i

ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING

JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP

(D-LOOP) DNA MITOKONDRIA

Skripsi

Untuk memenuhi sebagian persyaratan

guna memperoleh derajat Sarjana Peternakan

di Fakultas Pertanian

Universitas Sebelas Maret

Program Studi Peternakan

Oleh:

AFFAN NOOR DWIKO

H0513004

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2018

ii

HALAMAN PERSETUJUAN

Skripsi yang berjudul

ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING

JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP

(D-LOOP) DNA MITOKONDRIA

Disusun oleh:

AFFAN NOOR DWIKO

H0513004

Disetujui pada tanggal:

Januari 2018

Pembimbing Utama

Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech.

NIP. 19860324 200912 1 006

Pembimbing Pendamping

Dr. Ahmad Pramono, S.Pt., M.P

NIP. 19831206 200812 1 003

iii

ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING

JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP

(D-LOOP) DNA MITOKONDRIA

yang dipersiapkan dan disusun oleh:

AFFAN NOOR DWIKO

H0513004

telah dipertahankan di depan Dewan Penguji

pada tanggal: 23 November 2017

dan dinyatakan telah memenuhi syarat

Susunan Tim Penguji

Ketua

Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech

NIP. 19860324200912 1 006

Anggota I

Dr. Ahmad Pramono, S.Pt., M.P

NIP. 19831206 200812 1 003

Anggota II

Dr. Agr. Sigit Prastowo, S.Pt., M.Si

NIP. 19791224 200212 1 002

Surakarta, Januari 2018

Mengetahui

Universitas Sebelas Maret

Fakultas Pertanian

Dekan

Prof. Dr. Ir. H. Bambang Pujiasmanto, M.S

NIP. 19560225 198601 1 001

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat serta

hidayahnya-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi ini

dengan judul “Analisis Jarak Genetik dan Filogenetik Kambing Jawa Randu

melalui Sekuen Daerah Displacement Loop (D-loop) DNA Mitokondria”.

Penulis menyadari dalam penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan

dan bimbingan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Bambang Pujiasmanto, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian,

Universitas Sebelas Maret Surakarta.

2. Dr. Ir. Eka Handayanta, M.P. selaku Kepala Program Studi Peternakan,

Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

3. Dr.agr. Muhammad Cahyadi, S.Pt., M.Biotech. selaku pembimbing utama

dan ketua penguji yang telah banyak memberikan arahan serta motivasi

dalam penulisan skripsi ini sehingga dapat terselesaikan dengan baik.

4. Dr. Ahmad Pramono, S.Pt., M.P selaku pembimbing pendamping dan

anggota penguji I yang telah meluangkan waktu serta memberikan semangat

dalam penulisan skripsi ini sehingga dapat terselesaikan tepat waktu.

5. Dr. Agr. Sigit Prastowo, S.Pt., M.Si selaku anggota penguji II yang banyak

memberikan masukan dan saran dalam penulisan skripsi ini.

6. Dr. Adi Magna Patriadi Nuhriawangsa, S.Pt., M.P selaku pembimbing

akademik yang telah memberikan bimbingan dan arahan selama menempuh

pendidikan di Program Studi Peternakan, Fakultas Pertanian, Universitas

Sebelas Maret.

7. Bapak dan Ibu Dosen Program Studi Peternakan, Fakultas Pertanian,

Universitas Sebelas Maret Surakarta atas ilmu yang telah diajarkan selama

masa perkuliahan.

8. Seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam memperoleh data yang

diperlukan.

9. Segenap keluarga tercinta atas segala doa, dukungan, nasehat dan motivasi.

v

10. Tim penelitian Genetik Mapping yaitu Richi, Luqman, Lisca dan Mahda atas

perjuangan bersama yang telah dilalui, dukungan, bantuan dan semangat yang

diberikan selama penelitian dan penulisan skripsi.

11. Teman-teman Program Studi Peternakan FP UNS angkatan 2013 yang

meluangkan waktu dan semangat yang diberikan.

12. Keluarga Ikatan Mahasiswa Lampung – Solo yang selalu memberikan

dukungan dalam perantauan.

13. Seluruh pihak yang selalu memberikan doa, dukungan, semangat dan bantuan

dalam penulisan skripsi.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan semua pihak.

