Analisis Keragaman Genetik Ikan Lemuru (Sardinella Lemuru) Di Fishing Ground Perairan Selatan Jawa Timur Berdasarkan Sekuen D-Loop DNA Mitokondria

ANALISIS KERAGAMAN GENETIK IKAN LEMURU (Sardinella lemuru) di FISHING GROUND PERAIRAN SELATAN JAWA TIMUR BERDASARKAN SEKUEN D-LOOP DNA MITOKONDRIA. SKRIPSI. Oleh: SIVA NUR IKHSANI NIM. 135080600111002. PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN JURUSAN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN DAN KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2017. i.

ANALISIS KERAGAMAN GENETIK IKAN LEMURU (Sardinella lemuru) di FISHING GROUND PERAIRAN SELATAN JAWA TIMUR BERDASARKAN SEKUEN D-LOOP DNA MITOKONDRIA. SKRIPSI. Sebagai Salah Satu Syarat untuk Meraih Gelar Sarjana Kelautan di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Brawijaya Oleh: SIVA NUR IKHSANI NIM. 135080600111002. PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN JURUSAN PEMANFAATAN SUMBERDAYA PERIKANAN DAN KELAUTAN FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG OKTOBER, 2017. ii.

SKRIPSI ANALISIS KERAGAMAN GENETIK IKAN LEMURU (Sardinella lemuru) di FISHING GROUND PERAIRAN SELATAN JAWA TIMUR BERDASARKAN SEKUEN D-LOOP DNA MITOKONDRIA. Oleh: SIVA NUR IKHSANI NIM. 135080600111002 telah dipertahankan di depan penguji pada tanggal 25 Oktober 2017 dan dinyatakan telah memenuhi syarat. Menyetujui,. Dosen Pembimbing I. Dosen Pembimbing II. Ir. Aida Sartimbul M.Sc., Ph.D. Dwi Candra Pratiwi, S.Pi., M.Sc NIP. 19860115 201504 2 001 Tanggal:. NIP. 19680901 199403 2 001 Tanggal:. Mengetahui, Ketua Jurusan PSPK. Dr. Ir. Daduk Setyohadi, MP NIP. 19630608 198703 1 003 Tanggal:. iii.

IDENTITAS TIM PENGUJI. Judul : ANALISIS KERAGAMAN GENETIK IKAN LEMURU (Sardinella lemuru) DI FISHING GROUND PERAIRAN SELATAN JAWA TIMUR BERDASARKAN SEKUEN D-LOOP DNA MITOKONDRIA Nama Mahasiswa : SIVA NUR IKHSANI NIM. : 135080600111002. Program Studi. : Ilmu Kelautan. PENGUJI PEMBIMBING: Pembimbing 1 Pembimbing 2. : Ir. AIDA SARTIMBUL., M.SC., Ph.D : DWI CANDRA PRATIWI, S.Pi., M.Sc. PENGUJI BUKAN PEMBIMBING: Dosen Pengujji 1 Dosen Penguji 2. : DEFRI YONA, S.Pi., M.Sc.Stud., D.Sc : RARASRUM DYAH K, S.Kel, M.Sc. Tanggal Ujian. : 25 Oktober 2017. iv.

