DIVERSITAS GENETIK DAN FILOGENI BURUNG MALEO (Mavrocephalon maleo S. Muller) BERDASARKAN SEKUEN GEN RDPI NUKLEUS DAN GEN ND2 MITOKONDRIA

I Made Budiarsa, Drs.,M.Si., Prof. Dr. Jesmandt Situmorang, M.Sc.

2011 | Disertasi | S3 Biologi

Diversitas genetik merupakan salah satu informasi utama yang dibutuhkan di dalam upaya konservasi. Informasi tersebut mencerminkan potensi evolusi suatu spesies atau populasi yang digunakan sebagai modal untuk menghadapi perubahan lingkungan dan saat ini menjadi topik sentral di dalam genetika konservasi. Tujuan penelitian ini adalah mengungkap diversitas genetik burung maleo di habitat alami, mengetahui hubungan filogenetik burung maleo di habitat hutan dan habitat pantai, serta mengetahui afiliasi taksonomis dan hubungan filogenetik burung maleo dengan anggota kelompok Megapoda lain berdasarkan intron satu pada gen rodopsin (RDP1) nukleus dan gen dehidrogenase sub unit 2 (ND2) mitokondria. DNA total darah diisolasi dari 15 ekor sampel darah burung maleo yang diperoleh dari habitat hutan dan habitat pantai, dengan mengikuti protokol Qiamp DNA Blood Mini Kit (Qiagen), kemudian digunakan sebagai template untuk amplifikasi gen RDP1 dan ND2 dengan teknik PCR. Amplifikasi mengikuti protokol PCR Kit (Takara Ex TaqTM) dan dilakukan dengan Perkin-Elmer Thermal Cycler 9600. Produk PCR dimurnikan dengan menggunakan QiaQuick PCR Purification Kit (Qiagen, USA), selanjutnya digunakan sebagai template untuk sequencing. Sequencing gen RDP1 dan ND2 menggunakan pereaksi BigDye Terminator v.3.1. Cycle Sequencing Kit (Applied Biosystems USA). Proses sequencing dilakukan dengan prosedur ABI Prism 3100-Avant Genetic Analyzer (Applied Biosystems, USA). Sekuen gen RDP1 dan ND2 hasil sequencing dan sekuen yang diperoleh dari data base internasional di alignment dengan menggunakan Clustal X. Karakter gen RDP1 dan ND2 dianalisis dengan menggunakan program DnaSP versi 3.51. Phylogenetic tree dikonstruksi menggunakan program Phylip dan program MEGA versi 4 dengan algoritme NJ dan dua model evolusi (Juke-Cantor dan K2P). Matriks similaritas dan jumlah nukleotida yang berbeda dianalisis dengan program Phydith. Analisis menunjukkan gen ND2 memiliki jumlah situs polimorfik dan diversitas nukleotida serta tingkat substitusi yang lebih tinggi dibandingkan dengan gen RDP1 dan dapat digunakan untuk membedakan populasi burung maleo di habitat hutan dan habitat pantai. Sekuen gen RDP1 dan gen ND2 memiliki signal filogenetik sejalan yang menempatkan burung maleo sebagai kelompok monofili dari Genus Macrocephalon dan tidak merupakan spesies yang terpisah. Analisis filogenetik menggunakan karakter gen ND2 menghasilkan pohon filogenetik yang terdiri dari tiga clade utama dan mengelompokkan burung maleo di habitat hutan dan habitat pantai secara terpisah. Analisis filogenetik berdasarkan sekuen gen RDP1 dan gen ND2 menunjukkan bahwa burung maleo mempunyai hubungan filogenetik yang dekat dengan Genus Alectura Aepypodius, Leipoa dan Talegalla serta mendukung status taksonomi Macrocephalon saat ini sebagai genus yang terpisah dari Genus Megapodius.

Genetic diversity is a major information for conservation actions. It reflects the potential evolution for adaptation species or populations to environmental changes, and nowadays becoming a central topic in conservation genetics. The aims of this research were to find out the genetic diversity of the maleo from its natural habitat, to study the phylogenetic relationship between maleo from two natural habitats and alternate incubation strategies, and to study the maleo taxonomic affiliation and its phylogenetic relationship within group of Megapodes, based on DNA sequences of RDP1 and ND2. Whole genome DNA was extracted from 15 blood samples of maleo obtained from different habitats, coastal and forest, according to the protocol of Qiamp DNA Blood Mini Kit (Qiagen), and then it was used as template for amplification of RDP1 and ND2 by using PCR. The DNA amplification was conducted according to the protocol of Takara Ex TaqTM PCR Kit in a Perkin-Elmer Thermal Cycler 9600. PCR products were then purified using a Qiaquick PCR Purification Kit (Qiagen, USA), and were used as template for sequencing reaction following the protocol of BigDye v.3.1. Cycle Sequencing Kit using an ABI Prism 3100- Avant Genetic Analyzer (Applied Biosystems, USA). Multiple alignments of DNA sequencing results and sequences obtained from the international DNA data bases were conducted by using Clustal-X. Characters of RDP1 and ND2 were analyzed by DnaSP Version 3.51. Phylogenetic trees were constructed by using NJ algorithm with Juke- Cantor evolution model from Phylip and K2P evolution model from MEGA Version 4. The nucleotides similarity and nucleotides differences were analyzed using Phydith. The analysis showed that mitochondrial ND2 retained better characters, higher number of polymorphic sites and nucleotide diversity, compared to nuclear RDP1, which could be used to distinguish population maleo in coastal and forest. RDP1 and ND2 gene sequences presented congruent resolving power which places maleo as a monophyly of Genus Macrocephalon, not a separated species. Phylogenetic analysis based on ND2 characters produced a well resolved phylogenetic tree compared with three major clades that showed a grouping of maleo from in-land and coastal habitat. Philogenetic analysisis based on both RDP1 and ND2 gene sequences showed that maleo was closely related to Aepypodius, Talegalla, Leipoa, Alectura and this result supported current taxonomic status of Macrocephalon as a separate genus from the Megapodius.

Kata Kunci : Diversitas genetik, filogeni, Macrocephalon maleo, RDP1, ND2