Surakarta, Januari 2018

Penulis

vi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................. ii

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................. iii

KATA PENGANTAR .......................................................................... iv

DAFTAR ISI ........................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................ viii

RINGKASAN ....................................................................................... ix

SUMMARY ........................................................................................... xi

I. PENDAHULUAN ............................................................................. 1

A. Latar Belakang ......................................................................... 1

B. Rumusan Masalah .................................................................... 2

C. Tujuan Penelitian ..................................................................... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................. 4

A. Kambing Secara Umum ........................................................... 4

B. Karakteristik Kambing Jawa Randu .......................................... 5

C. Polimorfisme ............................................................................ 6

D. DNA Mitokondria .................................................................... 7

III. MATERI DAN METODE ............................................................. 9

A. Tempat dan Waktu Penelitian ................................................... 9

B. Alat dan Bahan Penelitian ........................................................ 9

1. Alat ..................................................................................... 9

2. Bahan .................................................................................. 9

C. Metode Penelitian..................................................................... 10

1. Koleksi Sampel .................................................................... 10

2. Ekstraksi DNA .................................................................... 10

3. Amplifikasi mtDNA daerah D-loop dengan PCR ................. 11

4. Running Elektroforesis......................................................... 12

5. Gel Documentation dan Sequencing ..................................... 12

vii

6. Seleksi Sekuen dari National Center for Biotechnology

Information (NCBI) ............................................................ 12

D. Analisis Sekuen ........................................................................ 13

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 14

A. Ekstraksi DNA ......................................................................... 14

B. Amplifikasi mtDNA Daerah D-loop ......................................... 15

C. Polimorfisme Fragmen D-loop mtDNA Kambing Jawa Randu . 15

D. Jarak Genetik ........................................................................... 18

E. Pohon Filogenetik Kambing Jawa Randu .................................. 19

V. SIMPULAN ..................................................................................... 21

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................... 22

LAMPIRAN ......................................................................................... 28

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Judul Halaman

1.Visualisasi DNA Genom 12 Sampel Darah Kambing Jawa Randu ...... 19

2.Visualisasi Produk PCR dengan Agarose Gel 2% pada 12 Sampel

Darah Kambing Jawa Randu .............................................................. 20

3. Sekuen Polimorfik mtDNA Bagian D-loop Kambing Jawa Randu ..... 21

4. Filogenetik Kambing Jawa Randu dengan Kambing di Dunia ............ 24

ix

ANALISIS JARAK GENETIK DAN FILOGENETIK KAMBING

JAWA RANDU MELALUI SEKUEN DAERAH DISPLACEMENT LOOP

(D-LOOP) DNA MITOKONDRIA

AFFAN NOOR DWIKO

H0513004

RINGKASAN

Indonesia memiliki rumpun kambing yang beranekaragam, salah satunya

yaitu Kambing Jawa Randu. Kambing Jawa Randu adalah kambing dwiguna,

berfungsi sebagai kambing pedaging maupun penghasil susu yang baik karena

merupakan kambing hasil persilangan antara Kambing Kacang dengan Kambing

Peranakan Etawah (PE). Masih sedikitnya informasi genetik terkait dengan

Kambing Jawa Randu menyebabkan upaya pemenuhan informasi genetik

Kambing Jawa Randu perlu dilakukan. Salah satunya untuk mengetahui hubungan

kekerabatan antar Kambing Jawa Randu maupun dengan beberapa kambing yang

ada di dunia melalui DNA. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui jarak genetik dan filogenetik Kambing Jawa Randu melalui sekuen

daerah Displacement loop (D-loop) DNA mitokondria.

Penelitian ini dilaksanakan pada September 2016 sampai Januari 2017.

Sebanyak 12 sampel darah Kambing Jawa Randu diambil dari beberapa

peternakan yaitu: di Jatikuwung, Kandang Jurusan Peternakan, Universitas

Sebelas Maret Surakarta, kemudian CV. Bumi Nararya Farm, Yogyakarta, dan

yang terakhir di CV. Kambing Burja, Malang, Jawa Timur dengan

memperhatikan hubungan maternal. Ekstraksi DNA, Polymerase Chain Reaction

(PCR) dan elektroforesis gel agarosa dilakukan di Sub. Laboratorium Biologi,

Laboratorium Pusat Terpadu Universitas Sebelas Maret Surakarta. Ekstraksi DNA

menggunakan prosedur whole blood 300 μl (Promega Wizard® Genomic DNA

Purification Kit,USA) yang telah dimodifikasi. Produk PCR bagian D-loop

diamplifikasi pada panjang 778 basepair (bp) dengan primer forward: 5’-

CGCTCGCCTACACACAAATA-3’ dan primer reverse: 5’-

AATGCCCATGCCTACCATTA-3’. Produk PCR dilakukan running

x

elektroforesis gel agarosa 2% yang mengandung Etidium Bromide (EtBr).

Fragmen DNA divisualisasi di bawah sinar ultraviolet. Sekuensing produk PCR

bagian D-loop dilakukan oleh PT. Genetika Science Indonesia. Sebanyak 30

sekuen daerah D-loop kambing dari National Center for Biotechnology

Information (NCBI) digunakan sebagai data pembanding untuk mengetahui

hubungan kekerabatan antara Kambing Jawa Randu dengan beberapa kambing di

dunia. Program MEGA v.6.06 digunakan untuk penjajaran sekuen Kambing Jawa

Randu dengan sekuen dari NCBI, jarak genetik dan rekonstruksi pohon

filogenetik.

