Determinasi Unit Stok Ikan Kembung Lelaki (Rastrelliger kanagurta) Menggunakan Metode PCR-RFLP di WPP-NRL7|I, Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa

Abstract

Sumber daya ikan kembung lelaki (Rastrelliger kanagurta) ialah salah satu sumber daya perikanan yang penting dan bernilai ekonomis di perairan Indonesia. Pemanfaatan yang semakin meningkat pada spesies ikan kembung lelaki dapat menyebabkan overfishing yang berpengaruh terhadap keragaman genetik, sehingga perlu adanya efektivitas pengelolaan perikanan. Kajian unit stok ikan kembung lelaki di WPP-NRI 711, Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa dapat menjadi informasi penting dalam pendugaan stok dan strategi pengelolaan yang tepat. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk menentukan unit stok ikan adalah Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism (PCR-RFLP) (Chiang et al. 2008). Hipotesis pada penelitian ini terdapat kedekatan stok antara ikan kembung lelaki di WPP-NRI 711, Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa karena pengaruh pola migrasi. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis unit stok berdasarkan keragaman genetik ikan kembung lelaki di WPPNRI 711, Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa menggunakan metode PCR-RFLP sebagai dasar pengelolaan sumber daya perikanan. Pengambilan ikan contoh dilakukan pada Juni-September (musim timur) dan Oktober-November (peralihan 2). Pengambilan contoh dilakukan di enam lokasi pendaratan hasil tangkapan, yakni di Pelabuhan Perikanan Pantai (PPP) Pulau Bintan, Pelabuhan Perikanan Nusantara (PPN) Bangka, dan PPP Ketapang (Kalimantan Barat) (WPP-NRI 711); PPP Labuan (Kab. Pandeglang) (Selat Sunda), Pelabuhan Perikanan Samudera (PPS) Cilacap (Kab. Cilacap), dan PPP Muncar (Kab. Banyuwangi) (Perairan Selatan Pulau Jawa). Kegiatan analisis molekuler dilaksanakan mulai bulan Januari 2023 hingga Juli 2023 di Laboratorium Biologi Molekuler Akuatik Departemen Manajemen Sumberdaya Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor. Seluruh contoh ikan kembung lelaki diisolasi dan ekstraksi. Contoh DNA diisolasi dan diekstraksi menggunakan kit komersial (Gene Aid). DNA total hasil ektraksi dilanjutkan dalam proses amplifikasi fragmen DNA menggunakan teknik Polymerase Chain Reaction (PCR) dengan menggunakan kit komersial Kapa Extra Hot Start dan gen COI. Band tunggal yang didapatkan dari proses PCR mtDNA akan dipotong dengan menggunakan tiga jenis enzim restriksi yaitu AluI (AGCT), HpaII (CCGG), dan HaeIII (GGCC). Hasil visualisasi produk RFLP yang dielektroforesis menunjukkan pola pemotongan band DNA tunggal dari proses pemotongan enzim restriksi. Perhitungan statistik terkait penentuan unit stok ikan kembung lelaki untuk mendapatkan nilai frekuensi alel, heterozigositas, Fst dan aliran gen, serta jarak genetik dilakukan dengan aplikasi popgene32 (Yeh et al. 2000). Amplifikasi mtDNA dengan menggunakan gen COI menghasilkan fragmen DNA tunggal berukuran ±650 bp yang ditunjukkan pita DNA terang dan jelas. Terdapat 109 contoh yang berhasil teramplifikasi dari 120 contoh. Contoh dari lokasi Pelabuhan Perikanan Pantai Ketapang (Kalimantan Barat) hanya mampu teramplifikasi sebanyak 9 contoh. Pola pemotongan pada enzim AluI menghasilkan dua tipe pemotongan yang diberi nama alel A dan alel B, sedangkan enzim HpaII hanya menghasilkan satu tipe pemotongan yaitu alel A. Sementara itu, enzim HaeIII memotong alel menjadi tiga tipe yakni alel A, alel B, dan alel C. Enzim yang dapat menunjukkan adanya polimorfisme adalah Enzim AluI dan enzim HaeIII karena dapat memotong fragmen DNA tunggal lokus COI secara variatif pada ikan kembung lelaki. Berdasarkan nilai frekuensi alel, enzim AluI dan HaeIII memotong fragmen DNA pada ikan kembung lelaki dengan lebih variatif dibandingkan dengan enzim HpaII. Enzim AluI dan HaeIII memiliki nilai frekuensi alel tinggi yang menunjukkan bahwa populasi yang diamati sangat beragam dan mengalami poliformik dengan alelnya kurang dari 99%. Nilai rata-rata heterozigositas pada stok ikan kembung lelaki di WPP-NRI 711, Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa sebesar 0,1773 yang mengindikasikan hubungan kekerabatan yang dekat di antara stok. Nilai rata-rata Fst ikan kembung lelaki dari enam lokasi