KARAKTERISTIK FENOTIPE DAN GENOTIPE IKAN GURAMI, Osphronemus goramy, STRAIN GALUNGGUNG HITAM, GALUNGGUNG PUTIH, DAN HIBRIDANYA PDF

Preview

Summary

Jurnal Riset Akuakultur, 12 (2), 2017, 99-110 Tersedia online di: http://ejournal-balitbang.kkp.go.id/index.php/jra KARAKTERISTIK FENOTIPE DAN GENOTIPE IKAN GURAMI, Osphronemus goramy, STRAIN GALUNGGUNG HITAM, GALUNGGUNG PUTIH, DAN HIBRIDANYA Otong Zenal Arifin*)#, Imron**), Nandang Muslim***), Ade ...

Description

Jurnal Riset Akuakult ur, 12 (2), 2017, 99-110

Tersedia online di: ht t p://ejournal-balit bang.kkp.go.id/index.php/jra

KARAKTERISTIK FENOTIPE DAN GENOTIPE IKAN GURAM I, Osphronemus goramy, STRAIN GALUNGGUNG HITAM , GALUNGGUNG PUTIH, DAN HIBRIDANYA Otong Zenal Arifin *)# , Im ron **), Nandang M uslim ***), Ade Hendri ***), Aseppendi ***), dan Akhmad Yani ***) *)

Balai Rise t Pe rikanan Budidaya Air Tawar d an Penyu luhan Pe rikanan **)

***)

Balai Rise t Pem uliaan Ikan

Balai Pengembangan Bud idaya Ikan Guram i dan Nilem, Sin gaparna

(Naskah dit erima: 19 Januari 2017; Revisi final: 2 M aret 2017; Diset uj ui publikasi: 20 M aret 2017)

ABSTRAK

Persilangan antara dua populasi yang berbeda secara genetik lazimnya menghasilkan kombinasi genetik baru. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi karakteristik fenotipe dan genotipe ikan gurami st rain Galunggung Hitam, Galunggung Putih, dan Hibridanya. Perkawinan dalam galur (GP X GP dan GH X GH) dan persilangan dua arah antara betina GH dan jantan GP (GH X GP), dan resiprokalnya (GP X GH) telah dilakukan di BPBIGN Singaparna. Fenotipe dianalisis berdasarkan metode t russ morfometrik dan meristik, sedangkan karakteristik genotipe diamati menggunakan metode PCR-RAPD. Hasil analisis menunjukkan berdasarkan 21 karakter truss morfome trik, cent roid h ibrida GH X GP lebih tin ggi dari cent roid ketiga populasi lainnya pada PC-1 yang dicirikan oleh karakter B3, B4, B5, A3, A4, dan A6, dan bersifat int ermediat e pada PC-2, PC-3, dan PC-4. Berdasarkan delapan karakter meristik, cent roid hibrida GH X GP lebih tinggi dari kedua tetua dan hibrida GP X GH pada PC-1 yang dicirikan oleh karakter SPR dan SDA, lebih rendah dari kedua tetua, tetapi lebih tinggi dari populasi GP X GH pada PC-2, dan lebih rendah dari ketiga populasi lainnya pada PC-3 dan PC-4. Polimorfisme dan heterozigositas pada populasi hibrida GH X GP dan GP X GH lebih t inggi daripada kedua tetuanya GH X GH dan GP X GP. Hibridisasi yang d ilakukan menin gkatkan variasi genetik yang dapat berguna dalam peningkatan produktivitas budidaya. KATA KUNCI: ABSTRACT:

fenotipe; morfometrik; meristik; genotipe; RAPD; ikan gurami Phenotype and genotype characteristics of two gouramy (Osphronemus goramy) strains, Galunggung Black and Galunggung W hite and their hybrids. By: Otong Zenal Arifin, Imron, Nandang M uslim, Ade Hendri, Aseppendi, and Akhmad Yani