PERNYATAAN ORISINALITAS Saya yang bertanda tangan di bawah ini: Nama. : Siva Nur Ikhsani. NIM. : 135080600111002. Judul Skripsi : Analisis Keragaman Genetik Ikan Lemuru (Sardinella lemuru) di Fishing Ground Perairan Selatan Jawa Timur Berdasarkan Sekuen D-Loop DNA Mitokondria Menyatakan bahwa dalam penulisan Laporan Skripsi ini adalah benar hasil karya dan pemikiran saya sendiri. Sejauh sepengetahuan saya mengenai topik penelitian skripsi ini tidak pernah ditemukan tulisan, pendapat atau karya orang lain yang pernah dipublikasikan kecuali yang telah tertulis dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka. Penelitian ini merupakan bagian dari penelitian Ir. Aida Sartimbul, M.Sc., Ph.D dengan judul “Pendugaan Pola Migrasi dengan Pendekatan Biologi Molekuler dan Kesesuaian Habitat sebagai Upaya Pengelolaan Perikanan Lemuru (Sardinella lemuru) di Jawa Timur dan Bali” dengan nomor kontrak 063/SP2H/LT/DRPM/IV/2017. Apabila di kemudian hari terbukti bahwa penulisan skripsi ini merupakan hasil plagiasi, maka saya bersedia menerima sanksi dan konsekuensi atas perbuatan tersebut sesuai dengan ketentuan hukum Indonesia.. Malang, Oktober 2017 Penulis, Siva Nur Ikhsani NIM. 135080600111002. v.

DAFTAR RIWAYAT HIDUP. Yang bertanda tangan dibawah ini : Nama. : Siva Nur Ikhsani. NIM. : 135080600111002. Tempat / Tgl Lahir. : Klaten/ 28 Juli 1995. No. Tes Masuk P.T.. : 1134602189. Jurusan. : Pemanfaatan SumberdayaPerikanan dan Kelautan. Program Studi. : Ilmu Kelautan. Status Mahasiswa. : Biasa. Jenis Kelamin. : Perempuan. Agama. : Islam. Status Perkawinan. : Belum Kawin. Alamat. : Karang Duwet, Mojayan Klaten, Kec. Klaten Tengah, Kab. Klaten. RIWAYAT PENDIDIKAN No. Jenis Pendidikan. 1 2 3. S.D S.L.T.P S.L.T.A. 4. Perguruan Tinggi (Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan). Tahun Masuk Lulus 2001 2007 2007 2010 2010 2013 2013. 2017. Keterangan SDN 4 Klaten SMPN 1 Klaten SMAN 1 Karanganom Klaten Universitas Brawijaya. Demikian riwayat hidup ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila dikemudian hari ternyata terdapat kekeliruan saya sanggup menanggung segala akibatnya. Malang, 25 Oktober 2017 Hormat saya. (Siva Nur Ikhsani). NIM. 135080600111002. vi.

UCAPAN TERIMA KASIH Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur kehadirat Allah SWT penulis ucapkan atas selesainya skripsi yang berjudul “Analisis Keragaman Genetik Ikan Lemuru (Sardinella lemuru) di Fishing Ground Perairan Selatan Jawa Timur Berdasarkan Sekuen D-Loop DNA Mitokondria”. Dalam penyelesaian laporan ini tak lepas dari bantuan berbagai pihak sehingga pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih pada: 1. Allah SWT atas anugerah-Nya yang senantiasa memberikan rizki, kesehatan, kemudahan dan kelancaran sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan ini. 2. Orang tua yang terkasih dan tersayang atas dukungan moril dan materiil serta doa yang tiada henti-hentinya sehingga penulis selalu termotivasi untuk memberikan yang terbaik selama penulis menempuh pendidikan di Universitas Brawijaya. 3. Ir. Aida Sartimbul, M.Sc., Ph.D selaku pembimbing 1 dan Dwi Candra Pratiwi, S.Pi., M.Sc selaku pembimbing 2 yang selama ini berkenan memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis untuk menyelesaikan laporan dengan baik. 4. Defri Yona, S.Pi., M.Sc.Stud., D.Sc selaku dosen penguji 1 dan. Rarasrum Dyah K, S.Kel, M.Sc selaku dosen penguji 2 yang telah memberikan masukan dan pembenahan untuk menyempurnakan laporan skripsi ini. 5. Program. Penelitian. Unggulan. Perguruan. Tinggi. (PUPT). dari. Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (DIKTI) Tahun 2017 yang telah mendanai. seluruh. proses. penelitian. 063/SP2H/LT/DRPM/IV/2017.. vii. ini. dengan. nomor. kontrak.

