USULAN PENELITIAN NONEKSPERIMENTAL PDF

Preview

Summary

UNIVERSITAS INDONESIA STUDI KEANEKARAGAMAN GENETIK BAKTERI DARI USUS IKAN NILA (Oreochromis niloticus) MELALUI TEKNIK METAGENOM SEQUENCE-BASED SKRIPSI ADHITYA BAYU PERDANA 0706263624 FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM DEPARTEMEN BIOLOGI DEPOK DESEMBER 2011 Universitas Indonesia Studi kean...

Description

Accelerat ing t he world's research.

USULAN PENELITIAN NONEKSPERIMENTAL Orin bondy

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

RELAT IONSHIP OF T HE MAIN DIMENSION SMALL PURSE SEINERS IN NORT H SULAWESI seminar sosek prosiding Era Muslimah, Wangsa Dodol Makalah Biologi Elva T hoehari

UNIVERSITAS INDONESIA

STUDI KEANEKARAGAMAN GENETIK BAKTERI DARI USUS IKAN NILA (Oreochromis niloticus) MELALUI TEKNIK METAGENOM SEQUENCE-BASED

SKRIPSI

ADHITYA BAYU PERDANA 0706263624

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM DEPARTEMEN BIOLOGI DEPOK DESEMBER 2011 Universitas Indonesia

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

UNIVERSITAS INDONESIA

STUDI KEANEKARAGAMAN GENETIK BAKTERI DARI USUS IKAN NILA (Oreochromis niloticus) MELALUI TEKNIK METAGENOM SEQUENCE BASED

SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

ADHITYA BAYU PERDANA 0706263624

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM DEPARTEMEN BIOLOGI DEPOK DESEMBER 2011 Universitas Indonesia

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

IIALAMAN PERIYYATAAI\ ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar.

Nama

Adhitya Bayu Perdana

NPM Tanda Tangan Tanggal

29 Desember 2011

l1

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini diajukan oleh Nama

NPM Program Studi Judul Skripsi

Adhitya Bayu Perdana 0706263624 Biologi Sl Reguler Studi Keanekaragaman Genetik Bakteri dari Usus Ikan Nila (Oreochromis niloticus) melalui Teknik Metagenom Se que nce - B as e d

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Program Studi Biologi Sl Reguler, Fakultas Matematika dan llmp Pengetahuan Alam, Universitas Indonesia

DEWAIY PENGUJI

Pembimbing

I

Dr. kvanFuzal,M. Eng.

Pembimbing

II

Dr. Abinawanto

(Ihff.&.J M.Sc.

Penguji

I

Dr. Wibowo Mangunwardoyo,

Penguji

II

Dr. Anom Bowolaksono, M.Sc.

Ditetapkan di Tanggal

(....

Depok

29 Desember20ll

lll

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

)

KATA PENGANTAR

Segala puji syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala nikmat, rahmat dan karuniaNya sehingga Penulis mampu menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW. Penelitian dan penulisan skripsi ini dilakukan dalam rangka memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Departemen Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Indonesia (FMIPA UI). Begitu banyak bantuan moril dari berbagai pihak dalam membantu kelancaran skripsi ini, sehingga Penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada: 1.

Dr. Irvan Faizal, M. Eng. dan Dr. Abinawanto selaku Pembimbing I dan II yang telah membimbing dan memberi saran bagi Penulis dalam penelitian dan penulisan skripsi ini.

2.

Dr. Wibowo Mangunwardoyo, M. Sc. dan Dr. Anom Bowolaksono, M. Sc. selaku Penguji I dan II, dan Dra. Lestari Rahayu K, M. Sc. selaku Ketua Ujian Sidang, serta Dra. Setiorini, M. Kes. selaku Koordinator Seminar yang telah memberikan saran dan perbaikan kepada Penulis dalam pembuatan skripsi ini.

3.

Retno Lestari, M.Si. selaku Pembimbing Akademis yang telah memberikan doa, dukungan, dan saran untuk penulis.

4.

Dr.rer.nat. Mufti P. Patria, M.Sc. selaku Ketua Departemen Biologi FMIPA UI, Dra. Nining Betawati Prihantini, M.Sc. selaku Sekretaris Departemen Biologi FMIPA UI, Dra. Titi Soedjiarti, S.U. selaku Koordinator Pendidikan Departemen Biologi FMIPA UI, dan segenap staf pengajar FMIPA UI atas ilmu pengetahuan yang telah diberikan kepada Penulis selama menempuh pendidikan di Biologi. Terima kasih pula kepada Mbak Asri, Ibu Ida, Pak Ana, Pak Ono, dan seluruh karyawan Departemen Biologi FMIPA UI atas segala bantuan yang telah diberikan.

