DETEKSI DAN ANALISIS EKSPRESI TRANSGEN (PhGH) PADA IKAN LELE DUMBO (Clarias gariepinus) TRANSGENIK F3 FERY JAKSEN SIHOTANG

DETEKSI DAN ANALISIS EKSPRESI TRANSGEN (PhGH) PADA IKAN LELE DUMBO (Clarias gariepinus) TRANSGENIK F3 FERY JAKSEN SIHOTANG 110302045 PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015

DETEKSI DAN ANALISIS EKSPRESI TRANSGEN (PhGH) PADA IKAN LELE DUMBO (Clarias gariepinus) TRANSGENIK F3 SKRIPSI FERY JAKSEN SIHOTANG 110302045 PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015

DETEKSI DAN ANALISIS EKSPRESI TRANSGEN (PhGH) PADA IKAN LELE DUMBO (Clarias gariepinus) TRANSGENIK F3 SKRIPSI Oleh: FERY JAKSEN SIHOTANG 110302045 Skripsi Sebagai Satu Diantara Beberapa Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Perikanan di Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA PERAIRAN FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015

LEMBAR PENGESAHAN Judul Penelitian Nama : Deteksi dan Analisis Ekspresi Transgen (PhGH) Pada Ikan Lele Dumbo (Clarias gariepinus) Transgenik F3 : Fery Jaksen Sihotang NIM : 110302045 Program Studi : Manajemen Sumberdaya Perairan Disetujui Oleh Komisi Pembimbing Dr. Budi Utomo, SP., MP Ketua Indra Lesmana, S.Pi., M.Si Anggota Huria Marnis, S.Pi., M.Si Anggota Mengetahui Dr. Ir. Yunasfi, M.Si Ketua Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan

ABSTRAK FERY JAKSEN SIHOTANG. Deteksi dan Analisis Ekspresi Transgen (PhGH) Pada Ikan Lele Dumbo (Clarias gariepinus) Transgenik F3. Di bawah bimbingan BUDI UTOMO, INDRA LESMANA dan HURIA MARNIS. Ikan transgenik merupakan suatu spesies ikan yang mengalami perubahan struktur genetik yang diintroduksikan dari organisme lain sehingga mengubah fungsi genetiknya sesuai dengan gen yang diintroduksikan. Salah satu hal yang mendukung berkembangnya pembentukan strain ikan transgenik adalah kemampuan dari individu transgenik tersebut untuk mewariskan transgen pada generasi selanjutnya, sehingga sifat genetik gen target tetap stabil pada keturunan yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk mendeteksi dan mengetahui ekspresi gen hormon pertumbuhan (PhGH) pada ikan lele dumbo (Clarias gariepinus) transgenik F3 yang dihasilkan dari generasi F2. Deteksi transgen dilakukan pada embrio dan larva ikan lele transgenik F3 menggunakan metode PCR dengan primer ACT 107 dan PhGH2. Ekspresi transgen dianalisis dengan menggunakan metode reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) dengan primer β-actin dan ACT 107 serta PhGH2. Hasil penelitian menunjukkan bahwa transgen terdeteksi pada beberapa embrio dan larva dengan ukuran fragmen 1500 bp. Amplifikasi primer β-actin dibandingkan dengan primer ACT 107 dan PhGH2 menunjukkan bahwa transgen dapat terekspresi pada beberapa embrio dan larva dengan ukuran fragmen 1500 bp. KATA KUNCI: Clarias gariepinus, transgenik, deteksi, ekspresi, hormon pertumbuhan (PhGH), ACT 107 dan PhGH2, β-actin. i

