Variasi Genetik Corak dari Populasi Snakehead (Channa striatus Bloch, 1793) Menggunakan Amplikasi Acak Polimorfisme Marker DNA (RAPD)Ajaz Ali Bhat, M.A. Haniffa, M. James Milton, Bilal Ahmad Paray, P.R. Divya And A. Gopalakrishnan

PENDAHULUANMurrels atau biasa disebut snakehead merupakan genus dari Chana yang merupakan salah satu makanan dari kelompok ikan air tawar yang terdapat di Asia tropis (Benziger, et al., 2011) yang memiliki distribusi yang luas membentang dari Iran Barat, ke Cina timur dan bagian Siberia Timur (Berra, 2007). Murrel merupakan salah satu makanan ikan pokok yang ada di Thailand, Kamboja, Vietnam dan negara di Asia Tenggara lainnya (Sinh and Pomeroy, 2010). Murrel memiliki karakteristik badan yang panjang, sirip ekor yang bulat, punggung memanjang dan semakin gepeng ke ekor sirip, sisik besar berada dikepala dan posisi mata ada pada anterior dorso lateral bagian kepala (gambar 1 dan 2) . Sisik sikloid atau sctenoid (Musikasinthom, 1998, 2003). Mulut merupakan terminal dan dengan rahang yang menonjol besar, bergigi, sering berisi gigi layaknya taring. Murrel dapat dibedakan berdasarkan warna, meristic, karakter morfometri, distribusi sisik pada bagian bawah rahang, bentuk kepala dan morfologi organ supra branchial.Gambar 1. Tubuh Channa Striatus

Gambar 2. Kepala dengan skala besar dan posisi dorso lateral mata snakehead

Gambar 3. Variasi warna C. Striatus pada fase perkembangannya

Channa striatus biasanya disebut snakehead Chevron, Murrel belang dan Murrel lurik yang merupakan salah satu spesies Channid yang memiliki nilai ekonomi yang penting yang menghuni air tawar serta air payau (Bloch, 1793). C. Striatus menunjukan perubahan warna yang dramatis (Haniffa et al., 2013) antara awal, juvenile akhir dan tahap dewasa sebagai anakan atau fase kedua berwarna hitam diikuti oleh tahap merah dari fase anakan, kemudian berubah kembali menjadi hitam selama tahap fingerling (bibit)/fase ketiga dan pada tahap akhir ditunjukan dengan corak goresan pada seluruh tubuh (Gambar 3).Spesies Channid dianggap ikan yang sangat berharga sebagai makanan di Asia (Hossain et all, 2008; Haniffa, 2010) dan melimpah di seluruh India. C. striatus memiliki karakteristik yang aneh seperti kemampuan bernapas di udara, tahan dan toleransi yang tinggi terhadap kondisi lingkungan yang merugikan dan sifat obat yang membuatnya cocok untuk pasca bedah, pemulihan dan pasien arthritis (Ali, 1999; Mat Jais et al, 2009). Secara morfologi, tubuh silinder, punggung (dorsal) memanjang, sirip bagian belakang kecil, sisik dikepala seperti lempeng dan sirip ekor bulat (Xia, 2006; Bhat et al., 2012). Pigmentasi tubuh bagian atas berwarna coklat kehijauan hampir hitam; miring bar/garis-garis yang memberi kesan menghadap ke depan, berbentuk pola V yang terdiri dari garis gelap dan bercak.Studi sebelumnya menyajikan berbagai karakter meristik dan morphometrik seperti sinar sirip punggung bulat 42-45, sinar sirip ekor 26-29, sisik gurat sisi 55-65, mulut besar dengan rahang bawah yang memiliki gigi taring 4-7 di belakang satu baris gigi viliform, punggung dan sirip ekor sedikit lebih gelap daripada warnarahang atas dan proses premaxillary meluas ke tingkat vertikal melampaui batas orbit posterior, jumlah total vertebrae 54 dan pelat gigi branchial berjumlah 13 (Vishwanath and Getakumari, 2009). Klasifikasi dari snakehead seperti berikut:Class: ActinopterygiiOrdo: PerciformesFamili: ChannidaeGenus: ChannaSpesies : C. striataHubungan genetik antara populasi yang telah dipelajari pada spesies ikan yang berbeda memiliki makna besar dalam evolusi yang berkaitan dengan adaptasi lokal, perubahan mikro evolusi dan pemeliharaan variasi genetik (Slatkin, 1987). pada populasi yang terbatas, pergeseran dapat menyebabkan hilangnya variabilitas genetik penanda netral yang biasanya diterapkan dalam studi populasi, serta komposisi alel fungsional lokus. Heterosigostitas akan menghasilkan daya tahan (Mitton, 1994) sedangkan hilangnya variasi genetik akan menyebabkan berkurangnya heterosigositas dan daya tahan menjadi lebih rendah.Amplifikasi acak polimorfik DNA (RAPD) adalah teknik berbasis PCR yang sederhana dan cepat, yang menggunakan sembarang primer untuk amplifikasi daerah diskrit genom (Williams et al., 1990) dan tidak ada pengetahuan tentang susunan genetik organisme yang diperlukan (Hardrys et al., 1992).Marker RAPD digunakan untuk mengevalusi keragaman genetik dan konservasi berbagai populasi ikan (Almeida et al., 2001, 2003; Dergam et al., 2002). Penelitian ini berkaitan dengan variasi genetik anatara empat populasi Channa Striatus yang berada di dperairan yang berbeda di Indian dengan menggunakan RAPD-PCR.

