Keragaman Jenis Puntius spp. asal Perairan di Hutan Harapan Jambi
KERAGAMAN JENIS Puntius spp. ASAL PERAIRAN
DI HUTAN HARAPAN JAMBI
ARREZA HAMSYAH FERNANDA
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Keragaman Jenis
Puntius spp. asal Perairan di Hutan Harapan Jambi 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
Arreza Hamsyah Fernanda
NIM G34100037
ABSTRAK
ARREZA HAMSYAH FERNANDA. Keragaman Jenis Puntius spp. asal Perairan
di Hutan Harapan Jambi. Dibimbing oleh DEDY DURYADI SOLIHIN dan TEDJO
SUKMONO.
Jenis Puntius spp. memperlihatkan pertambahan yang signifikan setiap
tahunnya karena adanya jenis baru yang ditemukan. Penggunaan data molekuler
diharapkan dapat memperkuat dalam menentukan dan mengungkap adanya jenis
kriptik dan jenis baru dari Puntius di wilayah Hutan Harapan Jambi. Penelitian ini
dilakukan untuk mengetahui tingkat keragaman Puntius spp. berdasarkan karakter
morfologi dan molekuler. Pengambilan data morfologi dilakukan dengan
mengidentifikasi karakter meristik dan mengukur karakter morfometri. Data
molekuler diperoleh dengan menganalisis gen mitokondria cytochrome c oxidase
subunit I (COI) secara parsial sebagai barcode. Jenis Puntius yang teridentifikasi di
antaranya Puntius binotatus, Puntius tetrazona, Puntius lateristriga, Puntius
gemellus, Puntius lineatus, dan Puntius sp. “Harapan”. Penentuan jenis tersebut
didasarkan atas identifikasi corak tubuh dengan diperkuat oleh data molekuler.
Hasil analisis morfometri menunjukkan pembagian Puntius spp. dalam 2 kelompok
pada pohon filogeni dengan sebesar 0.114. Perbedaan nukleotida berkisar antara 4
bp hingga 118 bp dari total 709 bp.
Kata kunci: cytochrome c oxidase subunit I (COI), keragaman, morfologi, pohon
filogeni, Puntius spp.
ABSTRACT
ARREZA HAMSYAH FERNANDA. Diversity of Puntius spp. from body water
in Harapan Rainforest Jambi. Supervised by DEDY DURYADI SOLIHIN and
TEDJO SUKMONO.
The species of Puntius spp. showed a significant increase each year because of
the new species addition. The use of molecular data was expected to strengthen in
the disclosure and determination of new species and cryptic species of Puntius spp.
in Harapan Rainforest Jambi. This research was conducted to determine the Puntius
spp. diversity based on morphological and molecular characteristics. The
morphological data obtained by identifying the meristic characters and measuring
the morphometric characters. The molecular data obtained by analyzing the
mitochondrial gene cytochrome c oxidase subunit I (COI) partially as barcode. The
species of Puntius that has been identified were Puntius binotatus, Puntius
tetrazona, Puntius lateristriga, Puntius gemellus, Puntius lineatus, and Puntius sp.
“Harapan”. Species determination was based on the identification with the body
style reinforced by molecular data. The results of morphometric analysis showed
that the distribution of Puntius spp. divided in 2 clades in phylogeny tree with
distance is 0.114. Nucleotide differences ranged from 4 bp to 118 bp from the total
709 bp.
Keywords: cytochrome c oxidase subunit I (COI), diversity, morphology,
phylogeny tree, Puntius spp.
KERAGAMAN JENIS Puntius spp. ASAL PERAIRAN DI
HUTAN HARAPAN JAMBI
ARREZA HAMSYAH FERNANDA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Keragaman Jenis Puntius spp. asal Perairan di Hutan Harapan
Jambi
Nama
: Arreza Hamsyah Fernanda
NIM
: G34100037
Disetujui oleh
Dr Ir Dedy Duryadi Solihin, DEA
Pembimbing I
Tedjo Sukmono, SSi, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana, MSi
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang
dilaksanakan sejak bulan Oktober 2013 hingga Mei 2014 ini adalah
keanekaragaman ikan, dengan judul Keragaman Jenis Puntius spp. asal Perairan di
Hutan Harapan Jambi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Dedy Duryadi Solihin,
DEA dan Bapak Tedjo Sukmono, SSi, MSi selaku pembimbing, Bapak Prof Dr Ir
Alex Hartana MSc selaku penguji serta Bapak Dr Uus Saepuloh SSi, MBiomed
yang telah banyak memberi ilmu dan saran serta kesempatan untuk melaksanakan
penelitian di Laboratorium Bioteknologi Pusat Studi Satwa Primata. Penghargaan
penulis sampaikan kepada Bapak Ramdan, Ibu Elis, dan Ibu Sela dari Pusat Studi
Satwa Primata IPB, Bapak Alfred dan Bapak Taher dari Program Pasca Sarjana
Biosains Hewan IPB, Helmiyati dari Departemen Gizi IPB serta teman-teman di
Laboratorium Biologi Molekuler PAU IPB yang telah membantu selama penelitian.
Ungkapan terima kasih khusus disampaikan kepada ayah, ibu, seluruh keluarga,
dan teman-teman IPB angkatan 2010 atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, September 2014
Arreza Hamsyah Fernanda
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Bahan
3
Alat
3
Prosedur Pelaksanaan Penelitian
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
SIMPULAN
14
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
17
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
Karakter meristik untuk identifikasi Puntius spp.
Karakter morfometri yang diukur
Penghitungan ukuran tubuh relatif Puntius spp.
Matriks jarak morfometri
Factor loading atribut ukuran tubuh relatif
Matriks perbedaan nukleotida (bp) p-distance gen COI Puntius spp.
Matriks jarak genetik p-distance gen COI Puntius spp.
Hasil blastn sekuen COI Puntius spp. terhadap data sekuen pada GenBank
3
4
5
8
9
11
11
13
DAFTAR GAMBAR
1 Skema pengukuran terhadap sampel
5
2 Kunci identifikasi Puntius spp.
7
3 Pohon filogeni hubungan kekerabatan jenis Puntius spp. berdasarkan analisis
morfometri 14 ukuran tubuh relatif
8
4 Hasil amplifikasi gen COI dalam gel agarosa 1.8 %
10
5 Posisi penempelan primer fish F1 dan fish R1
10
6 Konstruksi pohon filogeni Puntius spp. dari sekuen 709 bp COI Puntius spp.
dengan metode NJ
12
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Gambar sampel Puntius spp.
Tahapan proses ekstraksi DNA berdasarkan protokol Qiagen
Tahapan proses purifikasi DNA berdasarkan protokol Qiagen
Data nilai rata-rata 14 ukuran relatif Puntius spp.
Tabel eigenvalue 14 ukuran relatif Puntius spp.
Penyejajaran berganda mtDNA COI Puntius spp. (709 bp)
18
19
20
21
22
23
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia memiliki kekayaan jenis ikan yang sangat tinggi. Sebanyak 8500
jenis ikan diperkirakan hidup di wilayah perairan Indonesia. Jumlah tersebut
merupakan 45% dari total jenis ikan yang ada di dunia. Kottelat dan Whitten (1996)
menyebutkan bahwa dari total 8500 jenis ikan, 1300 jenis di antaranya menempati
wilayah perairan tawar. Menurut Wargasasmita (2002) terdapat 589 jenis ikan air
tawar penghuni ekosistem perairan tawar Sumatera dengan 58 jenis termasuk
kelompok ikan endemik dan 14 jenis terancam punah. Tempat-tempat yang
berpotensi menghadirkan keanekaragaman ikan air tawar di antaranya sungai, rawa,
dan danau yang terdapat di kawasan Hutan Harapan Jambi yang menjadi lokasi
pengambilan sampel dalam penelitian ini.
Hutan Harapan merupakan kawasan restorasi ekosistem pertama dan terbesar
pada areal hutan hujan tropis di Indonesia. Arealnya merupakan bekas wilayah hak
pengelolaan hutan (HPH) PT Asialog dan PT Inhutani V. Kawasan Hutan Harapan
memiliki berbagai tipe ekosistem perairan seperti sungai besar berarus lemah,
danau, dan rawa banjiran. Kerusakan ekosistem di kawasan ini kemudian
mengalami proses pemulihan dari kegiatan restorasi yang secara langsung dapat
mempengaruhi struktur dan komposisi hewan termasuk ikan air tawar yang terdapat
di dalamnya. Namun, penelitian yang membahas mengenai keanekaragaman ikan
air tawar di Hutan Harapan Jambi masih sedikit dilakukan (Sukmono et al. 2013).
Muchlisin dan Azizah (2009) menjelaskan bahwa degradasi habitat
menyebabkan turunnya kekayaan jenis dan keanekaragaman ikan. Eksplorasi
biodiversitas ikan air tawar di Hutan Harapan Jambi dilakukan dalam mendukung
kegiatan restorasi dan konservasi. Salah satu marga ikan di Hutan Harapan Jambi
yang patut mendapat perhatian untuk dianalisis keragamannya adalah Puntius
(Sukmono et al. 2013).
Puntius adalah marga ikan air tawar yang termasuk dalam ordo
Cypriniformes dan famili Cyprinidae (Nelson 1994). Puntius termasuk bagian
terbesar dari ikhtiofauna yang terdapat di Asia Tenggara dengan variasi dalam corak
tubuh dan ukuran (Moghaddam et al. 2012). Secara geografis, keragaman marga
Puntius tersebar di wilayah Asia tropis. Jayaram (1991) melaporkan bahwa Puntius
memiliki keragaman berjumlah 53 jenis yang terdistribusi di seluruh India, Nepal,
Bangladesh, Sri Lanka, Myanmar, Thailand, Semenanjung Malaya, kepulauan di
Asia Tenggara, dan China bagian selatan. Jumlah jenis Puntius spp.
memperlihatkan pertambahan yang signifikan setiap tahunnya karena adanya jenis
baru yang ditemukan (Pethiyagoda et al. 2012). Froese dan Pauly (2013) mencatat
bahwa jumlah jenis Puntius di dunia mencapai 139 jenis. Weber dan Beaufort
(1916) menandaskan bahwa Indonesia sebagai negara di wilayah distribusi Puntius
mempunyai kekayaan Puntius sebanyak 33 jenis.
Puntius umumnya dimanfaatkan sebagai ikan hias atau konsumsi. Puntius
mempunyai karakter khas yaitu adanya 2 pasang sungut (Nelson 1994). Selain itu
pada jenis anggota marga Puntius dicirikan oleh karakter sisik yang mempunyai
proyeksi dari pusat ke pinggir yang nampak seperti jari-jari pada roda, jari-jari yang
2
ke arah samping tidak melengkung ke belakang, dan tidak terdapat tonjolan keras
(Kottelat et al. 1993).
Hasil temuan Puntius spp. di Hutan Harapan Jambi oleh Sukmono et al.
(2014) menjelaskan adanya kemiripan morfologi pada beberapa jenis. Berdasarkan
kemiripan karakter morfologinya, jenis-jenis tersebut adalah Puntius gemellus,
Puntius lineatus, dan Puntius sp. yang sama-sama memiliki pola garis horizontal
yang berjumlah 5 pada sisi tubuh.
Seiring dengan perkembangan di bidang biologi molekuler, kajian mengenai
identifikasi dan filogenetika secara molekuler pun dikembangkan mengingat data
morfologi tidak cukup kuat untuk menjadi satu-satunya dasar klasifikasi. Hal
tersebut perlu dilakukan karena organisme yang berkerabat jauh dapat memiliki
morfologi yang serupa (jenis kriptik) akibat adanya proses adaptasi maupun evolusi
sehingga berpeluang menimbulkan kesalahan dan konflik taksonomi. Penggunaan
data molekuler diharapkan dapat memperkuat dalam menentukan dan mengungkap
adanya jenis kriptik dan jenis baru dari Puntius di wilayah Hutan Harapan Jambi
(Avise 1994).
Salah satu cara yang digunakan untuk melihat keragaman dan identitas suatu
jenis di tingkat molekuler adalah dengan menganalisis gen mitokondria cytochrome
oxidase subunit I (COI) secara parsial sebagai DNA barcode (Hebert et al. 2003).
DNA barcoding menggunakan gen COI dapat memberikan metode yang efisien
untuk identifikasi pada tingkat jenis serta berperan penting dalam penelitian
taksonomi dan keanekaragaman hayati (Hajibabaei et al. 2007).
Upaya untuk menganalisis keragaman berbagai jenis Puntius spp. dirasa perlu
guna mengetahui identitas dan pola kekerabatan jenis-jenis yang secara morfologi
menunjukkan kemiripan. Analisis keragaman jenis Puntius spp. tersebut dilakukan
dengan menerapkan metode identifikasi morfologi dan identifikasi molekuler.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menganalisis keragaman dan kekerabatan ikan jenis
Puntius spp. yang berasal dari perairan di Hutan Harapan Jambi berdasarkan
karakter morfologi dan molekuler.
METODE
Penelitian dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Pusat Studi Satwa
Primata dan Laboratorium Biologi Makro Departemen Manajemen Sumber Daya
Perairan Institut Pertanian Bogor. Dua jenis pendekatan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah identifikasi morfologi dan DNA barcoding. Metode
identifikasi morfologi dilakukan dengan menganalisis identitas berdasarkan
karakter meristik dan morfometri Puntius spp. Metode DNA barcoding
menggunakan gen COI dilakukan untuk mendapatkan data identitas genetik
masing-masing jenis.
3
Bahan
Bahan utama yang digunakan adalah sampel jenis Puntius spp. yang
merupakan koleksi Tedjo Sukmono hasil eksplorasi di Hutan Harapan Jambi pada
tahun 2012 dan 2013. Sampel jenis Puntius spp. yang dikumpulkan untuk dianalisis
secara morfologi berjumlah 144 ekor sedangkan sampel yang dianalisis secara
molekuler berjumlah 7 ekor.