Hybridization bet ween t wo genet ically different populat ions is expect ed t o generate a populat ion carrying new genet ic combinat ions which may be expressed in bot h phenot ypes and genot ypes. This st udy was carried out t o explore t he phenot ype and genot ype charact erist ics of reciprocal hybrids of goramy of Galunggung black (GH) and Galunggung whit e (GP) wit h respect t o t heir parent al lines. M at ings wit hin t he same line producing GP X GP and GH X GH, and reciprocal mat ing producing hybrids GH X GP and GP X GH, were conduct ed at BPBIGN Singaparna. Samples represent ing the four populations were analyzed for their morphology using t russ morphomet ric and meristic methods, while genot ypes were analyzed using PCR-RAPD met hod. The result s showed t hat based on t he 21 morphomet ric charact ers, t he cent roid of hybrid GH X GP was higher t han t hose of t he ot her t hree populat ions at PC-1, which was marked by t he charact ers B3, B4, B5,A3, A4, and A6, and was int ermediat e at PC-2, PC-3, and PC-4. Based on t he eight merist ic charact ers, t he cent roid of GH X GP was also higher t han t hose of t heir parent s and hybrids GP X GH at PC-1, which was marked by t he charact ers SPR and SDA, lower t han t hose of t heir parent s but higher t han t hat of hybrid GP X GH at PC-2, and lower t han t hose of t he other t hree populat ions at PC-3 and PC-4. The genet ic diversit ies in t erms of polymorphism and het erozygosity levels in hybrids GH X GP and GP X GH were higher t han those found in t he pure-line (GH X GH and GP X GP). Hybridizat ion conducted in this st udy had resulted in the enhancement of genetic variat ions which could be useful in increasing aquacult ure product ivit y. KEYW ORDS:

phenotype; morphometric; meristic; genotype; RAPD; gouramy

# Kore spo nde nsi: Balai Rise t Per ikanan Budid aya Air Tawar dan Pe nyuluhan Pe r ikanan. Jl. Se m p ur No . 1, Bo go r 16154, Ind o ne sia. Te l. + (0251) 8313200 E-m ail: zenal ar i fi n@ gmai l .com

Co pyright @ 2017, Jurnal Rise t Akuakult ur, e-ISSN 2502-6534

99

Karakt erist ik fenotipe dan genot ipe ikan gurami, Osphronemus goramy ..... (Otong Zenal Arifin)

PENDAHULUAN

Ikan gurami (Osphronemus goramy, Lacepede, 1801) m e rup akan s alah sa t u je n is ika n a ir t aw ar yan g memiliki nilai ekonomis tinggi. Di wilayah Jawa Barat, kegiatan pembenihan, dan budidaya telah berlangsung selama puluhan tahun dengan jenis ikan gurami yang banyak dibudidayakan adalah ikan gurami Galunggung (Soang), baik yang berwarna hitam, putih maupun yang berwarna putih dengan bercak hitam pada tubuhnya. Dalam kurun waktu tersebut hampir tidak ada upaya sis t e ma t is unt u k me nge lo la kualit as ge ne t ikn ya. Akibatnya kualitas ge netik dari kedua jenis gurami tersebut diduga telah mengalami penurunan sehingga berdampak negatif terhadap performa produksi. Salah satu alternatif untuk mengatasi masalah pertumbuhan yang lambat adalah dengan memperbaiki mutu genetik ikan gurami, perbaikan mutu genetik dapat dilakukan u n t u k m e n ga t a s i ke n d a la ku a lit a s ge n e t ik d a n pertumbuhan pada ikan gurami (Sularto et al ., 2016). Nugroho et al . (2012) mengemukakan bahwa usaha p e r b a ik a n g e n e t ik u n t u k m e m p e rc e p a t la ju pertumbuhan dan aplikasi teknologi yang tepat guna dalam meningkatkan produksi sangat diperlukan, salah satu cara unt uk memperbaiki genetis ikan gurame dengan penerapan persilangan atau hibridisasi. Hibridisasi adalah perkawinan silang antara dua s p e sie s ikan ya n g de ka t ke ke ra b a t a n n ya t e t a p i mempunyai sifat dan ciri yang berbeda sehingga dapat diha silka n ke t u ru nan d e ngan sifa t d an ciri ya ng d iin gin ka n . Hib rid is a s i d a p a t d igu n a ka n u n t u k m e n g h a s ilk a n b e n ih h ib r id a ya n g le b ih c e p a t pertumbuhannya daripada ke dua induknya (hybr id vigor ). Hibridisasi me rupakan salah sat u alt e rnatif pe rba ikan ge ne t is unt uk me ningkat kan pro duksi ko mo dit as be rnilai e ko no mi (Rado na & Nafiqo h, 2014). Selain ditujukan untuk menghasilkan performa yang unggul, hibridisasi juga biasanya disertai dengan munculnya karakteristik fenotipe dan genotipe yang baru. Pe n g u k u r a n u n t u k m e n d a p a t k a n in fo r m a s i keragaman gene tik dapat didekati me lalui evaluasi p a d a ke r a ga m a n fe n o t ip e d a n g e n o t ip e . St u d i keragaman genetik berdasarkan karakter fenotipe di a n t a r a n ya d a p a t d ila k u k a n d e n ga n m e n g u k u r morfologi, baik pada karakter morfometrik maupun meristik. Karakter morfometrik telah lama digunakan untuk mengukur jarak dan hubungan keke rabat an d alam m e n ga t e go rika n va rias i da la m t a ks o n o m i seperti telah dilakukan Aryanto & Imron (2008) pada ikan mas (Cypr inus car pio), Arifin et al . (2015) pada ikan semah (Tor douronensis), Langer et al . (2013) pada go lde n mahse e r (Tor put it or a ), Se t ijaningsih et al . (2007) pada ikan gurami dan pada jenis ikan lainnya.