5.

Ir. Nenie Yustiningsih, M. Sc., selaku Direktur Teknologi Produksi Pertanian BPPT yang telah memberikan ijin kepada Penulis untuk melakukan penelitian. iv

Universitas Indonesia

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

6.

Keluarga besar Laboratorium Bioakuakultur, Mbak Tanti, Mbak Novi, Mbak Kiki, Mas Bagus, Mas Yogi, Mas Deni, Pak Wisnu, Pak Ayub, dan Om Rahmat yang telah banyak memberikan masukan dan bantuan dalam penelitian dan penulisan skripsi ini. Terima kasih juga kepada rekan kerja laboratorium, Taufiq Soekarno dan Rizky Priambodo yang telah membantu dan memberikan semangat kepada Penulis.

7.

Keluarga tercinta, Bapak, Ibu, dan adikku Nurma yang telah membantu secara moril. Terima kasih telah mendoakan dan memberikan perhatian kepada Penulis selama penulisan skripsi ini.

8.

Sahabat terbaik Fahreza, Fajar, Nikki, Merry, Putsan, dan teman-teman di Laboratorium Genetika Biologi UI, Maridha, Ikrimah, Fika, Tiwi, serta teman-teman BLOSSOM atas semua dukungan, semangat, perhatian, waktu, pengalaman, dan persaudaraan yang telah diberikan kepada Penulis.

9.

Rekan-rekan seperjuangan D‘mentor di Youth Take Action (Eja, Bregas, Gita, Pepeb, Tiara, Once) serta adik-adik warga Gedong yang telah memberikan inspirasi dan keberanian untuk bermimpi. Kepengurusan COMATA UI 2010--2011, Sasha, Wei, Sendy, Dedi, Divo, terimakasih atas segala dukungan, doa dan petualangan yang tak akan terlupakan. Serta untuk kepengurusan HIMBIO 2009--2010, CANOPY UI, dan SIGMA B-UI.

10. Seluruh mahasiswa Departemen Biologi FMIPA UI mulai dari Baliveau, Bee05phere, Felix, Biosentris, Zygomorphic, dan B10genesis terima kasih atas persahabatan selama Penulis kuliah di Biologi. Penulis memohon maaf jika terdapat kesalahan dan kekhilafan. Penulis menyadari skripsi ini masih jauh dari sempurna, kritik dan saran demi peningkatan kualitas di masa depan sangat diharapkan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

Depok, 29 Desember 2011

Penulis

v

Universitas Indonesia

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

IIALAMAN PERITYATAAN PERSETUJUAI{ PTJBLIKASI TUGAS AKIIIR T}NTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan di

bawah ini:

Nama NPM Program Studi Departemen Fakultas Jenis karya

Adhitya Bayr Perdana 0706263624 Biologi Sl Reguler Biologi Matematika dan IImu Pengetahuan Alam Slaipsi

demi pengernbangan ilnnr pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Indonesia IIak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royahy Free Right) atas karya ikniah saya yangberjudul :

Studi Keanekaragaman Genetik Bakteri Dari Usus Ikan Nila (Oreochromis niloticas) melalui Teknik Metagenom Sequence-Based beserta perangkat yang ada

(ika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti

Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalih media/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (databcse), merawat, dan mempulikasikan fugas akhir saya selamatetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pemyataan ini saya buat dengan sebenamya.

Dibuatdi: Depok Padatanggal : 29 Desember Yangmenyatakan

20ll

ct/L'f'y L (Adhitya Bayu Perdana)

vl

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

ABSTRAK

Nama : Adhitya Bayu Perdana Program studi : Biologi Judul : Studi Keanekaragaman Genetik Bakteri Dari Usus Ikan Nila (Oreochromis niloticus) melalui Teknik Metagenom SequenceBased