Bahan pendukung penelitian yang digunakan adalah kit ekstraksi, kit
purifikasi, phosphate buffer saline (PBS), etanol absolut, etanol 70%, master mix
PCR, Primer FishF1 (forward) (5’-TCAACCAACCACAAAGACATTGGCAC‘3) dan FishR1 (reverse) (5’-TAGACTTCTGGGTGGCCAAAGAATCA-’3)
(Ward et al. 2005), nuclease free water, gel agarose, bufer 1x TAE, ladder, loading
dye, isopropanol, dan etidium bromida.
Alat
Peralatan yang digunakan untuk pengukuran morfometri adalah kaliper
dengan ketelitian 0.01 mm, pinset, pisau, loop, dan plastik sampel. Alat-alat seperti
inkubator, laminar cabinet, tabung ependorf, mesin PCR, mesin elektroforesis,
mesin sentrifuse, pipet mikro, mesin vortex, pemanas air, gel doc UV, tabung mikro,
tabung 1.5 mL, tabung sentrifuse, dan tabung screw up digunakan untuk analisis
molekuler.
Prosedur Pelaksanaan Penelitian
Identifikasi karakter meristik jenis Puntius spp.
Sampel Puntius spp. dianalisis berdasarkan 4 karakter meristik (Kottelat et
al. 1993; Weber dan Beaufort 1916). Empat karakter tersebut terdiri dari jumlah
sungut, corak tubuh, sisik melintang badan, dan bentuk gurat sisi (Tabel 1).
Tabel 1 Karakter meristik untuk identifikasi Puntius spp.
No
1
2
Karakter
Jumlah sungut
Corak tubuh
3
Sisik melintang
badan
4
Bentuk gurat sisi
Keterangan
Banyaknya sungut pada bagian moncong.
Jumlah dan pola garis atau pita berwarna hitam yang ada
pada sisi tubuh serta warna dasar tubuh.
Banyaknya sisik diatas gurat sisi hingga pangkal sirip
punggung dan di bawah gurat sisi hingga pangkal sirip
perut.
Sempurna atau tidak sempurna.
Setiap sampel yang telah ditentukan karakternya kemudian dikelompokkan
berdasarkan kemiripan morfologi. Anggota pada setiap kelompok tidak ditentukan
batas minimumnya. Hal ini diterapkan karena jumlah sampel yang dikoleksi
terbatas sehingga memungkinkan jumlah anggota pada setiap kelompok berbedabeda.
4
Pengukuran karakter morfometri
Sampel yang telah dikelompokkan dari proses identifikasi kemudian diukur
karakter morfometrinya. Karakter yang diukur dari setiap sampel meliputi 15
karakter (Hubbs dan Lagler 1958) (Tabel 2). Lima belas karakter diterapkan pada
pengukuran tubuh Puntius spp. (Haryono 2005) (Gambar 1)
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tabel 2 Karakter morfometri yang diukur
Karakter
Keterangan
Panjang total (PT)
Ukuran tubuh terpanjang, diukur dari mulai
moncong terdepan hingga ujung sirip ekor
paling belakang.
Panjang baku (PB)
Jarak antara moncong terdepan hingga pangkal
sirip ekor.
Panjang kepala (PK)
Jarak antara antara moncong terdepan hingga
bagian paling belakang operkulum.
Lebar kepala (LK)
Jarak paling lebar antara kedua operkulum.
Tinggi badan (TB)
Jarak tertinggi antara bagian pangkal awal sirip
punggung dengan bagian perut pangkal awal
sirip perut.
Panjang depan sirip Jarak antara ujung moncong terdepan hingga
punggung (PDP)
awal sirip punggung.
Panjang pangkal sirip Jarak antara pangkal jari-jari pertama dengan
punggung (PPP)
jari-jari sirip terakhir pada sirip punggung.
Panjang sirip dada (PSD) Jarak antara pangkal sirip hingga jari-jari
terpanjang pada sirip dada.
Panjang sirip perut (PSP) Jarak antara pangkal sirip hingga jari-jari sirip
terpanjang pada sirip perut.
Panjang moncong (PM) Jarak antara ujung moncong terdepan hingga
sisi terdepan diameter mata.
Diameter mata (DM)
Jarak terlebar dari mata.
Tinggi pangkal ekor Jarak bagian yang paling rendah dari pangkal
(TPE)
ekor.
Tinggi sirip punggung Jarak antara pangkal hingga ke ujung jari-jari
(TSP)
sirip punggung terpanjang.
Tinggi sirip dubur (TSD) Jarak antara pangkal hingga ke ujung jari-jari
sirip dada terpanjang.
Panjang pangkal ekor Jarak antara bagian terakhir dari pangkal sirip
(PPE)
dubur hingga pertengahan pangkal sirip ekor.
5
Gambar 1 Skema pengukuran terhadap sampel
Data morfometri 15 karakter pada setiap sampel kemudian dihitung nilai
rata-ratanya per kelompok yang telah ditentukan. Nilai rata-rata digunakan sebagai
ukuran pemusatan data karena jumlah anggota Puntius spp. pada setiap kelompok
berbeda. Data morfometri rata-rata selanjutnya dibuat dalam bentuk ukuran tubuh
relatif mengacu pada Soewardi et al. (1995). Ukuran tubuh relatif dibuat untuk
mengatasi ketimpangan data yang dihasilkan dari 15 karakter morfometri akibat
adanya perbedaan umur dan jenis kelamin pada sampel Puntius spp. Ukuran tubuh
relatif diperoleh dengan membagi seluruh peubah karakter morfometri dengan
karakter panjang baku (PB), sehingga data yang dihasilkan menjadi 14 peubah
(Tabel 3). Ukuran tubuh relatif tersebut kemudian diolah dengan analisis gerombol
dan analisis komponen utama (PCA).
Tabel 3 Penghitungan ukuran tubuh relatif Puntius spp.
Peubah
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
Ukuran tubuh relatif
PT/PB
PK/PB
PM/PB
DM/PB
LK/PB
PDP/PB
PPP/PB
Peubah
N8
N9
N10
N11
N12
N13
N14
Ukuran tubuh relatif
TSP/PB
PSD/PB
PSP/PB
TSD/PB
PBE/PB
TBE/PB
TB/PB
Identifikasi karakter molekuler
1. Isolasi dan ekstraksi DNA Sampel jaringan diisolasi dari otot sirip dada
sebelah kanan sebanyak 7 sampel Puntius spp. Selanjutnya dilakukan
pencacahan dengan pisau. Proses ekstraksi DNA menggunakan kit ekstraksi
DNeasy dari Qiagen. Ekstraksi mengikuti protokol dari kit ekstraksi
(Lampiran 2).
2. Amplifikasi DNA Amplifikasi ruas gen COI dilakukan dengan metode
Polymerase Chain reaction (PCR) pada mesin Thermocycler Biorad
6
menggunakan primer FishF1 (forward) dan primer FishR1 (reverse) yang
menghasilkan segmen berukuran 657 bp. Reaksi PCR dilakukan dalam
volume 25 μL yang berisi master mix PCR (12.5μL), primer FishF1 (1 μL),
primer FishR1 (1 μL), nuclease free water (5.5 μL), dan DNA template (5
μL). PCR dilakukan sesuai dengan metode amplifikasi Hebert et al. (2003)
yang telah dimodifikasi, yaitu pra denaturasi pada suhu 94 oC selama 5 menit,
denaturasi pada suhu 94 oC selama 30 detik, annealing pada suhu 52 oC
selama 30 detik, ekstensi pada suhu 72 oC selama 30 detik dilakukan
sebanyak 40 siklus, serta tahap pascaekstensi dengan suhu 72 oC selama 5
menit.
3. Visualisasi DNA hasil amplifikasi DNA hasil amplifikasi kemudian
dianalisis dengan elektroforesis pada gel agarosa 1.8%. Proses elektroforesis
menggunakan tegangan konstan 100 volt selama 45 menit. Hasil
elektroforesis selanjutnya divisualisasi menggunakan Gel Doc UV. Hasil
positif memperlihatkan pita DNA yang teramplifikasi sekitar sekitar 700 bp.
4. Purifikasi DNA hasil amplifikasi DNA hasil PCR yang sesuai dengan
target kemudian dilakukan purifikasi. Purifikasi mengikuti protokol yang
tertera pada kit purifikasi dari Qiagen (Lampiran 3).
5. Sekuensing DNA hasil amplifikasi Proses sekuensing dilakukan di First
BASE Laboratories Inc. Malaysia. Sekuen yang diperoleh dari hasil
sekuensing dalam 2 bentuk yaitu sekuen forward dan sekuen reverse.
Analisis data morfometri
Data ukuran tubuh relatif dari setiap kelompok Puntius spp. selanjutnya
digunakan untuk menjelaskan identitas, keragaman, dan pola kekerabatan. Data
dianalisis menggunakan program XLstat 2014. Tipe analisis yang digunakan adalah
analisis gerombol dan analisis komponen utama (PCA) (Mattjik dan Sumertajaya
2011).
Analisis data molekuler
Sekuen mtDNA COI yang terdiri dari sekuen forward dan sekuen reverse
disejajarkan menggunakan program MEGA 5. Sekuen tersebut disejajarkan juga
dengan primer yang kemudian diperiksa kualitasnya dengan melihat pola
penempelan primer. Setelah itu, sekuen hasil penyejajaran diperiksa dengan data
pada GenBank NCBI menggunakan menu blastn (Tamura et al. 2011). Jarak genetik
dibuat dalam bentuk matriks dengan model p-distance. Model p-distance adalah
metode yang menghitung jarak genetik berdasarkan jumlah perbedaan nukleotida
terhadap total nukleotida yang disejajarkan (Nei dan Kumar 2000). Pohon filogeni
dikonstruksi dengan program MEGA 5 menggunakan metode bootstrap neighborjoining (NJ) 1000 kali pengulangan (Saitou dan Nei 1987).
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Identifikasi karakter meristik Puntius spp.
Karakter yang diidentifikasi merupakan karakter khusus dari setiap jenis.
Hasil identifikasi menemukan adanya 7 kelompok Puntius spp. (Lampiran 1).
Identifikasi Puntius spp. mengacu pada kunci identifikasi Kottelat et al. (1993) serta
Weber dan Beaufort (1916) yang telah dimodifikasi (Gambar 2).
Gambar 2 Kunci identifikasi Puntius spp.
Pembagian Puntius tetrazona-1 dan Puntius tetrazona-2 ditunjukkan pada
determinasi kesembilan (Gambar 2). P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 dibedakan
oleh warna badan. P. tetrazona-1 memiliki warna badan kekuningan sedangkan P.
tetrazona-2 memiliki warna kekuning-kuningan. Deskripsi karakter Puntius sp.
menunjukkan karakter baru dari jenis Puntius. Puntius sp. memiliki banyak
kesamaan dengan P. lineatus berdasarkan karakter meristik. Keduanya dipisahkan
pada determinasi kesebelas. Corak garis horizontal kedua dan ketiga yang
bersambung menjadi karakter yang mencolok untuk membedakan Puntius sp.
dengan P. lineatus.
Hasil identifikasi menjelaskan bahwa di antara anggota Puntius spp. dapat
dibedakan satu dengan yang lainnya berdasarkan 4 karakter khusus seperti jumlah
sungut, sisik melintang badan, bentuk gurat sisi, dan corak tubuh. Corak tubuh
merupakan karakter yang terpenting dari total 4 karakter yang diidentifikasi. Jumlah
dan bentuk pola garis atau pita pada tubuh merupakan petunjuk khas dari morfologi
Puntius spp. (Taki et al. 1978).
8
Analisis gerombol terhadap pengelompokkan Puntius spp.
Analisis gerombol dan analisis komponen utama terhadap Puntius spp.
didasarkan pada 14 ukuran tubuh relatif. Hasil analisis pada filogeni yang terbentuk
menunjukkan 2 kelompok besar yaitu ingroup (Puntius spp.) dan outgroup (C.
striata) yang dipisahkan oleh jarak ketidaksamaan morfometri sebesar 0.551
(Gambar 3).
.
Gambar 3 Pohon filogeni hubungan kekerabatan jenis Puntius spp. berdasarkan
analisis morfometri 14 ukuran tubuh relatif
Pada kelompok ingroup memperlihatkan adanya pembagian dalam 2
subkelompok dengan jarak morfometri sebesar 0.114. Subkelompok pertama terdiri
dari P. lateristriga, P. binotatus, P. tetrazona-1, dan P. tetrazona-2 sedangkan
subkelompok kedua terdiri dari Puntius sp., P. lineatus, dan P. gemellus.
Subkelompok pertama terbagi lagi dalam 2 kelompok kecil dengan jarak
morfometri sebesar 0.088. Kelompok pertama terdiri dari P. lateristriga dan P.
binotatus sedangkan kelompok kedua terdiri dari P. tetrazona-1 dan P. tetrazona2. Subkelompok kedua terbagi dalam 2 kelompok kecil dengan jarak morfometri
sebesar 0.075. Kelompok pertama terdiri dari Puntius sp. dan P. lineatus sedangkan
kelompok kecil kedua berisi P. gemellus (Tabel 4).
Tabel 4 Matriks jarak morfometri
Jenis
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
0.110
Keterangan: 1= P. binotatus
2= P. tetrazona-1
3
0.106
0.051
4
0.069
0.098
0.092
3= P. tetrazona-2
4= P. lateristriga
5
0.149
0.184
0.168
0.132
6
0.098
0.152
0.138
0.091
0.062
5= P. gemellus
6= P. lineatus
7
0.114
0.162
0.142
0.112
0.088
0.060
8
0.526
0.590
0.564
0.551
0.556
0.540
0.529
7= Puntius sp.
8= C. striata
9
Analisis komponen utama terhadap 14 ukuran tubuh relatif Puntius spp.
Hasil analisis komponen utama menghasilkan nilai keragaman sebesar
81.92% (Lampiran 4). Jumlah komponen utama (PC1-PC7) yang dijadikan faktor
untuk menjelaskan data bergantung pada nilai eigenvalue yang lebih besar dari 1
(Solimun 2013). Nilai eigenvalue yang lebih besar dari 1 diperlihatkan oleh
komponen utama 1 (PC1), 2 (PC2), dan 3 (PC3). Persentase kumulatif keragaman
untuk menyusun factor loading adalah lebih besar atau sama dengan 75%.