yaitu sebesar 0,1430. Nilai Fst yang didapatkan diperoleh menandakan perbedaan genetik yang sedang antar stok ikan kembung lelaki yang diuji. Nilai aliran gen yang diperoleh sebesar 1,1242. Berdasarkan nilai estimasi, menunjukkan stok ikan kembung lelaki di WPP-NRI 711, Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa memiliki perpindahan gen yang besar antarstoknya. Hasil perhitungan jarak genetik stok ikan kembung dari stok Bintan, Bangka Belitung, dan Ketapang memiliki hubungan kekerabatan yang dekat yaitu berkisar antara 0 hingga 0,01. Dapat diketahui bahwa ikan kembung lelaki dari ketiga lokasi tersebut identik. Sementara itu, stok ikan kembung lelaki dari Cilacap, Banyuwangi, dan Labuan juga memiliki hubungan kekerabatan yang dekat dan dikatakan identik, karena memiliki nilai jarak genetik berkisar 0,0009 hingga 0,0071. Nilai jarak genetik digunakan dalam melihat unit stok. Berdasarkan hasil tersebut, dapat diketahui pemisahan karakter stok ikan kembung lelaki dari setiap wilayah (Hudson et al. 1992). Unit stok ikan kembung lelaki di WPP-NRI 711, Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa membentuk dua clade. Clade pertama yaitu Bintan, Bangka Belitung, dan Ketapang (WPP-NRI 711), serta clade kedua adalah Cilacap, Banyuwangi, dan Labuan (Selat Sunda dan Perairan Selatan Pulau Jawa). Dalam suatu stok dapat terjadi pertukaran (gen) karena adanya kedekatan geografis (Çiftci dan Okumu 2002). Berdasarkan hasil penelitian menunjukan unit stok ikan kembung lelaki yang berasal dari WPP-NRI 711, Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa dapat dikelompokkan sebagai satu stok. Namun berdasarkan nilai jarak genetik terdapat pemisahan karakter stok di antara stok ikan kembung lelaki dari WPP-NRI 711 dengan Selat Sunda, dan Perairan Selatan Pulau Jawa. Dalam pengelolaannya lebih baik dikelola dalam unit stok terpisah untuk kepentingan statistik. Pendekatan menggunakan analisis variasi genetik dapat diimplementasikan sebagai dasar acuan dalam mengelola perikanan. Menurut (Carvalho dan Hauser 1994), informasi genetik mengenai unit manajemen akan berguna pada pengambilan keputusan manajemen perikanan.

The Indian mackerel (Rastrelliger kanagurta) are one of the important and economically valuable fishery resources in Indonesian waters. The increasing use of Indian mackerel species can lead to overfishing which affects genetic diversity, so there is a need for effective fisheries management. Study of the stock units of Indian mackerel in IFMA 711, Sunda Strait, and Southern Waters of Java Island can be important information in stock estimation and appropriate management strategies. One method that can be used to determine the structure of fish stocks is Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism (PCR-RFLP) (Chiang et al. 2008). The hypothesis in this study is that there is close stock between Indian mackerel fish in IFMA 711, Sunda Strait, and Southern Waters of Java Island due to the influence of migration patterns. The aim of this research is to analyze stock structure based on the diversity and genetic structure of Indian mackerel in IFMA 711, Sunda Strait, and Southern Waters of Java Island using the PCR-RFLP method as a basis for fisheries resource management. Fish sampling was carried out in June-September (eastern season) and October-November (transition 2). Sampling was carried out at six locations where the catch was found, namely at the Bintan Island Coastal Fisheries Harbor (PPP), the Bangka Archipelago Fisheries Harbor (PPN), and the Ketapang PPP (West Kalimantan) (WPP-NRI 711); PPP Labuan (Pandeglang Regency) (Sunda Strait), Ocean Fisheries Port (PPS) Cilacap (Cilacap Regency), and PPP Muncar (Banyuwangi Regency) (Southern Waters of Java Island). Molecular analysis activities will be carried out from January 2023 to July 2023 at the Aquatic Molecular Biology Laboratory, Department of Aquatic Resources Management, Faculty of Fisheries and Marine Sciences, IPB University. All samples of Indian mackerel were isolated and extracted. DNA samples were isolated and extracted using a commercial kit (Gene Aid). The total DNA extracted was continued in the DNA fragment amplification process using the Polymerase Chain Reaction (PCR) technique using the commercial Kapa