Pengelolaan Sumberdaya Kerang Darah (Anadara Granosa L.) Di Perairan Banten Dan Cirebon Berdasarkan Kajian Karakter Morfologi Dan Genetik
PENGELOLAAN SUMBERDAYA KERANG DARAH (Anadara granosa L.)
DI PERAIRAN BANTEN DAN CIREBON BERDASARKAN
KAJIAN KARAKTER MORFOLOGI DAN GENETIK
LALU PANJI IMAM AGAMAWAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pengelolaan Sumberdaya
Kerang Darah (Anadara granosa L.) di Perairan Banten dan Cirebon Berdasarkan
Kajian Karakter Morfologi dan Genetik adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan 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 tesis ini
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2016
Lalu Panji Imam Agamawan
NRPC251120161
RINGKASAN
LALU PANJI IMAM AGAMAWAN. Pengelolaan Sumberdaya Kerang Darah
(Anadara granosa L.) di Perairan Banten dan Cirebon Berdasarkan Kajian Karakter
Morfologi dan Genetik. Dibimbing oleh KADARWAN SOEWARDI dan
NURLISA ALIAS BUTET
Kerang darah atau Anadara granosa merupakan salah satu sumberdaya
perikanan yang sangat penting dalam kehidupan manusia dan juga lingkungan.
Organisme ini tersebar luas pada perairan pasir berlumpur perairan Indonesia
termasuk pesisir Labuan Banten, Bojonegara dan pesisir Mundu Cirebon.
Kemiripan morfologi sering ditemukan pada biota perairan, terutama pada moluska.
Fnomena spesies kriptik dan kompleks (sangat mirip) merupakan masalah utama
dalam pengelolaan sumberdaya kerang. Kerang darah A. granosa memiliki
kemiripan karakteristik dengan spesies lain dalam satu genus yaitu Anadara
feruginia. Kemiripan ini dapat menyebabkan kesalahan identifikasi dan tentunya
akan mempengaruhi manajamen sumberdaya perikanan. Oleh karena itu penelitian
ini dilakukan untuk mengeksplorasi morfometrik dan keragaman genetik dari
kerang darah dari tiga daerah tersebut.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel Anadara granosa
yang diambil dari tiga wilayah yakni Labuan, Bojonegara dan Cirebon. Analisis
morfometrik menggunakan sampel sebanyak 199 individu dan untuk molekuler
digunakan 8 sampel dari Labuan, Bojonegara dan Cirebon. Karakter morfometrik
yang diukur adalah panjang cangkang (PC), tinggi cangkang (TIC), tebal cangkang
(TEC), tinggi umbo (TU), simetri kanan (SKa), dan simetri kiri (Ski). Pengukuran
karakter morfometrik tersebut menggunakan caliper digital dengan ketelitian
0.01mm. Ekstraksi DNA 8 sampel kerang darah dilakukan dengan menggunakan
kit komersial Geneaid, dan amplifikasi dilakukan dengan menggunakan Kappa
Hotstart 2G Ready Mix. Primer yang digunakan dalam penelitian ini adalah primer
universal COI yakni HCO/LCO. Urutan nukleotida yang diperoleh dari First Base
Sequencing Malaysia dan olah dengan menggunakan perangkat lunak MEGA 6.0.
Hasil penelitian menunjukkan adanya adaptasi morfologi. Karakter morfologi
kerang darah Labuan cenderung memiliki kemiripan dengan kerang darah
Bojonegara dan keduanya berbeda dengan kerang darah Cirebon. Karakter
morfometrik yang berbeda diantara ketiga populasi adalah tebal cangkang (TEC)
dan tinggi umbo (TU). Berdasarkan analasis genetik menunjukkan bahwa ketiga
populasi kerang darah memiliki sumber genetik yang sama. Ketiga populasi kerang
darah memiliki 680bp urutan nukleotida gen COI yang conserve. Variasi morfologi
merupakan adanya variasi lingkungan dari ketiga lokasi. Oleh karena itu penerapan
pengelolaan maupun konservasi pada ketiga lokasi dapat dilakukan dengan cara
yang sama.
Kata kunci : Anadara granosa, kerang darah, COI, variasi morfologi
SUMMARY
LALU PANJI IMAM AGAMAWAN Resources Management of blood cockle
(Anadara granosa L.) in Banten and Cirebon coastal waters based on the Study of
Morphological and Genetic Characters. Supervised by KADARWAN SOEWARDI
and NURLISA ALIAS BUTET.
Blood cockle or Anadara granosa is one of fisheries resources that very
important in human life and the environment. This organism distributed widely in
the muddy sand of Indonesian coastal waters including Labuan Banten, Bojonegara
Banten and Mundu Cirebon. The similarity of morphology often found among
aquatic biota, especially mollusks. Cryptic and complex species are of dominant
issues in shellfisheries. Blood cockle A. granosa have similar characteristics with
other species in the same genus of Anadara fruginia. This similarity could lead to
misidentification and will certainly affect on fisheries management. Therefore this
study was conducted to explore the morphometrics and genetic diversity of blood
cockle from those three coastal regions.
Material used in this study were Anadara granosa samples taken from the
three regions. Morphometric analysis used 199 individuals and for molecular used
8 samples from Labuan, Bojonegara and Cirebon. Morphometric characters
measured were shell length (PC), high shell (TIC), a thick shell (TEC), umbonal
high (TU), right symmetry (SKa) and left symmetry (SKi). Digital caliper with an
accuracy of 0.01 mm was used to facilitate morphological characters of
measurement. Extraction and isolation of 8 samples cockles DNA were completed
using a commercial kit from Geneaid, and amplification was conducted using kappa
hotstart 2G ready mix. Primers used in this study was universal primer for COI
coding HCO / LCO. The nucleotide sequences obtained from first Base Sequencing
Malaysia. Nucleotide sequence data were processed using BLASTn tool at NCBI
and MEGA 6.0.
Result showed local adaptation of cockle morphology. Morphology character
of Labuan cockle tended to be similar to these of Bojonegara cockle. While those
two different from Cirebon cockle. The prominent characters distinguisthing the
difference were TEC and TU. Genetically, samples from three location were
originally come from same genetic sources. They were inherited common
nucleotide sequence of COI gene, with 680 conserve nucleotides. Morphological
variation was only the result of environmental variation, because genetic variation
was not existence on cockle of three locations. Therefore shell fishery of cockle in
those three locations maybe applied similar conservation and management issues.
Keywords: Anadara granosa, blood cockles, COI gene, morphological variation
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PENGELOLAAN SUMBERDAYA KERANG DARAH (Anadara granosa L.)
