Deoxyribonucleic Acid (DNA) dan Database Biodiversitas
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 dan identifikasi taksa dalam jumlah besar yang dilakukan melalui satu kali proses. 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 Ophiocara porocephala
Ophiocara porocephala atau yang dikenal dengan ikan beloso atau bloso, merupakan ikan dalam famili Eleotridae yang memiliki nilai ekonomis yang cukup tinggi dan di beberapa wilayah Indonesia populasinya menurun drastic karena eksploitasi berlebih. Terlebih lagi, secara taksonomi, genus Ophiocara hanya memiliki dua anggota spesies, dimana spesies Ophiocara macrolepidota merupakan endemik Madagaskar.
Kami di sini melaporkan pertama kali genom lengkap mitokondria dari Ophiocara porocephala yang dikoleksi dari Sungai Porong, Jawa Timur menggunakan teknik Next Generation Sequencing, dan Sanger Sequencing digunakan untuk konfirmasi fragmen yang ambigu.
Kami di sini melaporkan genom mitokondria dari O. porocephala yang diambil dari Sungai Porong, Jawa Timur menggunakan teknik NGS. O. porocephala tersebar luas di perairan air tawar dan payau, mulai dari daerah pesisir Samudra Hindia (Afrika bagian timur dan Asia Selatan) sampai Indopasifik bagian barat (Indonesia, Asia Tenggara, Kepulauan Ryukyu, Australia, dan Kaledonia Baru dan informasi ini akan berguna untuk memahami populasi genetiknya.
Genom mitokondria sirkuler O. porocephala berhasil dikonstruksi dan didaftarkan pada GenBank dengan nomor MW387001. Mitogenom tesebut memiliki panjang 16.529 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), gen pengkode protein lainnya dimulai oleh kodon ATG. Kodon stop yang tidak lengkap (T- atau TA-) diidentifikasi dalam enam gen. Panjang nukleotida 22 tRNA bervariasi dari 66 bp (tRNACys) hingga 76 bp (tRNALys) dan semuanya membentuk struktur daun semanggi yang khas kecuali tRNASer-GCT, yang tidak memiliki lengan D.
Analisis filogenetik menggunakan 14 mitogenom famili Eleotridae menunjukkan bahwa O. porocephala membentuk clade subfamili Butinae, termasuk dengan Bostrychus sinensis dan Oxyeleotris spp. dengan nilai bootstrap yang tinggi (100%). Di antara mereka, O. porocephala memiliki hubungan paling dekat dengan dua spesies, Oxyeleotris marmorata (86,38%) dan Oxyeleotris lineolata (86,31%). Sepuluh spesies lainnya berkelompok dalam subfamili Eleotrinae yang terpisah dari Butinae. Urutan mitogenom O. porocephala 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
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/23802359.2021.1889415