100

Meristik merupakan ciri yang berkaitan dengan jumlah bagian tertentu dari tubuh ikan, dapat digunakan untuk menggambarkan keterangan-keterangan spesies ikan, atau digunakan untuk identifikasi spesies yang belum diketahui. Ciri yang berkaitan dengan jumlah bagian tertentu dari tubuh ikan, yang meliputi jumlah sirip, perumusan jari-jari sirip, sisik, dan insang (Rahardjo et al ., 2010). Studi keragaman genetik berdasarkan karakter genotipe dapat dilakukan di antaranya melalui teknik randomly amplified polymorphisms DNA (RAPD). RAPD merupakan teknik molekuler yang berbasis PCR yang dapat digunakan untuk mendeteksi polimorfisme ruas nukle ot ida pada DNA dengan me manfaat kan primer tunggal yang memiliki urutan nukleotida acak. Pe nelitian ini dilakukan untuk mende skripsikan keragaman fenotipe dan genotipe pada ikan gurami Galunggung Hitam dan Galunggung Putih dan hasil pe rsilangan dua arah antara kedua st rain t ersebut. Deskripsi karakter fenotipe dilakukan melalui analisis karakter morfometrik dan meristik, sedangkan analisis karakter genotipe dilakukan melalui analisis RAPD. BAHAN DAN M ETODE Ikan Uji

Ika n u ji m e r u p a k a n ik a n k o le k s i Ba la i Pe nge mbangan Budidaya Ikan Gurame dan Nile m (BPBIGN), Singaparna. Pengujian dilakukan terhadap empat populasi ikan gurami, yaitu populasi gurami Galunggung Hitam (GH X GH), Galunggung Putih (GP X GP), hibrida betina GH dengan jantan GP (GH X GP) dan hibrida dari betina GP dengan jantan GH (GP X GH). Setiap persilangan menggunakan sebanyak tiga ekor jantan dan sembilan ekor betina. Tiga puluh ekor ikan ukuran konsumsi (umur 16 bulan, bobot sekitar 800 g) dari setiap populasi tersebut diambil sebagai sampel dan diukur morfometrik dan meristiknya. Pengukuran Karakter M orfometrik dan M erist ik