DI PERAIRAN BANTEN DAN CIREBON BERDASARKAN
KAJIAN KARAKTER MORFOLOGI DAN GENETIK
LALU PANJI IMAM AGAMAWAN
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, MSc
Judul Tesis : Pengelolaan Sumberdaya Kerang Darah (Anadara granosa L.) di
Perairan Banten dan Cirebon Berdasarkan Kajian Karakter
Morfologi dan Genetik
Nama
: Lalu Panji Imam Agamawan
NIM
: C251120161
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Kadarwan Soewardi
Ketua
Dr Ir Nurlisa Alias Butet, MSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Pengelolaan Sumberdaya Perairan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselsaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September sampai
Desember 2014 adalah Pengelolaan Sumberdaya Kerang Darah (Anadara granosa
L.) di Perairan Banten dan Cirebon Berdasarkan Kajian Karakter Morfologi dan
Genetik
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Kadarwan Soewardi
selaku ketua komisi pembimbing dan Dr Ir Nurlisa A. Butet, MSc selaku anggota
komisi pembimbing yang telah memberikan arahan dan masukan dalam penelitian
dan penulisan karya ilmiah ini. Disamping itu, penghargaan penulis sampaikan
kepada Bapak Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, MSc selaku penguji tamu dan Prof Dr
Ir Ridwan Affandi selaku perwakilan komisi pendidikan Program Studi
Pengelolaan Sumberdaya Perairan atas saran dan masukan dalam penulisan karya
ilmiah ini. Ungkapan terimakasih juga disampaikan kepada Mamiq, ibu, keluarga
serta teman-teman, atas dukungan, doa dan kasihsayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat
Bogor, September 2016
Lalu Panji Imam A.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
ix
DAFTAR LAMPIRAN
x
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan masalah
Tujuan dan manfaat penelitian
1
1
2
3
2 METODE PENELITIAN
Waktu dan tempat penelitian
Analisis data
Keragaman morfometrik
Keragaman Genetik
4
4
4
4
6
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Morfometrik kerang darah
Amplifikasi gen mtDNA COI
Pola restriksi fragmen mtDNA
Analisis sekuen DNA gen COI kerang darah
Pembahasan
Keragaman morfometrik dan genetik
Pengelolaan sumberdaya
8
8
8
11
12
13
15
15
17
4 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
18
18
19
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
Rata-rata, standar deviasi nilai minimum dan nilai maksimum dari
karakter morfometrik kerang darah (mm)
Perbandingan hasil regresi panjang cangkang (PC) terhada tebal
cangkang (TEC)
Perbandingan ukuran morfometrik kerang darah dari populasi
Labuan, Bojonegara dan pesisir Cirebon
Hasil klasifikasi populasi Anadar granosa di masing-masing populasi
berdasarkan analisis diskriminan
Matriks jarak berdasarkan karakter morfometrik kerang darah antara
ketiga lokasi (Labuan, Bojonegara dan Cirebon)
Situs perubahan urutan nukleotida hasil sekuensing COI A. granosa
Labuan, Bojonegara dan Cirebon
Hasil BLASTn delapan sampel kerang darah dari ketiga wilayah
terhadap database pada GenBank NCBI
Jarak genetik Anadara granosa Labuan, Bojonegara, Cirebon dan
Anadara granosa serta Barbatia barbata yang berasal dari GenBak
8
9
10
11
11
13
14
14
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Kerangka pemikiran
Peta lokasi pengambilan sampel kerang darah Anadara granosa
Karakter morfometrik dan bagian cangkang kerang darah Anadara
granosa
Grafik panjang cangkang (PC) terhadap tebal cangkang (TEC) kerang
darah Labuan, Bojonegara dan Cirebon
Grafik fungsi diskriminan karakter morfologi kerang darah dari
Labuan, Bojonegara dan Cirebon
Dendrogram populasi kerang darah dari ketiga populasi
Fragmen mtDNA teramplifikasi dengan primer HCO dan LCO
Hasil digesti fragmen mtDNA oleh enzim ALuI
Pohon filognetik Anadara granosa Lineaus dengan menggunakan
model Neighbor Joining Tree dengan bootstrap 1000
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Hasil uji ANOVA dan uji t dari regresi antara panjang cangkang
dengan tebal cangkang dari Anadara granosa Labuan
Ringkasan hasil uji ANOVA dan uji t dari regresi antara panjang
cangkang (PC) dengan tebal cangkang (TEC) dari A. granosa di
pesisir Labuan, Bojonegara dan Cirebon
Output analisis diskriminan
urutan nukelotida gen COI (partial) kerang darah labuan, bojonegara
dan cirebon.
2
4
6
9
10
11
12
12
15
1
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kerang memiliki peranan penting bagi kehidupan manusia. Masyarakat
pesisir umumnya memanfaatkan daging kerang sebagai bahan pangan karena
kandungan lemak dan proteinnya cukup tinggi (Hamli et al. 2012; Zuki et al.
2004) serta beberapa vitamin dan mineral antioksidan seperti Zn, Fe dan Cu
(Nurjanah et al. 2005; Setyono 2006). Cangkang kerang bisa dimanfaatkan
sebagai bahan baku kerajinan tangan. Kandungan kapur pada kerang juga
dimanfaatkan dalam dunia kedokteran terutama dalam bidang orthopedic
(Awang-Hazmi et al. 2007). Setyanigrum et al. (2009) melaporkan bahwa sumber
kalsium dari kulit kerang yang dimasukkan ke dalam ransum ayam bermanfaat
untuk pembentukan cangkang telur dan kadar kalsium pada tulang.
Kerang juga memiliki peranan penting lainnya yaitu peranan ekologi.
Kerang merupakan hewan filter feeder yang menyaring substrat untuk
mendapatkan makanannya, sehingga dapat dijadikan sebagai biofilter untuk
kegiatan tambak terutama pada perairan tercemar. Kerang dapat dijadikan biofilter
dikarenakan sifat kerang yang dapat menyerap partikel organik maupun anorganik
dan dapat menurunkan tingkat kekeruhan perairan (Newell 2007; Dailanis 2010).
Kerang juga dapat membantu aliran energi maupun material (Efriyeldi 2012).
Salah satu jenis kerang yang sering dimanfaatkan oleh masyarakat adalah
kerang darah (Anadara granosa). Kerang ini memiliki nilai ekonomis penting dan
kebaradaanya tersebar luas di Indo-pasifik bagian barat dari afrika timur hingga
polinesia, Jepang dan bagian timur Australia pada subtrat berlumpur (Carpenter
dan Niem 1998). Penelitian terkait aspek biologi dan ekologi kerang dari genus
Anadara telah banyak dilakukan, diantaranya yaitu karakter biologi dan
morfometriknya (Narasimham 1988; Komala et al. 2011), pertumbuhan (Flores
2011), kandungan racun dan logam berat (Murtini dan Ariyani 2005; Wulandari et
al. 2009; Takarina et al. 2013), distribusi spasial dan karakteristik habitat (Dody
et al. 2000), bakteri polutan pada daging (Jalal et al. 2009), serta potensi gen aktin
sebagai pengontrol ekspresi gen pada kerang darah (Butet et al. 2014). Akan
tetapi informasi keragaman hayati tentang kerang darah berdasarkan distribusi
geografis di Indonesia belum diketahui.
Informasi keragaman hayati atau sering dikenal dengan biodiversitas
merupakan salah satu aspek penting dalam pengelolaan suatu sumberdaya.
Adanya informasi ini akan mengarahkan pengelolaan lebih terarah dan lebih baik.
Termasuk dalam keragaman hayati adalah keragaman spesies. Dalam pengelolaan
suatu sumberdaya khususnya sumberdaya perikanan, kepastian spesies sangat
penting guna memastikan unit stok dari populasi spesies tersebut. Penentuan
spesies ini dapat dilakukan dengan melihat ciri secara morfologi maupun
pemetaan DNA. Pemetaan DNA yang tidak lain adalah melihat polimorfisme
DNA memiliki tingkat akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode
morfometrik dikarenakan DNA tidak terpengaruh oleh perubahan lingkungan.
Beberapa teknik yang dapat digunakan dalam analisis polimorfisme DNA adalah
2
dengan
gan menggunakan DNA mitokondria dan PCR-RFLP (Restriction
Restriction Fragment
Length Polymorphism)) (Hansen et al. 1997).
Kelompok gen yang sering digunakan dalam analisis keragaman genetik
adalah gen yang terdapat pada DNA mitokondria (mtDNA). Menurut Solihin
(1994) beberapa hal yang mendukung penggunaan mtDNA dalam studi
keragaman genetik pada hewan yaitu: (i) DNA mitokondria terdapat dalam jumlah
salinan/kopi yang tinggi. Jumlah cetakan yang tinggi ini menjadikannya mudah
diisolasi dan dipurifikasi untuk berbagai keperluan analisis genom; (ii) Ukuran
(14-39
39 kb) sehingga dapat dipelajari sebagai satu
DNA mitokondria relatif kecil (14
bagian dari genom mitokondria berevolusi
kesatuan yang utuh; (iii) bagian
bagian-bagian
dengan kecepatan yang berbeda yakni adanya gen yang terkonservasi dengan baik
asal muasal (ancient taxa),
dapat dijadikan sebagai dasar penelusuran
), sedangkan
pe
yang tidak terkonservasi dengan baik dapat digunakan untuk perbandingan galur
galurgalur baru; (iv) diturunkan melalui induk betina tanpa mengalami rekombinasi;
(v) DNA mitokonndria sangat polimorf, baik untuk intrapopulasi
in rapopulasi maupun
interspesies. Salah satu gen penyandi pada DNA mitokondria adalah Cytochrome
Oxydase subunit I (COI). Gen COI sering digunakan dalam identifikasi tingkat
spesies, karena variasi nukleotida gen ini sangat sedikit (Hebert et al. 2003).