6. “Lemuru Squad” (Kak Iqbal, Kak Irwan, Irlan, Rizal, Ella, Bethrix, Isna, Devita dan Lestari) yang selama ini telah menemani suka dan duka banting tulang di 5 perairan Jawa Timur demi menyelesaikan skripsi ini. 7. Teman-teman Ilmu Kelautan khususnya ATLANTIK (Ilmu Kelautan 2013) yang selama 4 tahun ini menjadi keluarga kedua penulis di tanah rantau Malang. Malang, 25 Oktober 2017 Penulis. Siva Nur Ikhsani. viii.

ABSTRAK ANALISIS KERAGAMAN GENETIK IKAN LEMURU (Sardinella lemuru) DI FISHING GROUND PERAIRAN SELATAN JAWA TIMUR BERDASARKAN SEKUEN D-LOOP DNA MITOKONDRIA Siva Nur Ikhsani1, Aida Sartimbul, Dwi Candra Pratiwi2 1Mahasiswa 2Dosen. Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya Malang Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya Malang ABSTRAK. Hasil tangkapan ikan lemuru di Perairan Jawa Timur khususnya Selat Bali terus mengalami penurunan. Hal ini diduga akibat migrasi ikan lemuru ke perairan yang lebih sesuai dengan habitatnya. Pendekatan secara molekuler dapat digunakan untuk menduga migrasi ikan lemuru karena perilaku migrasi memungkinkan adanya masukan genetik individu antar populasi yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman genetik ikan lemuru di Perairan Selatan Jawa Timur menggunakan teknik DNA sekuensing dan mengkonfirmasi apakah populasi ikan lemuru dari ketiga fishing ground berasal dari stok yang sama. Hasil analisis molekuler pada lokus d-loop DNA mitokondria dengan primer CRK dan CRE menghasilkan panjang fragmen DNA sekitar 651 bp. Secara keseluruhan keragaman genetik ikan lemuru sangat tinggi dengan total variasi haplotipe sebanyak 16 dari 20 sampel yang diteliti. Nilai keragaman haplotipe (hd) dan keragaman nukleotida (π) berturutturut 0,97 dan 0,02. Keragaman genetik yang tinggi tersebut juga diperkuat dengan nilai aliran gen (Nm) sebesar 2,17 yang menunjukkan bahwa ada masukan genetik yang tinggi antar populasi ikan lemuru. Tingginya keragaman genetik ikan lemuru mengindikasikan peluang untuk beradaptasi terhadap perubahan lingkungan juga tinggi. Penelitian ini menunjukkan bahwa ada kemungkinan ikan lemuru dari tiga fishing ground Perairan Selatan Jawa Timur berasal dari stok yang sama. Kata kunci: ikan lemuru, d-loop, keragaman genetik, pendugaan stok, migrasi GENETIC DIVERSITY ANALYSIS OF LEMURU FISH (Sardinella lemuru) IN FISHING GROUND SOUTH WATERS OF EAST JAVA BASED ON MITOCHONDRIAL DNA DLOOP SEQUENCE ABSTRACT Lemuru catch in East Java waters, especially Bali Strait continues to decline. This is probably due to the migration of lemuru to more suitable waters with their habitat. A molecular approach can be used to estimate the migration of lemuru fish because migratory behavior allows for individual genetic input between different populations. This study aims to determine the genetic diversity of lemuru from Southern waters of East Java using sequencing DNA techniques and confirm whether lemuru populations from all three fishing ground come from the same stock. The results of molecular analysis at the locus of mitochondrial d-loop DNA with CRK and CRE primers result in a DNA fragment length of about 651 bp. Overall genetic diversity of lemuru is very high with total haplotype variation as 16 of 20 samples. The values of haplotype diversity (hd) and nucleotide diversity (π) were 0.97 and 0.02, respectively. The high genetic diversity is also reinforced by a gene flow value (Nm) of 2.17 indicating that there is high genetic input between lemuru populations. The high genetic diversity lemuru indicate opportunities to adapt to a changing environment is also high. This study indicated that there is a possibility of lemuru from three fishing ground South East Java waters come from the same stock.. Keywords: lemuru fish, d-loop, genetic diversity, stock estimation, migration. ix.