Komponen utama 1 dan komponen utama 2 memiliki nilai kumulatif keragaman
sebesar 81.92% (Lampiran 5). Nilai kumulatif keragaman 1 dan keragaman 2
tersebut sudah cukup untuk mewakili standar keragaman (Supranto 2004). Oleh
karena itu, factor loading yang digunakan untuk menganalisis atribut ukuran tubuh
relatif adalah faktor 1 (F1) dan faktor 2 (F2) (Tabel 5).
Tabel 5 Factor loading atribut ukuran tubuh relatif
Peubah
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
F1
0.824
-0.214
0.443
0.891
0.676
0.951
-0.883
F2
0.005
0.824
0.073
0.000
0.527
-0.176
0.416
Peubah
N8
N9
N10
N11
N12
N13
N14
F1
0.780
0.627
0.972
0.930
0.685
0.923
0.933
F2
-0.568
0.739
0.042
0.189
-0.621
0.236
0.307
Nilai tertinggi dari faktor 1 diperlihatkan oleh N10 (0.972) dan nilai
tertinggi dari faktor 2 diperlihatkan oleh N2 (0.824) (Tabel 5). Peubah N10 yaitu
panjang moncong dan peubah N2 yaitu panjang kepala merupakan karakter yang
sangat berpengaruh pada analisis komponen utama. Dua karakter tersebut
berpengaruh terhadap pengelompokkan dan keragaman Puntius spp. (Supranto
2004).
Identifikasi karakter molekuler berdasarkan gen mtDNA COI
Hasil amplifikasi total gen COI target menunjukkan ukuran nukleotida yang
panjangnya sekitar 700 bp (Gambar 4). Ukuran nukleotida ditentukan dengan
membandingkan skala pada ladder.
10
5: P. gemellus
6: P. lineatus
7: Puntius sp.
8: C. striata
K: kontrol
L: ladder
1: P. binotatus
2: P. tetrazona-1
3: P. tetrazona-2
4: P. lateristriga
Gambar 4 Hasil amplifikasi gen COI dalam gel agarosa 1.8 %
Hasil sekuensing kemudian dianalisis menggunakan program MEGA 5.
Sekuen mtDNA COI pada setiap sampel Puntius spp. disejajarkan secara
bersamaan. Sekuen target yang diapit oleh primer Fish F1 dan Fish R1 sebesar 657
bp (Gambar 5).
Fish F1
Fish R1
Gambar 5 Posisi penempelan primer fish F1 dan fish R1
Primer yang menempel berada pada posisi 1-26 bp untuk Fish F1 (forward)
dan 683-709 bp untuk Fish R1 (reverse). Sekuen sepanjang 709 bp merupakan
model parsial gen COI sebagai barcode.
Perbedaan nukleotida dan jarak genetik
Perbedaan nukleotida antarjenis Puntius spp. berkisar antara 4-118 bp
(Tabel 6). Perbedaan nukleotida yang paling kecil ditunjukkan antara P. tetrazona1 dan P. tetrazona-2 sebesar 4 bp. Jarak kekerabatan antaranggota dalam kelompok
ditentukan dengan jarak genetik yang terbentuk melalui model p-distance (Tabel
7).
11
Tabel 6 Matriks perbedaan nukleotida (bp) p-distance gen COI Puntius spp.
Jenis
1) P. binotatus
2) P. tetrazona-1
3) P. tetrazona-2
4) P. lateristriga
5) P. gemellus
6) P. lineatus
7) Puntius sp.
8) C. striata
1
2
95
3
98
4
4
78
100
103
5
86
99
101
77
6
94
108
111
87
70
7
104
118
117
111
85
81
8
136
141
143
134
139
143
153
Tabel 7 Matriks jarak genetik p-distance gen COI Puntius spp.
Jenis
1) P. binotatus
2) P. tetrazona-1
3) P. tetrazona-2
4) P. lateristriga
5) P. gemellus
6) P. lineatus
7) Puntius sp.
8) C. striata
1
2
0.134
3
4
0.138 0.110
0.006 0.141
0.145
5
0.122
0.140
0.143
0.109
6
0.133
0.153
0.157
0.123
0.099
7
0.147
0.167
0.165
0.157
0.120
0.114
8
0.192
0.199
0.202
0.190
0.197
0.202
0.216
Secara keseluruhan dari 709 bp sekuen yang disejajarkan, terdapat 515 bp
situs mtDNA COI Puntius spp. yang conserved dan 194 bp situs mtDNA COI
Puntius spp. yang variatif. Tamura dan Kumar (2002) menjelaskan bahwa beberapa
penyebab keragaman nukleotida disebabkan oleh adanya substitusi, delesi, dan
insersi. Sekuen DNA Puntius spp. yang telah dilakukan penyejajaran menunjukkan
beberapa situs yang mengalami insersi, delesi, maupun substitusi (Lampiran 6).
Pohon filogeni
Hasil konstruksi pohon filogeni mengelompokkan 7 jenis sampel Puntius spp.
dalam 2 kelompok yaitu kelompok ingroup (Puntius spp.) dan kelompok outgroup
(C. striata) (Gambar 6). Dua kelompok tersebut dipisahkan oleh jarak genetik
sebesar 0.100. Kelompok ingroup dibagi menjadi 2 subkelompok. Subkelompok
pertama terdiri dari P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 sedangkan subkelompok
kedua terdiri dari P. lateristriga, P. binotatus, P. gemellus, Puntius sp., dan P.
lineatus. Kedua subkelompok tersebut dipisahkan oleh jarak genetik sebesar 0.065.
P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 pada subkelompok pertama merupakan jenis yang
berkerabat sangat dekat karena diperoleh nilai bootstrap yang mencapai 100 dan
jarak genetik yang rendah, yaitu 0.003. Subkelompok kedua terdiri terbagi menjadi
2 kelompok kecil dengan jarak genetik 0.062. Anggota kelompok kecil pertama
yaitu P. lateristriga dan P. binotatus sedangkan anggota kelompok kecil kedua
adalah P. gemellus, Puntius sp. dan P. lineatus.
12
Posisi Puntius sp. terpisah dari P. lineatus dan P. gemellus dengan nilai
bootstrap 95. Puntius sp. diduga merupakan jenis yang berbeda dengan P. lineatus
dan P. gemellus karena jarak genetiknya menunjukkan nilai sebesar 0.055.
Pembagian selanjutnya menempatkan P. binotatus dan P. lateristriga dalam 1
kelompok dengan jarak genetik sebesar 0.056.
Gambar 6 Konstruksi pohon filogeni Puntius spp. dari sekuen 709 bp COI
Puntius spp. dengan metode NJ
Pada pohon filogeni, nilai bootstrap yang dihasilkan menunjukkan
kekonsistenan dari dua atau lebih data nukleotida yang dibandingkan. Jika
bootstrap dilakukan sebanyak 1000 kali maka ada 1000 kali pengulangan data
nukleotida untuk mendapatkan pohon filogeni. Semakin besar nilai bootstrap maka
kesamaan sekuen antara 2 sampel tersebut semakin tinggi. Nilai bootstrap dapat
mendukung jarak genetik yang dihasilkan antara sampel yang dibandingkan
(Pereira et al. 2013).
Keragaman morfologi dan molekuler
Keragaman meristik yang diamati sangat ditentukan oleh beberapa karakter
kunci yang mempengaruhi pola determinasi terhadap kelompok Puntius spp.
Seperti pada proses identifikasi, corak tubuh merupakan karakter yang paling
banyak menjadi penentu terhadap identitas Puntius spp. Corak tubuh dalam hal ini
mencakup pola garis atau pita serta warna dasar tubuh. P. gemellus, P. lineatus, dan
Puntius sp. terdeterminasi karena perbedaan pola garis pada sisi tubuhnya. P.
tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 juga terdeterminasi akibat perbedaan warna dasar
pada tubuh. Selain itu berdasarkan hasil analisis morfometri, faktor ukuran tubuh
yang paling mempengaruhi keragaman Puntius spp. adalah karakter N2 (panjang
kepala) dan N10 (panjang moncong).
Karakter morfometri yang dianalisis menggunakan analisis gerombol
menunjukkan bahwa P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 dipisahkan oleh jarak
ketidaksamaan morfometri sebesar 0.051 (Tabel 4). Namun demikian, keragaman
morfologi (meristik dan morfometri) yang terjadi pada skala kecil mungkin dapat
terjadi karena adanya perbedaan preferensi habitat (Pereira et al. 2011) dan
dikromatisme seksual (Aguirre et al. 2008). Oleh sebab itu, analisis mengenai
preferensi habitat dan dikromatisme seksual Puntius spp. diperlukan untuk
menunjang penelitian lebih lanjut mengenai keragaman Puntius spp.
13
Keragaman yang diperlihatkan oleh karakter molekuler (mtDNA COI)
Puntius spp. membagi sampel Puntius yang dianalisis menjadi 6 jenis dengan
menempatkan P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 dalam 1 kelompok. Nilai bootstrap
100 dan jarak genetik antara keduanya sebesar 0.003. Pernyataan mengenai P.
tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 sebagai 1 jenis yang sama didukung oleh penelitian
Pereira et al. (2011). Pereira et al. (2011) menjelaskan bahwa jika jarak genetik
antara 2 sampel ikan menghasilkan nilai kurang dari atau sama dengan 0.030 maka
keduanya dinyatakan sebagai jenis yang sama dan keragaman dapat terjadi pada
skala intrajenis. Sebaliknya, jika jarak genetik lebih dari 0.030 maka keduanya
merupakan jenis yang berbeda. Pernyataan tersebut berlaku juga terhadap Puntius
sp. yang diduga merupakan jenis baru dari Puntius. Hal ini dikarenakan jarak
genetik Puntius sp. dengan P. gemellus dan P. lineatus sebesar 0.055. Puntius sp.
yang ditemukan untuk sementara diberi nama Puntius sp. “Harapan”. Penamaan ini
digunakan untuk membedakannya dengan jenis Puntius baru yang ditemukan di
luar Hutan Harapan Jambi.
Hasil blastn (Tabel 8) menjelaskan tingkat kemiripan sekuen mtDNA COI
Puntius spp. yang dianalisis dengan data sekuen DNA pada Genbank. Tingkat
kemiripan (identities) dengan identitas jenis yang sesuai berkisar 96% hingga 97%.
Jenis yang tidak terdapat pada Genbank yaitu P. gemellus, P. lineatus, dan Puntius
sp. menunjukkan tingkat kemiripan kurang dari 96%. Hasil blastn P. tetrazona-1
dan P. tetrazona-2 menunjukkan nilai identities kurang dari 97% yaitu sebesar 96%.
Hal tersebut dimungkinkan karena jenis P. tetrazona pada Genbank berasal dari
lokasi yang berbeda, yaitu Singapura. Namun demikian, seperti yang dinyatakan
oleh Luca et al. (2008) bahwa tingkat kemiripan minimum dari sekuen COI di
antara anggota famili Cyprinidae termasuk Puntius spp. di dalamnya adalah 85%.
Semua jenis yang merujuk pada data hasil blastn Genbank merupakan anggota dari
famili Cyprinidae.
Tabel 8 Hasil blastn sekuen COI Puntius spp. terhadap data sekuen pada GenBank
No Jenis
5
Puntius binotatus
Puntius
tetrazona-1
Puntius
tetrazona-2
Puntius
lateristriga
Puntius gemellus*
6
Puntius lineatus*
7
Puntius sp.*
1
2
3
4
Jenis pada
GenBank
Puntius binotatus
Puntius tetrazona
Identities
(%)
97
96
Nomor
Lokasi
aksesi
JF764643.1 Malaysia
JF915651.1 Singapura
Puntius tetrazona
96
JF915651.1 Singapura
Puntius
lateristriga
Cyclocheilichthys
jantochir
Puntius
johorensis
Cyclocheilichthys
jantochir
96
JF764659.1 Malaysia
95
JF915567.1 Singapura
94
JF764691.1 Malaysia
86
JF915567.1 Singapura
(*) Jenis tersebut tidak terdapat dalam data GenBank
14
SIMPULAN
Keragaman Puntius spp. dari segi meristik sangat ditentukan oleh corak tubuh.
Keragaman Puntius spp. karakter morfometrinya dipengaruhi oleh ukuran tubuh N2
(panjang kepala) dan N10 (panjang moncong). Pohon filogeni dari analisis
morfometri menghasilkan 2 kelompok Puntius spp. dengan jarak morfometri 0.114.
Keragaman Puntius spp. yang dilihat berdasarkan runutan nukleotida mtDNA COI
memperlihatkan adanya 194 bp situs variatif dan 515 situs conserve. Pohon filogeni
berdasarkan sekuen mtDNA COI membentuk 2 kelompok Puntius spp. dengan
jarak genetik 0.065. Sebanyak 6 jenis Puntius berhasil diidentifikasi yaitu P.
binotatus, P. tetrazona, P. lateristriga, P. gemellus, P. lineatus, dan Puntius sp.
“Harapan”. Puntius sp. “Harapan” diduga merupakan jenis baru yang berasal dari
Hutan Harapan Jambi.
DAFTAR PUSTAKA
Aguirre WE, Ellis KE, Kusenda M, Bell MA. 2008. Phenotypic variation and sexual
dimorphism in anadromous threespine stickleback: implications for postglacial
adaptive radiation. Biol Journ of the Linn Soc. 95: 455-478.
Avise JC. 1994. Molecular Markers, Natural History, and Evolution. New York
(US): Chapman and Hall.
Froese R, Pauly D. 2013. Species 2000 and ITIS Catalogue of Life, 2013 Annual
Checklist. Roskov Y, Kunze T, Paglinawan L, Orrell T, Nicolson D, Culham A,
Bailly N, Kirk P, Bourgoin T, Baillargeon G, Hernandez F, De Wever A, editor.
Reading (UK): Species 2000.
Hajibabaei M, Singer GAC, Elizabeth CL, Hebert PDN. 2007. Design and
applicability of DNA barcodes in biodiversity monitoring. J BMC Biol. 5: 1-7.
Haryono. 2005. Morphological comparison among striped Puntius (Pisces:
Cyprinidae) from Indonesia. Biodiversitas 6: 55-58.
Hebert PDN, Cywinska A, Ball SL, Waard JR. 2003. Biological identification
through DNA barcodes. Biol Scien. 270: 313-321.