Gambar 1 kerangka pemikiran
Perumusan Masalah
Kerang darah merupakan komoditas perikanan yang sangat penting di
daerah Labuan, Bojonegara bahkan di Cirebon kerang
kerang ini dibudidayakan (BPS
2011). Masyarakat nelayan pada ketiga wilayah tersebut menganggap bahwa
komoditas ini terdiri dari dua jenis. Jenis pertama adalah kerang darah yang tidak
3
bisa dibudidayakan yakni jenis kerang darah dengan ciri lebih panjang dan pipih,
kemudian kerang darah yang dapat dibudidayakan yang hanya berada pada
perairan Cirebon dengan ciri lebih tebal dengan cangkang yang lebih pendek
dibandingkan dengan kerang darah pada perairan Labuan dan Bojonegara.
Anggapan masyarakat dengan berbedanya bentuk dari kerang darah yang
berada pada lokasi Labuan, Bojonegara dan Cirebon perlu dilakukan pembuktian
dengan seksama sehingga ditemukan kepastian spesies kerang darah pada ketiga
lokasi tersebut. Kesalahan identifikasi akan memberikan dampak pada informasi
keragaman sumberdaya perikanan khususnya sumberdaya kerang. Dampak yang
ditimbulkan dapat berupa berkurangnya populasi salah satu jenis kerang darah
yang dianggap berbeda akibat dari penangkapan berlebih ataupun melimpahnya
populasi spesies tersebut akibat kurang dimanfaatkan. Oleh karena itu, penelitian
ini bertujuan untuk mengidentifikasi sekaligus mengumpulkan informasi
keragaman morfometrik serta genetik dari kerang darah yang berada pada perairan
Labuan, Bojonegara dan Cirebon sehingga dapat menjawab permasalahan yang
ada yakni apakah kerang darah dari ketiga lokasi berbeda ataupun tidak. Selain itu
informasi keragaman morfometrik maupun genetik dapat digunakan dalam
pengelolaan perikanan baik dalam bentuk manajemen konservasi ataupun
budidaya.
Peranan informasi keragaman genetik dalam budidaya yaitu sebagai
indikator dalam menentukan stok unggul yakni dengan penentuan potensi genetik
untuk seleksi dan hibridasi dan ciri morfometrik yang menguntungkan begitupula
dalam konservasi, dapat digunakan sebagai indikator perbaikan stok alami melalui
restoking. Keragaman morfometrik juga dapat digunakan untuk mengetahui
perubahan morfologi biota dalam siklus hidupnya dan dapat memperjelas
mekanisme penyebab variasi morfologi akibat perbedaan geografis (Irie 2006).
Pelaksanaan program seleksi, hibridasi maupun restoking memerlukan informasi
mengenai keragaman genetik kerang darah yang ada. Informasi keragaman
genetik ini dapat diperoleh melalui pemetaan DNA.
Salah satu metode pengukuran keragaman genetik adalah dengan
menganalisis DNA mitokondria (mtDNA) dengan teknik PCR-RFLP dan analisis
keragaman urutan nukelotida. Teknik PCR-RFLP merupakan salah satu cara yang
dapat digunakan untuk mengetahui perbedaan profil ukuran fragmen DNA dari
individu yang berbeda, dengan menggunakan enzim restriksi untuk memotong
urutan nukleotida mtDNA yang telah teramplifikasi.
Tujuan dan Manfaat Penelitian
yaitu:
Dari perumusan masalah yang telah dipaparkan, adapun tujuan penelitian ini
1. Mengkaji keragaman morfometrik kerang darah perairan Labuan,
Bojonegara dan Cirebon.
2. Memetakan hubungan filogenetik kerang darah yang berasal dari
perairan Labuan, Bojonegara dan Cirebon berdasarkan marka genetik
gen Cytochrome Oxidase subunit I (CO-I)
4
3. Memastikan spesies kerang darah dari pesisir Labuan, Bojonegara dan
Cirebon berdasarkan pendekatan genetik.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dasar genetik
sehingga diperoleh kejelasan spesies kerang darah Anadara granosa di perairan
Labuan, Bojonegara dan Cirebon.
2 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September hingga Desember 2014
dengan pengambilan sampel pada tiga lokasi yaitu pesisir Labuan, Bojonegara dan
pesisir Cirebon. Sampel kerang diambil dengan menggunakan alat yang disebut
garok. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Biologi Molekuler Akuatik
Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan IPB, Laboratorium Terpadu
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB.
Gambar 2 Peta lokasi pengambilan sampel kerang darah
Analisis Data
Keragaman Morfometrik
Keragaman morfometrik diperoleh dari ukuran karakter morfologi kerang
darah dari ketiga lokasi dengan menggunakan pendekatan analisis diskriminan
dengan bantuan perangkat lunak SPSS, M 15.0, MINITAB 16 dan MEGA 6.
5
Karakteristik morfologi yang diukur berupa karakter morfometrik meliputi
panjang Cangkang (PC), tinggi cangkang (TIC), tebal cangkang (TEC), tinggi
umbo (TU) yang diperoleh dari selisih panjang cangkang dan tinggi cangkang,
simetri kanan (SKa) dan simetri kiri (SKi) (Butet 2013). Karakter morfometrik
tersebut diukur dengan menggunakan kaliper digital (0.01 mm).
Analisis diskriminan digunakan untuk mengelompokkan data berdasarkan
variabel-variabel kuantitatif. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui
pengelompokan kerang darah A. granosa berdasarkan karakter morfometrik yang
telah diukur dengan bantuan perangkat lunak SPSS dan MINITAB. Berdasarakan
analisis ini juga akan diperoleh persentase sharing component yang terjadi akibat
adanya kemiripan morfometrik antar wilayah yang menyebabkan terjadinya
kesalahan pengelompokan. Model analisis diskriminan yang digunakan adalah
sebagai berikut:
= +
+
+⋯+
Keterangan:
D
= Skor diskriminan
b
= Koefisien diskriminasi
x
= Variabel independen (rasio karakter morfometrik)
Diagram yang diperoleh dari analisis diskriminan digunakan sebagai dasar
pembentuk dendrogram berdasarkan jarak Mahalanobis yang dihitung dari pusat
sebaran masing-masing populasi. Jarak pusat sebaran masing-masing populasi
diperoleh dengan bantuan perangkat lunak MINITAB, kemudian dendrogram
dikonstruksi dengan bantuan perangkat lunak MEGA menggunakan metode
UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean) sesuai dengan
panduan Kumar et al. (1993). Persamaan jarak Mahanalobis yang digunakan
sebagai dasar konstruksi dendrogram sebagai berikut:
=
̅ − ̅
̅ − ̅
Keterangan :
D2 = Nilai jarak Mahalanobis antara kerang dari wilayah ke-i dan wilayah ke-j
= Vektor nilai rataan pengamatan dari wilayah ke-i pada masing-masing
̅
peubah kuantitatif
̅
= Vektor nilai rataan pengamatan dari wilayah ke-j pada masing-masing
peubah kuantitatif
-1
= Kebalikan matriks gabungan ragam peragam antar peubah
Σ
6
Gambar 3 Karakter morfometrik dan bagian cangkang kerang darah, PC = Panjang
Cangkang; TIC = Tinggi Cangkang; TEC = Tebal Cangkang; PL =
Panjang Ligamen. 1) Dorsal, 2) Ventral, 3) Anterior, 4) Posterior, 5)
Alur, 6) Crenula, 7) Ligamen, 8) Umbo (modifikasi dari Butet 2013).
