Genetic Diversity and Phylogenetic of Longtail Tuna (Thunnus tonggol) Landed in Pabean Fish Market, Surabaya

Abstract

___________________________________________________________ Indonesia is on of the largest tuna exporter in Southeast Asia. To prevent a decline in the population of tuna such as longtail tuna, one effort that can be done is through genetic conservation. Therefore, this study aims to determine the genetic diversity and phylogenetic relationships of longtail tuna landed in the Pabean Fish Market, Surabaya using mitochondrial control region genes. DNA amplification used the PCR (Polymerase Chain Reaction) method with forward primer CRK 5 -AGCTC AGCGC CAGAG CGCCG GTCTT GTAAA-3 and reverse primer CRE 5 -CCTGA AGTAG GAACC AGATG-3 . The results showed 28 samples of longtail tuna had a haplotype diversity value (Hd) of 1.00000 and a nucleotide diversity value (π) of 0.1939. This high value of genetic diversity indicates that longtail tuna has a good ability to adapt to environmental changes. The reconstruction of phylogenetic trees formed seven clades with the value of the genetic distance between longtail tuna species ranging from 0.005-0.035 which indicates the level of close kinship between samples. The results of this study can be used as basic data for longtail tuna management policies in Indonesia. Musamus Fisheries and Marine Journal 2021 Vol.3 (No.2): hal 107-115 https://ejournal.unmus.ac.id/index.php/fish doi: 0.35724/mfmj. v3i2.3375 e-ISSN: 2656-7008 dan p-ISSN: 2654-9905 Ardiana et al., Keragaman Genetik dan Filogenetik Longtail Tuna 108 PENDAHULUAN Potensi hasil perikanan laut di Indonesia terdiri dari sumberdaya ikan pelagis besar dengan jumlah 451.830 ton per tahun, pelagis kecil sebanyak 2.423.000 ton per tahun, ikan demersal sebanyak 3.163.630 ton per tahun, udang sebanyak 100.720 ton per tahun dan ikan karang sebanyak 80.082 ton per tahun (Riswanto, 2012). Menurut Sumadhiharga (2009) pembangunan di sektor perikanan berkontribusi besar terhadap pertumbuhan ekonomi Indonesia. Dalam kurun waktu 5 tahun pembangunan nasional, produksi perikanan pada tahun 2011 meningkat dari 13,64 juta ton menjadi 23,51 juta ton pada tahun 2016, dimana sebanyak 6,83 juta ton berasal dari hasil perikanan tangkap laut (KKP, 2018). Di wilayah Asia Tenggara, Indonesia merupakan pengekspor ikan tuna terbesar dengan volume ekspor sebesar 209,410 ton dengan nilai produksi mencapai 768,4 juta USD pada tahun 2013 (Alfajri, 2017). Jumlah tangkapan ikan tuna yang tergolong tinggi ini, dikhawatirkan akan menyebabkan penurunan populasi ikan tuna khususnya jenis longtail tuna (Thunnus tonggol). Untuk mencegah terjadinya penurunan populasi longtail tuna secara terus menerus maka diperlukan suatu upaya konservasi terhadap spesies dan genetik dari ikan tersebut. Oleh sebab itu, diperlukan adanya kajian tentang keragaman genetik longtail tuna, sehingga dapat dijadikan sebagai dasar kebijakan pengelolaan dan konservasi genetik longtail tuna. Analisis keragaman genetik berbagai jenis ikan telah dilakukan beberapa peneliti, namun sampai saat ini masih sedikit data dan informasi tentang keragaman genetik longtail tuna. Kajian keragaman genetik bertujuan untuk mengetahui tingkat variasi genetik yang menjadi indikasi adanya pertukaran genetik (gene flow) antar populasi (Hellberg et al., 2002). Selain itu, informasi genetik pada ikan sangat