Ekosistem akuatik, terutama sungai, diakui sangat terdegradasi dalam hal keanekaragaman spesies dan fungsi ekologis. Tingkat penurunan keanekaragaman spesies di lingkungan air hampir dua kali lipat keanekaragaman terestrial atau darat. Menghadapi perkembangan tersebut, prioritas utama adalah meningkatkan skala dan frekuensi pengamatan keanekaragaman hayati perairan. Di antara indikator biologis lainnya, ikan adalah organisme yang memiliki nilai bagi masyarakat dibanding organisme akuatik lainnya. Namun, kemungkinan deteksi spesies dalam perairan cukup rendah dikarenakan kesulitan pengambilan sampel dan pemantauan populasi ikan secara kuantitatif merupakan kegiatan yang sulit dan mahal, terutama jika dilakukan di sungai-sungai besar.
Sejak diaplikasikan pertama kali untuk makroorganisme, environmental Deoxyribonucleic Acid (eDNA) menjadi metode non-invasif yang sangat potensial untuk meningkatkan pemantauan keanekaragaman hayati di lingkungan perairan. eDNA diartikan sebagai DNA yang diperoleh dari sampel lingkungan tanpa dilakukan isolasi sebelumnya dari jaringan organisme target. Dengan kemunculan platform Next-Generation Sequencing (NGS) dan penggunaan universal PCR primer (eDNA metabarcoding), koleksi taksa dalam jumlah besar dapat diidentifikasi melalui satu kali percobaan. Hal ini tidak hanya menawarkan kemungkinan untuk mendeteksi spesies langka atau yang sulit ditangkap akan tetapi juga memungkinkan dilakukan penilaian keanekaragaman hayati yang cepat sekaligus menganalisis sisi ekologi dan evolusinya. Terlepas dari keunggulan analisis eDNA metabarcoding dalam beberapa tahun terakhir, analisis data menggunakan bioinformatik analisis metabarcoding sangat bergantung pada kelengkapan database. Database dan pipeline yang khusus diperuntukkan dalam analisis metabarcoding eDNA mitokondria ikan salah satunya adalah MiFish pipeline.
Database yang digunakan untuk mengembangkan MiFish pipeline adalah sekuens gen 12S rDNA bukan gen cytochrome oxidase subunit I (COI) seperti yang digunakan dalam DNA barcoding pada umumnya. Pemilihan gen 12S rRNA dikarenakan gen ini memiliki daerah hipervariabel yang cukup pendek (170 pasang basa) dibanding gen COI, sehingga lebih cocok digunakan untuk aplikasi platform next-generation sequencing (NGS). Akan tetapi, jumlah database 12S rDNA jauh lebih sedikit dibanding COI. Hal ini mengakibatkan adanya kemungkinan analisis metabarcoding MiFish pipeline belum bisa diaplikasikan secara langsung untuk monitoring populasi ikan secara global, termasuk Indonesia. Hal tersebut bukan dikarenakan tidak bisa dilakukan akan tetapi belum memadainya database untuk gen 12S rRNA, sehingga database genom mitokondria mutlak diperlukan untuk analisis tersebut.
Karakter Genom Mitokondria Ikan Glossogobius aureus
Sebagai salah satu spesies yang paling beragam dalam famili Gobiidae, Glossogobius saat ini terdiri atas 29 spesies yang diterima secara ilmiah dengan perkiraan lebih dari 50 spesies tergabung dalam genus ini (Hoese dan Allen, 2015), serta sedikitnya sembilan spesies ditemukan di Indonesia. Di antara 29 spesies tersebut, hanya tiga genom mitokondria lengkap yang terdapat dalam database GenBank (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank).
Kami di sini melaporkan genom mitokondria dari Glossogobius aureus yang diambil dari Sungai Porong, Jawa Timur menggunakan teknik NGS. G. aureus tersebar luas di perairan air tawar dan payau di Afrika Selatan, Asia, dan Oseania dan informasi ini akan berguna untuk memahami populasi genetiknya.
Genom mitokondria sirkuler G. aureus berhasil dikonstruksi dan didaftarkan pada GenBank dengan nomor MT968499. Mitogenom tesebut memiliki panjang 16.590 bp dan memiliki organisasi gen yang umum ditemui dalam genom mitokondria pada vertebrata, termasuk 13 gen pengkode protein (protein coding genes/ PCGs). Selain gen COX1 (GTG) dan ATP6 (TTG), gen pengkode protein lainnya dimulai oleh kodon ATG. Kodon stop yang tidak lengkap (T- atau TA-) diidentifikasi dalam enam gen, termasuk ND2, COX2, COX3, ND3, ND4, dan CytB. Panjang nukleotida 22 tRNA bervariasi dari 66 hingga 76 bp dan semuanya membentuk struktur daun semanggi yang khas kecuali tRNASer-GCT, yang tidak memiliki lengan D.
Analisis filogenetik menggunakan 17 mitogenom di Gobiidae menunjukkan bahwa empat spesies dalam genus Glossogobius membentuk kelompok yang berbeda dari genus lain di subfamili Gobiinae. Di antara empat spesies Glossogobius, G. aureus paling dekat hubungannya dengan G. giuris dengan identitas 87,04%, diikuti oleh G. circumspectus (80,52%). Urutan mitogenom G. aureus akan memberikan informasi yang berguna untuk konservasi ilmiahnya, diantaranya daerah 12S rRNA ataupun 16S rRNA untuk aplikasi DNA metabarcoding ataupun gen pengkode protein yang dapat digunakan untuk menyusun identifikasi spesifik spesies ikan gobi di Indonesia.
Penulis: Muhammad Hilman Fu’adil Amin, S.Si., M.Si.
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/23802359.2020.1840943
Muhammad Hilman Fu’adil Amin, Tabassum, N., Kim, A.R., Lee, D.S. and Kim, H.W., 2020. Mitogenome Announcement Characterization of the complete mitochondrial genome of golden tank goby, Glossogobius aureus (Perciformes: Gobiidae). Mitochondrial DNA Part B, 5(4), pp.3817-3818. https://doi.org/10.1080/23802359.2020.1840943