Keragaman Genetik
Analisis keragaman genetik menggunakan data genetik yang diperoleh dari
beberapa tahapan yakni:
Ekstraksi dan Isolasi DNA
Ekstraksi dan isolasi DNA merupakan serangkaian proses untuk
memisahkan DNA dari komponen sel lainnya. Ekstraksi dan isolasi DNA
dilakukan dengan menggunakan kit komersial Genaid (Genomic DNA mini kit
Tissue) yang dikerjakan sesuai prosedur kerja dari kit tersebut dengan modifikasi
seperlunya. Jaringan sel yang digunakan seberat 30 mg. kemudian dipindahkan ke
dalam tube 1.5 ml untuk selanjutnya dihancurkan secara mekanis dengan
menggunakan micropestle. Setelah halus proses pemecahan sel dilanjutkan
dengan penambahan buffer GT sebanyak 200 µl sambil digerus, lalu ditambahkan
proteinase K sebanyak 20 µl dan diinkubasi pada suhu 60 oC selama 30 menit.
Selama inkubasi berjalan, tiap 5 menit tube dibolak balik (invert). Kemudian
tambahkan 200 µl buffer GBT dan inkubasi pada suhu yang sama selama 20
menit. Setelah itu tambahkan etanol absolut sebanyak 200 µl kemudian dikocok
(shake) hingga rata. Siapkan tube 2 ml yang telah dimasukkan GD column
(tersedia dalam kit). Pindahkan sampel pada tube 1.5 ml ke dalam GD column lalu
kemudian di sentrifuse selama 2 menit. Setelah itu pindahkan GD column ke tube
2 ml yang baru dan tambahkan 400 µl buffer W1, kemudian sentrifuse selama 30
detik. Setelah itu tambahkan wash buffer sebanyak 600 µl lalu sentrifuse selama
7
30 detik. Kemudian cairan hasil sentrifuse dibuang, lalu sentrifuse tanpa
memasukkan cairan buffer apapun ke dalam tube selama 3 menit. Langkah ini
bertujuan untuk mengeringkan GD column dari wash buffer. Kemudian untuk
mendapatkan DNA murni, tambahkan 100 µl elution buffer lalu diamkan selama 5
menit kemudia disentrifuse selama 30 detik.
Amplifikasi DNA Target dengan Metode PCR
Amplifikasi dengan metode PCR adalah teknik perbanyakan DNA secara in
vitro pada daerah spesifik yang dibatasi oleh sepasang primer. Daerah yang
menjadi target pada penelitian ini adalah gen COI. Primer yang digunakan dalam
amplifikasi adalah primer khusus COI HCO/LCO. Amplifikasi dilakukan
menggunakan kit komersial kapa 2G hot start ready mix dengan total volume 50
µl yang terdiri 9 µl ddH2O, 25 µl kapa 2G hot start readymix buffer, primer COI
Folmer et al. 1994 yakni HCO-2198 (5’-TAA ACT TCA GGG TGA CCA AAA
AAT CA-3’) dan LCO-1490 (5’- GGT CAA CAA ATC ATA AAG ATA TTG G3’) masing-masing 1.5 µl dan 3 µl Template DNA. Kondisi PCR yang digunakan
adalah tahap predenaturasi 94 oC selama 5 menit, denaturasi pada suhu 94 oC
selama 1 menit, anneling dengan suhu 52 oC selama 1 menit, elongasi pada suhu
72 oC selama 1 menit post PCR dengan suhu 72 oC selama 5 menit, dan storage
pada suhu 15 oC selama 10 menit.
Uji Kualitatif DNA
Produk PCR selanjutnya diuji kualitasnya dengan menggunakan metode
elektroforesis yakni teknik untuk memisahkan sampel DNA berdasarkan ukuran
(berat molekul) dan struktur fisik molekulnya. Gel agarose adalah salah satu gel
yang sering digunakan dalam teknik ini. Dalam penelitian ini konsentrasi gel yang
digunakan 1.2% yang dilarutkan dalam buffer TAE (Tris Acetate EDTA). Produk
PCR yang menunjukkan fragmen (band) yang terang ketika terpapar cahaya UV
pada UV transluminator dilanjutkan pada tahap sequencing untuk perunutan basa
nukleotida. Penurutan basa nukleotida dikirim ke 1st BASE Sequencing,
Malaysia.
PCR-RFLP
Metode PCR-RFLP merupakan suatu cara yang digunakan untuk
mengetahui perbedaan profil ukuran fragmen DNA dari individu yang berbeda,
dengan menggunakan enzim restriksi endonuklease untuk memotong sekuen
DNA yang sudah teramplifikasi (produk PCR) (Hansen et al. 1997). Produk PCR
yang telah teramplikasi dicampur dengan enzim restriksi (EcoRI dan Alu I)
kemudian di inkubasi selama 37oC. Hasil pemotongan divisualisasi dengan
metode elektroforesis. Visualisasi hasil pemotongan menunjukkan pola fragmen
yang khas berdasarkan enzim restriksi Analsis keragaman genetik berupa
keragaman haplotipe dan keragaman nukleotida dengan menggunakan software
8
DNA Sequence Polymorphism (DNASP) (Librado dan Rozas 2009). Pohon
filogenetik dikonstruksi dengan menggunakan Molecular Evolutionary Genetic
Analysis (MEGA) berdasarkan model Neighbour joining tree dengan boostrap
1000. Persamaan yang digunakan dalam estimasi keragaman haplotipe serta
nukleotida sebagai berikut:
Keragaman haplotipe (haplotye diversity) (Nei dan Tajima 1980).
ℎ = (1 −
)/( − 1)
keterangan:
h = keragaman haplotipe
p = frekuensi haplotipe darai tiap sampel
n = jumlah haplotipe dalam sampel
Keragaman nukleotida (nucleotide diversity) (Nei dan Li 1979)
=
Keterangan:
π
= keragaman nukleotida
x i, x j
= frekuensi dari sequence ke i dan ke j dalam populasi
πij
= jumlah nukleotida yang berbeda dari tiap urutan ke i dan ke j
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Morfometrik kerang darah
Total sampel kerang darah yang diamati sebanyak 199 individu yang terdiri
dari 50 individu pesisir Labuan, 50 individu Bojonegara, dan 99 individu kerang
darah pesisir Cirebon. Karakter morfometrik kerang darah yang diukur adalah
panjang cangkang (PC), tinggi cangkang (TIC), tebal cangkang (TEC) tinggi
umbo (TU), simetri kanan (Ska), dan simetri kiri (Ski).
Tabel 1 Rata-rata dari karakter morfometrik kerang darah (mm). PC = Panjang
Cangkang; TIC = Tinggi Cangkang; TEC = Tebal Cangkang; TU = Tinggi
Umbo; Ska = Simetri kanan; dan Ski = Simetri kiri.
Lokasi
Labuan
Bojonegara
N
PC
TIC
TEC
TU
Ska
Ski
50
50
32.79±7.05
30.53±2.95
21.13±5.40
17.52±1.93
22.69±5.49
19.72±1.86
2.35±1.06
1.89±0.59
8.86±2.29
6.65±1.06
8.74±2.24
6.71±1.03
Cirebon
99
26.89±2.00
17.54±1.29
16.39±1.40
2.10±0.54
7.11±0.84
7.03±0.72
9
Analisis regresi antara panjang cangkang (PC) dan tebal cangkang (TEC)
dapat dilihat pada Gambar 3 serta perbandingan hasil regresi panjang cangkang
dan tebal cangkang ditunjukkan pada Tabel 2. Pada grafik regresi hubungan
panjang dan tebal cangkang memperlihatkan bahwa pertumbuhan A. granosa
adalah alometrik negative. Hal ini menunjukkan bahwa panjang cangkang lebih
dominan dibandingkan dengan pertumbuhan tebal cangkang. Contoh perhitungan
tabel sidik ragam regresi panjang cangkan- tebal cangkang disajikan pada
Lampiran 1.