Hubbs CL, Lagler KF. 1958. Fishes of The Great Lakes Region. Michigan (US):
University of Michigan Pr.
Jayaram KC. 1991. Revision of the genus Puntius Hamilton from the Indian region
(Pisces: Cypriniformes: Cyprinidae: Cyprininae). Occasional Paper, Records of
the Zoological Survey of Indian 135: 178.
Kottelat M, Whitten AJ, Kartikasari SN, Wirjoatmodjo S. 1993. Freshwater Fishes
of Western Indonesia and Sulawesi. Singapore (SG): Periplus.
Kottelat M, Whitten T. 1996. Freshwater Biodiversity in Asia with Special
Reference to Fish. Washington (US): The World Bank.
Luca C, Dudu AA, Luca AA, Dinischiotu, Costache M. 2008. Phylogenetic
relationships of Cyprinidae (Teleostei: Cypriniformes) inferred from the COX1
gene sequences. Stud Univer. 18: 175-180.
15
Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2011. Sidik Peubah Ganda. Bogor (ID): Departemen
Statistika Institut Pertanian Bogor.
Moghaddam FY, Aliabadian M, Daud SK, Seifali M. 2012. Molecular phylogeny
of the Puntius (Hamilton 1822) based on nuclear gene RAG2. Prog in Biol Sci.
2: 66-75.
Muchlisin ZA, Azizah S. 2009. Diversity and distribution of freshwater fishes in
Aceh Water, Northern Sumatra. Indonesia. J of Zool Researc. 5: 62-79.
Nei M, Kumar S. 2000. Molecular Evolution and Phylogenetics. New York (US):
Oxford University Pr.
Nelson JS. 1994. Fishes of the World. 3rd ed. New York (US): J Wiley and Sons.
Pereira LH, Pazian MF, Hanner R, Foresti F, Oliveira C. 2011. DNA barcoding
reveals hidden diversity ih the Neotropical freshwater: fish Piabina argentea
(Characiformes: Characidae) from Upper Parana Basin in Brazil. Mitochon DNA.
22: 87-96.
Pereira LH, Hanner R, Foresti F, Oliveira C. 2013. Can DNA barcoding accurately
discriminate megadiversity Neotropical freshwater fish fauna?. BMC Gen. 14:
1-14.
Pethiyagoda R, Meegaskumbura, Maduwage K. 2012. A synopsis of the South East
Asian fishes referred to Puntius (Pisces: Cyprinidae). Ichtyol Explor Freshwat.
23: 69-95.
Saitou N, Nei M. 1987. The neighbor joining method: a new method for
reconstructing phylogenetic trees. Mol Biol Evol. 4: 406-425.
Soewardi K, Rachmawati R, Bengen DG, Affandi R. 1995. Penelusuran varietas
ikan gurame, Osphronemus gouramy, Lacepede, dengan menggunakan analisis
komponen utama. Jurnal Ilmu-ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia 3: 1-15.
Solimun. 2013. Pengukuran Variabel Laten: Model Indikator Refleksif dan
Formatif. Malang (ID): Departemen Statistika Universitas Brawijaya.
Sukmono T, Solihin DD, Rahardjo MF, Affandi R. 2013. Keanekaragaman ikan di
Harapan Rainforest Jambi: eksplorasi pendahuluan. Di dalam: Simanjuntak
CPH, Rahardjo MF, Zahid A, Hadie W, Haryono, editor. Keanekaragaman Ikan:
Konservasi dan Pengelolaan bagi Kesejahteraan Masyarakat Pesisir. Seminar
Nasional Ikan VII; 2012 Jun 12; Makassar, Indonesia. Bogor (ID): Pusat
Penelitian Biologi LIPI. Hlm 419-430.
Sukmono T, Solihin DD, Rahardjo MF, Affandi R. 2014. Iktiofauna hutan tropis
dataran rendah, Hutan Harapan Jambi. J Ikhtiol Indones, siap terbit.
Supranto J. 2004. Analisis Multivariat: Arti dan Interpretasi. Jakarta (ID): Rineka
Cipta.
Taki Y, Katsuyama A, Urushida T. 1978. Comparative morphology and
interspecific relationship of the Cyprinids genus Puntius. Jap Journ of Ichtyol.
25: 1-8.
Tamura K, Peterson P, Peterson N, Nei M, Kumar S. 2011. MEGA 5: molecular
evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance,
and maximum parsimony methods. Mol Biol Evol. 28: 2731-2739.
Tamura K, Kumar S. 2002. Evolutionary distance estimation under heterogeneous
substitusion pattern among lineages. Mol Biol Evol. 19: 1727-1736.
Ward RD, Zemlak TS, Innes BH, Last PR, Hebert PDN. 2005. DNA barcoding
Australia’s fish species. Biol Scien. 360: 1847–1857.
Wargasasmita S. 2002. Ikan air tawar Sumatra yang terancam punah. J Ikhtiol
Indones. 2: 41-49.
16
Weber M, Beaufort LF. 1916. The Fishes of Indo-Australian Archipelago III.
Leiden (NL): EJ Brill.
17
LAMPIRAN
18
Lampiran 1 Gambar sampel Puntius spp.
P. binotatus, berjumlah 30 ekor
Puntius binotatus
“Harapan”)
Puntius lineatus
P. tetrazona-1, berjumlah 30 ekor
PUNTIUS
SP.(P.
sp.
Puntius gemellus
P. tetrazona-2, berjumlah 9 ekor
P. lateristriga, berjumlah 30 ekor
P. gemellus, berjumlah 30 ekor
P. lineatus, berjumlah 10 ekor
Puntius sp., berjumlah 5 ekor
19
Lampiran 2 Tahapan proses ekstraksi DNA berdasarkan protokol Qiagen
1. Hasil cacahan dimasukkan ke dalam tabung mikro dan ditambahkan larutan
PBS (phosphate buffer saline) sebanyak 500 μL, buffer ATL 180 μL, dan
enzim proteinase-k 20 μL.
2. Campuran dihomogenisasi dengan mesin vortex dan diinkubasi pada suhu
56 oC selama 10 menit.
3. Campuran pada tabung ditambahkan bufer AL.
4. Homogenisasi dengan mesin vortex dan diinkubasi pada suhu 56 oC selama
10 menit.
5. Campuran diangkat setelah selesai inkubasi dan ditambahkan etanol absolut
sebanyak 200 μL lalu dihomogenisasi dengan mesin vortex.
6. Campuran dalam tabung mikro dipindahkan ke dalam mini spin column
sebanyak 800 μL.
7. Pemisahan sentrifugal dengan mesin sentrifuse pada 8000 rpm selama 1
menit. Sentrifus dilakukan pada 8000 rpm.
8. Tabung koleksi dibuang dan mini spin column ditempatkan pada tabung
koleksi.
9. Bufer AW1 sebanyak 500 μL ditambahkan dan disentrifus selama 1 menit
pada 8000 rpm selama 1 menit.
10. Tabung koleksi dibuang kembali dan mini spin column ditempatkan pada
tabung koleksi, kemudian ditambahkan 500 μL bufer AW2.
11. Sentrifus selama 3 menit pada 13300 rpm untuk mengeringkan membran
DNeasy.
12. Tabung koleksi dibuang dan mini spin column ditempatkan ke dalam tabung
vial ukuran 1.5 ml.
13. Sebanyak 100 μL bufer AE dipipet ke dalam membran DNeasy. Inkubasi
pada suhu ruang selama 2 menit dan sentrifuse selama 1 menit pada 8000
rpm untuk mengelusi.
14. Hasil DNA genom adalah sebanyak 100 μL.
20
Lampiran 3 Tahapan proses purifikasi DNA berdasarkan protokol Qiagen
1. DNA hasil perbanyakan pada gel agarose 1 % dipotong di area gel cutter
(BioRad) menggunakan bantuan sinar UV.
2. Potongan gel yang berisi DNA kemudian dimasukkan ke dalam tabung
mikro.
3. Tabung ditambahkan bufer QG sebanyak 3 kali volume gel agarosa.
4. Inkubasi selama 10 menit pada suhu 50 oC.
5. Pada tabung tersebut lalu ditambahkan isopropanol sebanyak 1 kali volume
gel agarosa.
6. Campuran bufer isopropanol, bufer QG, dan gel agarosa yang telah larut
dimasukkan ke dalam kolom membran kemudian disentrifugasi dengan
kecepatan 13000 rpm selama 1 menit.
7. Cairan yang tertampung di bagian bawah kolom dibuang.
8. Kolom ditambahkan bufer QG 500 μL kemudian kolom disentrifugasi
dengan kecepatan 13000 rpm selama 1 menit.
9. Cairan yang tertampung di bagian bawah dibuang dan kolom filter dipindah
ke kolom penampung baru.
10. Pada kolom membran kemudian ditambahkan bufer PE sebanyak 750 μL
selanjutnya disentrifugasi dengan kecepatan 13000 rpm selama 1 menit.
11. Kolom membran dipindahkan ke tabung vial dan ditambahkan nuclease free
water (NFW) 50 μL.
12. Campuran diinkubasi pada suhu kamar selama 1 menit.
13. Campuran siap untuk running elektroforesis menggunakan loading dye.
14. Elektroforesis dilakukan selama 30 menit pada tegangan konstan 100 volt.
15. Untuk memastikan kualitas, DNA dielektroforesis dan divisualisasi.
Lampiran 4 Data nilai rata-rata 14 ukuran relatif Puntius spp.
Jenis
P. binotatus
P. tetrazona-1
P. tetrazona-2
P. gemellus
P. lineatus
P. lateristriga
Puntius sp.
C. striata
N1
1.331
1.302
1.292
1.264
1.293
1.321
1.275
1.215
N2
0.283
0.294
0.296
0.263
0.268
0.311
0.275
0.306
N3
0.081
0.087
0.108
0.074
0.073
0.070
0.118
0.070
N4
0.090
0.110
0.100
0.096
0.087
0.079
0.080
0.052
N5
0.095
0.112
0.115
0.093
0.093
0.089
0.091
0.086
N6
0.524
0.510
0.485
0.468
0.486
0.488
0.481
0.351
N7
0.218
0.174
0.185
0.131
0.169
0.181
0.181
0.634
N8
0.216
0.200
0.200
0.218
0.234
0.229
0.237
0.102
N9
0.206
0.224
0.219
0.174
0.187
0.198
0.195
0.187
N10
0.202
0.221
0.235
0.189
0.203
0.195
0.195
0.122
N11
0.194
0.162
0.162
0.131
0.134
0.150
0.157
0.108
N12
0.151
0.164
0.142
0.160
0.171
0.152
0.188
0.104
N13
0.155
0.158
0.150
0.131
0.132
0.142
0.129
0.104
N14
0.369
0.453
0.431
0.307
0.325
0.392
0.321
0.190
21
22
Lampiran 5 Tabel eigenvalue 14 ukuran relatif Puntius spp.
Parameter
Eigenvalue
Keragaman (%)
Kumulatif (%)
PC1
8.861
63.291
63.291
PC2
2.608
18.629
81.920
PC3
1.258
8.987
90.907
PC4
0.841
6.005
96.911
PC5
0.231
1.647
98.558
PC6
0.136
0.968
99.527
PC7
0.066
0.473
100
Lampiran 6 Penyejajaran berganda mtDNA COI Puntius spp. (709 bp)
23
24
Lampiran 6 (Lanjutan)
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kebumen pada tanggal 13 Oktober 1993 dari ayah
Suwarso dan ibu Tuti Wihantari. Penulis adalah putra pertama dari 2 bersaudara.
Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Cikampek dan pada tahun yang sama
penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan
Seleksi Masuk IPB dan diterima di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum
Kimia Dasar TPB pada semester genap tahun 2013, asisten praktikum Biologi
Dasar TPB pada semester ganjil tahun 2013, asisten praktikum Biologi Dasar Kelas
Ekstensi Gizi pada semester ganjil tahun 2013, asisten praktikum Genetika Dasar
pada semester ganjil tahun 2013, dan asisten praktikum Fisiologi Tumbuhan
semester genap 2014. Penulis juga aktif dalam membimbing dan mengajar privat
mata kuliah Biologi Dasar dan Genetika untuk mahasiswa serta mengajar privat
Biologi SMA, dan Matematika SMP. Penulis juga aktif sebagai anggota Divisi
Biosains Himabio IPB tahun 2012 dan anggota Divisi Pengembangan Sumber Daya
Mahasiswa Himabio IPB 2013. Bulan Juni-Juli 2013, penulis melaksanakan Praktik
Lapangan di Balai Pelestarian Situs Manusia Purba Sangiran, Sragen, Jawa Tengah
dengan judul Manajemen dan Penerapan Biopaleontologi terhadap fosil Bivalvia
dan Mamalia di Balai Pelestarian Situs Manusia Purba Sangiran.
Penulis aktif mengikuti lomba karya tulis ilmiah tingkat mahasiswa di
antaranya PKM-GT tahun 2012 dan Lomba Karsa Cipta Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam tahun 2012. Penulis juga sering tampil sebagai Master of
Ceremony di beberapa acara besar di tingkat Departemen dan pernah membawa
Departemen Biolgi sebagai juara ketiga sepakbola dalam kompetisi olahraga dan
seni FMIPA (SPIRIT 2014). Penulis pernah tampil juga sebagai pengisi acara
Welcome Party asrama Tingkat Persiapan Bersama IPB tahun 2010, Farewell Party
asrama Tingkat Persiapan Bersama IPB tahun 2011, Genus OMDA Tatar Sunda
Jawa Barat tahun 2011, serta tampil sebagai maskot Panda FMIPA di gelaran Spirit
FMIPA tahun 2013 dan Olimpiade Mahasiswa IPB tahun 2013. Catatan prestasi
terpenting penulis adalah ketika meraih juara 1 dan 3 dengan membawa nama kelas
B11 TPB di cabang Sepeda Hias dalam Lomba Olahraga Tradisional IPB tahun
2010.
