DISERTASI dan TESIS Program Pascasarjana UM, 2010

Ukuran Huruf:  Kecil  Sedang  Besar

Identifikasi Variasi Genetik Kerbau (Bubalus bubalis) Lokal Aceh Besar Berbasis Mikrosatelit sebagai Petunjuk Praktikum Matakuliah Teknik Analisis Biologi Molekuler. (Tesis)

Rukmini Rukmini

Abstrak


Rukmini. 2010. Identifikasi Variasi Genetik Kerbau (Bubalus bubalis) Lokal Aceh Besar Berbasis Mikrosatelit sebagai Petunjuk Praktikum Matakuliah Teknik Analisis Biologi Molekuler. Tesis, Program Studi Pendidikan Biologi, Program Pascasarjana, Universitas Negeri Malang. Pembimbing: (1) Prof. Dr. Aloysius Duran Corebima, M. Pd., (II) Dr. agr. Mohamad Amin, S. Pd, M. Si.

 

Kata kunci: kerbau lokal Aceh Besar, variasi genetik, mikrosatelit, petunjuk praktikum.

Kerbau merupakan spesies dari peternakan yang penting dalam memberikan kontribusi pada pemenuhan kebutuhan protein hewani. Indonesia adalah negara yang beriklim tropis yang sangat cocok untuk pertumbuhan dan perkembangan ternak kerbau. Di Indonesia terdapat 3 jenis kerbau yaitu kerbau lumpur (Swamp buffalo), kerbau sungai (River buffalo), dan kerbau hasil persilangan antara kerbau lumpur dengan kerbau sungai. Salah satu jenis kerbau yang terdapat di Aceh Besar adalah kerbau jenis lumpur. Pertumbuhan dan perkembangan kerbau lumpur yang ada di Aceh Besar berdasarkan data dari Dinas Peternakan kabupaten Aceh Besar pada tahun 2009 berjumlah 38.903 ekor yang terdiri dari 9.905 ekor kerbau jantan dan 28.998 ekor kerbau betina.Untuk mempertahankan keberadaaan kerbau lokal yang ada di Aceh Besar diperlukan upaya yang optimal berupa konservasi dan hibridisasi. Bila konservasi dan hibridisasi tidak segera dilakukan pada ternak kerbau lumpur di Aceh Besar akan dikhawatirkan pada suatu saat nanti mengalami penurunan populasi bahkan mengalami kepunahan serta kehilangan plasma nutfah keanekaragaman hayati di kabupaten Aceh Besar. Kehilangan plasma nutfah dapat dihindari dengan deteksi keragaman genetik. Langkah-langkah untuk deteksi keragaman genetik dapat dilakukan melalui pendekatan dengan pengamatan morfologi dan molekuler. Salah satu penanda molekuler yang dapat dimanfaatkan dalam kegiatan identifikasi genetik adalah mikrosatelit.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui (1) variasi fenotip kerbau lumpur di Aceh Besar, (2) Variasi genotip kerbau lumpur di Aceh Besar berbasis mikrosatelit (3) Implikasi hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai petunjuk praktikum matakuliah Teknik Analisis Biologi Molekuler.

Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis penelitian deskriptif. Populasi dalam penelitian ini adalah seluruh kerbau lumpur lokal yang ada di kabupaten Aceh Besar. Sampel dalam penelitian ini adalah kerbau lumpur lokal yang terdapat dalam beberapa wilayah di Aceh Besar. Pengambilan sampel dilakukan pada 4 kecamatan yaitu: 1) kecamatan Seulimum, 2) kecamatan Jantho, 3) kecamatan Indrapuri, dan 4) kecamatan Masjid Raya. Jumlah sampel yang diambil pada masing-masing jumlah sampel dan diambil secara acak (random sampling). Dengan demikian didapatkan bahwa jumlah sampel yang digunakan dalam penelitian sebanyak 27 ekor kerbau lumpur lokal Aceh Besar. Pengamatan pola variasi genetik dilakukan mulai tahapan isolasi DNA yang dilanjutkan dengan elektroforesis dengan menggunakan gel agarose kemudian dilakukan PCR dengan menggunakan primer 1 HEL 009, primer 4 INRA 032, dan primer 5 ETH 225 dan dilanjutkan dengan elektroforesis dengan gel poliacrilamide. Hasil elektroforesis gel diperoleh band (pita DNA) yang kemudian akan dianalisis dengan menggunakan GENEPOP ver 3.1d.