Tabel 2 Perbandingan hasil regresi panjang cangkang (PC) terhadap tebal
cangkang (TEC) kerang darah Labuan, Bojonegara dan Cirebon
R2
Lokasi
y=a+bx
N
Alometrik
Ancova
Labuan
PC=2.27+0.76TEC
0.95
50
Alometrik -
non pararel
Bojonegara
PC=1.95+0.58TEC
0.85
50
Alometrik -
(p
DI PERAIRAN BANTEN DAN CIREBON BERDASARKAN
KAJIAN KARAKTER MORFOLOGI DAN GENETIK
LALU PANJI IMAM AGAMAWAN
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul Pengelolaan Sumberdaya
Kerang Darah (Anadara granosa L.) di Perairan Banten dan Cirebon Berdasarkan
Kajian Karakter Morfologi dan Genetik adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan 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 tesis ini
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2016
Lalu Panji Imam Agamawan
NRPC251120161
RINGKASAN
LALU PANJI IMAM AGAMAWAN. Pengelolaan Sumberdaya Kerang Darah
(Anadara granosa L.) di Perairan Banten dan Cirebon Berdasarkan Kajian Karakter
Morfologi dan Genetik. Dibimbing oleh KADARWAN SOEWARDI dan
NURLISA ALIAS BUTET
Kerang darah atau Anadara granosa merupakan salah satu sumberdaya
perikanan yang sangat penting dalam kehidupan manusia dan juga lingkungan.
Organisme ini tersebar luas pada perairan pasir berlumpur perairan Indonesia
termasuk pesisir Labuan Banten, Bojonegara dan pesisir Mundu Cirebon.
Kemiripan morfologi sering ditemukan pada biota perairan, terutama pada moluska.
Fnomena spesies kriptik dan kompleks (sangat mirip) merupakan masalah utama
dalam pengelolaan sumberdaya kerang. Kerang darah A. granosa memiliki
kemiripan karakteristik dengan spesies lain dalam satu genus yaitu Anadara
feruginia. Kemiripan ini dapat menyebabkan kesalahan identifikasi dan tentunya
akan mempengaruhi manajamen sumberdaya perikanan. Oleh karena itu penelitian
ini dilakukan untuk mengeksplorasi morfometrik dan keragaman genetik dari
kerang darah dari tiga daerah tersebut.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sampel Anadara granosa
yang diambil dari tiga wilayah yakni Labuan, Bojonegara dan Cirebon. Analisis
morfometrik menggunakan sampel sebanyak 199 individu dan untuk molekuler
digunakan 8 sampel dari Labuan, Bojonegara dan Cirebon. Karakter morfometrik
yang diukur adalah panjang cangkang (PC), tinggi cangkang (TIC), tebal cangkang
(TEC), tinggi umbo (TU), simetri kanan (SKa), dan simetri kiri (Ski). Pengukuran
karakter morfometrik tersebut menggunakan caliper digital dengan ketelitian
0.01mm. Ekstraksi DNA 8 sampel kerang darah dilakukan dengan menggunakan
kit komersial Geneaid, dan amplifikasi dilakukan dengan menggunakan Kappa
Hotstart 2G Ready Mix. Primer yang digunakan dalam penelitian ini adalah primer
universal COI yakni HCO/LCO. Urutan nukleotida yang diperoleh dari First Base
Sequencing Malaysia dan olah dengan menggunakan perangkat lunak MEGA 6.0.
Hasil penelitian menunjukkan adanya adaptasi morfologi. Karakter morfologi
kerang darah Labuan cenderung memiliki kemiripan dengan kerang darah
Bojonegara dan keduanya berbeda dengan kerang darah Cirebon. Karakter
morfometrik yang berbeda diantara ketiga populasi adalah tebal cangkang (TEC)
dan tinggi umbo (TU). Berdasarkan analasis genetik menunjukkan bahwa ketiga
populasi kerang darah memiliki sumber genetik yang sama. Ketiga populasi kerang
darah memiliki 680bp urutan nukleotida gen COI yang conserve. Variasi morfologi
merupakan adanya variasi lingkungan dari ketiga lokasi. Oleh karena itu penerapan
pengelolaan maupun konservasi pada ketiga lokasi dapat dilakukan dengan cara
yang sama.
Kata kunci : Anadara granosa, kerang darah, COI, variasi morfologi
SUMMARY
LALU PANJI IMAM AGAMAWAN Resources Management of blood cockle
(Anadara granosa L.) in Banten and Cirebon coastal waters based on the Study of
Morphological and Genetic Characters. Supervised by KADARWAN SOEWARDI
and NURLISA ALIAS BUTET.
Blood cockle or Anadara granosa is one of fisheries resources that very
important in human life and the environment. This organism distributed widely in
the muddy sand of Indonesian coastal waters including Labuan Banten, Bojonegara
Banten and Mundu Cirebon. The similarity of morphology often found among
aquatic biota, especially mollusks. Cryptic and complex species are of dominant
issues in shellfisheries. Blood cockle A. granosa have similar characteristics with
other species in the same genus of Anadara fruginia. This similarity could lead to
misidentification and will certainly affect on fisheries management. Therefore this
study was conducted to explore the morphometrics and genetic diversity of blood
cockle from those three coastal regions.
Material used in this study were Anadara granosa samples taken from the
three regions. Morphometric analysis used 199 individuals and for molecular used
8 samples from Labuan, Bojonegara and Cirebon. Morphometric characters
measured were shell length (PC), high shell (TIC), a thick shell (TEC), umbonal
high (TU), right symmetry (SKa) and left symmetry (SKi). Digital caliper with an
accuracy of 0.01 mm was used to facilitate morphological characters of
measurement. Extraction and isolation of 8 samples cockles DNA were completed
using a commercial kit from Geneaid, and amplification was conducted using kappa
hotstart 2G ready mix. Primers used in this study was universal primer for COI
coding HCO / LCO. The nucleotide sequences obtained from first Base Sequencing
Malaysia. Nucleotide sequence data were processed using BLASTn tool at NCBI
and MEGA 6.0.
Result showed local adaptation of cockle morphology. Morphology character
of Labuan cockle tended to be similar to these of Bojonegara cockle. While those
two different from Cirebon cockle. The prominent characters distinguisthing the
difference were TEC and TU. Genetically, samples from three location were
originally come from same genetic sources. They were inherited common
nucleotide sequence of COI gene, with 680 conserve nucleotides. Morphological
variation was only the result of environmental variation, because genetic variation
was not existence on cockle of three locations. Therefore shell fishery of cockle in
those three locations maybe applied similar conservation and management issues.
Keywords: Anadara granosa, blood cockles, COI gene, morphological variation
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2016
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
PENGELOLAAN SUMBERDAYA KERANG DARAH (Anadara granosa L.)