Penelitian untuk mengetahui keanekaragaman genetik bakteri dari usus ikan nila melalui teknik metagenom sequence-based telah dilakukan. Hasil amplifikasi gen 16S rRNA dari usus sebesar 1550 pb, kemudian dilakukan sequencing pada isolat dari Kolam Laboratorium PTPP, Serpong (L1, L2); Tambak Ikan Nila Salin, Karawang (Mu, Pu); dan KJA Waduk Cirata, Purwakarta (A1, C1). Identifikasi ke-6 isolat bakteri berdasarkan BLAST menunjukkan bahwa terdapat similaritas terhadap 4 spesies bakteri dengan nilai max identity tertinggi. Hasil analisis pohon filogenetik menggunakan metode neighbor-joining memperlihatkan bahwa isolat L1, L2 dan C1 diduga berkerabat dekat dengan bakteri Ochrobactrum anthropi, isolat A1 diduga berkerabat dekat dengan Lysinibacillus boronitolerans, isolat Pu diduga berkerabat dekat dengan Stenotrophomonas maltophilia, sementara isolat Mu diduga berkerabat dekat dengan Cetobacterium somerae. Berdasarkan hasil yang didapat, maka terbukti bahwa terdapat keanekaragaman gen 16S rRNA dari usus ikan nila yang dianalisis melalui teknik metagenom sequence-based.

Kata kunci

: Bakteri, gen 16S rRNA, metagenom, usus ikan nila.

xi + 63 halaman; 14 gambar; 8 lampiran; 8 tabel Daftar Referensi 85 (1970--2012)

vii

Universitas Indonesia

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

ABSTRACT

Name Study Programme Title

: Adhitya Bayu Perdana : Biology : Genetic Diversity of the Intestinal Bacterial from Tilapia (Oreochromis niloticus) gut with metagenome SequenceBased Technique

Research to know the genetic diversity of intestinal bacterias in Tilapia gut had been done using sequence-based metagenome. 16S rRNA gene amplification produced PCR fragment with 1550 bp length, then followed by sequencing of isolates from Outdoor Laboratory, Serpong (L1, L2); Saline Tilapia Ponds, Karawang (Mu, Pu); and Cirata Reservoir, Purwakarta (A1, C1). Identification six bacteria isolates based on BLAST showed that there are 4 different species of bacteria with the highest value of max identity. Phylogenetic analysis using neighbor-joining method showed that L1, L2, and C1 isolates is close relatives to Orchrobacterum anthropi, while A1 isolates is close relative to Lysinibacillus boronitolerans, Pu isolate is having close relationship with Stenotrophomonas maltophilia, and Mu isolates with Cetobacterium somerae. Thus, based on the results, it is proven that there is 16S rRNA gene diversity from tilapia intestines using metagenome sequence-based method.

Keywords

: 16S rRNA gene, bacteria, metagenome, tilapia gut.

xi + 63 pages; 14 pictures; 8 appendixes; 8 tables Bibliography 85 (1970--2012)

viii

Universitas Indonesia

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................ HALAMAN PERNYATAN ORISINALITAS ........................................ HALAMAN PENGESAHAN .................................................................. KATA PENGANTAR .............................................................................. HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ..................... ABSTRAK ................................................................................................ ABSTRACT .............................................................................................. DAFTAR ISI ............................................................................................. DAFTAR GAMBAR ................................................................................ DAFTAR TABEL ..................................................................................... DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................

vi vii viii ix xi xi xi

1.

PENDAHULUAN ............................................................................

1

2.

TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 2.1 Metagenom ................................................................................ 2.2 Gen 16S rRNA ............................................................................ 2.3 Ikan Nila (Oreochromis niloticus) .............................................. 2.4 Keanekaragaman Bakteri Pada Usus Ikan Nila .......................... 2.5 Teknik Biologi Molekular ........................................................... 2.5.1 Isolasi DNA genom dari sampel jaringan .......................... 2.5.2 Polymerase Chain Reaction (PCR) ................................... 2.5.3 Elektroforesis ..................................................................... 2.5.4 Pengklonaan DNA rekombinan.......................................... 2.5.4.1 Plasmid sebagai vektor pengklonaan.................. 2.5.4.2 Transformasi ....................................................... 2.5.4.3 Penapisan............................................................. 2.5.5 Sequencing ......................................................................... 2.6 BLAST ........................................................................................ 2.7 Analisis Filogenetik .....................................................................

4 4 6 7 8 9 9 10 11 11 11 13 13 14 15 15

3.

METODOLOGI PENELITIAN...................................................... 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ....................................................... 3.2 Alat .............................................................................................. 3.3 Bahan ........................................................................................... 3.3.1 Sampel................................................................................. 3.3.2 Sel kompeten....................................................................... 3.3.3 Primer ................................................................................. 3.3.4 Bahan kimia dan bahan habis pakai.................................... 3.4 Perangkat Lunak ..........................................................................