RINGKASAN. SIVA NUR IKHSANI. Analisis Keragaman Genetik Ikan Lemuru (Sardinella lemuru) di Fishing Ground Perairan Selatan Jawa Timur Berdasarkan Sekuen DLoop DNA Mitokondria (dibawah bimbingan Ir. Aida Sartimbul M.Sc., Ph.D dan Dwi Candra Pratiwi, S.Pi., M.Sc) Hasil tangkapan ikan lemuru di Perairan Jawa Timur khususnya Selat Bali terus mengalami fluktuasi yang cenderung menurun. Hal ini diduga akibat perilaku overfishing dan migrasi ikan lemuru ke perairan yang lebih sesuai dengan habitatnya. Pendekatan secara molekuler dapat digunakan untuk menduga perilaku migrasi dari ikan lemuru karena adanya masukan genetik individu antar populasi yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui keragaman genetik ikan lemuru di Perairan Selatan Jawa Timur menggunakan teknik DNA sekuensing. Melalui informasi tentang keragaman genetik ikan lemuru di fishing ground Perairan Selatan Jawa Timur dapat digunakan untuk mengetahui apakah ikan lemuru berasal dari stok yang sama. Pengambilan sampel ikan lemuru dilakukan pada Maret dan April 2017 sebanyak total 20 sampel ikan dari Perairan Selatan Jawa Timur di titik fishing ground Perairan Prigi, Malang Selatan dan Puger. Analisis genetik pada penelitian ini menggunakan metode DNA sekuensing dengan lokus tujuan d-loop yang diamplifikasi dengan primer CRK (5’-AGCTC AGCGC CAGAG CGCCG GTCTT GTAAA-3’) dan CRE (5’ CCTGAAGTAGGAACCAGATG-3’). Sekuen dloop DNA mitokondria digunakan sebagai lokus tujuan untuk menganalisis keragaman genetik lemuru karena memiliki laju mutasi yang sangat tinggi, sehingga dapat digunakan untuk melihat variasi struktur genetik ikan lemuru dari Perairan Selatan Jawa Timur. Kekerabatan diantara tiga populasi ikan lemuru dilihat dengan analisis filogenetik dan jarak genetik menggunakan software MEGA 6 dengan metode Neighbor joining model Kimura 2-parameter pada replikasi bootstrap 1000. Analisis keragaman genetik untuk mengetahui keragaman haplotipe dan nukleotida serta aliran gen yang terjadi antar populasi Ikan lemuru dengan software DnaSP 5. Penelitian ini menghasilkan panjang fragmen DNA sekitar 651 bp. Secara keseluruhan keragaman genetik ikan lemuru sangat tinggi dengan total variasi haplotipe sebanyak 16 dari 20 sampel yang diteliti. Nilai keragaman haplotipe dan keragaman nukleotida berturut-turut 0,97 dan 0,02. Keragaman genetik yang tinggi tersebut juga diperkuat dengan nilai aliran gen (Nm) sebesar 2,17 yang menunjukkan bahwa ada masukan genetik yang tinggi antar populasi ikan lemuru. Aliran gen yang tinggi mengindikasikan bahwa ikan lemuru yang bermigrasi menyebabkan pertukaran gen spesies antar populasi. Tingginya keragaman genetik tersebut memberikan informasi bahwa komposit genetik ikan lemuru dari Perairan Selatan Jawa Timur sangat bervariasi sehingga peluang untuk beradaptasi terhadap perubahan lingkungan juga tinggi. Kesimpulan yang didapatkan dari penelitian ini menunjukkan bahwa ada kemungkinan ikan lemuru dari tiga Perairan Selatan Jawa Timur berasal dari stok yang sama.. x.