Hasil penelitian deskripsi fenotip menggambarkan bentuk tubuh, warna tubuh, warna mata, bentuk tanduk dan arah tanduk populasi kerbau lumpur Seulimum, populasi kerbau lumpur Jantho, populasi kerbau lumpur Indrapuri, populasi kerbau lumpur Masjid Raya. Hasil deskripsi genotip, analisis menunjukkan bahwa variasi genotip populasi kerbau lumpur Seulimum lebih tinggi dibandingkan dengan populasi kerbau lumpur Jantho, populasi kerbau lumpur Indrapuri dan populasi kerbau lumpur Masjid Raya. Hal ini dapat dilihat dari rata-rata nilai informasi polimorfik aleh pada populasi kerbau lumpur Seulimum yaitu 53%, rata-rata nilai informasi polimorfik alel pada populasi kerbau lumpur Jantho yaitu 46%, rata-rata nilai informasi polimorfik alel pada populasi kerbau lumpur Indrapuri yaitu 41% dan rata-rata nilai informasi polimorfik alel pada populasi kerbau lumpur Masjid Raya yaitu 29%. Nilai frekuensi alel ketiga primer pada lokus mikrosatelit untuk populasi kerbau lumpur Seulimum berkisar 0,06-0,65, nilai frekuensi alel ke tiga primer pada lokus mikrosatelit untuk populasi kerbau lumpur Jantho berkisar 0,21-0,63, nilai frekuansi alel ketiga primer pada lokus mikrosatelit untuk populasi kerbau lumpur Indrapuri berkisar 0,30-0,70 dan nilai frekuensi alel ke tiga primer pada lokus mikrosatelit untuk populasi kerbau lumpur Masjid Raya berkisar 0,31-0,87.

            Setelah diketahui nilai frekuensi alel, maka analisis dilanjutkan dengan pencarian nilai heterozigositas, nilai rata-rata heterozigositas pada populasi kerbau lumpur Seulimum dari tiga primer pada lokus mikrosatelit sebesar 0,415%, nilai rata-rata heterozigositas pada populasi kerbau lumpur Jantho dari ketiga primer pada lokus mikrosatelit sebesar 0,276%, nilai rata-rata heterozigositas pada populasi kerbau lumpur Indrapuri dari ketiga primer pada lokus mikrosatelit sebesar 0,267% sedangkan nilai rata-rata heterozigositas pada populasi kerbau lumpur Masjid Raya dari ketiga primer pada lokus mikrosatelit sebesar 0,291%. Pada kerbau lumpur Seulimum nilai rata-rata heterozigositas lebih tinggi dibandingkan dengan nilai rata-rata heterozigositas pada populasi kerbau lumpur Jantho, populasi kerbau lumpur Indrapuri dan populasi kerbau lumpur Masjid Raya.

            Hasil penelitian ini dapat diaplikasikan dalam pembelajaran yaitu berupa petunjuk praktikum. Petunjuk praktikum matakuliah Teknik Analisis Biologi Molekuler ini secara umum memuat beberapa konsep yaitu petunjuk umum pelaksanaan praktikum dan sistem penilaian praktikum, pengenalan alat dan beberapa bagian laboratorium Molekuler, peralatan utama di laboratorium molekuler, pengenalan bahan, isolasi DNA Hewan, penghitungan perkiraan konsentrasi DNA, Polymerase Chain Reaction (PCR), deteksi DNA produk PCR melalui elektroforesis, konsep-konsep tersebut saling berkaitan satu dengan yang lainnya. Oleh karena itu diharapkan mahasiswa dapat mengikuti dengan baik keseluruhan topik praktikum yang ada, sehingga memiliki penguasaan pengetahuan dan ketrampilan yang utuh terhadap matakuliah TABM dan teknik analisisnya. Secara khusus tujuan dari petunjuk praktikum ini agar mahasiswa menguasai terhadap teknik analisis biologi molekuler yang terdiri dari berbagai macam teknik yang telah ada, salah satu teknik biologi molekuler yang perlu dipelajari oleh mahasiswa berupa teknik mikrosatelit. Petunjuk praktikum yang telah dibuat tersebut dapat dipergunakan oleh dosen dan mahasiswa.

 

ABSTRACT

 

Rukmini. 2010. Identification of Local Buffalo Genetic Variation (Bubalus bubalis) in Aceh Besar by Microsatellite basis as a Practicum Instruction on the Lecture of Analysis Technique of Molecular Biology. Thesis. Post Graduate Program. State University of Malang. Consultant (1) Prof. Dr. Aloysius Duran Corebima, M. Pd., (2) Dr. Agr. Mohammad Amin, S.Pd., M.Si.

 

Keyword: genetic variation, local buffalo of Aceh Besar, microsatellite, practicum instruction.