DI PERAIRAN BANTEN DAN CIREBON BERDASARKAN
KAJIAN KARAKTER MORFOLOGI DAN GENETIK
LALU PANJI IMAM AGAMAWAN
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains
pada
Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Perairan
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis : Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, MSc
Judul Tesis : Pengelolaan Sumberdaya Kerang Darah (Anadara granosa L.) di
Perairan Banten dan Cirebon Berdasarkan Kajian Karakter
Morfologi dan Genetik
Nama
: Lalu Panji Imam Agamawan
NIM
: C251120161
Disetujui oleh
Komisi Pembimbing
Prof Dr Kadarwan Soewardi
Ketua
Dr Ir Nurlisa Alias Butet, MSc
Anggota
Diketahui oleh
Ketua Program Studi
Pengelolaan Sumberdaya Perairan
Dekan Sekolah Pascasarjana
Dr Ir Sigid Hariyadi, MSc
Dr Ir Dahrul Syah, MScAgr
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karuniaNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselsaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September sampai
Desember 2014 adalah Pengelolaan Sumberdaya Kerang Darah (Anadara granosa
L.) di Perairan Banten dan Cirebon Berdasarkan Kajian Karakter Morfologi dan
Genetik
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Dr Kadarwan Soewardi
selaku ketua komisi pembimbing dan Dr Ir Nurlisa A. Butet, MSc selaku anggota
komisi pembimbing yang telah memberikan arahan dan masukan dalam penelitian
dan penulisan karya ilmiah ini. Disamping itu, penghargaan penulis sampaikan
kepada Bapak Dr Ir Isdradjad Setyobudiandi, MSc selaku penguji tamu dan Prof Dr
Ir Ridwan Affandi selaku perwakilan komisi pendidikan Program Studi
Pengelolaan Sumberdaya Perairan atas saran dan masukan dalam penulisan karya
ilmiah ini. Ungkapan terimakasih juga disampaikan kepada Mamiq, ibu, keluarga
serta teman-teman, atas dukungan, doa dan kasihsayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat
Bogor, September 2016
Lalu Panji Imam A.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR GAMBAR
ix
DAFTAR LAMPIRAN
x
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan masalah
Tujuan dan manfaat penelitian
1
1
2
3
2 METODE PENELITIAN
Waktu dan tempat penelitian
Analisis data
Keragaman morfometrik
Keragaman Genetik
4
4
4
4
6
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Morfometrik kerang darah
Amplifikasi gen mtDNA COI
Pola restriksi fragmen mtDNA
Analisis sekuen DNA gen COI kerang darah
Pembahasan
Keragaman morfometrik dan genetik
Pengelolaan sumberdaya
8
8
8
11
12
13
15
15
17
4 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Saran
18
18
19
DAFTAR PUSTAKA
18
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
Rata-rata, standar deviasi nilai minimum dan nilai maksimum dari
karakter morfometrik kerang darah (mm)
Perbandingan hasil regresi panjang cangkang (PC) terhada tebal
cangkang (TEC)
Perbandingan ukuran morfometrik kerang darah dari populasi
Labuan, Bojonegara dan pesisir Cirebon
Hasil klasifikasi populasi Anadar granosa di masing-masing populasi
berdasarkan analisis diskriminan
Matriks jarak berdasarkan karakter morfometrik kerang darah antara
ketiga lokasi (Labuan, Bojonegara dan Cirebon)
Situs perubahan urutan nukleotida hasil sekuensing COI A. granosa
Labuan, Bojonegara dan Cirebon
Hasil BLASTn delapan sampel kerang darah dari ketiga wilayah
terhadap database pada GenBank NCBI
Jarak genetik Anadara granosa Labuan, Bojonegara, Cirebon dan
Anadara granosa serta Barbatia barbata yang berasal dari GenBak
8
9
10
11
11
13
14
14
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Kerangka pemikiran
Peta lokasi pengambilan sampel kerang darah Anadara granosa
Karakter morfometrik dan bagian cangkang kerang darah Anadara
granosa
Grafik panjang cangkang (PC) terhadap tebal cangkang (TEC) kerang
darah Labuan, Bojonegara dan Cirebon
Grafik fungsi diskriminan karakter morfologi kerang darah dari
Labuan, Bojonegara dan Cirebon
Dendrogram populasi kerang darah dari ketiga populasi
Fragmen mtDNA teramplifikasi dengan primer HCO dan LCO
Hasil digesti fragmen mtDNA oleh enzim ALuI
Pohon filognetik Anadara granosa Lineaus dengan menggunakan
model Neighbor Joining Tree dengan bootstrap 1000
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
Hasil uji ANOVA dan uji t dari regresi antara panjang cangkang
dengan tebal cangkang dari Anadara granosa Labuan
Ringkasan hasil uji ANOVA dan uji t dari regresi antara panjang
cangkang (PC) dengan tebal cangkang (TEC) dari A. granosa di
pesisir Labuan, Bojonegara dan Cirebon
Output analisis diskriminan
urutan nukelotida gen COI (partial) kerang darah labuan, bojonegara
dan cirebon.
2
4
6
9
10
11
12
12
15
1
1 PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kerang memiliki peranan penting bagi kehidupan manusia. Masyarakat
pesisir umumnya memanfaatkan daging kerang sebagai bahan pangan karena
kandungan lemak dan proteinnya cukup tinggi (Hamli et al. 2012; Zuki et al.
2004) serta beberapa vitamin dan mineral antioksidan seperti Zn, Fe dan Cu
(Nurjanah et al. 2005; Setyono 2006). Cangkang kerang bisa dimanfaatkan
sebagai bahan baku kerajinan tangan. Kandungan kapur pada kerang juga
dimanfaatkan dalam dunia kedokteran terutama dalam bidang orthopedic
(Awang-Hazmi et al. 2007). Setyanigrum et al. (2009) melaporkan bahwa sumber
kalsium dari kulit kerang yang dimasukkan ke dalam ransum ayam bermanfaat
untuk pembentukan cangkang telur dan kadar kalsium pada tulang.
Kerang juga memiliki peranan penting lainnya yaitu peranan ekologi.
Kerang merupakan hewan filter feeder yang menyaring substrat untuk
mendapatkan makanannya, sehingga dapat dijadikan sebagai biofilter untuk
kegiatan tambak terutama pada perairan tercemar. Kerang dapat dijadikan biofilter
dikarenakan sifat kerang yang dapat menyerap partikel organik maupun anorganik
dan dapat menurunkan tingkat kekeruhan perairan (Newell 2007; Dailanis 2010).
Kerang juga dapat membantu aliran energi maupun material (Efriyeldi 2012).
Salah satu jenis kerang yang sering dimanfaatkan oleh masyarakat adalah
kerang darah (Anadara granosa). Kerang ini memiliki nilai ekonomis penting dan
kebaradaanya tersebar luas di Indo-pasifik bagian barat dari afrika timur hingga
polinesia, Jepang dan bagian timur Australia pada subtrat berlumpur (Carpenter
dan Niem 1998). Penelitian terkait aspek biologi dan ekologi kerang dari genus
Anadara telah banyak dilakukan, diantaranya yaitu karakter biologi dan
morfometriknya (Narasimham 1988; Komala et al. 2011), pertumbuhan (Flores
2011), kandungan racun dan logam berat (Murtini dan Ariyani 2005; Wulandari et
al. 2009; Takarina et al. 2013), distribusi spasial dan karakteristik habitat (Dody
et al. 2000), bakteri polutan pada daging (Jalal et al. 2009), serta potensi gen aktin
sebagai pengontrol ekspresi gen pada kerang darah (Butet et al. 2014). Akan
tetapi informasi keragaman hayati tentang kerang darah berdasarkan distribusi
geografis di Indonesia belum diketahui.
Informasi keragaman hayati atau sering dikenal dengan biodiversitas
merupakan salah satu aspek penting dalam pengelolaan suatu sumberdaya.
Adanya informasi ini akan mengarahkan pengelolaan lebih terarah dan lebih baik.
Termasuk dalam keragaman hayati adalah keragaman spesies. Dalam pengelolaan
suatu sumberdaya khususnya sumberdaya perikanan, kepastian spesies sangat
penting guna memastikan unit stok dari populasi spesies tersebut. Penentuan
spesies ini dapat dilakukan dengan melihat ciri secara morfologi maupun
pemetaan DNA. Pemetaan DNA yang tidak lain adalah melihat polimorfisme
DNA memiliki tingkat akurasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan metode
morfometrik dikarenakan DNA tidak terpengaruh oleh perubahan lingkungan.
Beberapa teknik yang dapat digunakan dalam analisis polimorfisme DNA adalah
2
dengan
gan menggunakan DNA mitokondria dan PCR-RFLP (Restriction
Restriction Fragment
Length Polymorphism)) (Hansen et al. 1997).
Kelompok gen yang sering digunakan dalam analisis keragaman genetik
adalah gen yang terdapat pada DNA mitokondria (mtDNA). Menurut Solihin
(1994) beberapa hal yang mendukung penggunaan mtDNA dalam studi
keragaman genetik pada hewan yaitu: (i) DNA mitokondria terdapat dalam jumlah
salinan/kopi yang tinggi. Jumlah cetakan yang tinggi ini menjadikannya mudah
diisolasi dan dipurifikasi untuk berbagai keperluan analisis genom; (ii) Ukuran
(14-39
39 kb) sehingga dapat dipelajari sebagai satu
DNA mitokondria relatif kecil (14
bagian dari genom mitokondria berevolusi
kesatuan yang utuh; (iii) bagian
bagian-bagian
dengan kecepatan yang berbeda yakni adanya gen yang terkonservasi dengan baik
asal muasal (ancient taxa),
dapat dijadikan sebagai dasar penelusuran
), sedangkan
pe
yang tidak terkonservasi dengan baik dapat digunakan untuk perbandingan galur
galurgalur baru; (iv) diturunkan melalui induk betina tanpa mengalami rekombinasi;
(v) DNA mitokonndria sangat polimorf, baik untuk intrapopulasi
in rapopulasi maupun
interspesies. Salah satu gen penyandi pada DNA mitokondria adalah Cytochrome
Oxydase subunit I (COI). Gen COI sering digunakan dalam identifikasi tingkat
spesies, karena variasi nukleotida gen ini sangat sedikit (Hebert et al. 2003).
