sumatera Barat. Jurnal Pengembangan Peternakan Tropis 32(01):33-40 (Terakriditasi).

DAFTAR SINGKATAN α : alpha A : adenine BLAST : basic local alignment search tool bp : base pair C : cytosine cm : centimeter DNA : deoxyribonucleic acid dntp : deoxythymidine triphosphate EDTA : ethylenediaminetetra-acetic acid g : gram G : guanine GH : growth hormone H e : expected heterozygosity H o : observed heterozygosity kda : kilodalton kg : kilogram ma : milliamphere MAS : marker assisted selection MEGA : molecular evolutionary genetic analysis mg : milligram ml : milliliter mm : millimolar μl : microliter n : number nm : nanometer PCR : polymerase chain reaction ph : logarithm of reciprocal of hydrogen ion concentration PIC : polymorphic informative content pmol : picomole QTL : quantitative trait loci RFLP : restriction fragment length polymorphism RNAse : ribonuclease SE : standard error T : thymine Taq : thermos aquaticus TBE : tris-borac acid-edta TE : tris-edta UV : ultraviolet

DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN... Latar Belakang... Tujuan... Manfaat... TINJAUAN PUSTAKA... Sumber Daya Genetik Ternak Lokal... Sapi Pesisir Sumatera Barat... Hormon Pertumbuhan... Gen Hormon Pertumbuhan... Penciri Genetik Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism (PCR-RFLP)... Analisis Sekuens DNA... Gen Kandidat (Candidate Gene)... MAS (Marker Assisted Selection)... BAHAN DAN METODE... Tempat dan Waktu... Bahan dan Alat... Metode Penelitian... Penarikan Sampel Data Penelitian... Pengambilan Data Sifat Kuantitatif... Pengambilan Sampel Darah... Isolasi DNA Total... Amplifikasi Gen GH Menggunakan Mesin PCR... Analisis Penciri PCR-RFLP... Elektroforesis DNA Total, Produk PCR, dan PCR-RFLP... Sekuens Fragmen Gen GH MspI dan AluI... Peubah yang Diamati... Analisis Data... HASIL DAN PEMBAHASAN... Amplifikasi Gen Hornom Pertumbuhan... Polimorfisme Gen Hormon Pertumbuhan... Frekuensi Genotipe dan Alel Fragmen Gen GH MspI dan AluI... Keseimbangan Gen dalam Populasi... ix xi xiii 1 1 4 4 6 6 9 12 17 21 22 23 24 26 26 26 31 31 31 32 32 33 35 35 36 37 38 41 41 44 44 55

Pendugaan Nilai Heterozigositas... Pendugaan Nilai PIC... Sekuens Gen Hormon Pertumbuhan... Homologi dan Deteksi Mutasi Gen GH... Jarak Genetik dan Pohon Genetik Sekuens Fragmen Gen GH... Hubungan Polimorfisme Gen GH dengan Sifat Bobot Badan dan Ukuran-ukuran Tubuh... Program Pengembangan Sumber Daya Genetik Sapi Pesisir... SIMPULAN DAN SARAN... Kesimpulan... Saran... DAFTAR PUSTAKA... 72 LAMPIRAN... 82 56 58 59 59 61 64 67 70 70 71

DAFTAR TABEL Halaman 1 Bobot badan dan ukuran-ukuran tubuh dewasa (3-6 tahun) sapi 11 pesisir, sapi bali, dan sapi ongole... 2 Bobot badan dewasa (3-6 tahun) sapi pesisir dan bangsa sapi kecil lainnya (mini cattle) di dunia... 12 3 Beberapa tipe enzim pemotong yang digunakan dalam analisis RFLP 22 4 Jumlah ternak sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental yang digunakan dalam penelitian... 26 5 Sekuens primer yang digunakan untuk mengamplifikasi gen GH pada sapi pesisir, sapi bali, sapi simmental, dan sapi limousin... 33 6 Kondisi mesin PCR yang dijalankan untuk mengamplifikasi gen GH pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 34 7 Frekuensi genotipe fragmen gen GH MspI pada sapi pesisir berdasarkan asal, jenis kelamin, dan kelompok umur... 45 8 Frekuensi genotipe dan alel fragmen gen GH MspI pada sapi pesisir di Kabupaten Pesisir Selatan dan Kabupaten Padang Pariaman... 45 9 Frekuensi genotipe dan alel fragmen gen GH MspI pada sapi bali, sapi simmental, dan sapi limousin... 45 10 Distribusi frekuensi alel (-) fragmen gen GH MspI berdasarkan bangsa, jumlah individu, asal bangsa, dan tipe bangsa... 11 Frekuensi genotipe dan alel fragmen gen GH AluI pada sapi pesisir di Kabupaten Pesisir Selatan dan Kabupaten Padang Pariaman... 51 12 Frekuensi genotipe dan alel fragmen gen GH AluI pada sapi bali, sapi simmental, dan sapi simousin... 51 13 Distribusi frekuensi alel fragmen gen GH AluI pada beberapa bangsa sapi berpunuk, tidak berpunuk, dan silangannya... 53 14 Nilai heterozigositas pengamatan (H o ) dan heterozigositas harapan (H e ) fragmen gen GH MspI... 15 Nilai heterozigositas pengamatan (H o ) dan heterozigositas harapan (H e ) fragmen gen GH AluI... 16 Nilai heterozigositas pengamatan (H o ) dan heterozigositas harapan (H e ) gabungan fragmen gen GH MspI dan AluI... 57 17 Pendugaan nilai polymorphic informative content (PIC) pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 58 18 Mutasi basa nukleotida pada fragmen gen GH MspI dan AluI... 60 19 Jarak genetik gabungan fragmen gen GH MspI (intron 3 parsial dan exon 4 parsial) dan AluI (intron 4 parsial dan exon 5 parsial)... 61 20 Bobot badan dan ukuran tubuh dengan genotipe berbeda untuk fragmen gen GH MspI pada sapi pesisir... 64 21 Bobot badan dan ukuran tubuh dengan genotipe berbeda untuk fragmen gen GH MspI pada sapi limousin... 64 48 56 56

