analisis jarak genetik dan filogenetik kambing … · dengan judul “analisis jarak genetik dan...
TRANSCRIPT
i
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
H0513004
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2018
ii
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
H0513004
Disetujui pada tanggal:
Januari 2018
Pembimbing Utama
Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech.
NIP. 19860324 200912 1 006
Pembimbing Pendamping
Dr. Ahmad Pramono, S.Pt., M.P
NIP. 19831206 200812 1 003
iii
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
H0513004
telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
pada tanggal: 23 November 2017
dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Susunan Tim Penguji
Ketua
Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech
NIP. 19860324200912 1 006
Anggota I
Dr. Ahmad Pramono, S.Pt., M.P
NIP. 19831206 200812 1 003
Anggota II
Dr. Agr. Sigit Prastowo, S.Pt., M.Si
NIP. 19791224 200212 1 002
Surakarta, Januari 2018
Mengetahui
Universitas Sebelas Maret
Fakultas Pertanian
Dekan
Prof. Dr. Ir. H. Bambang Pujiasmanto, M.S
NIP. 19560225 198601 1 001
iv
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.
v
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
vi
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 ........................................................ 9
1. Alat ..................................................................................... 9
2. Bahan .................................................................................. 9
C. Metode Penelitian..................................................................... 10
1. Koleksi Sampel .................................................................... 10
2. Ekstraksi DNA .................................................................... 10
3. Amplifikasi mtDNA daerah D-loop dengan PCR ................. 11
4. Running Elektroforesis......................................................... 12
5. Gel Documentation dan Sequencing ..................................... 12
vii
6. Seleksi Sekuen dari National Center for Biotechnology
Information (NCBI) ............................................................ 12
D. Analisis Sekuen ........................................................................ 13
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 14
A. Ekstraksi DNA ......................................................................... 14
B. Amplifikasi mtDNA Daerah D-loop ......................................... 15
C. Polimorfisme Fragmen D-loop mtDNA Kambing Jawa Randu . 15
D. Jarak Genetik ........................................................................... 18
E. Pohon Filogenetik Kambing Jawa Randu .................................. 19
V. SIMPULAN ..................................................................................... 21
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 22
LAMPIRAN ......................................................................................... 28
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar Judul Halaman
1.Visualisasi DNA Genom 12 Sampel Darah Kambing Jawa Randu ...... 19
2.Visualisasi Produk PCR dengan Agarose Gel 2% pada 12 Sampel
Darah Kambing Jawa Randu .............................................................. 20
3. Sekuen Polimorfik mtDNA Bagian D-loop Kambing Jawa Randu ..... 21
4. Filogenetik Kambing Jawa Randu dengan Kambing di Dunia ............ 24
ix
ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING
JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP
(D-LOOP) DNA MITOKONDRIA
AFFAN NOOR DWIKO
H0513004
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 2017.
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
x
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
xi
GENETIC DISTANCE AND PHYLOGENETIC ANALYSIS OF JAWA
RANDU GOAT THROUGH SEQUENCE OF DISPLACEMENT LOOP (D-
LOOP) REGION OF MITOCHONDRIAL DNA
AFFAN NOOR DWIKO
H0513004
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 2017. 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
xii
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 0.003. The genetic distance between Jawa Randu Goat with
30 goats from several countries was 0.032. The calculation of genetic distance
showed the closeness relationship among Jawa Randu Goat and goats from Nepal,
Laos and Malaysia with an average of 0.003. They had the closest relationship
with goats from France and China with an average of 0.002. 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