Gambar 1 kerangka pemikiran
Perumusan Masalah
Kerang darah merupakan komoditas perikanan yang sangat penting di
daerah Labuan, Bojonegara bahkan di Cirebon kerang
kerang ini dibudidayakan (BPS
2011). Masyarakat nelayan pada ketiga wilayah tersebut menganggap bahwa
komoditas ini terdiri dari dua jenis. Jenis pertama adalah kerang darah yang tidak
3
bisa dibudidayakan yakni jenis kerang darah dengan ciri lebih panjang dan pipih,
kemudian kerang darah yang dapat dibudidayakan yang hanya berada pada
perairan Cirebon dengan ciri lebih tebal dengan cangkang yang lebih pendek
dibandingkan dengan kerang darah pada perairan Labuan dan Bojonegara.
Anggapan masyarakat dengan berbedanya bentuk dari kerang darah yang
berada pada lokasi Labuan, Bojonegara dan Cirebon perlu dilakukan pembuktian
dengan seksama sehingga ditemukan kepastian spesies kerang darah pada ketiga
lokasi tersebut. Kesalahan identifikasi akan memberikan dampak pada informasi
keragaman sumberdaya perikanan khususnya sumberdaya kerang. Dampak yang
ditimbulkan dapat berupa berkurangnya populasi salah satu jenis kerang darah
yang dianggap berbeda akibat dari penangkapan berlebih ataupun melimpahnya
populasi spesies tersebut akibat kurang dimanfaatkan. Oleh karena itu, penelitian
ini bertujuan untuk mengidentifikasi sekaligus mengumpulkan informasi
keragaman morfometrik serta genetik dari kerang darah yang berada pada perairan
Labuan, Bojonegara dan Cirebon sehingga dapat menjawab permasalahan yang
ada yakni apakah kerang darah dari ketiga lokasi berbeda ataupun tidak. Selain itu
informasi keragaman morfometrik maupun genetik dapat digunakan dalam
pengelolaan perikanan baik dalam bentuk manajemen konservasi ataupun
budidaya.
Peranan informasi keragaman genetik dalam budidaya yaitu sebagai
indikator dalam menentukan stok unggul yakni dengan penentuan potensi genetik
untuk seleksi dan hibridasi dan ciri morfometrik yang menguntungkan begitupula
dalam konservasi, dapat digunakan sebagai indikator perbaikan stok alami melalui
restoking. Keragaman morfometrik juga dapat digunakan untuk mengetahui
perubahan morfologi biota dalam siklus hidupnya dan dapat memperjelas
mekanisme penyebab variasi morfologi akibat perbedaan geografis (Irie 2006).
Pelaksanaan program seleksi, hibridasi maupun restoking memerlukan informasi
mengenai keragaman genetik kerang darah yang ada. Informasi keragaman
genetik ini dapat diperoleh melalui pemetaan DNA.
Salah satu metode pengukuran keragaman genetik adalah dengan
menganalisis DNA mitokondria (mtDNA) dengan teknik PCR-RFLP dan analisis
keragaman urutan nukelotida. Teknik PCR-RFLP merupakan salah satu cara yang
dapat digunakan untuk mengetahui perbedaan profil ukuran fragmen DNA dari
individu yang berbeda, dengan menggunakan enzim restriksi untuk memotong
urutan nukleotida mtDNA yang telah teramplifikasi.
Tujuan dan Manfaat Penelitian
yaitu:
Dari perumusan masalah yang telah dipaparkan, adapun tujuan penelitian ini
1. Mengkaji keragaman morfometrik kerang darah perairan Labuan,
Bojonegara dan Cirebon.
2. Memetakan hubungan filogenetik kerang darah yang berasal dari
perairan Labuan, Bojonegara dan Cirebon berdasarkan marka genetik
gen Cytochrome Oxidase subunit I (CO-I)
4
3. Memastikan spesies kerang darah dari pesisir Labuan, Bojonegara dan
Cirebon berdasarkan pendekatan genetik.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi dasar genetik
sehingga diperoleh kejelasan spesies kerang darah Anadara granosa di perairan
Labuan, Bojonegara dan Cirebon.
2 METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September hingga Desember 2014
dengan pengambilan sampel pada tiga lokasi yaitu pesisir Labuan, Bojonegara dan
pesisir Cirebon. Sampel kerang diambil dengan menggunakan alat yang disebut
garok. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Biologi Molekuler Akuatik
Departemen Manajemen Sumber Daya Perairan IPB, Laboratorium Terpadu
Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan IPB.
Gambar 2 Peta lokasi pengambilan sampel kerang darah
Analisis Data
Keragaman Morfometrik
Keragaman morfometrik diperoleh dari ukuran karakter morfologi kerang
darah dari ketiga lokasi dengan menggunakan pendekatan analisis diskriminan
dengan bantuan perangkat lunak SPSS, M 15.0, MINITAB 16 dan MEGA 6.
5
Karakteristik morfologi yang diukur berupa karakter morfometrik meliputi
panjang Cangkang (PC), tinggi cangkang (TIC), tebal cangkang (TEC), tinggi
umbo (TU) yang diperoleh dari selisih panjang cangkang dan tinggi cangkang,
simetri kanan (SKa) dan simetri kiri (SKi) (Butet 2013). Karakter morfometrik
tersebut diukur dengan menggunakan kaliper digital (0.01 mm).
Analisis diskriminan digunakan untuk mengelompokkan data berdasarkan
variabel-variabel kuantitatif. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui
pengelompokan kerang darah A. granosa berdasarkan karakter morfometrik yang
telah diukur dengan bantuan perangkat lunak SPSS dan MINITAB. Berdasarakan
analisis ini juga akan diperoleh persentase sharing component yang terjadi akibat
adanya kemiripan morfometrik antar wilayah yang menyebabkan terjadinya
kesalahan pengelompokan. Model analisis diskriminan yang digunakan adalah
sebagai berikut:
= +
+
+⋯+
Keterangan:
D
= Skor diskriminan
b
= Koefisien diskriminasi
x
= Variabel independen (rasio karakter morfometrik)
Diagram yang diperoleh dari analisis diskriminan digunakan sebagai dasar
pembentuk dendrogram berdasarkan jarak Mahalanobis yang dihitung dari pusat
sebaran masing-masing populasi. Jarak pusat sebaran masing-masing populasi
diperoleh dengan bantuan perangkat lunak MINITAB, kemudian dendrogram
dikonstruksi dengan bantuan perangkat lunak MEGA menggunakan metode
UPGMA (Unweighted Pair Group Method with Arithmetic Mean) sesuai dengan
panduan Kumar et al. (1993). Persamaan jarak Mahanalobis yang digunakan
sebagai dasar konstruksi dendrogram sebagai berikut:
=
̅ − ̅
̅ − ̅
Keterangan :
D2 = Nilai jarak Mahalanobis antara kerang dari wilayah ke-i dan wilayah ke-j
= Vektor nilai rataan pengamatan dari wilayah ke-i pada masing-masing
̅
peubah kuantitatif
̅
= Vektor nilai rataan pengamatan dari wilayah ke-j pada masing-masing
peubah kuantitatif
-1
= Kebalikan matriks gabungan ragam peragam antar peubah
Σ
6
Gambar 3 Karakter morfometrik dan bagian cangkang kerang darah, PC = Panjang
Cangkang; TIC = Tinggi Cangkang; TEC = Tebal Cangkang; PL =
Panjang Ligamen. 1) Dorsal, 2) Ventral, 3) Anterior, 4) Posterior, 5)
Alur, 6) Crenula, 7) Ligamen, 8) Umbo (modifikasi dari Butet 2013).