Buffalo is one of species from the cattle that has an important role in giving contribution to fulfill the human needs of animal protein. Indonesia is a country with tropic climate is suitable for growth of buffalo population. There are three species of buffalo in Indonesia. They are: Swamp buffalo, River buffalo, and the species resulted by the intersection between Swamp and River buffalo. The buffalo species that mostly grow in Aceh Besar is Swamp buffalo. Based on the data from breeding dines service of Aceh Besar, the population of Swamp buffalo in 2009 has the number of 38,903 consist of 9,905 males and 28,998 of females. Therefore, there must be an effort to protect them from extinction. For instance conservation and hybridization program. If those programs are not done soon, it is worried that their population will decrease or even become extinct. The worst fact, we will lost the variety of plasmid in Aceh Besar. It can be avoided by detecting the genetic variety. The steps of genetic variety detection can be done through the method of Morphology and Molecular observation. One of Molecular indicator that can be used in genetic identification activities is Microsatellite.

This research aims at finding out (1) phenotype variation of swamp buffalo in Aceh Besar. (2) Genotype variation of swamp buffalo in Aceh Besar with microsatellite basis (3) The implication of research result can be used as a practicum instruction on the lecture of Analysis Technique of Molecular Biology.

Research design used in this research is descriptive design. The population of this research is all of the local swamp buffalo in Aceh Besar. Research sample is local swamp buffalo from several part of Aceh Besar. Research sample was taken from four subdistrict namely: 1)Subdistrict of Seulimum, 2) Subdistrict of Jantho, 3) Subdistrict of Indrapuri, 4) Subdistrict of Masjid Raya. Sample was taken from the number of sample by using random sampling technique. Therefore the number of sample used in this research about 27 local swamp buffaloes of Aceh Besar.

Observation of genetic variation pattern held in phase of DNA isolation then continued by Electrophoresis using agarose gel. Then PCR was conducted by using primer 1 HEL 009, primer 4 INRA 032, and primer 5 ETH 225 then continued in electrophoresis using polyacrilamide gel. This process will produce band (DNA ribbon) that will be continued in further analysis using GENEPOP ver 3.id.

The result of phenotype description research describe body shape, body color, eyes color, horn shape and direction of the population of Seulimum's swamp buffaloes, the population of Jantho's swamp buffaloes, the population of Indrapuri's buffaloes, the population of Masjid Raya's swamp buffaloes. The result of genotype description, analysis showed that genotype variation of Seulimum buffalo's population is higher than the population of Jantho, indrapuri and Masjid Raya subdistrict. It can be seen from the average of information value of Polymorphic alel on Seulimum population is 53%, the average of information value of Polymorphic alel in Jantho buffaloes population is 46%, the average of information value of Polymorphic alel in Indrapuri is 41%. the average of information value of Polymorphic alel in Masjid Raya about 29%.The value of alel frequency of three primers in Microsatellite locust on Seulimum buffaloes population about 0,06 - 0,65, The value of alel frequency of three primers in Microsatellite locust in Jantho about 0,21 - 0, 62. The value of alel frequency of three primers in Microsatellite locust in Indrapuri buffaloes population about 0,30 - 0, 10 and the value of alel frequency of three primers in Microsatellite locust in Masjid Raya buffaloes population is 0,13 - 0,87.

After knowing the value of alel frequency, the analysis is continued with seeking for heterozigocity value. The average of heterozigocity on Seulimum's Buffaloes population from three primers in Microsatellite locust about 0,415% The average of heterozigocity on Jantho's Buffaloes population from three primers in Microsatellite locust about 0,276%, The average of heterozigocity on Indrapuri's Buffaloes population from three primers in Microsatellite locust about 0,27% and The average of heterozigocity on Masjid Raya's Buffaloes population from three primers in Microsatellite locust about 0,291%. These numbers showed that the average of heterozigocity in Seulimum population is higher than Jantho, Indrapuri and Masjid Raya Population.

The result of this research can be applied in learning as a practicum instruction. Practicum instruction on the lecture of Molecular Biology Analysis Technique generally contain several concepts namely general practicum instruction, and the system of practicum assessment, introduction of equipment and several part of molecular laboratory, the main equipments of molecular laboratory, introduction of material, animal DNA isolation, the measurement of DNA concentration prediction, Polymerase Chain Reaction (PCR), DNA detection of PCR product through electrophoreses, all concepts are closely related each other .Therefore the students are expected to be able to follow all practicum topics well, so they can get intact comprehension and skill on the lecture of TABM and the analysis technique. Especially, the aim of this practicum instruction is to make the students master the analysis technique of molecular biology which consist of several available technique, one of them that need to be learned by the students is microsatellite. The practicum Instruction arranged by the researcher can be implemented by the lecturers and the students.