ABSTRACT FERY JAKSEN SIHOTANG. Detection and Analysis Expression of transgene (PhGH) In Dumbo Catfish (Clarias gariepinus) Transgenic F3. Under supervision by BUDI UTOMO, INDRA LESMANA and HURIA MARNIS. Transgenic fish is a species that are changing the genetic structure introduced from other organisms to alter their genetic function in accordance with the introduced gene. One of the things that support the development of transgenic fish strain formation is the ability of individual transgenic transgenes to bequeath to the next generation, so that the genetic trait target genes remain stable in the resulting offspring. This study aims to detect and determine the expression of growth hormone gene (PhGH) on dumbo catfish (Clarias gariepinus) transgenic F3 that resulting from the F2 generation. Transgene detection performed on embryos and larvae of catfish transgenic F3 using PCR with primers ACT 107 and PhGH2. Transgene expression was analyzed by using reverse transcriptase polymerase chain reaction (RT-PCR) with primers β-actin and ACT 107 and PhGH2. The results showed that the transgene was detected in some of the embryos and larvae with a size of 1500 bp fragment. β-actin primer amplification compared to primary ACT 107 and PhGH2 showed that transgene can be expressed in some of the embryos and larvae with a size of 1500 bp fragment. KEYWORDS: Clarias gariepinus, transgenic, detection, expression, growth hormone (PhGH), ACT 107 and PhGH2, β-actin. ii

RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Sidikalang pada tanggal 28 Mei 1993. Penulis adalah anak ke dua dari empat bersaudara dari Bapak Jondirman Sihotang dan Ibu Ristauli Sitanggang. Pendidikan formal yang ditempuh oleh penulis adalah Sekolah Dasar (SD) Negeri Panjibutar Sidikalang pada tahun 1999-2005, Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 3 Sidikalang pada tahun 2005-2008 dan Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 2 Sidikalang pada tahun 2008-2011. Penulis kemudian melanjutkan studi ke perguruan tinggi negeri yaitu Universitas Sumatera Utara pada program studi Manajemen Sumberdaya Perairan Fakultas Pertanian pada tahun 2011 melalui seleksi ujian tertulis SNMPTN. Penulis aktif dalam kegiatan organisasi yaitu sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Manajemen Sumberdaya Perairan (HIMMASPERA) pada periode 2013-2014 dan sebagai anggota organisasi GMKI pada periode 2012-2014. Penulis juga aktif mengikuti kegiatan pengembangan diri yaitu UKM bela diri Taekwondo USU dan pernah berperan dalam kepanitiaan Turnamen USU CUP II sesumatera utara pada tahun 2014. Penulis juga aktif sebagai asisten praktikum mata kuliah Iktiologi pada tahun ajaran 2012/2013 dan 2013/2014 serta mata kuliah Fisiologi Hewan Air pada tahun ajaran 2013/2014 pada program studi Manajemen Sumberdaya Perairan Universitas Suatera Utara. Penulis mengikuti Praktek Kerja Lapangan (PKL) di Dinas Perikanan dan Kelautan yaitu Balai Penelitian dan Pemuliaan Ikan (BPPI) Sukamandi Subang Jawa Barat pada bulan juli hingga agustus tahun 2014. iii

KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas berkat dan kasih-nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul Deteksi dan Analisis Ekspresi Transgen (PhGH) Pada Ikan Lele Dumbo (Clarias gariepinus) Transgenik F3. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana perikanan (S.Pi) pada Program Studi Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Pertanian,Universitas Sumatera Utara. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih dengan tulus kepada orangtua penulis yaitu bapak Jondirman Sihotang dan ibu tersayang Ristauli Sitanggang. Ucapan terimakasih juga kepada bapak Dr. Budi Utomo, S.P, M.P selaku ketua komisi pembimbing skripsi dan bapak Indra Lesmana, S.Pi, M.Si serta ibu Huria Marnis, S.Pi, M.Si selaku anggota komisi pembimbing. Penulis juga mengucapkan terimakasih kepada bapak Dr. Yunasfi, M.Si selaku ketua jurusan dan seluruh dosen serta staf tata usaha prodi Manajemen Sumberdaya Perairan. Ucapan terimakasih juga kepada Dr. Imron, S.Pi, M.Si selaku Kepala BPPI Sukamandi serta seluruh staf dan jajarannya. Terimakasih kepada abang Jepri Sihotang, adik Widya Yanti Sihotang dan Robeth Jeki Sihotang. Terimakasih kepada tim penelitian yaitu Sultan, Putri serta uni shelny. Terkhusus kepada kekasih saya Mars Sella Sinurat dan teman terbaik penulis yaitu Dwy Banjarnahor, Lihardo Sinaga, Josephin Panjaitan dan Brawijaya Hutabarat,dll. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan terkhusus dalam bidang manajemen sumberdaya perairan. Medan, Agustus 2015 Fery Jaksen Sihotang iv