KATA PENGANTAR. Segala puji kehadirat Allah SWT atas segala kelimpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan usulan skripsi yang berjudul “Analisis Keragaman Genetik Ikan Lemuru (Sardinella lemuru) di Fishing Ground Perairan Selatan Jawa Timur Berdasarkan Sekuen D-Loop DNA Mitokondria” sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar sarjana kelautan di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan di Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Brawijaya. Penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam proses penyusunan usulan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa usulan ini masih terdapat kekurangan dan kesalahan karena keterbatasan penulis. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan usulan ini.. Malang, Oktober 2017. Penulis. xi.

DAFTAR ISI. Halaman IDENTITAS TIM PENGUJI ....................................................................................... iv PERNYATAAN ORISINALITAS ................................................................................. v DAFTAR RIWAYAT HIDUP ...................................................................................... vi UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................................ vii ABSTRAK ................................................................................................................. ix RINGKASAN ............................................................................................................. x KATA PENGANTAR ................................................................................................. xi DAFTAR ISI ............................................................................................................. xii DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xiv DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xv DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................................. xvi 1. PENDAHULUAN ...................................................................................................1 1.1 Latar Belakang ...............................................................................................1 1.2 Rumusan Masalah .........................................................................................4 1.3 Tujuan ............................................................................................................4 1.4 Kegunaan.......................................................................................................5 1.5 Tempat dan Waktu .........................................................................................5 2. TINJAUAN PUSTAKA............................................................................................6 2.1 Ikan lemuru (Sardinella lemuru) .....................................................................6 2.1.1. Klasifikasi dan Morfologi .......................................................................6. 2.1.2. Habitat dan Distribusi............................................................................7. 2.2 Filogenetik Molekuler .....................................................................................9 2.2.1. Mitokondria DNA (mtDNA) ....................................................................9. 2.2.2. Metode Analisis Keragaman Genetik dengan Filogenetik Molekuler ... 11. 2.3 Tahapan Identifikasi Molekuler ..................................................................... 12 2.3.1. Ekstrasi DNA ...................................................................................... 12. 2.3.2. PCR (Polymerase Chain Reaction)..................................................... 14. 2.3.3. Elektroforesis ...................................................................................... 15. 2.3.4. Teknik Sekuensing DNA ..................................................................... 16. xii.

2.4 Penelitian Terdahulu .................................................................................... 18 3. METODE PENELITIAN ........................................................................................ 21 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................... 21 3.2 Materi Penelitian .......................................................................................... 22 3.3 Alat dan Bahan Penelitian ............................................................................ 22 3.4 Alur Penelitian .............................................................................................. 22 3.4 Tahapan Analisis Molekuler ......................................................................... 25 3.4.1. Pengamatan Morfologi........................................................................ 25. 3.4.2. Pengambilan Sampel Jaringan ........................................................... 26. 3.4.3. Ekstraksi DNA .................................................................................... 27. 3.4.4. Amplifikasi DNA dengan PCR............................................................. 28. 3.4.5. Elektroforesis ...................................................................................... 29. 3.5 Analisis Genetik ........................................................................................... 30 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................................ 32 4.1 Hasil Sampling dan Pengamatan Morfologi Ikan Lemuru ............................. 32 4.1.1. Sampling ............................................................................................ 32. 4.1.2. Karakteristik Morfometrik dan Meristik Ikan lemuru ............................. 33. 4.2 Parameter Kualitas Air ................................................................................. 36 4.3 Karakteristik Molekuler ................................................................................. 38 4.4 Analisis Keragaman Genetik ........................................................................ 40 4.5 Analisis Kekerabatan.................................................................................... 43 4.5.1. Jarak Genetik dan Pohon Filogenetik ................................................. 43. 4.5.2 F-Statistik dan Aliran Gen (Nm) .............................................................. 48 4.6 Pengaruh Faktor Lingkungan terhadap Keragaman Genetik ........................ 50 4.7 Pendugaan Pergeseran Populasi Ikan lemuru Berdasarkan Keragaman Genetik ........................................................................................................ 54 5. PENUTUP ........................................................................................................... 57 5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 57 5.2 Saran ........................................................................................................... 57 DAFTAR PUSTAKA................................................................................................. 58 LAMPIRAN .............................................................................................................. 64. xiii.