17 17 17 18 18 18 18 19 19

ix

i ii iii iv

Universitas Indonesia

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

4.

5.

3.5 Cara Kerja .................................................................................... 3.5.1 Pembuatan larutan buffer.................................................... 3.5.2 Preparasi sampel ................................................................. 3.5.3 Isolasi gen 16s rRNA dengan Terra PCR Direct Kit Polymerase........................................................................... 3.5.4 Perhitungan kemurnian dan konsentrasi DNA ................... 3.5.5 PCR gen 16S rRNA ............................................................ 3.5.6 Elektroforesis ...................................................................... 3.5.7 Purifikasi gel agarosa ......................................................... 3.5.8 Pembuatan sel kompeten .................................................... 3.5.9 Ligasi .................................................................................. 3.5.10 Transformasi ..................................................................... 3.5.11 Isolasi DNA rekombinan .................................................. 3.5.12 PCR cycle sequencing ...................................................... 3.5.13 Purifikasi PCR cycle sequencing ...................................... 3.5.14 Sequencing ........................................................................ 3.5.15 Analisis data sequence ......................................................

20 20 20

HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................... 4.1 Hasil ............................................................................................. 4.1.1 Isolasi usus ikan nila......................................................... 4.1.2 Isolasi dan amplifikasi gen 16S rRNA............................. 4.1.3 Purifikasi produk PCR...................................................... 4.1.4 Transformasi gen 16S rRNA............................................ 4.1.5 Verifikasi penyisipan gen 16S rRNA............................... 4.1.6 Isolasi DNA rekombinan ................................................. 4.1.7 Hasil DNA sequencing...................................................... 4.2 Pembahasan ................................................................................. 4.2.1 Analisis isolasi usus ikan nila .......................................... 4.2.2. Amplifikasi hasil amplifikasi gen 16S rRNA menggunakan metode PCR Direct Kit Polymerase Mix... 4.2.3 Analisis hasil purifikasi gen 16S rRNA............................ 4.2.4 Analisis hasil transformasi gen 16s rRNA........................ 4.2.5 Analisis hasil isolasi DNA rekombinan ........................... 4.2.6 Analisis identifikasi bakteri dalam usus ikan nila berdasarkan gen 16S rRNA.............................................. 4.2.7 Analisis filogeni bakteri dalam usus ikan nila..................

30 30 30 30 31 33 33 34 36 38 38

21 21 22 23 24 24 25 26 26 27 28 28 28

38 39 39 40 41 45

KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 47 5.1 Kesimpulan ....................................................................... 47 5.2 Saran .................................................................................. 47

DAFTAR REFERENSI ........................................................................... 48

x

Universitas Indonesia

Studi keanekaragaman..., Adhitya Bayu Perdana, FMIPA UI, 2011

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Gambar 2.2(1). Gambar 2.2(2). Gambar 2.3. Gambar 2.5.4.1 Gambar 3.5. Gambar 4.1.1. Gambar 4.1.2 Gambar 4.1.3. Gambar 4.1.5. Gambar 4.1.6(1). Gambar 4.1.6(2). Gambar 4.1.6(3). Gambar 4.1.7.

Skema teknik metagenom......................................... Segmen ribosomal RNA .......................................... Skema gen 16S rRNA .............................................. Ikan nila .................................................................... Struktur vektor pGEM-T easy .................................. Skema kerja penelitian ............................................. Isolasi usus ikan nila.................................................. Visualisasi hasil amplifikasi gen 16S rRNA............. Visualisasi hasil purifikasi gen 16S rRNA................ Hasil verifikasi gen 16S rRNA.................................. Kultur cair koloni pGEM-T easy .............................. Visualisasi isolasi DNA rekombinan......................... Visualisasi verifikasi sisipan gen 16S rRNA............ Pohon filogenetik ......................................................

5 6 7 7 12 20 30 31 32 33 34 35 35 37

DAFTAR TABEL

Tabel 4.3.3 Tabel 3.5.3 Tabel 3.5.5(1) Tabel 3.5.5(2) Tabel 3.5.9. Tabel 4.1.3 Tabel 4.1.4 Tabel 4.1.7

Sequence primer gen 16S rRNA ............................... Komposisi campuran PCR Direct Kit Polymerase.... Komposisi campuran PCR verifikasi hasil klona...... Program amplifikasi PCR gen 16S rRNA ................ Komposisi reaksi ligasi .............