DI HUTAN HARAPAN JAMBI
ARREZA HAMSYAH FERNANDA
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Keragaman Jenis
Puntius spp. asal Perairan di Hutan Harapan Jambi 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, September 2014
Arreza Hamsyah Fernanda
NIM G34100037
ABSTRAK
ARREZA HAMSYAH FERNANDA. Keragaman Jenis Puntius spp. asal Perairan
di Hutan Harapan Jambi. Dibimbing oleh DEDY DURYADI SOLIHIN dan TEDJO
SUKMONO.
Jenis Puntius spp. memperlihatkan pertambahan yang signifikan setiap
tahunnya karena adanya jenis baru yang ditemukan. Penggunaan data molekuler
diharapkan dapat memperkuat dalam menentukan dan mengungkap adanya jenis
kriptik dan jenis baru dari Puntius di wilayah Hutan Harapan Jambi. Penelitian ini
dilakukan untuk mengetahui tingkat keragaman Puntius spp. berdasarkan karakter
morfologi dan molekuler. Pengambilan data morfologi dilakukan dengan
mengidentifikasi karakter meristik dan mengukur karakter morfometri. Data
molekuler diperoleh dengan menganalisis gen mitokondria cytochrome c oxidase
subunit I (COI) secara parsial sebagai barcode. Jenis Puntius yang teridentifikasi di
antaranya Puntius binotatus, Puntius tetrazona, Puntius lateristriga, Puntius
gemellus, Puntius lineatus, dan Puntius sp. “Harapan”. Penentuan jenis tersebut
didasarkan atas identifikasi corak tubuh dengan diperkuat oleh data molekuler.
Hasil analisis morfometri menunjukkan pembagian Puntius spp. dalam 2 kelompok
pada pohon filogeni dengan sebesar 0.114. Perbedaan nukleotida berkisar antara 4
bp hingga 118 bp dari total 709 bp.
Kata kunci: cytochrome c oxidase subunit I (COI), keragaman, morfologi, pohon
filogeni, Puntius spp.
ABSTRACT
ARREZA HAMSYAH FERNANDA. Diversity of Puntius spp. from body water
in Harapan Rainforest Jambi. Supervised by DEDY DURYADI SOLIHIN and
TEDJO SUKMONO.
The species of Puntius spp. showed a significant increase each year because of
the new species addition. The use of molecular data was expected to strengthen in
the disclosure and determination of new species and cryptic species of Puntius spp.
in Harapan Rainforest Jambi. This research was conducted to determine the Puntius
spp. diversity based on morphological and molecular characteristics. The
morphological data obtained by identifying the meristic characters and measuring
the morphometric characters. The molecular data obtained by analyzing the
mitochondrial gene cytochrome c oxidase subunit I (COI) partially as barcode. The
species of Puntius that has been identified were Puntius binotatus, Puntius
tetrazona, Puntius lateristriga, Puntius gemellus, Puntius lineatus, and Puntius sp.
“Harapan”. Species determination was based on the identification with the body
style reinforced by molecular data. The results of morphometric analysis showed
that the distribution of Puntius spp. divided in 2 clades in phylogeny tree with
distance is 0.114. Nucleotide differences ranged from 4 bp to 118 bp from the total
709 bp.
Keywords: cytochrome c oxidase subunit I (COI), diversity, morphology,
phylogeny tree, Puntius spp.
KERAGAMAN JENIS Puntius spp. ASAL PERAIRAN DI
HUTAN HARAPAN JAMBI
ARREZA HAMSYAH FERNANDA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi : Keragaman Jenis Puntius spp. asal Perairan di Hutan Harapan
Jambi
Nama
: Arreza Hamsyah Fernanda
NIM
: G34100037
Disetujui oleh
Dr Ir Dedy Duryadi Solihin, DEA
Pembimbing I
Tedjo Sukmono, SSi, MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana, MSi
Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya
sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang
dilaksanakan sejak bulan Oktober 2013 hingga Mei 2014 ini adalah
keanekaragaman ikan, dengan judul Keragaman Jenis Puntius spp. asal Perairan di
Hutan Harapan Jambi.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr Ir Dedy Duryadi Solihin,
DEA dan Bapak Tedjo Sukmono, SSi, MSi selaku pembimbing, Bapak Prof Dr Ir
Alex Hartana MSc selaku penguji serta Bapak Dr Uus Saepuloh SSi, MBiomed
yang telah banyak memberi ilmu dan saran serta kesempatan untuk melaksanakan
penelitian di Laboratorium Bioteknologi Pusat Studi Satwa Primata. Penghargaan
penulis sampaikan kepada Bapak Ramdan, Ibu Elis, dan Ibu Sela dari Pusat Studi
Satwa Primata IPB, Bapak Alfred dan Bapak Taher dari Program Pasca Sarjana
Biosains Hewan IPB, Helmiyati dari Departemen Gizi IPB serta teman-teman di
Laboratorium Biologi Molekuler PAU IPB yang telah membantu selama penelitian.
Ungkapan terima kasih khusus disampaikan kepada ayah, ibu, seluruh keluarga,
dan teman-teman IPB angkatan 2010 atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga skripsi ini bermanfaat.
Bogor, September 2014
Arreza Hamsyah Fernanda
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Tujuan Penelitian
2
METODE
2
Bahan
3
Alat
3
Prosedur Pelaksanaan Penelitian
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
7
SIMPULAN
14
DAFTAR PUSTAKA
14
LAMPIRAN
17
DAFTAR TABEL
1
2
3
4
5
6
7
8
Karakter meristik untuk identifikasi Puntius spp.
Karakter morfometri yang diukur
Penghitungan ukuran tubuh relatif Puntius spp.
Matriks jarak morfometri
Factor loading atribut ukuran tubuh relatif
Matriks perbedaan nukleotida (bp) p-distance gen COI Puntius spp.
Matriks jarak genetik p-distance gen COI Puntius spp.
Hasil blastn sekuen COI Puntius spp. terhadap data sekuen pada GenBank
3
4
5
8
9
11
11
13
DAFTAR GAMBAR
1 Skema pengukuran terhadap sampel
5
2 Kunci identifikasi Puntius spp.
7
3 Pohon filogeni hubungan kekerabatan jenis Puntius spp. berdasarkan analisis
morfometri 14 ukuran tubuh relatif
8
4 Hasil amplifikasi gen COI dalam gel agarosa 1.8 %
10
5 Posisi penempelan primer fish F1 dan fish R1
10
6 Konstruksi pohon filogeni Puntius spp. dari sekuen 709 bp COI Puntius spp.
dengan metode NJ
12
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
Gambar sampel Puntius spp.
Tahapan proses ekstraksi DNA berdasarkan protokol Qiagen
Tahapan proses purifikasi DNA berdasarkan protokol Qiagen
Data nilai rata-rata 14 ukuran relatif Puntius spp.
Tabel eigenvalue 14 ukuran relatif Puntius spp.
Penyejajaran berganda mtDNA COI Puntius spp. (709 bp)
18
19
20
21
22
23
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Indonesia memiliki kekayaan jenis ikan yang sangat tinggi. Sebanyak 8500
jenis ikan diperkirakan hidup di wilayah perairan Indonesia. Jumlah tersebut
merupakan 45% dari total jenis ikan yang ada di dunia. Kottelat dan Whitten (1996)
menyebutkan bahwa dari total 8500 jenis ikan, 1300 jenis di antaranya menempati
wilayah perairan tawar. Menurut Wargasasmita (2002) terdapat 589 jenis ikan air
tawar penghuni ekosistem perairan tawar Sumatera dengan 58 jenis termasuk
kelompok ikan endemik dan 14 jenis terancam punah. Tempat-tempat yang
berpotensi menghadirkan keanekaragaman ikan air tawar di antaranya sungai, rawa,
dan danau yang terdapat di kawasan Hutan Harapan Jambi yang menjadi lokasi
pengambilan sampel dalam penelitian ini.
Hutan Harapan merupakan kawasan restorasi ekosistem pertama dan terbesar
pada areal hutan hujan tropis di Indonesia. Arealnya merupakan bekas wilayah hak
pengelolaan hutan (HPH) PT Asialog dan PT Inhutani V. Kawasan Hutan Harapan
memiliki berbagai tipe ekosistem perairan seperti sungai besar berarus lemah,
danau, dan rawa banjiran. Kerusakan ekosistem di kawasan ini kemudian
mengalami proses pemulihan dari kegiatan restorasi yang secara langsung dapat
mempengaruhi struktur dan komposisi hewan termasuk ikan air tawar yang terdapat
di dalamnya. Namun, penelitian yang membahas mengenai keanekaragaman ikan
air tawar di Hutan Harapan Jambi masih sedikit dilakukan (Sukmono et al. 2013).
Muchlisin dan Azizah (2009) menjelaskan bahwa degradasi habitat
menyebabkan turunnya kekayaan jenis dan keanekaragaman ikan. Eksplorasi
biodiversitas ikan air tawar di Hutan Harapan Jambi dilakukan dalam mendukung
kegiatan restorasi dan konservasi. Salah satu marga ikan di Hutan Harapan Jambi
yang patut mendapat perhatian untuk dianalisis keragamannya adalah Puntius
(Sukmono et al. 2013).
Puntius adalah marga ikan air tawar yang termasuk dalam ordo
Cypriniformes dan famili Cyprinidae (Nelson 1994). Puntius termasuk bagian
terbesar dari ikhtiofauna yang terdapat di Asia Tenggara dengan variasi dalam corak
tubuh dan ukuran (Moghaddam et al. 2012). Secara geografis, keragaman marga
Puntius tersebar di wilayah Asia tropis. Jayaram (1991) melaporkan bahwa Puntius
memiliki keragaman berjumlah 53 jenis yang terdistribusi di seluruh India, Nepal,
Bangladesh, Sri Lanka, Myanmar, Thailand, Semenanjung Malaya, kepulauan di
Asia Tenggara, dan China bagian selatan. Jumlah jenis Puntius spp.
memperlihatkan pertambahan yang signifikan setiap tahunnya karena adanya jenis
baru yang ditemukan (Pethiyagoda et al. 2012). Froese dan Pauly (2013) mencatat
bahwa jumlah jenis Puntius di dunia mencapai 139 jenis. Weber dan Beaufort
(1916) menandaskan bahwa Indonesia sebagai negara di wilayah distribusi Puntius
mempunyai kekayaan Puntius sebanyak 33 jenis.
Puntius umumnya dimanfaatkan sebagai ikan hias atau konsumsi. Puntius
mempunyai karakter khas yaitu adanya 2 pasang sungut (Nelson 1994). Selain itu
pada jenis anggota marga Puntius dicirikan oleh karakter sisik yang mempunyai
proyeksi dari pusat ke pinggir yang nampak seperti jari-jari pada roda, jari-jari yang
2
ke arah samping tidak melengkung ke belakang, dan tidak terdapat tonjolan keras
(Kottelat et al. 1993).
Hasil temuan Puntius spp. di Hutan Harapan Jambi oleh Sukmono et al.
(2014) menjelaskan adanya kemiripan morfologi pada beberapa jenis. Berdasarkan
kemiripan karakter morfologinya, jenis-jenis tersebut adalah Puntius gemellus,
Puntius lineatus, dan Puntius sp. yang sama-sama memiliki pola garis horizontal
yang berjumlah 5 pada sisi tubuh.
Seiring dengan perkembangan di bidang biologi molekuler, kajian mengenai
identifikasi dan filogenetika secara molekuler pun dikembangkan mengingat data
morfologi tidak cukup kuat untuk menjadi satu-satunya dasar klasifikasi. Hal
tersebut perlu dilakukan karena organisme yang berkerabat jauh dapat memiliki
morfologi yang serupa (jenis kriptik) akibat adanya proses adaptasi maupun evolusi
sehingga berpeluang menimbulkan kesalahan dan konflik taksonomi. Penggunaan
data molekuler diharapkan dapat memperkuat dalam menentukan dan mengungkap
adanya jenis kriptik dan jenis baru dari Puntius di wilayah Hutan Harapan Jambi
(Avise 1994).
Salah satu cara yang digunakan untuk melihat keragaman dan identitas suatu
jenis di tingkat molekuler adalah dengan menganalisis gen mitokondria cytochrome
oxidase subunit I (COI) secara parsial sebagai DNA barcode (Hebert et al. 2003).
DNA barcoding menggunakan gen COI dapat memberikan metode yang efisien
untuk identifikasi pada tingkat jenis serta berperan penting dalam penelitian
taksonomi dan keanekaragaman hayati (Hajibabaei et al. 2007).
Upaya untuk menganalisis keragaman berbagai jenis Puntius spp. dirasa perlu
guna mengetahui identitas dan pola kekerabatan jenis-jenis yang secara morfologi
menunjukkan kemiripan. Analisis keragaman jenis Puntius spp. tersebut dilakukan
dengan menerapkan metode identifikasi morfologi dan identifikasi molekuler.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menganalisis keragaman dan kekerabatan ikan jenis
Puntius spp. yang berasal dari perairan di Hutan Harapan Jambi berdasarkan
karakter morfologi dan molekuler.
METODE
Penelitian dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Pusat Studi Satwa
Primata dan Laboratorium Biologi Makro Departemen Manajemen Sumber Daya
Perairan Institut Pertanian Bogor. Dua jenis pendekatan yang digunakan dalam
penelitian ini adalah identifikasi morfologi dan DNA barcoding. Metode
identifikasi morfologi dilakukan dengan menganalisis identitas berdasarkan
karakter meristik dan morfometri Puntius spp. Metode DNA barcoding
menggunakan gen COI dilakukan untuk mendapatkan data identitas genetik
masing-masing jenis.
3
Bahan
Bahan utama yang digunakan adalah sampel jenis Puntius spp. yang
merupakan koleksi Tedjo Sukmono hasil eksplorasi di Hutan Harapan Jambi pada
tahun 2012 dan 2013. Sampel jenis Puntius spp. yang dikumpulkan untuk dianalisis
secara morfologi berjumlah 144 ekor sedangkan sampel yang dianalisis secara
molekuler berjumlah 7 ekor.
Bahan pendukung penelitian yang digunakan adalah kit ekstraksi, kit
purifikasi, phosphate buffer saline (PBS), etanol absolut, etanol 70%, master mix
PCR, Primer FishF1 (forward) (5’-TCAACCAACCACAAAGACATTGGCAC‘3) dan FishR1 (reverse) (5’-TAGACTTCTGGGTGGCCAAAGAATCA-’3)
(Ward et al. 2005), nuclease free water, gel agarose, bufer 1x TAE, ladder, loading
dye, isopropanol, dan etidium bromida.