DAFTAR ISI ABSTRAK... ABSTRACK... RIWAYAT HIDUP... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... PENDAHULUAN Halaman i ii iii iv vi viii ix x Latar Belakang... 1 Rumusan Masalah... 3 Kerangka Pemikiran... 3 Tujuan Penelitian... 5 Manfaat Penelitian... 5 TINJAUAN PUSTAKA Perkembangan Teknologi Biomolekuler Dalam Akuakultur... 6 Biologi dan Taksonomi Ikan Lele (Clarias gariepinus)... 7 Teknologi Transgenesis... 8 Teknik Transfer Gen... 12 Hormon Pertumbuhan (GH)... 15 Ikan Lele Transgenik... 16 Deteksi Transgen... 18 Ekspresi Transgen... 18 Ekstraksi DNA/RNA... 22 Amplifikasi PCR (Polymerase Chain Reaction)... 21 Elektroforesis... 24 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian... 26 Alat dan Bahan... 26 Prosedur Penelitian... 30 Ikan Sampel... 30 Deteksi Transgen PhGH Pada Ikan Lele Transgenik F3... 30 Ekstraksi DNA Embrio dan Larva... 30 Cek Genom Hasil Ekstraksi Embrio dan Larva... 31 Amplifikasi PCR (Polymerase Chain Reaction)... 31 Analisis Ekspresi Transgen... 32 Ekstraksi RNA... 32 Cek Genom RNA... 32 Sintesis DNA (cdna) Hasil Ekstraksi RNA... 33 Amplifikasi PCR (Polymerase Chain Reaction)... 33 v

Analisis Data... 34 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil... 35 Deteksi Transgen (PhGH) Pada Embrio dan Larva... 35 Analisis ekspresi Transgen (PhGH)... 37 Pembahasan... 39 Deteksi Transgen (PhGH) Pada Embrio dan Larva... 39 Analisis ekspresi Transgen (PhGH)... 41 KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan... 44 Saran... 44 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vi

DAFTAR GAMBAR No. Teks Halaman 1. Kerangka Pemikiran Penelitian... 4 2. Peta Konstruksi Gen pccba-phgh (6,6 kb)... 30 3. Genom DNA Embrio dan Larva... 34 4. Hasil Deteksi Transgen (PhGH) pada Embrio dan Larva Ikan Lele Transgenik F3 Menggunakan Metode PCR... 36 5. Genom RNA Embrio dan Larva Ikan Lele Transgenik F3... 37 6. Ekspresi Transgen pada Embrio dan Larva Ikan Lele Dumbo Transgenik F3... 38 vii

DAFTAR TABEL No. Teks Halaman 1. Cek Konsentrasi DNA pada Beberapa Genom Embrio Ikan Lele Transgenik F3... 36 2. Cek Konsentrasi RNA Genom Embrio Ikan Lele Transgenik F3... 38 viii

DAFTAR LAMPIRAN No. Teks Halaman 1. Alat dan Bahan Penelitian... 52 2. Dokumentasi Kegiatan Penelitian... 55 3. Perhitungan volume reagent dan amplifikasi PCR... 57 4. Data konsentrasi genom DNA embrio dan larva Transgenik F3... 58 5. Data konsentrasi genom RNA embrio dan larva Transgenik F3... 60 ix