penting diketahui dalam manajemen konservasi terutama pada ikan-ikan yang melakukan migrasi jarak jauh seperti tuna (Santos et al., 2010). Secara umum keragaman genetik dari suatu populasi dapat terjadi karena adanya mutasi, rekombinasi, atau migrasi gen dari satu tempat ke tempat lain (Suryanto, 2013). Menurut Frankham (1999) keragaman genetik yang rendah akan berdampak pada kemampuan spesies tersebut untuk melakukan adaptasi terhadap perubahan lingkungan. Filogenetik merupakan salah satu metode yang digunakan untuk menganalisis hubungan kekerabatan (phylogenetic relationship) suatu makhluk hidup (Leatemia et al., 2018). Di dalam filogenetika, kelompok organisme yang memiliki kesamaan karakter atau ciri dianggap memiliki hubungan kekerabatan yang dekat. Kesamaan tersebut dianggap merupakan turunan dari satu indukan (nenek moyang) dan nanti akan membentuk kelompok monofiletik (Hidayat dan Pancoro, 2008, Saleky et al.,2020). Kota Surabaya memiliki jumlah penduduk hampir 3 juta jiwa, dan merupakan kota terbesar kedua di Indonesia (https://surabayakota.bps.go.id/). Kota ini memiliki peranan yang sangat besar dalam menerima dan mendistribusikan hasil tangkapan ikan. Pasar ikan Pabean merupakan pasar terbesar di Surabaya sehingga beraneka ragam jenis ikan dapat ditemui di pasar tersebut dan hampir semua suplai ikan yang ada di pasar Surabaya didatangkan dari Pasar Ikan Pabean (Farid, 2018). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis keragaman genetik dan filogenetik longtail tuna yang didaratkan di Pasar Ikan Pabean Surabaya dengan menggunakan teknik analisis sekuen DNA mitokondria (mtDNA) pada bagian lokus D-loop atau yang biasa disebut control region. Penanda control region digunakan karena gen ini diketahui memiliki tingkat variasi genetik yang tinggi pada berbagai jenis hewan (Zheng et al., 2013). Ardiana et al., Keragaman Genetik dan Filogenetik Longtail Tuna 109 METODE Pengambilan sampel longtail tuna di Pasar Ikan Pabean Surabaya (Gambar 1) dengan total sampel yang berhasil dikoleksi sebanyak 29 sampel. Analisis sampel dilakukan di Laboratorium Yayasan Biodiversitas Indonesia (BIONESIA) Bali. Isolasi sampel jaringan dilakukan dengan memotong bagian sirip pektoral sepanjang 5 cm, kemudian disimpan dalam tube berisi etanol 95% untuk pengawetan. Proses ekstraksi DNA dilakukan dengan larutan chelex 10% (Walsh et al., 1991). Amplifikasi DNA menggunakan primer forward CRK 5’-AGCTC AGCGC CAGAG CGCCG GTCTT GTAAA-3’ dan primer reverse CRE 5’-CCTGA AGTAG GAACC AGATG-3’ yang menargetkan lokus control region pada mitokondria (MtDNA) (Lee et al., 1995). Pengaturan tahapan Polymerase Chain Reaction (PCR) yaitu pre denaturation selama 10 detik pada suhu 80°C, denaturation selama 30 detik pada suhu 94 °C, annealing selama 30 detik pada suhu 50°C, extension selama 45 detik pada suhu 72 °C dan final extension selama 5 menit pada suhu 72°C. Tahapan PCR diulang sebanyak 38 siklus. DNA hasil amplifikasi divisualisasi dengan menggunakan elektroforesis pada gel agarose 1% dalam SB (sodium borat) buffer pada aliran listrik 100 volt dengan arus 200 watt selama 30 menit. Selanjutnya visualisasi fragmen DNA dilakukan menggunakan UV transilluminator. Sampel hasil PCR yang sudah positif mengandung DNA kemudian dikirim ke Berkeley Sequencing Facility, USA untuk dilakukan proses sekuensing. Gambar 1. Peta Pengambilan Sampel Data sekuen DNA