Alat
Peralatan yang digunakan untuk pengukuran morfometri adalah kaliper
dengan ketelitian 0.01 mm, pinset, pisau, loop, dan plastik sampel. Alat-alat seperti
inkubator, laminar cabinet, tabung ependorf, mesin PCR, mesin elektroforesis,
mesin sentrifuse, pipet mikro, mesin vortex, pemanas air, gel doc UV, tabung mikro,
tabung 1.5 mL, tabung sentrifuse, dan tabung screw up digunakan untuk analisis
molekuler.
Prosedur Pelaksanaan Penelitian
Identifikasi karakter meristik jenis Puntius spp.
Sampel Puntius spp. dianalisis berdasarkan 4 karakter meristik (Kottelat et
al. 1993; Weber dan Beaufort 1916). Empat karakter tersebut terdiri dari jumlah
sungut, corak tubuh, sisik melintang badan, dan bentuk gurat sisi (Tabel 1).
Tabel 1 Karakter meristik untuk identifikasi Puntius spp.
No
1
2
Karakter
Jumlah sungut
Corak tubuh
3
Sisik melintang
badan
4
Bentuk gurat sisi
Keterangan
Banyaknya sungut pada bagian moncong.
Jumlah dan pola garis atau pita berwarna hitam yang ada
pada sisi tubuh serta warna dasar tubuh.
Banyaknya sisik diatas gurat sisi hingga pangkal sirip
punggung dan di bawah gurat sisi hingga pangkal sirip
perut.
Sempurna atau tidak sempurna.
Setiap sampel yang telah ditentukan karakternya kemudian dikelompokkan
berdasarkan kemiripan morfologi. Anggota pada setiap kelompok tidak ditentukan
batas minimumnya. Hal ini diterapkan karena jumlah sampel yang dikoleksi
terbatas sehingga memungkinkan jumlah anggota pada setiap kelompok berbedabeda.
4
Pengukuran karakter morfometri
Sampel yang telah dikelompokkan dari proses identifikasi kemudian diukur
karakter morfometrinya. Karakter yang diukur dari setiap sampel meliputi 15
karakter (Hubbs dan Lagler 1958) (Tabel 2). Lima belas karakter diterapkan pada
pengukuran tubuh Puntius spp. (Haryono 2005) (Gambar 1)
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Tabel 2 Karakter morfometri yang diukur
Karakter
Keterangan
Panjang total (PT)
Ukuran tubuh terpanjang, diukur dari mulai
moncong terdepan hingga ujung sirip ekor
paling belakang.
Panjang baku (PB)
Jarak antara moncong terdepan hingga pangkal
sirip ekor.
Panjang kepala (PK)
Jarak antara antara moncong terdepan hingga
bagian paling belakang operkulum.
Lebar kepala (LK)
Jarak paling lebar antara kedua operkulum.
Tinggi badan (TB)
Jarak tertinggi antara bagian pangkal awal sirip
punggung dengan bagian perut pangkal awal
sirip perut.
Panjang depan sirip Jarak antara ujung moncong terdepan hingga
punggung (PDP)
awal sirip punggung.
Panjang pangkal sirip Jarak antara pangkal jari-jari pertama dengan
punggung (PPP)
jari-jari sirip terakhir pada sirip punggung.
Panjang sirip dada (PSD) Jarak antara pangkal sirip hingga jari-jari
terpanjang pada sirip dada.
Panjang sirip perut (PSP) Jarak antara pangkal sirip hingga jari-jari sirip
terpanjang pada sirip perut.
Panjang moncong (PM) Jarak antara ujung moncong terdepan hingga
sisi terdepan diameter mata.
Diameter mata (DM)
Jarak terlebar dari mata.
Tinggi pangkal ekor Jarak bagian yang paling rendah dari pangkal
(TPE)
ekor.
Tinggi sirip punggung Jarak antara pangkal hingga ke ujung jari-jari
(TSP)
sirip punggung terpanjang.
Tinggi sirip dubur (TSD) Jarak antara pangkal hingga ke ujung jari-jari
sirip dada terpanjang.
Panjang pangkal ekor Jarak antara bagian terakhir dari pangkal sirip
(PPE)
dubur hingga pertengahan pangkal sirip ekor.
5
Gambar 1 Skema pengukuran terhadap sampel
Data morfometri 15 karakter pada setiap sampel kemudian dihitung nilai
rata-ratanya per kelompok yang telah ditentukan. Nilai rata-rata digunakan sebagai
ukuran pemusatan data karena jumlah anggota Puntius spp. pada setiap kelompok
berbeda. Data morfometri rata-rata selanjutnya dibuat dalam bentuk ukuran tubuh
relatif mengacu pada Soewardi et al. (1995). Ukuran tubuh relatif dibuat untuk
mengatasi ketimpangan data yang dihasilkan dari 15 karakter morfometri akibat
adanya perbedaan umur dan jenis kelamin pada sampel Puntius spp. Ukuran tubuh
relatif diperoleh dengan membagi seluruh peubah karakter morfometri dengan
karakter panjang baku (PB), sehingga data yang dihasilkan menjadi 14 peubah
(Tabel 3). Ukuran tubuh relatif tersebut kemudian diolah dengan analisis gerombol
dan analisis komponen utama (PCA).
Tabel 3 Penghitungan ukuran tubuh relatif Puntius spp.
Peubah
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
Ukuran tubuh relatif
PT/PB
PK/PB
PM/PB
DM/PB
LK/PB
PDP/PB
PPP/PB
Peubah
N8
N9
N10
N11
N12
N13
N14
Ukuran tubuh relatif
TSP/PB
PSD/PB
PSP/PB
TSD/PB
PBE/PB
TBE/PB
TB/PB
Identifikasi karakter molekuler
1. Isolasi dan ekstraksi DNA Sampel jaringan diisolasi dari otot sirip dada
sebelah kanan sebanyak 7 sampel Puntius spp. Selanjutnya dilakukan
pencacahan dengan pisau. Proses ekstraksi DNA menggunakan kit ekstraksi
DNeasy dari Qiagen. Ekstraksi mengikuti protokol dari kit ekstraksi
(Lampiran 2).
2. Amplifikasi DNA Amplifikasi ruas gen COI dilakukan dengan metode
Polymerase Chain reaction (PCR) pada mesin Thermocycler Biorad
6
menggunakan primer FishF1 (forward) dan primer FishR1 (reverse) yang
menghasilkan segmen berukuran 657 bp. Reaksi PCR dilakukan dalam
volume 25 μL yang berisi master mix PCR (12.5μL), primer FishF1 (1 μL),
primer FishR1 (1 μL), nuclease free water (5.5 μL), dan DNA template (5
μL). PCR dilakukan sesuai dengan metode amplifikasi Hebert et al. (2003)
yang telah dimodifikasi, yaitu pra denaturasi pada suhu 94 oC selama 5 menit,
denaturasi pada suhu 94 oC selama 30 detik, annealing pada suhu 52 oC
selama 30 detik, ekstensi pada suhu 72 oC selama 30 detik dilakukan
sebanyak 40 siklus, serta tahap pascaekstensi dengan suhu 72 oC selama 5
menit.
3. Visualisasi DNA hasil amplifikasi DNA hasil amplifikasi kemudian
dianalisis dengan elektroforesis pada gel agarosa 1.8%. Proses elektroforesis
menggunakan tegangan konstan 100 volt selama 45 menit. Hasil
elektroforesis selanjutnya divisualisasi menggunakan Gel Doc UV. Hasil
positif memperlihatkan pita DNA yang teramplifikasi sekitar sekitar 700 bp.
4. Purifikasi DNA hasil amplifikasi DNA hasil PCR yang sesuai dengan
target kemudian dilakukan purifikasi. Purifikasi mengikuti protokol yang
tertera pada kit purifikasi dari Qiagen (Lampiran 3).
5. Sekuensing DNA hasil amplifikasi Proses sekuensing dilakukan di First
BASE Laboratories Inc. Malaysia. Sekuen yang diperoleh dari hasil
sekuensing dalam 2 bentuk yaitu sekuen forward dan sekuen reverse.
Analisis data morfometri
Data ukuran tubuh relatif dari setiap kelompok Puntius spp. selanjutnya
digunakan untuk menjelaskan identitas, keragaman, dan pola kekerabatan. Data
dianalisis menggunakan program XLstat 2014. Tipe analisis yang digunakan adalah
analisis gerombol dan analisis komponen utama (PCA) (Mattjik dan Sumertajaya
2011).
Analisis data molekuler
Sekuen mtDNA COI yang terdiri dari sekuen forward dan sekuen reverse
disejajarkan menggunakan program MEGA 5. Sekuen tersebut disejajarkan juga
dengan primer yang kemudian diperiksa kualitasnya dengan melihat pola
penempelan primer. Setelah itu, sekuen hasil penyejajaran diperiksa dengan data
pada GenBank NCBI menggunakan menu blastn (Tamura et al. 2011). Jarak genetik
dibuat dalam bentuk matriks dengan model p-distance. Model p-distance adalah
metode yang menghitung jarak genetik berdasarkan jumlah perbedaan nukleotida
terhadap total nukleotida yang disejajarkan (Nei dan Kumar 2000). Pohon filogeni
dikonstruksi dengan program MEGA 5 menggunakan metode bootstrap neighborjoining (NJ) 1000 kali pengulangan (Saitou dan Nei 1987).
7
HASIL DAN PEMBAHASAN
Identifikasi karakter meristik Puntius spp.
Karakter yang diidentifikasi merupakan karakter khusus dari setiap jenis.
Hasil identifikasi menemukan adanya 7 kelompok Puntius spp. (Lampiran 1).
Identifikasi Puntius spp. mengacu pada kunci identifikasi Kottelat et al. (1993) serta
Weber dan Beaufort (1916) yang telah dimodifikasi (Gambar 2).
Gambar 2 Kunci identifikasi Puntius spp.
Pembagian Puntius tetrazona-1 dan Puntius tetrazona-2 ditunjukkan pada
determinasi kesembilan (Gambar 2). P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 dibedakan
oleh warna badan. P. tetrazona-1 memiliki warna badan kekuningan sedangkan P.
tetrazona-2 memiliki warna kekuning-kuningan. Deskripsi karakter Puntius sp.
menunjukkan karakter baru dari jenis Puntius. Puntius sp. memiliki banyak
kesamaan dengan P. lineatus berdasarkan karakter meristik. Keduanya dipisahkan
pada determinasi kesebelas. Corak garis horizontal kedua dan ketiga yang
bersambung menjadi karakter yang mencolok untuk membedakan Puntius sp.
dengan P. lineatus.
Hasil identifikasi menjelaskan bahwa di antara anggota Puntius spp. dapat
dibedakan satu dengan yang lainnya berdasarkan 4 karakter khusus seperti jumlah
sungut, sisik melintang badan, bentuk gurat sisi, dan corak tubuh. Corak tubuh
merupakan karakter yang terpenting dari total 4 karakter yang diidentifikasi. Jumlah
dan bentuk pola garis atau pita pada tubuh merupakan petunjuk khas dari morfologi
Puntius spp. (Taki et al. 1978).
8
Analisis gerombol terhadap pengelompokkan Puntius spp.
Analisis gerombol dan analisis komponen utama terhadap Puntius spp.
didasarkan pada 14 ukuran tubuh relatif. Hasil analisis pada filogeni yang terbentuk
menunjukkan 2 kelompok besar yaitu ingroup (Puntius spp.) dan outgroup (C.
striata) yang dipisahkan oleh jarak ketidaksamaan morfometri sebesar 0.551
(Gambar 3).
.
Gambar 3 Pohon filogeni hubungan kekerabatan jenis Puntius spp. berdasarkan
analisis morfometri 14 ukuran tubuh relatif
Pada kelompok ingroup memperlihatkan adanya pembagian dalam 2
subkelompok dengan jarak morfometri sebesar 0.114. Subkelompok pertama terdiri
dari P. lateristriga, P. binotatus, P. tetrazona-1, dan P. tetrazona-2 sedangkan
subkelompok kedua terdiri dari Puntius sp., P. lineatus, dan P. gemellus.
Subkelompok pertama terbagi lagi dalam 2 kelompok kecil dengan jarak
morfometri sebesar 0.088. Kelompok pertama terdiri dari P. lateristriga dan P.
binotatus sedangkan kelompok kedua terdiri dari P. tetrazona-1 dan P. tetrazona2. Subkelompok kedua terbagi dalam 2 kelompok kecil dengan jarak morfometri
sebesar 0.075. Kelompok pertama terdiri dari Puntius sp. dan P. lineatus sedangkan
kelompok kecil kedua berisi P. gemellus (Tabel 4).
Tabel 4 Matriks jarak morfometri
Jenis
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
0.110
Keterangan: 1= P. binotatus
2= P. tetrazona-1
3
0.106
0.051
4
0.069
0.098
0.092
3= P. tetrazona-2
4= P. lateristriga
5
0.149
0.184
0.168
0.132
6
0.098
0.152
0.138
0.091
0.062
5= P. gemellus
6= P. lineatus
7
0.114
0.162
0.142
0.112
0.088
0.060
8
0.526
0.590
0.564
0.551
0.556
0.540
0.529
7= Puntius sp.
8= C. striata
9
Analisis komponen utama terhadap 14 ukuran tubuh relatif Puntius spp.
Hasil analisis komponen utama menghasilkan nilai keragaman sebesar
81.92% (Lampiran 4). Jumlah komponen utama (PC1-PC7) yang dijadikan faktor
untuk menjelaskan data bergantung pada nilai eigenvalue yang lebih besar dari 1
(Solimun 2013). Nilai eigenvalue yang lebih besar dari 1 diperlihatkan oleh
komponen utama 1 (PC1), 2 (PC2), dan 3 (PC3). Persentase kumulatif keragaman
untuk menyusun factor loading adalah lebih besar atau sama dengan 75%.