Analisis dilakukan menggunakan met ode “t r uss morphometric” mengacu pada cara pengukuran Brzesky & Doyle (1988), meliputi: pengukuran jarak titik-titik tanda yang dibuat pada kerangka tubuh. Sebanyak 30 ekor ikan dari setiap populasi digunakan untuk analisis in i. Ika n d ifo t o m e n g g u n a k a n d igit a l k a m e r a 108PENTX, 16.0 megapixel. Titik karakter ditandai, hasil penandaan dihubungkan dan diukur menggunakan jangka sorong dengan ketelitian 0,01 mm. Deskripsi titik t russ tertera pada Tabel 1. Data seluruh karakter diko n ve rsi ke dalam ras io de nga n cara me mbagi masing-masin g nilai pe ngukuran de n gan panjang s t a n d a r. An a lis is m e r is t ik d ila ku ka n d e n g a n menghitung jumlah jari-jari keras dan lunak pada sirip

Cop yright @ 2017, Jurnal Riset Akuakultur, e-ISSN 2502-6534

Jurnal Riset Akuakult ur, 12 (2), 2017, 99-110

punggung, sirip dada, sirip perut, sirip anal dan sirip ekor, serta jumlah sisik linealateralis (Saanin, 1984). Analisis meristik dilakukan terhadap 30 ekor sampel da ri se t iap po p ula si. De skrips i le ngkap karakt e r meristik disajikan pada Tabel 1.

Karakter genotipe dianalisis menggunakan metode PCR-RAPD. Sepuluh ekor ikan untuk masing-masing populasi pe rsilangan dianalisis me nggunakan dua primer yaitu OPA-4 (5’-AATCGGGCTG-3’) dan OPA-20 (5 ’-GT TGCGATCC-3 ’). Pe n g u jia n d ila ku ka n d i Laboratorium Biologi Molekuler BPPBAT Bogor. DNA

Karakter Genotipe

Tabel 1. Deskripsi 21 karakter mo rfologis morfo metrik dan delapan karakter merist ik yang dievaluasi untuk analisis variabilitas intraspesifik Table 1.

Evaluat ed morphological morphomet ric and merist ic charact ers in t he int ra specific variabilit y analysis

Ruang tr uss Kode Tr uss ar ea

Kepala Head

Code

Karakt er m orfom et rik (M or phometr ic char acter s ) Deskripsi jarak (Description of distance )

A1

Ujung oper culum bawah–ujung mulut (Bott om t ip operculum– mout h tip )

A2

Ujung oper culum bawah–sir ip ventral (Bott om operculum t ip–vent ral fin )

A3

Ujung oper culum bawah–atas mata (Bot tom operculum tip– upper eye )

A4

Ujung mulut–sir ip ventr al (M out h tip– vent ral fin )

A5

Ujung mulut–atas mata (M outh t ip– upper eye )

A6

Sirip ventr al–atas mata (Ventral f ins– upper eye )

B1

Sir ip ventr al–awal sirip anal (Vent ral fins–upper eye )

Tengah tubuh

B3

Sirip ventral–awal sir ip dor sal (Vent ral fins–anterior dorsal f ins )

B4

Atas mata–awal sir ip anal (Upper eye– ant erior anal fins )

M iddle

B5

Atas mata–awal sir ip dorsal (Upper eye– anterior dorsal fins )

body

B6

Awal sir ip anal–awal sir ip dor sal (Anterior anal f ins– ant erior dorsal fins )

Tubuh belakang

C1

Awal sir ip anal–akhir sir ip anal (Ant erior anal fins– post erior anal fins )

C3

Awal sirip anal–akhir sirip dorsal (Ant erior anal f in– posterior dorsal fin )

Rear body

Pangkal ekor Caudal peduncle

C4

Awal sir ip dor sal–akhir sirip anal (Anterior dorsal fins– posterior anal fins )

C5

Awal sir ip dorsal–akhir sir ip dor sal (Anterior dorsal f ins– posterior dorsal f ins )

C6

Akhir sir ip anal–akhir sirip dor sal (Post erior anal f in– posterior dorsal f ins )

D1

Akhir sir ip anal–awal sirip ekor bawah (Posterior anal f ins– ant erior down caudal fins )

D3

Akhir sirip anal–awal sir ip ekor atas (Posterior anal f ins– ant erior upper caudal fins )