yang diperoleh diedit dan disejajarkan dengan menggunakan metode DNA Matrix ClustalW (1.6) atau Translation Weight (0.5) yang terdapat pada program MEGA 5 (Tamura et al., 2011). Data sekuen DNA yang telah diedit selanjutnya dibandingkan dengan data sekuen DNA yang terdapat pada genbank (http://www.ncbi.nih.gov) dengan menggunakan aplikasi BLAST (Basic Local Alignment Tools. Analisis filogenetik dikerjakan dengan MEGA 5 dengan metode neighbor joining (NJ) model evolusi kimura 2-parameter dan bootstraps 1000. Keragaman genetik longtail tuna dianalisis menggunakan aplikasi Dnasp 4.0 (Rozas et al., 2003) yang meliputi jumlah haplotipe (Hn), keragaman haplotipe (Hd), dan keragaman nukleotida (π) (Nei, 1987). HASIL DAN PEMBAHASAN Jumlah sampel longtail tuna yang berhasil dikoleksi di Pasar Ikan Pabean Surabaya yakni sebanyak 29 sampel. Hasil analisis BLAST (Basic Local Alignment Search Tools) menunjukkan 28 data sekuen dari pasar ikan Pabean Surabaya Ardiana et al., Keragaman Genetik dan Filogenetik Longtail Tuna 110 merupakan spesies ikan longtail tuna dengan panjang sekuen antara 462-468 bp dengan persentase kemiripan sekuen (ident %) sebesar 97,90%-99,30%. Sementara itu satu sampel dengan kode sampel BIO06_024_020_PABEAN tidak berhasil dilakukan BLAST karena kualitas kromatogram yang kurang baik. Menurut Bhattacharjee et al (2012) menyatakan bahwa persentase kemiripan sekuen dengan data genbank dinyatakan signifikan apabila persentase similaritas mencapai 97%-100%. Sementara untuk persentase similaritas antara 92%-96% termasuk kategori cukup sedangkan similaritas dengan nilai lebih kecil dari 91% dikatakan tidak signifikan. Adapun hasil identifikasi spesies longtail tuna di Pasar Ikan Pabean Surabaya berdasarkan database GenBank disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Hasil BLAST longtail tuna No. Kode sampel Panjang Sequence Ident (%) Nama Hasil Kode Akses 1. BIO06_024_001_PABEAN 466 bp 99,30% T. tonggol KC313367.1 2. BIO06_024_002_PABEAN 465 bp 99,06% T. tonggol KC313359.1 3. BIO06_024_003_PABEAN 465 bp 99,05% T. tonggol KC313390.1 4. BIO06_024_004_PABEAN 465 bp 99,07% T. tonggol KC313359.1 5. BIO06_024_005_PABEAN 465 bp 98,36% T. tonggol KC313367.1 6. BIO06_024_006_PABEAN 462 bp 98,59% T. tonggol KC313315.1 7. BIO06_024_007_PABEAN 463 bp 98,59% T. tonggol KC313335.1 8. BIO06_024_008_PABEAN 465 bp 98,13% T. tonggol KC313359.1 9. BIO06_024_009_PABEAN 465 bp 98,83% T. tonggol KC313359.1 10. BIO06_024_010_PABEAN 463 bp 98,59% T. tonggol KC313351.1 11. BIO06_024_011_PABEAN 466 bp 99,07% T. tonggol KC313367.1 12. BIO06_024_012_PABEAN 466 bp 98,60% T. tonggol KC313367.1 13. BIO06_024_013_PABEAN 465 bp 98,36% T. tonggol KC313359.1 14. BIO06_024_014_PABEAN 464 bp 98,83% T. tonggol KC313349.1 15. BIO06_024_015_PABEAN 466 bp 98,360% T. tonggol KC313367.1 16. BIO06_024_016_PABEAN 465 bp 99,06% T. tonggol KC313359.1 17. BIO06_024_017_PABEAN 468 bp 98,31% T. tonggol KC313369.1 18. BIO06_024_018_PABEAN 466 bp 99,07% T. tonggol KC313367.1 19. BIO06_024_019_PABEAN 468 bp 98,82% T. tonggol KC313369.1 20. BIO06_024_021_PABEAN 466 bp 99,07% T. tonggol KC313367.1 21. BIO06_024_022_PABEAN 460 bp 99,29% T. tonggol KC313317.1 22. BIO06_024_023_PABEAN 466 bp 98,83% T. tonggol KC313367.1 23. BIO06_024_024_PABEAN 465 bp 97,90% T. tonggol KC313359.1 24. BIO06_024_025_PABEAN 465 bp 99,07% T. tonggol KC313359.1 25. BIO06_024_026_PABEAN 4