EVALUASI DAN OPTIMALISASI PROGRAM PCR DALAM DETERMINASI KELAMIN IKAN BARBIR EMAS
Puntius conchonius SECARA MOLEKULAR
RADI IHLAS ALBANI
DEPARTEMEN BUDIDAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa Skripsi yang berjudul :
EVALUASI DAN OPTIMALISASI PROGRAM PCR DALAM DETERMINASI KELAMIN IKAN BARBIR EMAS Puntius conchonius SECARA MOLEKULAR
adalah benar merupakan hasil karya yang belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Semua sumber data dan 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 Skirpsi ini.
Bogor, Mei 2009
RINGKASAN
RADI IHLAS ALBANI. Evaluasi dan Optimalisasi Program PCR dalam Determinasi Kelamin Ikan Barbir Emas Puntius conchonius secara Molekular. Dibimbing oleh ALIMUDDIN dan AGUS OMAN SUDRAJAT.
Pembedaan antara ikan jantan/ betina hasil sex reversal dengan ikan jantan/ betina normal, yang biasanya dilakukan melalui metode pengujian progeny, diperlukan dalam upaya produksi populasi monoseks. Akan tetapi, pengujian progeny memiliki kendala yaitu membutuhkan banyak waktu, biaya, fasilitas, pekerjaan, dan pendataan pada pelaksanaannya. Penanda molekular kelamin juga dapat digunakan untuk keperluan tersebut, serta dapat mengatasi kendala metode pengujian progeny. Kirankumar et al. (2003) telah berhasil menerapkan metode analisa DNA menggunakan PCR dalam menentukan jenis kelamin secara molekular pada ikan barbir emas Puntius conchonius. Tujuan dilakukannya penelitian adalah untuk mengaplikasikan metode PCR dalam identifikasi kelamin ikan barbir emas yang terdapat di Indonesia. Penelitian pendahuluan yang dilakukan menunjukkan bahwa penerapan metode tersebut terhadap ikan barbir emas uji menghasilkan pola pita DNA yang berbeda dengan hasil yang diperoleh Kirankumar et al. (2003), serta belum dapat menunjukan perbedaan yang jelas antara kelamin jantan dengan betina. Optimalisasi terhadap prosedur PCR yang diterapkan diharapkan dapat memperjelas perbedaan pola pita DNA antara ikan barbir emas jantan dan betina. Optimalisasi tersebut dilakukan melalui pengaturan suhu annealing dan durasi waktu ekstensi.
Tiga kelompok ikan barbir emas yang telah memiliki ciri kelamin sekunder digunakan dalam penelitian ini. Penelitian terdiri dari tahap evaluasi PCR (menguji program PCR yang digunakan Kirankumar et al. (2003) terhadap ikan barbir emas uji kelompok I), tahap optimalisasi PCR (dilakukan dengan mengubah suhu annealing dan durasi waktu ekstensi pada program PCR), verifikasi program PCR optimal (menguji program PCR optimal terhadap ikan barbir emas uji kelompok II), pencarian penanda DNA yang berkaitan kelamin melalui peningkatan konsentrasi gel agarosa, dan klarifikasi DNA yang diduga sebagai penanda kelamin tersebut terhadap ikan barbir emas uji kelompok III. Suhu annealing dan durasi waktu ekstensi yang digunakan dalam pengujian optimalisasi PCR ialah: (1) 60°C, 60 detik sebagai kontrol/ evaluasi, (2) 62°C, 30 detik sebagai pengujian 1, (3) 58°C, 30 detik sebagai pengujian 2, (4) 62°C, 90 detik sebagai pengujian 3, dan (5) 58°C, 90 detik sebagai pengujian 4. Konsentrasi gel agarosa yang digunakan dalam pengujian ialah 0,7% dan 2%.
EVALUASI DAN OPTIMALISASI PROGRAM PCR DALAM DETERMINASI KELAMIN IKAN BARBIR EMAS
Puntius conchonius SECARA MOLEKULAR
RADI IHLAS ALBANI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Perikanan pada Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Institut Pertanian Bogor
DEPARTEMEN BUDIDAYA PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
Judul Skripsi : Evaluasi dan Optimalisasi Program PCR dalam Determinasi Kelamin Ikan Barbir Emas Puntius conchonius secara Molekular
Nama Mahasiswa : Radi Ihlas Albani
Nomor Pokok : C14104070
Disetujui,
Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Alimuddin NIP. 132 133 953
Dr. Agus Oman Sudrajat NIP. 131 953 476
Diketahui,
Dekan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Prof. Dr. Ir. Indra Jaya, M.Sc. NIP. 131 578 799
KATA PENGANTAR
Segala Puja Syukur hanyalah milik Sang Penguasa Semesta Alam. Melalui
karunia dari Sang Maha Penentu Kehendak, karya ilmiah dengan judul “Evaluasi
dan Optimalisasi Program PCR dalam Determinasi Kelamin Ikan Barbir
Emas Puntius conchonius secara Molekular” ini telah berhasil diselesaikan.