D4

Akhir sirip dorsal–awal sirip ekor bawah (Posterior dorsal f ins– anterior down caudal fins )

D5

Akhir sirip dor sal–awal sirip ekor atas (Post erior dorsal f ins– anterior upper caudal fins )

D6

Awal sir ip ekor bawah–akhir sir ip ekor atas (Ant erior down caudal f ins– posterior upper caudal fins ) Karakt er m erist ik (M er istic characters )

Kode Code

Deskripsi (Descr iption )

SPK

Jumlah jar i–jar i ker as sir ip punggung (Dorsal fin spiny rays )

SPL

Jumlah jari–jari lunak sirip punggung (Dorsal f in sof t rays )

SDA

Jumlah jar i–jar i sir ip dada (Pect oral f in rays )

SPR

Jumlah jar i–jar i sir ip per ut (Ventral f in rays )

SAL

Jumlah jar i–jar i lunak sir ip anal (Anal fin soft rays )

SAK

Jumlah jar i–jari keras sirip anal (Anal f in spiny rays )

SEK

Jumlah jari–jar i sirip ekor (Caudal fin rays )

LL

Jumlah sisik pada gar is tepi (Linealateralis )

Co pyright @ 2017, Jurnal Rise t Akuakult ur, e-ISSN 2502-6534

101

Karakt erist ik fenotipe dan genot ipe ikan gurami, Osphronemus goramy ..... (Otong Zenal Arifin)

uji yang digunakan berasal dari jaringan sirip dada, dihasilkan dari proses ekstraksi menggunakan Genomic DNA Pur ificat ion Kit (Fer ment as). Ko mpo sisi re aksi

PCRadalah: DNA 1 µL; primer 0,5 µL konsentrasi 25 nmol (pengenceran 20:80); mastermix PCR (KAPA Ro -

bust kk 5701) 6,5 µL; akuades 2 µL; sehingga diperoleh volume total 10 µL. Selanjutnya tabung mikro dimasukkan dalam t hermocycler untuk diamplifikasi, yaitu satu siklus denaturasi awal pada suhu 94°C selama dua menit, 34 siklus yang terdiri atas denaturasi pada suhu 94°C selama satu menit, annealing 36°C selama sat u me nit , dan e longasi 72°C selama dua me nit . Elongasi akhir pada suhu 72°C selama tujuh menit. Hasil PCR dilihat melalui elektroforesis dalam gel agarose 1,5%. Analisis Dat a

Data morfometrik dan meristik dianalisis dengan analisis komponen utama (Principal Component Analysis, PCA). PCA mentransformasi data yang kompleks (mult ivariable) dan berdimensi besar ke dalam bentuk yang lebih sederhana, dalam bent uk sumbu-sumbu ko mpo ne n ut ama yang merupakan e kst raksi dari variabel asal. Kontribusi variabel dan skor individuindividu terhadap sumbu-sumbu utama divisualisasikan dalam bentuk Biplot . Posisi populasi dianalisis secara deskriptif dengan membandingkan nilai tengah mult ivariat e (cent roid) pada empat sumbu utama pertama (PC-1-PC4). Analisis PCA dilakukan de ngan aplikasi statistik SYSTAT 11. Nilai h e t e ro s is dihit ung m e nggun aka n rum us berdasarkan Sheridan (1981):

H

AB  BA  AA  BB 2

(AA  BB)

2

x100

2 di mana: H = nilai hete rosis (%) AB + BA = komp onen persilangan re siprok AA at au BB = komp onen t r ue breedi ng

Keragaman genetik dianalisis menggunakan pro gram TFPGA (Tools for Populat ion Genet ics Analysis) (Nei & Tajima, 1981). Hubungan kekerabatan antar individu dianalisis me nggunakan jarak genetik berdasarkan program UPGMA modifikasi Rogers (1972) dari softw a re TFPGA d a ri sof t w ar e TFPGA. Po lim o rfis m e ge ne tik diukur dengan rataan het erozigosit as (H), jumlah, dan frekuensi alel yang dihitung untuk semua lokus (Miller, 1997).