Extra Hot Start kit and the COI gene. The PCR product is then tested for DNA quality using the electrophoresis method, then visualized under UV light (100 volts). The single band obtained from the mtDNA PCR process will be cut using three types of restriction enzymes, namely AluI (AGCT), HpaII (CCGG), and HaeIII (GGCC). Examples of RFLP results were electrophoresed on 2% agarose gel. Then visualized under UV light (100 volts) to determine the success of cutting the DNA band. The visualization results of electrophoresed RFLP products show a single DNA band cutting pattern from the restriction enzyme cutting process. Statistical calculations related to determining the stock structure of Indian mackerel to obtain values for allele frequency, heterozygosity, F-statistics and gene flow, as well as genetic distance were carried out using the popgene32 application (Yeh et al. 2000). Amplification of mtDNA using the COI gene produced a single DNA fragment measuring ±650 bp which was shown by a bright and clear DNA band. There were 109 examples that were successfully amplified from 120 samples. Examples from the Ketapang Fishing Harbor location (West Kalimantan) were only able to be amplified as many as 9 samples. The cutting pattern of the AluI enzyme produces two types of cuts, named allele A and allele B, while the HpaII enzyme only produces one type of cutting, namely allele A. Meanwhile, the HaeIII enzyme cuts alleles into three types, namely allele A, allele B, and allele C. The enzymes that can indicate polymorphism are the AluI enzyme and the HaeIII enzyme because they can cut single DNA fragments of the COI locus in various ways in Indian mackerel fish. Based on the allele frequency values, the AluI and HaeIII enzymes cut DNA fragments in Indian mackerel fish more variedly than the HpaII enzyme. The AluI and HaeIII enzymes have high allele frequency values which indicate that the observed population is very diverse and polyformic with less than 99% of alleles. The average value of heterozygosity in Indian mackerel stocks in IFMA 711, 572, and 573 is 0.1773, which indicates a close relationship between the stocks. The average Fst value for Indian mackerel from six locations is 0.1430. The Fst values obtained indicate moderate genetic differences between the Indian mackerel fish stocks tested. The gene flow value obtained was 1.1242. Based on the estimated values, it shows that the Indian mackerel stock in IFMA 711, Sunda Strait, and Southern Waters of Java Island has large gene transfer between the stocks. The results of calculating the genetic distance of Indian mackerel stocks from the Bintan, Bangka Belitung and Ketapang stocks have a close relationship, ranging from 0 to 0.01. It can be seen that the Indian mackerel from the three locations is identical. Meanwhile, Indian mackerel stocks from Cilacap, Banyuwangi and Labuan also have a close relationship and are said to be identical, because they have genetic distance values ranging from 0.0009 to 0.0071. Genetic distance values are used to view stock structure. Based on these results, it can be seen the separation of Indian mackerel stock characteristics from each region (Hudson et al. 1992). The stock structure of Indian mackerel in IFMA 711, Sunda Strait, and Southern Waters of Java Island forms two clades. The first clade is Bintan, Bangka Belitung and Ketapang (IFMA 711), and the second clade is Cilacap, Banyuwangi and Labuan (IFMA 572 and 573). Within a stock, exchange (genes) can occur due to geographical proximity (Çiftci and Okumu 2002). Based on the research results, it shows that the Indian mackerel stocks originating from IFMA 711, Sunda Strait, and Southern Waters of Java Island can be grouped as one stock. However, based on genetic distance values, there is a separation in stock characteristics between Indian mackerel stocks from IFMA 711 and IFMA Sunda Strait, and Southern Waters of Java Island. In terms of management, it is better to manage them in separate stock units for statistical purposes. An approach using genetic variation analysis can be implemented as a basic reference in managing fisheries. According to (Carvalho and Hauser 1994), genetic information about management units will be useful in fisheries management decision making.