Visualisasi hasil ekstraksi DNA genom menunjukkan fragmen DNA

terang tanpa adanya salinan fragmen DNA. Hasil tersebut menunjukkan DNA

genom yang telah diekstraksi memiliki konsentrasi yang baik sehingga pada saat

amplifikasi primer menempel pada DNA target pada panjang 778 bp. Jarak

genetik digunakan untuk mengetahui nilai kekerabatan antar Kambing Jawa

Randu. Jarak genetik antar Kambing Jawa Randu memiliki nilai rata-rata 0,003.

Jarak genetik antara Kambing Jawa Randu dengan 30 kambing dari beberapa

negara adalah sebesar 0,032. Perhitungan jarak genetik menunjukkan kedekatan

hubungan antara Kambing Jawa Randu dengan kambing dari Nepal, Laos dan

Malaysia dengan rata-rata sebesar 0,003 dan memiliki hubungan kekerabatan

paling dekat dengan kambing dari Perancis dan China dengan rata-rata sebesar

0,002 dan ditunjukkan pada rekonstruksi pohon filogenetik bahwa Kambing Jawa

Randu berada pada satu maternal (mt) lineage B. Simpulan dari penelitian ini

yaitu terdapat hubungan kekerabatan yang dekat antar Kambing Jawa Randu.

Kambing Jawa Randu juga memiliki kedekatan dengan kambing dari beberapa

negara dan yang terdekat dengan Kambing Jawa Randu adalah kambing dari

Perancis dan China.

Kata kunci: Kambing Jawa Randu, mtDNA, D-loop, jarak genetik, filogenetik

xi

GENETIC DISTANCE AND PHYLOGENETIC ANALYSIS OF JAWA

RANDU GOAT THROUGH SEQUENCE OF DISPLACEMENT LOOP (D-

LOOP) REGION OF MITOCHONDRIAL DNA

AFFAN NOOR DWIKO

H0513004

SUMMARY

Indonesia has a variety of goats, one of them is Jawa Randu Goat. Jawa

Randu Goat is a goat with two functions, they are a good meat and milk producer

because they are cross breed goat between Kacang Goat and Peranakan Etawah

(PE) Goat. Leastwise genetic information related to Jawa Randu Goat causing

efforts to fulfill genetic information of Jawa Randu Goat need to be done. Any of

them is to know the relationship between Jawa Randu Goat and some goats in the

world through DNA. Therefore, this study was aimed to determine the genetic and

phylogenetic distance of Jawa Randu Goat through the sequence of Displacement

loop (D-loop) area of mitochondrial DNA.

This research was conducted from September 2016 until January 2017. A

total of 12 blood samples of Jawa Randu Goat were taken from several farms; in

Jatikuwung, Kandang Jurusan Peternakan, Sebelas Maret University of Surakarta,

then CV. Bumi Nararya Farm, Yogyakarta, and the last one was in CV. Kambing

Burja, Malang, East Java with attention to maternal relationship. DNA extraction,

Polymerase Chain Reaction (PCR) and agarose gel electrophoresis were

performed in Sub. Biology Laboratory, Central Laboratory of Sebelas Maret

University Surakarta. DNA extraction was performed according to a modified

procedure of 300 μl whole blood (Promega Wizard® Genomic DNA Purification

Kit, USA). The PCR product was amplified at length 778 basepair (bp) with

forward primer: 5'-CGCTCGCCTACACACAAATA-3 'and reverse primer: 5'-

AATGCCCATGCCTACCATTA-3'. The PCR product was carried out 2%

agarose gel electrophoresis containing Etidium Bromide (EtBr). The DNA

fragments were visualized under ultraviolet light. The PCR product sequencing

xii

was done by PT. Genetics Science Indonesia. A total of 30 goats from the

National Center for Biotechnology Information (NCBI) were used as comparative

data to determine the relationship of Jawa Randu Goat with some goats in the

world. The MEGA v.6.06 program was used for the juxtaposition of Jawa Randu

Goat sequences with sequences from NCBI, genetic distance and reconstruction

of phylogenetic trees.

Visualization extraction of genomic DNA showed bright DNA fragments

without a copies of DNA fragments. These results showed that the extracted

genomic DNA had a good concentration so that when the amplification, primer

attached to the target of DNA at 778 bp length. Genetic distance was used to

determine the value of kinship between Jawa Randu Goats. Genetic distance of

Jawa Randu Goat was 0.003. The genetic distance between Jawa Randu Goat with

30 goats from several countries was 0.032. The calculation of genetic distance

showed the closeness relationship among Jawa Randu Goat and goats from Nepal,

Laos and Malaysia with an average of 0.003. They had the closest relationship

with goats from France and China with an average of 0.002. Furthermore, as

shown on the reconstruction of phylogenetic tree, Jawa Randu Goats was in one

maternal (mt) lineage B. The conclusion of this research revealed that there was a

close relationship among Jawa Randu Goats. Jawa Randu Goat also has closeness

to goats from several countries. This study also revealed that goat from France

and China had the closest relationship to Jawa Randu Goat.

Keywords: Jawa Randu Goat, mtDNA, D-loop, genetic distance, phylogenetic