102

HASIL DAN BAHASAN Analisis M or fometrik

Se lu r u h p o p u la s i p e r s ila n ga n ik a n g u r a m i me mpunyai rerat a ukuran panjang standar hampir sama, nilai rerata ukuran, dan standar deviasi yang diperoleh untuk masing-masing karakter populasi hasil persilangan dua arah tertera pada Tabel 2. An alisis Ko mpo ne n Ut a ma (PCA) t e rhad ap 21 karakt er mo rfome trik me nunjukkan bahwa empat sumbu utama pertama (PC-1, PC-2, PC-3, dan PC-4) se cara kumulat if mampu me nje laskan ke ragaman 6 2 ,3 8 %. Su m b u u t a m a PC-1 ya n g m e n je la s ka n keragaman 25,07%dicirikan oleh karakter B4, A4, B5, A3, dan B3. Pada sumbu utama PC-2 yang menjelaskan ke ra gaman 15,48%; karakt e r C3 , C4, C5, da n D6 memberikan kontribusi yang penting. Pada sumbu PC3 dan PC-4, selain kemampuan menjelaskan keragaman se makin ke cil pe ran dari karakt er-karakt er penciri pada sumbu-sumbu tersebut tersebut juga semakin lemah yang ditunjukkan oleh nilai-nilai yang lebih kecil dibandingkan dengan yang terdapat pada PC-1 dan PC2 (Gambar 3). Karakter-karakter yang menjadi penciri pada PC-3 adalah D4, D3, dan A5, sedangkan pada PC4 adalah B1 dan D3 (Tabel 3). Distribusi individu-individu dari keempat populasi pada sumbu utama PC-1 dan PC-2 menunjukkan bahwa populasi hibrida GH X GP berbeda dari ketiga populasi lainnya. Cent roid GH X GP bernilai positif dan terletak jau h d ari t it ik t e nga h su m bu , s e m e n t ara ke t iga populasi lainnya bernilai negatif (Tabel 3 dan Gambar 1). Art inya, pa da karakt e r-karakt e r yang me njadi penciri pada PC-1, yaitu B4, A4, A6, B5, A3, dan B3, populasi hibrida GH X GP berukuran lebih besar dari ketiga populasi yang lain, dengan perbedaan paling kont ras antara GH X GP dan GP X GP. Berdasarkan karakter yang menjadi penciri pada PC-2, populasi tetua s a lin g b e rja u h a n , s e d a n g k a n k e d u a h ib rid a resiprokalnya berada di antara kedua tetua (Tabel 3 dan Gambar 1). Pola diferensiasi populasi berdasarkan karakter morfometrik juga terlihat pada PC-3 dan PC4. Pada karakt e r yang me njadi penciri pada PC-3. Hibrida GP X GH berukuran paling kecil dibandingkan dengan tiga populasi lainnya, dengan perbedaan yang paling menonjol ketika dibandingkan dengan populasi tetua GP X GP. Pada PC-4, dua populasi tetua berada pada titik ekstrem yang berlawanan, sedangkan kedua populasi hibrida berada di antara kedua tetuanya (Tabel 3 dan Gambar 2). Secara umum, alasan ut ama para pemulia atau pe mbudidaya me lakukan hibridisasi adalah dalam rangka mendapatkan efek heterosis, yaitu performa

Cop yright @ 2017, Jurnal Riset Akuakultur, e-ISSN 2502-6534

Jurnal Riset Akuakult ur, 12 (2), 2017, 99-110

Tabel 2. Nilai rerata ukuran karakter t russ pada dua populasi hibrida ikan gurami (GP X GH dan GH X GP) dan dua populasi tetuanya (GP X GP dan GH X GH) Table 2.

The averages of t russ-morphomet ric charact ers from t wo populat ions of hybrid gouramy (GP X GH and GH X GP) and t wo populat ions of t heir parent al lines (GP X GP and GH X GH) Nilai rerat a X St andar deviasi Kode karakt er

Average X Standar d deviation (cm )

Code of characters

GP X GP

GH X GH

GP X GH

GH X GP

PS

24.30 ± 2.07