Keragaman Genetik
Analisis keragaman genetik menggunakan data genetik yang diperoleh dari
beberapa tahapan yakni:
Ekstraksi dan Isolasi DNA
Ekstraksi dan isolasi DNA merupakan serangkaian proses untuk
memisahkan DNA dari komponen sel lainnya. Ekstraksi dan isolasi DNA
dilakukan dengan menggunakan kit komersial Genaid (Genomic DNA mini kit
Tissue) yang dikerjakan sesuai prosedur kerja dari kit tersebut dengan modifikasi
seperlunya. Jaringan sel yang digunakan seberat 30 mg. kemudian dipindahkan ke
dalam tube 1.5 ml untuk selanjutnya dihancurkan secara mekanis dengan
menggunakan micropestle. Setelah halus proses pemecahan sel dilanjutkan
dengan penambahan buffer GT sebanyak 200 µl sambil digerus, lalu ditambahkan
proteinase K sebanyak 20 µl dan diinkubasi pada suhu 60 oC selama 30 menit.
Selama inkubasi berjalan, tiap 5 menit tube dibolak balik (invert). Kemudian
tambahkan 200 µl buffer GBT dan inkubasi pada suhu yang sama selama 20
menit. Setelah itu tambahkan etanol absolut sebanyak 200 µl kemudian dikocok
(shake) hingga rata. Siapkan tube 2 ml yang telah dimasukkan GD column
(tersedia dalam kit). Pindahkan sampel pada tube 1.5 ml ke dalam GD column lalu
kemudian di sentrifuse selama 2 menit. Setelah itu pindahkan GD column ke tube
2 ml yang baru dan tambahkan 400 µl buffer W1, kemudian sentrifuse selama 30
detik. Setelah itu tambahkan wash buffer sebanyak 600 µl lalu sentrifuse selama
7
30 detik. Kemudian cairan hasil sentrifuse dibuang, lalu sentrifuse tanpa
memasukkan cairan buffer apapun ke dalam tube selama 3 menit. Langkah ini
bertujuan untuk mengeringkan GD column dari wash buffer. Kemudian untuk
mendapatkan DNA murni, tambahkan 100 µl elution buffer lalu diamkan selama 5
menit kemudia disentrifuse selama 30 detik.
Amplifikasi DNA Target dengan Metode PCR
Amplifikasi dengan metode PCR adalah teknik perbanyakan DNA secara in
vitro pada daerah spesifik yang dibatasi oleh sepasang primer. Daerah yang
menjadi target pada penelitian ini adalah gen COI. Primer yang digunakan dalam
amplifikasi adalah primer khusus COI HCO/LCO. Amplifikasi dilakukan
menggunakan kit komersial kapa 2G hot start ready mix dengan total volume 50
µl yang terdiri 9 µl ddH2O, 25 µl kapa 2G hot start readymix buffer, primer COI
Folmer et al. 1994 yakni HCO-2198 (5’-TAA ACT TCA GGG TGA CCA AAA
AAT CA-3’) dan LCO-1490 (5’- GGT CAA CAA ATC ATA AAG ATA TTG G3’) masing-masing 1.5 µl dan 3 µl Template DNA. Kondisi PCR yang digunakan
adalah tahap predenaturasi 94 oC selama 5 menit, denaturasi pada suhu 94 oC
selama 1 menit, anneling dengan suhu 52 oC selama 1 menit, elongasi pada suhu
72 oC selama 1 menit post PCR dengan suhu 72 oC selama 5 menit, dan storage
pada suhu 15 oC selama 10 menit.
Uji Kualitatif DNA
Produk PCR selanjutnya diuji kualitasnya dengan menggunakan metode
elektroforesis yakni teknik untuk memisahkan sampel DNA berdasarkan ukuran
(berat molekul) dan struktur fisik molekulnya. Gel agarose adalah salah satu gel
yang sering digunakan dalam teknik ini. Dalam penelitian ini konsentrasi gel yang
digunakan 1.2% yang dilarutkan dalam buffer TAE (Tris Acetate EDTA). Produk
PCR yang menunjukkan fragmen (band) yang terang ketika terpapar cahaya UV
pada UV transluminator dilanjutkan pada tahap sequencing untuk perunutan basa
nukleotida. Penurutan basa nukleotida dikirim ke 1st BASE Sequencing,
Malaysia.
PCR-RFLP
Metode PCR-RFLP merupakan suatu cara yang digunakan untuk
mengetahui perbedaan profil ukuran fragmen DNA dari individu yang berbeda,
dengan menggunakan enzim restriksi endonuklease untuk memotong sekuen
DNA yang sudah teramplifikasi (produk PCR) (Hansen et al. 1997). Produk PCR
yang telah teramplikasi dicampur dengan enzim restriksi (EcoRI dan Alu I)
kemudian di inkubasi selama 37oC. Hasil pemotongan divisualisasi dengan
metode elektroforesis. Visualisasi hasil pemotongan menunjukkan pola fragmen
yang khas berdasarkan enzim restriksi Analsis keragaman genetik berupa
keragaman haplotipe dan keragaman nukleotida dengan menggunakan software
8
DNA Sequence Polymorphism (DNASP) (Librado dan Rozas 2009). Pohon
filogenetik dikonstruksi dengan menggunakan Molecular Evolutionary Genetic
Analysis (MEGA) berdasarkan model Neighbour joining tree dengan boostrap
1000. Persamaan yang digunakan dalam estimasi keragaman haplotipe serta
nukleotida sebagai berikut:
Keragaman haplotipe (haplotye diversity) (Nei dan Tajima 1980).
ℎ = (1 −
)/( − 1)
keterangan:
h = keragaman haplotipe
p = frekuensi haplotipe darai tiap sampel
n = jumlah haplotipe dalam sampel
Keragaman nukleotida (nucleotide diversity) (Nei dan Li 1979)
=
Keterangan:
π
= keragaman nukleotida
x i, x j
= frekuensi dari sequence ke i dan ke j dalam populasi
πij
= jumlah nukleotida yang berbeda dari tiap urutan ke i dan ke j
3 HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Morfometrik kerang darah
Total sampel kerang darah yang diamati sebanyak 199 individu yang terdiri
dari 50 individu pesisir Labuan, 50 individu Bojonegara, dan 99 individu kerang
darah pesisir Cirebon. Karakter morfometrik kerang darah yang diukur adalah
panjang cangkang (PC), tinggi cangkang (TIC), tebal cangkang (TEC) tinggi
umbo (TU), simetri kanan (Ska), dan simetri kiri (Ski).
Tabel 1 Rata-rata dari karakter morfometrik kerang darah (mm). PC = Panjang
Cangkang; TIC = Tinggi Cangkang; TEC = Tebal Cangkang; TU = Tinggi
Umbo; Ska = Simetri kanan; dan Ski = Simetri kiri.
Lokasi
Labuan
Bojonegara
N
PC
TIC
TEC
TU
Ska
Ski
50
50
32.79±7.05
30.53±2.95
21.13±5.40
17.52±1.93
22.69±5.49
19.72±1.86
2.35±1.06
1.89±0.59
8.86±2.29
6.65±1.06
8.74±2.24
6.71±1.03
Cirebon
99
26.89±2.00
17.54±1.29
16.39±1.40
2.10±0.54
7.11±0.84
7.03±0.72
9
Analisis regresi antara panjang cangkang (PC) dan tebal cangkang (TEC)
dapat dilihat pada Gambar 3 serta perbandingan hasil regresi panjang cangkang
dan tebal cangkang ditunjukkan pada Tabel 2. Pada grafik regresi hubungan
panjang dan tebal cangkang memperlihatkan bahwa pertumbuhan A. granosa
adalah alometrik negative. Hal ini menunjukkan bahwa panjang cangkang lebih
dominan dibandingkan dengan pertumbuhan tebal cangkang. Contoh perhitungan
tabel sidik ragam regresi panjang cangkan- tebal cangkang disajikan pada
Lampiran 1.
Tabel 2 Perbandingan hasil regresi panjang cangkang (PC) terhadap tebal
cangkang (TEC) kerang darah Labuan, Bojonegara dan Cirebon
R2
Lokasi
y=a+bx
N
Alometrik
Ancova
Labuan
PC=2.27+0.76TEC
0.95
50
Alometrik -
non pararel
Bojonegara
PC=1.95+0.58TEC
0.85
50
Alometrik -
(p