HASIL DAN DISKUSIDari 30 primer decamer di skrining 9 primer yaitu OPA10, OPA11, OPA15, OPAC01, OPAC05, OPAC07, OPAC09 dan OPAC19 menunjukkan hasil produk dengan resolusi yang baik pada pola pitanya sedangkan 21 primer lainnya menghasilkan produk amplikasi yang sangat tidak konsisten. Profil pita RAPD untuk populasi C. striatus pada 4 wilayah geografis yang dipilih untuk berbagai oligodecamer ditunjukan pada gambar 5 sampai 13.

Gambar 5. Pita RAPD yang diamplifikasi dengan primer OPA-10 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Gambar 6. Pita RAPD yang diampifikasi dengan primer OPA-11 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Gambar 7. Pita RAPD yang diampifikasi dengan primer OPA-15 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Gambar 8. Pita RAPD yang diampifikasi dengan primer OPAC-01 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Gambar 9. Pita RAPD yang diampifikasi dengan primer OPAC-03 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Gambar 10. Pita RAPD yang diampifikasi dengan primer OPAC-05 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Gambar 11. Pita RAPD yang diampifikasi dengan primer OPAC-07 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Gambar 12. Pita RAPD yang diampifikasi dengan primer OPAC-09 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Gambar 13. Pita RAPD yang diampifikasi dengan primer OPAC-19 dari 4 populasi Channa striatus dari berbagai lokasi di India. (Lajur M penanda standar berat molekuler; lajur 1-9 populasi Kolleru; lajur 10-18 populasi Periyar; lajur 19-27 populasi Brahamani dan lajur 28-36 populasi Tamirabani)

Sembilan primer oligodecamer yang dihasilkan oleh amplifikasi mempunyai panjang fragmen antara 309-3029 bp bertugas untuk 87 lokus. Pita RAPD yang dihasilkan dengan jumlah stabil dan jelas bervariasi antara 5-13 setiap primernya. Kinerja primer random operon pada populasi C. striatus dikumpulkan dari berbagai sistem perairan yang ada di Indian yang menekankan pada kode primer, jumlah pita yang unik dan persentase polimorfisme ditunjukkan pada tabel 1.Tabel 1. Kinerja random primer operon pada 4 populasi C. striatus.

Pada 87 pita RAPD, 11 populasi dengan pita spesifik (pita unik) diantara 11 pita populasi, populasi di Kolleru memiliki 4 pita, populasi di Periyar memiliki 2 pita, populasi di Brahmani memiliki 4 pita sedangkan populasi di Tamirabarani hanya 1 populasi pita yang spesifik. Pita polimorfik dan DNA yang unik dapat digunakan sebagai marker genetik yang bertujuan untuk memilih indukan dari populasi yang diinginkan atau program pembiakan selektif dan untuk memonitor tingkat variabilitas DNA dalam populasi liar atau budidaya. Dengan mempertimbangkan hasil dari amplifikasi primer individu yang digunakan dalam penelitian ini terutama pada populasi pita-pita tertentu OPA-10 yang diamplifikasi pada pita spesifik tunggal untuk masing-masing populasi perairan Periyar dan Brahmani, sedangkan OPA-11 diamplifikasi pada pita spesifik tunggal untuk populasi Brahmani dan oligodecamer OPA-15 diamplifikasi pita spesifik tunggal untuk populasi di Periyar. Primer OPAC-01 dan OPAC-03 masing-masing diamplifikasi pada pita spesifik tunggal untuk populasi Kolleru. Oligodecamer OPAC-05 diamplifikasi pada pita spesifik tunggal untuk populasi Tamirabarani dan OPAC-07 diamplifikasi pada pita spesifik tunggal untuk populasi Brahmani. Oligodecamer OPAC-09 diamplifikasi pada pita spesifik tunggal untuk populasi Brahmani sedangkan oligodecamer OPAC-19 diamplifikasi pada pita spesifik tunggal untuk populasi Kolleru.