22 Bobot badan dan ukuran tubuh dengan genotipe berbeda untuk fragmen gen GH MspI pada sapi simmental... 65 23 Bobot badan dan ukuran tubuh dengan genotipe berbeda untuk fragmen gen GH AluI pada sapi limousin... 65 24 Bobot badan dan ukuran tubuh dengan genotipe berbeda untuk fragmen gen GH AluI pada sapi simmental... 65 25 Hubungan genotipe fragmen gen GH MspI dengan sifat produksi pada sapi pedaging... 66 26 Hubungan genotipe fragmen gen GH AluI dengan sifat produksi pada sapi pedaging... 66

DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Kerangka pemikiran penelitian... 5 2 Tipe-tipe sapi domestikasi yang terdapat di Asia, Afrika, dan Eropa... 6 3 Rute penyebaran sapi di Asia, Afrika, dan Eropa... 7 4 Performa sapi pesisir Sumatera Barat... 10 5 Representasi diagram pengaturan sekresi hormon pertumbuhan dan kerjanya pada ternak domestik... 14 6 Lintasan transduksi sinyal yang diaktifkan oleh hormon pertumbuhan... 15 7 Mekanisme kerja hormon pertumbuhan dalam pengaturan pertumbuhan otot dan tulang... 16 8 Sekuens gen hormon pertumbuhan (bgh) pada sapi Bos taurus yang diakses di GenBank... 19 9 Rekonstruksi struktur gen GH berdasarkan sekuens gen GH di GenBank... 20 10.a Lokasi pengambilan sampel sapi pesisir di Kabupaten Padang Pariaman dan Kabupaten Pesisir Selatan, Sumatrea Barat... 27 10.b Lokasi pengambilan sampel sapi simmental dan limousin di BIB Singosari Malang, Jawa Timur, serta sapi bali di P3 Bali, Pulau Bali... 28 11 Fragmen gen GH MspI didasarkan pada sekuens gen GH di GenBank... 34 12 Fragmen gen GH AluI didasarkan pada sekuens gen GH di GenBank... 34 13 Posisi fragmen gen GH MspI dan AluI serta situs pemotong enzimnya... 41 14 Hasil elektroforesis produk PCR fragmen gen GH MspI... 41 15 Hasil elektroforesis produk PCR fragmen gen GH AluI... 42 16 Genotipe hasil pemotongan produk PCR fragmen gen GH dengan enzim MspI... 43 17 Genotipe hasil pemotongan produk PCR fragmen gen GH dengan enzim AluI... 43 18 Proporsi genotipe fragmen gen GH MspI pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 46 19 Proporsi alel fragmen gen GH MspI pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 46 20 Distribusi alel (+) dan (-) fragmen gen GH MspI di dunia... 49 21 Proporsi genotipe fragmen gen GH AluI pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 52

22 Proporsi alel fragmen gen GH AluI pada sapi pesisir, sapi bali, 52 sapi limousin, dan sapi simmental... 23 Dendrogram pohon genetik berdasarkan fragmen gabungan gen GH MspI (intron 3 parsial dan exon 4 parsial) dan AluI (intron 4 parsial dan exon 5 parsial)... 61 24 Alignment sekuens fragmen gabungan gen GH MspI (intron 3 parsial dan exon 4 parsial) dan AluI(intron 4 parsial dan exon 5 parsial) pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 62 25 Variasi warna bulu utama sapi pesisir Sumatera Barat... 69

DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Sekuens gen hormon pertumbuhan (bgh) yang di akses di GenBank No. 57764... 82 2 Komposisi bahan pereaksi yang digunakan dalam isolasi DNA total sampel darah... 84 3 Proporsi genotipe fragmen gen GH MspI dan AluI pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 85 4 Hasil uji χ 2 keseimbangan Hardy-Weinberg (p 2 +2pq+q 2 ) fragmen genotipe gen GH MspI dan AluI pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 86 5 Sekuens fragmen gen GH MspI dan AluI pada sapi pesisir, sapi bali, sapi limousin, dan sapi simmental... 89 6 Alignment sekuens fragmen gen GH MspI dan AluI dengan gen GH di GenBank... 101 7 Hasil uji t antara genotipe dan bobot badan serta ukuran tubuh fragmen gen GH MspI dan AluI... 107 8 Ringkasan uji t genotipe fragmen gen GH MspI dan AluI terhadap bobot badan dan ukuran tubuh... 109