Tema yang dipilih adalah mengenai bioteknologi molekular dan seksualitas pada
ikan, hal ini didasari pada manfaat luar biasa yang dapat diperoleh melalui
informasi dan penggunaan teknologi tersebut, namun masih terbatasnya
pengetahuan mengenai hal ini di Indonesia (khususnya pada bidang perikanan).
Beragam kata tak mudah diutarakan, hanyalah ungkapan kebahagiaan dan
terimakasih yang tulus kepada:
1. Dr. Alimuddin, selaku Pembimbing I dan Pembimbing Akademik 2. Dr. Agus Oman Sudrajat, selaku Pembimbing II
3. Dr. Munti Yuhana, selaku Dosen Penguji pada pelaksanaan Ujian Akhir 4. Anna Octavera SPi., yang telah banyak membantu dalam penelitian dan
penyusunan serta penulisan skripsi ini
5. Bapak Drs. Rahmat Setiadi M.Sc. dan Ibu Herawati, serta keluarga atas dukungan yang tiada ternilai
6. Asyur Zaldi, Ahmad Rifai, dan Martinus Johan Mosi, untuk masukan mengenai informasi dan material penunjang penelitian
7. Herma Amalia SP., Lazuardi Y.A. SPi., Mauluddin SPi., Arief E.P. SPi., Dwi H.Y. SPi., teman-teman Lab. Genetik dan BDP angkatan 41 (2004), atas dukungan dan persahabatan selama ini, serta semua pihak yang telah memberikan dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung
Semoga semua yang telah disusun dapat dimanfaatkan oleh banyak pihak
dan berguna bagi kesejahteraan masyarakat. Karena sesungguhnya setelah
kesulitan itu ada kemudahan, sesungguhnya setelah kesulitan itu ada kemudahan.
Bogor, Mei 2009
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sukabumi pada tanggal 10 September 1986, dari
ayah Rahmat Setiadi dan ibu Herawati. Penulis merupakan anak kedua dari tiga
bersaudara.
Pendidikan formal yang telah dilalui penulis adalah SMUN 3 Bandung dan
lulus tahun 2004. Pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk IPB melalui
jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru Nasional dengan pilihan pertama
Program Studi Teknologi dan Manajemen Akuakultur, Departemen Budidaya
Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah melaksanakan praktek kerja
lapang di Balai Budidaya Air Tawar Jambi, Jambi dan di Anggung Fish Farm,
Jambi dengan komoditas ikan patin Pasupati (Pangasionodon sp) dan patin siam
(Pangasionodon hypohthalmus). Penulis juga pernah menjadi asisten mata kuliah
Fisiologi Reproduksi Hewan Air semester ganjil 2007/2008, Dasar-dasar Genetika
Ikan semester genap 2007/2008, Industri Pembenihan Organisme Akuatik
semester ganjil 2008/2009, dan Manajemen Budidaya Air Tawar semester ganjil
2008/2009. Selain itu penulis juga aktif menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa
Akuakultur (HIMAKUA) periode 2006/2007 sebagai Ketua Departemen Bidang
Kewirausahaan, dan juga berpartisipasi dalam beberapa kegiatan seminar baik
tingkat kampus maupun nasional sebagai peserta, pembicara, maupun panitia.