Gambar 14. Peta yang menunjukkan lokasi pengambilan sampel untuk analisis struktur C. striatus

Estimasi keseluruhan dari keanekaragaman gen, indeks kesamarataan pasangan, jumlah lokus polimorfik dan presentase polimorfisme Channa striatus terdapat pada tabel 2. Perkiraan Nei (1978) jarak genetik (D) menunjukan perbedaan populasi C. striatus (tabel 3) dan nilai berkisar antara 0.3242-0.6320. dendogram UPGMA dibangun atas dasar jarak genetik yang menunjukkan bahwa hubungan genetik sangat dekat dengan populasi C. striatus dari Tamirabarani (Tamilnadu) dan Periayr (Kerala). Kedua populasi ini ditemukan secara genetik lebih dekat dengan populasi yang ada di Kolleru (Andhra Pradesh) sedangkan populasi C. striatus dari Brahmani (Orissa) yang ditemukan genetiknya jauh dari seluruh populasi (gambar 14).

Tabel 2. Perkiraan keseluruhan diversitas gen, indeks kesamarataan pasangan, lokus polmirfik dan presentase polimorfisme populasi Channa striatus

Tabel 2. Jarak genetik Neis 1978 antara 4 populasi C. striatus.

Gambar 14. Dendogram UPGMA dari 4 populasi C. striatus berdasarkan profil RAPD

Adanya variabilitas antara populasi serta individu dalam suatu populasi sangat penting untuk kemampuan bertahan hidup dan berhasil dalam merespon perubangan lingkungan (Ryman et al., 1995). Eksploitasi berlebihan pada penangkapan ikan dan hilangnya ekosistem air yang dikombinasikan dengan buruknya hasil pengolaan di bidang perikanan semakin membuat tipisnya stok perikanan. Penurunan tersebut dapat mengakibatkan hilangnya total gene pool (Smith et al., 1991). Konservasi diversitas genetik telah muncul sebagai salah satu isu sentral dalam konservasi biologi (Bickham et al., 2000), mengingat nilai untuk keberlangsungan populasi. Secara bersamaan, kemajuan teknik molekuler meiningkatkan ketersediaan marker DNA berdasarkan perbedaan, yang telah menjadi alat yang efisien dalam studi konservasi genetik, pemetaan gen, genetika populasi, gentika evolusi molekuler, dan perkembang biakan tumbuhan dan hewan (Haig, 1998; Ertas dan Seker, 2005).Marker RAPD yang telah ditemukan untuk berbagai aplikasi dalam pemetaan gen, genetika populasi, evolusi molekuler dan program pemuliaan genetik (Bardakci and Skibinski, 1994; Wasko et al., 2004; Leuzzi et al., 2004; Matoso et al., 2004). Misalnya, telah dilakukan penelitian variasi genetik antara 4 populasi di sungai Hilsa dari Ganga, Yamuna, Hoogly dan Narmada di India menggunakan teknik RAPD (Brahmane et al., 2008). Sistem marker morpometrik dan ISSR digunakan untuk mengkategorisasi 5 spesies Channid untuk mengungkapkan kekerabatan C. striatus dan Channa marulius (Haniffa et al., 2014).Dalam peneltian ini, polimorfik dan pita DNA yang spesifik dideteksi dapat digunakan sebagai marker genetik untuk memilih indukan dari populasi yang diinginkan yang bertujuan sebagai program pemuliaan selektif dan untuk memonitor tingkat varibilitas DNA pad populasi spesies liar maupun budidaya. Selain itu, populasi pita selektif dapat digunakan untuk mendeteksi adanya kemungkinan pencampuran populasi, terutama selama program pembiakan selektif (Ferguson et al., 1995). Dalam penelitian ini, didasarkan pada pengelompokan analisis populasi C. striatus, populasi yang ditemukan di Tamirabani dan Periyar secara genetik sangat dekat. Di antara populasi Koleru dan Brahmani yang ditemukan sebelumnya secara genetik memiliki kekerabatan dengan populasi di Periyar dan Tamirabarani. Struktur populasi organisme yang ada di air tawar tergantung pada distribusi dari sistem sungainya (Ikeda et al., 1993; Hara et al., 1998). Antara 4 perairan yang diteliti, sungai Tamirabarani (Tamilnadu) dan Periyar (Kerala) berasal/ bersumber dari Ghat barat, India selatan dan secara geografis saling berdekatan daripada danau Kolleru dari Andhra Pradesh. Sungai Brahmani (Orissa) terletak lebih dari 1500 km (India timur) secara geografis sangat jauh dari Tamirabarani, Periyar dan danau Kolleru. Berdasarkan nilai jarak genetik dari Nei, ada kemungkinan untuk menyimpulkan bahwa populasi di Tamirabarani, Periyar dan Kolleru kekerabatan lebih dekat jika dibandingkan dengan populasi di Brahmani. Diferensiasi genetik terutama tergantung pada isolasi geografis pada penelitian ini menunjukkan korelasi yang signifikan antara kekerabatan genetik dengan jarak geografis. Penelitian ini akan membantu untuk memahami hubungan genetik antara berbagai populasi C. striatus yang menghuni perairan di India. Penelitian ini juga akan berguna sebagai referensi investigasi di masa depan mengenai studi molekul serta morfologi pada snakehead.