Komponen utama 1 dan komponen utama 2 memiliki nilai kumulatif keragaman
sebesar 81.92% (Lampiran 5). Nilai kumulatif keragaman 1 dan keragaman 2
tersebut sudah cukup untuk mewakili standar keragaman (Supranto 2004). Oleh
karena itu, factor loading yang digunakan untuk menganalisis atribut ukuran tubuh
relatif adalah faktor 1 (F1) dan faktor 2 (F2) (Tabel 5).
Tabel 5 Factor loading atribut ukuran tubuh relatif
Peubah
N1
N2
N3
N4
N5
N6
N7
F1
0.824
-0.214
0.443
0.891
0.676
0.951
-0.883
F2
0.005
0.824
0.073
0.000
0.527
-0.176
0.416
Peubah
N8
N9
N10
N11
N12
N13
N14
F1
0.780
0.627
0.972
0.930
0.685
0.923
0.933
F2
-0.568
0.739
0.042
0.189
-0.621
0.236
0.307
Nilai tertinggi dari faktor 1 diperlihatkan oleh N10 (0.972) dan nilai
tertinggi dari faktor 2 diperlihatkan oleh N2 (0.824) (Tabel 5). Peubah N10 yaitu
panjang moncong dan peubah N2 yaitu panjang kepala merupakan karakter yang
sangat berpengaruh pada analisis komponen utama. Dua karakter tersebut
berpengaruh terhadap pengelompokkan dan keragaman Puntius spp. (Supranto
2004).
Identifikasi karakter molekuler berdasarkan gen mtDNA COI
Hasil amplifikasi total gen COI target menunjukkan ukuran nukleotida yang
panjangnya sekitar 700 bp (Gambar 4). Ukuran nukleotida ditentukan dengan
membandingkan skala pada ladder.
10
5: P. gemellus
6: P. lineatus
7: Puntius sp.
8: C. striata
K: kontrol
L: ladder
1: P. binotatus
2: P. tetrazona-1
3: P. tetrazona-2
4: P. lateristriga
Gambar 4 Hasil amplifikasi gen COI dalam gel agarosa 1.8 %
Hasil sekuensing kemudian dianalisis menggunakan program MEGA 5.
Sekuen mtDNA COI pada setiap sampel Puntius spp. disejajarkan secara
bersamaan. Sekuen target yang diapit oleh primer Fish F1 dan Fish R1 sebesar 657
bp (Gambar 5).
Fish F1
Fish R1
Gambar 5 Posisi penempelan primer fish F1 dan fish R1
Primer yang menempel berada pada posisi 1-26 bp untuk Fish F1 (forward)
dan 683-709 bp untuk Fish R1 (reverse). Sekuen sepanjang 709 bp merupakan
model parsial gen COI sebagai barcode.
Perbedaan nukleotida dan jarak genetik
Perbedaan nukleotida antarjenis Puntius spp. berkisar antara 4-118 bp
(Tabel 6). Perbedaan nukleotida yang paling kecil ditunjukkan antara P. tetrazona1 dan P. tetrazona-2 sebesar 4 bp. Jarak kekerabatan antaranggota dalam kelompok
ditentukan dengan jarak genetik yang terbentuk melalui model p-distance (Tabel
7).
11
Tabel 6 Matriks perbedaan nukleotida (bp) p-distance gen COI Puntius spp.
Jenis
1) P. binotatus
2) P. tetrazona-1
3) P. tetrazona-2
4) P. lateristriga
5) P. gemellus
6) P. lineatus
7) Puntius sp.
8) C. striata
1
2
95
3
98
4
4
78
100
103
5
86
99
101
77
6
94
108
111
87
70
7
104
118
117
111
85
81
8
136
141
143
134
139
143
153
Tabel 7 Matriks jarak genetik p-distance gen COI Puntius spp.
Jenis
1) P. binotatus
2) P. tetrazona-1
3) P. tetrazona-2
4) P. lateristriga
5) P. gemellus
6) P. lineatus
7) Puntius sp.
8) C. striata
1
2
0.134
3
4
0.138 0.110
0.006 0.141
0.145
5
0.122
0.140
0.143
0.109
6
0.133
0.153
0.157
0.123
0.099
7
0.147
0.167
0.165
0.157
0.120
0.114
8
0.192
0.199
0.202
0.190
0.197
0.202
0.216
Secara keseluruhan dari 709 bp sekuen yang disejajarkan, terdapat 515 bp
situs mtDNA COI Puntius spp. yang conserved dan 194 bp situs mtDNA COI
Puntius spp. yang variatif. Tamura dan Kumar (2002) menjelaskan bahwa beberapa
penyebab keragaman nukleotida disebabkan oleh adanya substitusi, delesi, dan
insersi. Sekuen DNA Puntius spp. yang telah dilakukan penyejajaran menunjukkan
beberapa situs yang mengalami insersi, delesi, maupun substitusi (Lampiran 6).
Pohon filogeni
Hasil konstruksi pohon filogeni mengelompokkan 7 jenis sampel Puntius spp.
dalam 2 kelompok yaitu kelompok ingroup (Puntius spp.) dan kelompok outgroup
(C. striata) (Gambar 6). Dua kelompok tersebut dipisahkan oleh jarak genetik
sebesar 0.100. Kelompok ingroup dibagi menjadi 2 subkelompok. Subkelompok
pertama terdiri dari P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 sedangkan subkelompok
kedua terdiri dari P. lateristriga, P. binotatus, P. gemellus, Puntius sp., dan P.
lineatus. Kedua subkelompok tersebut dipisahkan oleh jarak genetik sebesar 0.065.
P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 pada subkelompok pertama merupakan jenis yang
berkerabat sangat dekat karena diperoleh nilai bootstrap yang mencapai 100 dan
jarak genetik yang rendah, yaitu 0.003. Subkelompok kedua terdiri terbagi menjadi
2 kelompok kecil dengan jarak genetik 0.062. Anggota kelompok kecil pertama
yaitu P. lateristriga dan P. binotatus sedangkan anggota kelompok kecil kedua
adalah P. gemellus, Puntius sp. dan P. lineatus.
12
Posisi Puntius sp. terpisah dari P. lineatus dan P. gemellus dengan nilai
bootstrap 95. Puntius sp. diduga merupakan jenis yang berbeda dengan P. lineatus
dan P. gemellus karena jarak genetiknya menunjukkan nilai sebesar 0.055.
Pembagian selanjutnya menempatkan P. binotatus dan P. lateristriga dalam 1
kelompok dengan jarak genetik sebesar 0.056.
Gambar 6 Konstruksi pohon filogeni Puntius spp. dari sekuen 709 bp COI
Puntius spp. dengan metode NJ
Pada pohon filogeni, nilai bootstrap yang dihasilkan menunjukkan
kekonsistenan dari dua atau lebih data nukleotida yang dibandingkan. Jika
bootstrap dilakukan sebanyak 1000 kali maka ada 1000 kali pengulangan data
nukleotida untuk mendapatkan pohon filogeni. Semakin besar nilai bootstrap maka
kesamaan sekuen antara 2 sampel tersebut semakin tinggi. Nilai bootstrap dapat
mendukung jarak genetik yang dihasilkan antara sampel yang dibandingkan
(Pereira et al. 2013).
Keragaman morfologi dan molekuler
Keragaman meristik yang diamati sangat ditentukan oleh beberapa karakter
kunci yang mempengaruhi pola determinasi terhadap kelompok Puntius spp.
Seperti pada proses identifikasi, corak tubuh merupakan karakter yang paling
banyak menjadi penentu terhadap identitas Puntius spp. Corak tubuh dalam hal ini
mencakup pola garis atau pita serta warna dasar tubuh. P. gemellus, P. lineatus, dan
Puntius sp. terdeterminasi karena perbedaan pola garis pada sisi tubuhnya. P.
tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 juga terdeterminasi akibat perbedaan warna dasar
pada tubuh. Selain itu berdasarkan hasil analisis morfometri, faktor ukuran tubuh
yang paling mempengaruhi keragaman Puntius spp. adalah karakter N2 (panjang
kepala) dan N10 (panjang moncong).
Karakter morfometri yang dianalisis menggunakan analisis gerombol
menunjukkan bahwa P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 dipisahkan oleh jarak
ketidaksamaan morfometri sebesar 0.051 (Tabel 4). Namun demikian, keragaman
morfologi (meristik dan morfometri) yang terjadi pada skala kecil mungkin dapat
terjadi karena adanya perbedaan preferensi habitat (Pereira et al. 2011) dan
dikromatisme seksual (Aguirre et al. 2008). Oleh sebab itu, analisis mengenai
preferensi habitat dan dikromatisme seksual Puntius spp. diperlukan untuk
menunjang penelitian lebih lanjut mengenai keragaman Puntius spp.
13
Keragaman yang diperlihatkan oleh karakter molekuler (mtDNA COI)
Puntius spp. membagi sampel Puntius yang dianalisis menjadi 6 jenis dengan
menempatkan P. tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 dalam 1 kelompok. Nilai bootstrap
100 dan jarak genetik antara keduanya sebesar 0.003. Pernyataan mengenai P.
tetrazona-1 dan P. tetrazona-2 sebagai 1 jenis yang sama didukung oleh penelitian
Pereira et al. (2011). Pereira et al. (2011) menjelaskan bahwa jika jarak genetik
antara 2 sampel ikan menghasilkan nilai kurang dari atau sama dengan 0.030 maka
keduanya dinyatakan sebagai jenis yang sama dan keragaman dapat terjadi pada
skala intrajenis. Sebaliknya, jika jarak genetik lebih dari 0.030 maka keduanya
merupakan jenis yang berbeda. Pernyataan tersebut berlaku juga terhadap Puntius
sp. yang diduga merupakan jenis baru dari Puntius. Hal ini dikarenakan jarak
genetik Puntius sp. dengan P. gemellus dan P. lineatus sebesar 0.055. Puntius sp.
yang ditemukan untuk sementara diberi nama Puntius sp. “Harapan”. Penamaan ini
digunakan untuk membedakannya dengan jenis Puntius baru yang ditemukan di
luar Hutan Harapan Jambi.
Hasil blastn (Tabel 8) menjelaskan tingkat kemiripan sekuen mtDNA COI
Puntius spp. yang dianalisis dengan data sekuen DNA pada Genbank. Tingkat
kemiripan (identities) dengan identitas jenis yang sesuai berkisar 96% hingga 97%.
Jenis yang tidak terdapat pada Genbank yaitu P. gemellus, P. lineatus, dan Puntius
sp. menunjukkan tingkat kemiripan kurang dari 96%. Hasil blastn P. tetrazona-1
dan P. tetrazona-2 menunjukkan nilai identities kurang dari 97% yaitu sebesar 96%.
Hal tersebut dimungkinkan karena jenis P. tetrazona pada Genbank berasal dari
lokasi yang berbeda, yaitu Singapura. Namun demikian, seperti yang dinyatakan
oleh Luca et al. (2008) bahwa tingkat kemiripan minimum dari sekuen COI di
antara anggota famili Cyprinidae termasuk Puntius spp. di dalamnya adalah 85%.
Semua jenis yang merujuk pada data hasil blastn Genbank merupakan anggota dari
famili Cyprinidae.
Tabel 8 Hasil blastn sekuen COI Puntius spp. terhadap data sekuen pada GenBank
No Jenis
5
Puntius binotatus
Puntius
tetrazona-1
Puntius
tetrazona-2
Puntius
lateristriga
Puntius gemellus*
6
Puntius lineatus*
7
Puntius sp.*
1
2
3
4
Jenis pada
GenBank
Puntius binotatus
Puntius tetrazona
Identities
(%)
97
96
Nomor
Lokasi
aksesi
JF764643.1 Malaysia
JF915651.1 Singapura
Puntius tetrazona
96
JF915651.1 Singapura
Puntius
lateristriga
Cyclocheilichthys
jantochir
Puntius
johorensis
Cyclocheilichthys
jantochir
96
JF764659.1 Malaysia
95
JF915567.1 Singapura
94
JF764691.1 Malaysia
86
JF915567.1 Singapura
(*) Jenis tersebut tidak terdapat dalam data GenBank
14
SIMPULAN
Keragaman Puntius spp. dari segi meristik sangat ditentukan oleh corak tubuh.
Keragaman Puntius spp. karakter morfometrinya dipengaruhi oleh ukuran tubuh N2
(panjang kepala) dan N10 (panjang moncong). Pohon filogeni dari analisis
morfometri menghasilkan 2 kelompok Puntius spp. dengan jarak morfometri 0.114.
Keragaman Puntius spp. yang dilihat berdasarkan runutan nukleotida mtDNA COI
memperlihatkan adanya 194 bp situs variatif dan 515 situs conserve. Pohon filogeni
berdasarkan sekuen mtDNA COI membentuk 2 kelompok Puntius spp. dengan
jarak genetik 0.065. Sebanyak 6 jenis Puntius berhasil diidentifikasi yaitu P.
binotatus, P. tetrazona, P. lateristriga, P. gemellus, P. lineatus, dan Puntius sp.
“Harapan”. Puntius sp. “Harapan” diduga merupakan jenis baru yang berasal dari
Hutan Harapan Jambi.
DAFTAR PUSTAKA
Aguirre WE, Ellis KE, Kusenda M, Bell MA. 2008. Phenotypic variation and sexual
dimorphism in anadromous threespine stickleback: implications for postglacial
adaptive radiation. Biol Journ of the Linn Soc. 95: 455-478.
Avise JC. 1994. Molecular Markers, Natural History, and Evolution. New York
(US): Chapman and Hall.
Froese R, Pauly D. 2013. Species 2000 and ITIS Catalogue of Life, 2013 Annual
Checklist. Roskov Y, Kunze T, Paglinawan L, Orrell T, Nicolson D, Culham A,
Bailly N, Kirk P, Bourgoin T, Baillargeon G, Hernandez F, De Wever A, editor.
Reading (UK): Species 2000.
Hajibabaei M, Singer GAC, Elizabeth CL, Hebert PDN. 2007. Design and
applicability of DNA barcodes in biodiversity monitoring. J BMC Biol. 5: 1-7.
Haryono. 2005. Morphological comparison among striped Puntius (Pisces:
Cyprinidae) from Indonesia. Biodiversitas 6: 55-58.