Prestasi akademik yang pernah diperoleh diantaranya sebagai Penyaji Tingkat
Nasional untuk Program Kreativitas Mahasiswa Penelitian (PKMP) dengan judul
“Teknik Anestesi Ikan Menggunakan Arus Listrik” pada Pekan Ilmiah Nasional
(PIMNAS) XXI Semarang 2008. Tugas akhir dalam pendidikan tinggi
diselesaikan dengan menulis Skripsi yang berjudul “Evaluasi dan Optimalisasi
Program PCR dalam Determinasi Kelamin Ikan Barbir Emas Puntius
vii
2.2 Determinasi dan Diferensiasi Kelamin pada Ikan ... 4
2.3 Penanda (marker) Molekular Kelamin pada Ikan ... 4
3.2.7 Verifikasi Program PCR Optimal dan Pencarian Penanda Kelamin ... 21
3.2.8 Klarifikasi Penanda (marker) Kelamin ... 21
3.2.9 Analisis Data ... 22
4.1.5 Klarifikasi Penanda (marker) Kelamin ... 29
4.2 Pembahasan ... 30
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 40
5.1 Kesimpulan ... 40
5.2 Saran ... 40
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
1. Ikan Barbir Emas ... 3
2. Polymerase Chain Reaction: Siklus Pertama ... 8
3. Polymerase Chain Reaction: Siklus Kedua ... 10
4. Skema Pelaksanaan Penelitian ... 16
5. Kelompok Ikan Uji Barbir Emas Jantan ... 17
6. Kelompok Ikan Uji Barbir Emas Betina ... 17
7. Pola Pita DNA yang Diperoleh Kirankumar et al. (2003) ... 23
8. Pola Pita DNA Hasil Evaluasi Program PCR ... 24
9. Pola Pita DNA Hasil Program PCR Optimal (pengujian 3) ... 25
10.Pola Pita DNA Hasil Program PCR Pengujian 1 ... 25
11.Pola Pita DNA Hasil Program PCR Pengujian 2 ... 26
12.Pola Pita DNA Hasil Program PCR Pengujian 4 ... 26
13.Hasil Verifikasi Program PCR Optimal pada Kelompok Ikan Uji II ... 27
14.Hasil Verifikasi Program PCR Optimal (ikan uji I dan II) pada Gel Agarosa 2 % ... 28
15.Penanda Molekular Khusus Jantan pada Ikan uji kelompok I dan II ... 29
16.Hasil Klarifikasi pada Betina Kelompok Ikan Uji III ... 29
17.Hasil Klarifikasi pada Jantan Kelompok Ikan Uji III ... 30
18.Beberapa Kemungkinan Penempelan Primer pada DNA Cetakan yang dapat Mengakibatkan Amplifikasi (Dale & Schantz, 2002) ... 32
RINGKASAN
RADI IHLAS ALBANI. Evaluasi dan Optimalisasi Program PCR dalam Determinasi Kelamin Ikan Barbir Emas Puntius conchonius secara Molekular. Dibimbing oleh ALIMUDDIN dan AGUS OMAN SUDRAJAT.
Pembedaan antara ikan jantan/ betina hasil sex reversal dengan ikan jantan/ betina normal, yang biasanya dilakukan melalui metode pengujian progeny, diperlukan dalam upaya produksi populasi monoseks. Akan tetapi, pengujian progeny memiliki kendala yaitu membutuhkan banyak waktu, biaya, fasilitas, pekerjaan, dan pendataan pada pelaksanaannya. Penanda molekular kelamin juga dapat digunakan untuk keperluan tersebut, serta dapat mengatasi kendala metode pengujian progeny. Kirankumar et al. (2003) telah berhasil menerapkan metode analisa DNA menggunakan PCR dalam menentukan jenis kelamin secara molekular pada ikan barbir emas Puntius conchonius. Tujuan dilakukannya penelitian adalah untuk mengaplikasikan metode PCR dalam identifikasi kelamin ikan barbir emas yang terdapat di Indonesia. Penelitian pendahuluan yang dilakukan menunjukkan bahwa penerapan metode tersebut terhadap ikan barbir emas uji menghasilkan pola pita DNA yang berbeda dengan hasil yang diperoleh Kirankumar et al. (2003), serta belum dapat menunjukan perbedaan yang jelas antara kelamin jantan dengan betina. Optimalisasi terhadap prosedur PCR yang diterapkan diharapkan dapat memperjelas perbedaan pola pita DNA antara ikan barbir emas jantan dan betina. Optimalisasi tersebut dilakukan melalui pengaturan suhu annealing dan durasi waktu ekstensi.
Tiga kelompok ikan barbir emas yang telah memiliki ciri kelamin sekunder digunakan dalam penelitian ini. Penelitian terdiri dari tahap evaluasi PCR (menguji program PCR yang digunakan Kirankumar et al. (2003) terhadap ikan barbir emas uji kelompok I), tahap optimalisasi PCR (dilakukan dengan mengubah suhu annealing dan durasi waktu ekstensi pada program PCR), verifikasi program PCR optimal (menguji program PCR optimal terhadap ikan barbir emas uji kelompok II), pencarian penanda DNA yang berkaitan kelamin melalui peningkatan konsentrasi gel agarosa, dan klarifikasi DNA yang diduga sebagai penanda kelamin tersebut terhadap ikan barbir emas uji kelompok III. Suhu annealing dan durasi waktu ekstensi yang digunakan dalam pengujian optimalisasi PCR ialah: (1) 60°C, 60 detik sebagai kontrol/ evaluasi, (2) 62°C, 30 detik sebagai pengujian 1, (3) 58°C, 30 detik sebagai pengujian 2, (4) 62°C, 90 detik sebagai pengujian 3, dan (5) 58°C, 90 detik sebagai pengujian 4. Konsentrasi gel agarosa yang digunakan dalam pengujian ialah 0,7% dan 2%.