DAFTAR TABEL Tabel 1.. Halaman Daftar penelitian terdahulu .................................................................... 19. 2. Titik pengambilan sampel ikan lemuru ................................................... 32 3. Hasil pengukuran rata-rata dan standar deviasi (SD) karakteristik morfometrik ikan lemuru dari setiap Stasiun penelitian ........................... 34 4. Hasil perhitungan rata-rata jumlah dan standar deviasi karakteristik meristik ikan lemuru masing-masing Stasiun .......................................... 35 5. Hasil pengukuran kualitas air ................................................................. 36 6.. Jumlah haplotipe (H), keragaman haplotipe (Hd), keragaman nukleotida (π) dan. jumlah sampel (n) ikan lemuru pada Perairan Selatan Jawa. Timur...................................................................................................... 41 7. Kategori nilai keragaman haplotipe menurut Nei (1987) ......................... 42 8. Jarak genetik antar populasi Ikan lemuru dari selatan Jawa Timur ........ 44 9. Jarak genetik Ikan lemuru dalam populasi.............................................. 44 10. Data Fst populasi Ikan lemuru ................................................................ 49 11. Kategori nilai Nm berdasarkan Nei (1987) .............................................. 50. xiv.

DAFTAR GAMBAR Gambar. Halaman. 1. Ikan lemuru (Sardinella lemuru) (Fish Base, 2017) ................................... 6 2. Daerah. persebaran. Ikan. lemuru. di. sekitar. perairan. Indonesia. (fishbase.se, 2017) ................................................................................... 8 3. Struktur gen mitokondria pada ikan ........................................................ 10 4. Perlengkapan pemisahan allozyme dengan gel elektroforesis horizontal ............................................................................................................... 16 5. Peta lokasi penelitian ............................................................................. 21 6. Skema kerja penelitian ........................................................................... 24 7. Skema Pengukuran Morfometrik Ikan melem biru. 1. TL; 2. SL; 3. HL; 4. HW; 5. HD; 6. ED; 7. SNL; 8. IW; 9. PAL; 10. BD; 11. BW; 12. PVL; 13. CPD; 14. CPL; 15. DBL; 16. DFH; 17. PCL; 18. panjng PPL; 19. ABL; 20. PDL; 21. SNBL; 22. MXBL; 23. LUCL; 24. LMCL; 25. LCLL (Sumber: Taqwin et al., 2014) ................................................................................ 25 8. Ilustrasi ekstraksi DNA dengan chelex (Bioline, 2017)............................ 27 9. Prinsip kerja elektroforesis. DNA yang bermuatan negatif akan bergerak ke kutub yang bermuatan positif jika dialiri listrik (Yilmaz et al., 2012) .... 30 10. Sampel Ikan lemuru perairan (a) Prigi, (b) Malang Selatan dan (c) Puger (Dokumentasi Pribadi), (d) Sardinella lemuru (Fish Base, 2017) ............ 33 11. Hasil amplikasi mtDNA Ikan lemuru ....................................................... 39 12. Contoh hasil sekuensing DNA Ikan lemuru (grafik chromatogram) ......... 40 13. Pohon filogenetik Ikan lemuru dari Perairan Selatan Jawa Timur ........... 47. xv.