Hebert PDN, Cywinska A, Ball SL, Waard JR. 2003. Biological identification
through DNA barcodes. Biol Scien. 270: 313-321.
Hubbs CL, Lagler KF. 1958. Fishes of The Great Lakes Region. Michigan (US):
University of Michigan Pr.
Jayaram KC. 1991. Revision of the genus Puntius Hamilton from the Indian region
(Pisces: Cypriniformes: Cyprinidae: Cyprininae). Occasional Paper, Records of
the Zoological Survey of Indian 135: 178.
Kottelat M, Whitten AJ, Kartikasari SN, Wirjoatmodjo S. 1993. Freshwater Fishes
of Western Indonesia and Sulawesi. Singapore (SG): Periplus.
Kottelat M, Whitten T. 1996. Freshwater Biodiversity in Asia with Special
Reference to Fish. Washington (US): The World Bank.
Luca C, Dudu AA, Luca AA, Dinischiotu, Costache M. 2008. Phylogenetic
relationships of Cyprinidae (Teleostei: Cypriniformes) inferred from the COX1
gene sequences. Stud Univer. 18: 175-180.
15
Mattjik AA, Sumertajaya IM. 2011. Sidik Peubah Ganda. Bogor (ID): Departemen
Statistika Institut Pertanian Bogor.
Moghaddam FY, Aliabadian M, Daud SK, Seifali M. 2012. Molecular phylogeny
of the Puntius (Hamilton 1822) based on nuclear gene RAG2. Prog in Biol Sci.
2: 66-75.
Muchlisin ZA, Azizah S. 2009. Diversity and distribution of freshwater fishes in
Aceh Water, Northern Sumatra. Indonesia. J of Zool Researc. 5: 62-79.
Nei M, Kumar S. 2000. Molecular Evolution and Phylogenetics. New York (US):
Oxford University Pr.
Nelson JS. 1994. Fishes of the World. 3rd ed. New York (US): J Wiley and Sons.
Pereira LH, Pazian MF, Hanner R, Foresti F, Oliveira C. 2011. DNA barcoding
reveals hidden diversity ih the Neotropical freshwater: fish Piabina argentea
(Characiformes: Characidae) from Upper Parana Basin in Brazil. Mitochon DNA.
22: 87-96.
Pereira LH, Hanner R, Foresti F, Oliveira C. 2013. Can DNA barcoding accurately
discriminate megadiversity Neotropical freshwater fish fauna?. BMC Gen. 14:
1-14.
Pethiyagoda R, Meegaskumbura, Maduwage K. 2012. A synopsis of the South East
Asian fishes referred to Puntius (Pisces: Cyprinidae). Ichtyol Explor Freshwat.
23: 69-95.
Saitou N, Nei M. 1987. The neighbor joining method: a new method for
reconstructing phylogenetic trees. Mol Biol Evol. 4: 406-425.
Soewardi K, Rachmawati R, Bengen DG, Affandi R. 1995. Penelusuran varietas
ikan gurame, Osphronemus gouramy, Lacepede, dengan menggunakan analisis
komponen utama. Jurnal Ilmu-ilmu Perairan dan Perikanan Indonesia 3: 1-15.
Solimun. 2013. Pengukuran Variabel Laten: Model Indikator Refleksif dan
Formatif. Malang (ID): Departemen Statistika Universitas Brawijaya.
Sukmono T, Solihin DD, Rahardjo MF, Affandi R. 2013. Keanekaragaman ikan di
Harapan Rainforest Jambi: eksplorasi pendahuluan. Di dalam: Simanjuntak
CPH, Rahardjo MF, Zahid A, Hadie W, Haryono, editor. Keanekaragaman Ikan:
Konservasi dan Pengelolaan bagi Kesejahteraan Masyarakat Pesisir. Seminar
Nasional Ikan VII; 2012 Jun 12; Makassar, Indonesia. Bogor (ID): Pusat
Penelitian Biologi LIPI. Hlm 419-430.
Sukmono T, Solihin DD, Rahardjo MF, Affandi R. 2014. Iktiofauna hutan tropis
dataran rendah, Hutan Harapan Jambi. J Ikhtiol Indones, siap terbit.
Supranto J. 2004. Analisis Multivariat: Arti dan Interpretasi. Jakarta (ID): Rineka
Cipta.
Taki Y, Katsuyama A, Urushida T. 1978. Comparative morphology and
interspecific relationship of the Cyprinids genus Puntius. Jap Journ of Ichtyol.
25: 1-8.
Tamura K, Peterson P, Peterson N, Nei M, Kumar S. 2011. MEGA 5: molecular
evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance,
and maximum parsimony methods. Mol Biol Evol. 28: 2731-2739.
Tamura K, Kumar S. 2002. Evolutionary distance estimation under heterogeneous
substitusion pattern among lineages. Mol Biol Evol. 19: 1727-1736.
Ward RD, Zemlak TS, Innes BH, Last PR, Hebert PDN. 2005. DNA barcoding
Australia’s fish species. Biol Scien. 360: 1847–1857.
Wargasasmita S. 2002. Ikan air tawar Sumatra yang terancam punah. J Ikhtiol
Indones. 2: 41-49.
16
Weber M, Beaufort LF. 1916. The Fishes of Indo-Australian Archipelago III.
Leiden (NL): EJ Brill.
17
LAMPIRAN
18
Lampiran 1 Gambar sampel Puntius spp.
P. binotatus, berjumlah 30 ekor
Puntius binotatus
“Harapan”)
Puntius lineatus
P. tetrazona-1, berjumlah 30 ekor
PUNTIUS
SP.(P.
sp.
Puntius gemellus
P. tetrazona-2, berjumlah 9 ekor
P. lateristriga, berjumlah 30 ekor
P. gemellus, berjumlah 30 ekor
P. lineatus, berjumlah 10 ekor
Puntius sp., berjumlah 5 ekor
19
Lampiran 2 Tahapan proses ekstraksi DNA berdasarkan protokol Qiagen
1. Hasil cacahan dimasukkan ke dalam tabung mikro dan ditambahkan larutan
PBS (phosphate buffer saline) sebanyak 500 μL, buffer ATL 180 μL, dan
enzim proteinase-k 20 μL.
2. Campuran dihomogenisasi dengan mesin vortex dan diinkubasi pada suhu
56 oC selama 10 menit.
3. Campuran pada tabung ditambahkan bufer AL.
4. Homogenisasi dengan mesin vortex dan diinkubasi pada suhu 56 oC selama
10 menit.
5. Campuran diangkat setelah selesai inkubasi dan ditambahkan etanol absolut
sebanyak 200 μL lalu dihomogenisasi dengan mesin vortex.
6. Campuran dalam tabung mikro dipindahkan ke dalam mini spin column
sebanyak 800 μL.
7. Pemisahan sentrifugal dengan mesin sentrifuse pada 8000 rpm selama 1
menit. Sentrifus dilakukan pada 8000 rpm.
8. Tabung koleksi dibuang dan mini spin column ditempatkan pada tabung
koleksi.
9. Bufer AW1 sebanyak 500 μL ditambahkan dan disentrifus selama 1 menit
pada 8000 rpm selama 1 menit.
10. Tabung koleksi dibuang kembali dan mini spin column ditempatkan pada
tabung koleksi, kemudian ditambahkan 500 μL bufer AW2.
11. Sentrifus selama 3 menit pada 13300 rpm untuk mengeringkan membran
DNeasy.
12. Tabung koleksi dibuang dan mini spin column ditempatkan ke dalam tabung
vial ukuran 1.5 ml.
13. Sebanyak 100 μL bufer AE dipipet ke dalam membran DNeasy. Inkubasi
pada suhu ruang selama 2 menit dan sentrifuse selama 1 menit pada 8000
rpm untuk mengelusi.
14. Hasil DNA genom adalah sebanyak 100 μL.
20
Lampiran 3 Tahapan proses purifikasi DNA berdasarkan protokol Qiagen
1. DNA hasil perbanyakan pada gel agarose 1 % dipotong di area gel cutter
(BioRad) menggunakan bantuan sinar UV.
2. Potongan gel yang berisi DNA kemudian dimasukkan ke dalam tabung
mikro.
3. Tabung ditambahkan bufer QG sebanyak 3 kali volume gel agarosa.
4. Inkubasi selama 10 menit pada suhu 50 oC.
5. Pada tabung tersebut lalu ditambahkan isopropanol sebanyak 1 kali volume
gel agarosa.
6. Campuran bufer isopropanol, bufer QG, dan gel agarosa yang telah larut
dimasukkan ke dalam kolom membran kemudian disentrifugasi dengan
kecepatan 13000 rpm selama 1 menit.
7. Cairan yang tertampung di bagian bawah kolom dibuang.
8. Kolom ditambahkan bufer QG 500 μL kemudian kolom disentrifugasi
dengan kecepatan 13000 rpm selama 1 menit.
9. Cairan yang tertampung di bagian bawah dibuang dan kolom filter dipindah
ke kolom penampung baru.
10. Pada kolom membran kemudian ditambahkan bufer PE sebanyak 750 μL
selanjutnya disentrifugasi dengan kecepatan 13000 rpm selama 1 menit.
11. Kolom membran dipindahkan ke tabung vial dan ditambahkan nuclease free
water (NFW) 50 μL.
12. Campuran diinkubasi pada suhu kamar selama 1 menit.
13. Campuran siap untuk running elektroforesis menggunakan loading dye.
14. Elektroforesis dilakukan selama 30 menit pada tegangan konstan 100 volt.
15. Untuk memastikan kualitas, DNA dielektroforesis dan divisualisasi.
Lampiran 4 Data nilai rata-rata 14 ukuran relatif Puntius spp.
Jenis
P. binotatus
P. tetrazona-1
P. tetrazona-2
P. gemellus
P. lineatus
P. lateristriga
Puntius sp.
C. striata
N1
1.331
1.302
1.292
1.264
1.293
1.321
1.275
1.215
N2
0.283
0.294
0.296
0.263
0.268
0.311
0.275
0.306
N3
0.081
0.087
0.108
0.074
0.073
0.070
0.118
0.070
N4
0.090
0.110
0.100
0.096
0.087
0.079
0.080
0.052
N5
0.095
0.112
0.115
0.093
0.093
0.089
0.091
0.086
N6
0.524
0.510
0.485
0.468
0.486
0.488
0.481
0.351
N7
0.218
0.174
0.185
0.131
0.169
0.181
0.181
0.634
N8
0.216
0.200
0.200
0.218
0.234
0.229
0.237
0.102
N9
0.206
0.224
0.219
0.174
0.187
0.198
0.195
0.187
N10
0.202
0.221
0.235
0.189
0.203
0.195
0.195
0.122
N11
0.194
0.162
0.162
0.131
0.134
0.150
0.157
0.108
N12
0.151
0.164
0.142
0.160
0.171
0.152
0.188
0.104
N13
0.155
0.158
0.150
0.131
0.132
0.142
0.129
0.104
N14
0.369
0.453
0.431
0.307
0.325
0.392
0.321
0.190
21
22
Lampiran 5 Tabel eigenvalue 14 ukuran relatif Puntius spp.
Parameter
Eigenvalue
Keragaman (%)
Kumulatif (%)
PC1
8.861
63.291
63.291
PC2
2.608
18.629
81.920
PC3
1.258
8.987
90.907
PC4
0.841
6.005
96.911
PC5
0.231
1.647
98.558
PC6
0.136
0.968
99.527
PC7
0.066
0.473
100
Lampiran 6 Penyejajaran berganda mtDNA COI Puntius spp. (709 bp)
23
24
Lampiran 6 (Lanjutan)
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kebumen pada tanggal 13 Oktober 1993 dari ayah
Suwarso dan ibu Tuti Wihantari. Penulis adalah putra pertama dari 2 bersaudara.
Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Cikampek dan pada tahun yang sama
penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan
Seleksi Masuk IPB dan diterima di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum
Kimia Dasar TPB pada semester genap tahun 2013, asisten praktikum Biologi
Dasar TPB pada semester ganjil tahun 2013, asisten praktikum Biologi Dasar Kelas
Ekstensi Gizi pada semester ganjil tahun 2013, asisten praktikum Genetika Dasar
pada semester ganjil tahun 2013, dan asisten praktikum Fisiologi Tumbuhan
semester genap 2014. Penulis juga aktif dalam membimbing dan mengajar privat
mata kuliah Biologi Dasar dan Genetika untuk mahasiswa serta mengajar privat
Biologi SMA, dan Matematika SMP. Penulis juga aktif sebagai anggota Divisi
Biosains Himabio IPB tahun 2012 dan anggota Divisi Pengembangan Sumber Daya
Mahasiswa Himabio IPB 2013. Bulan Juni-Juli 2013, penulis melaksanakan Praktik
Lapangan di Balai Pelestarian Situs Manusia Purba Sangiran, Sragen, Jawa Tengah
dengan judul Manajemen dan Penerapan Biopaleontologi terhadap fosil Bivalvia
dan Mamalia di Balai Pelestarian Situs Manusia Purba Sangiran.
Penulis aktif mengikuti lomba karya tulis ilmiah tingkat mahasiswa di
antaranya PKM-GT tahun 2012 dan Lomba Karsa Cipta Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam tahun 2012. Penulis juga sering tampil sebagai Master of
Ceremony di beberapa acara besar di tingkat Departemen dan pernah membawa
Departemen Biolgi sebagai juara ketiga sepakbola dalam kompetisi olahraga dan
seni FMIPA (SPIRIT 2014). Penulis pernah tampil juga sebagai pengisi acara
Welcome Party asrama Tingkat Persiapan Bersama IPB tahun 2010, Farewell Party
asrama Tingkat Persiapan Bersama IPB tahun 2011, Genus OMDA Tatar Sunda
Jawa Barat tahun 2011, serta tampil sebagai maskot Panda FMIPA di gelaran Spirit
FMIPA tahun 2013 dan Olimpiade Mahasiswa IPB tahun 2013. Catatan prestasi
terpenting penulis adalah ketika meraih juara 1 dan 3 dengan membawa nama kelas
B11 TPB di cabang Sepeda Hias dalam Lomba Olahraga Tradisional IPB tahun
2010.