Judul: Perakitan dan Analisis Tanaman Padi Nipponbare dan Inpari 43 Transgenik yang Mengandung Gen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2
Abstrak: Peningkatan produksi padi dapat dilakukan dengan merakit varietas unggul menggunakan metode genome editing. Salah satu gen yang berperan dalam produktivitas padi adalah Gn1a atau gen OsCKX2. Pengurangan ekspresi gen OsCKX2 di tanaman padi menggunakan teknik CRISPR/Cas9 diharapkan dapat meningkatkan konsentrasi sitokinin dalam sel yang dapat mempengaruhi peningkatan produksi gabah. Penelitian ini terdiri dari 2 kegiatan, yaitu 1. Introduksi gen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2 pada padi varietas Nipponbare dan Inpari 43 menggunakan Agrobacterium tumefaciens, 2. Analisis molekuler dan fenotipik karakter agronomi dan komponen hasil dari transforman padi Nipponbare dan Inpari 43 Kegiatan pertama, dilakukan introduksi gen CRISPR/Cas9-gRNAOsCKX2 kedalam padi Nipponbare dan Inpari43 dengan bantuan Agrobacterium tumefaciens menggunakan eksplan embrio muda padi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa transgen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2 berhasil diintroduksikan pada padi varietas Nipponbare dan Inpari 43. Kegiatan transformasi menghasilkan 174 galur yang terdiri dari 122 galur Nipponbare dan 54 galur Inpari 43. Efisiensi transformasi yang dihasilkan adalah 60,09% pada padi Nipponbare dan 28,99% pada padi Inpari 43. Efisiensi regenerasi yang dihasilkan dari Nipponbare sebesar 14,31% dan Inpari 43 adalah 8,69%. Analisis molekuler pada transforman yang dihasilkan diakukan pada kegiatan 2, yang terdiri dari analisis PCR untuk mengetahui keberadaan gen Cas9 pada transforman T0 dan analisis sekuensing pada tanaman transgenik yang mengandung gen Cas9 untuk mendeteksi mutasi pada gen OsCKX2 pada transforman generasi T1. Hasil analisis PCR menggunakan primer Cas9_314 menghasilkan 60 tanaman padi T0 yang positif mengandung gen Cas9 dengan ukuran amplikon 500 bp. Analisis sekuensing menunjukkan bahwa dari 2 tanaman padi Nipponbare dan 6 tanaman padi Inpari 43 transgenik tidak mengalami mutasi pada region gRNA_OsCKX2. Pengamatan fenotipik dan komponen hasil dilakukan pada galur T1 yang positif Cas9. Pengamatan dilakukan pada 9 galur Nipponbare dan 6 galur Inpari 43. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berdasarkan uji T terdapat perbedaan antara beberapa galur padi transgenik dengan non-transgeniknya pada alfa 0,05 baik pada karakter agronomi maupun komponen hasil. Kesimpulan penelitian adalah gen Cas9 yang berhasil diintegrasikan ke dalam galur T1 Nipponbare dan Inpari 43 tidak menyebabkan mutasi pada daerah target gRNA_OsCKX2, namun pada karakter fenotipik menunjukan adanya perbedaan dengan tanaman non transgeniknya. Data-data yang dihasilkan dari penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi untuk dapat merakit tanaman padi mutan CRISPR/Cas9_OsCKX2 yang menghasilkan produktivitas tinggi
Keyword: Inpari 43, OsCKX2 gene, Nipponbare, CRISPR/Cas9

Judul: Perbaikan Tinggi Tanaman Padi IPB3S dan PR135 dengan Aplikasi Penyuntingan Genom CRISPR Cas9/GA20ox2
Abstrak: IPB3S adalah padi sawah unggul Indonesia, dan PR135 adalah padi rawa lokal Indoneisa. Keduanya memiliki produktivitas tinggi dan tengah dikembangkan. Namun, keragaannya yang tinggi menyebabkan kedua genotipe ini mudah rebah dan dapat mengurangi hasil panen. Penelitian ini bertujuan untuk menyunting gen GA20ox2 melalui transformasi genetik konstruk CRISPR/Cas9 GA20ox2 ke dalam genom padi IPB3S dan PR135 untuk mengembangkan mutan-mutan padi semi-kerdil. Eksplan embrio muda dari masing-masing genotipe digunakan sebagai eksplan transformasi genetik yang diperantarai oleh Agrobacterium tumefaciens strain EHA105 membawa vektor ekspresi pC1300-Cas9/ GA20ox2 serta dengan mengubah komposisi media regenerasi yang digunakan. Mutan yang diperoleh diaklimatisasi dan dievaluasi secara molekuler dengan teknik PCR untuk mendeteksi keberadaan gen penanda hpt pada daerah T-DNA serta teknik perunutan DNA untuk mengetahui mutasi yang terjadi pada daerah target gen GA20ox2. Persentase pertumbuhan yang diperoleh pada genotipe IPB3S dan PR135 berturut-turut 47,9% dan 51,8%, sedangkan persentase transformasi yang diperoleh pada genotipe IPB3S dan PR135 berturut-turut 19,3% dan 47,8%. Media terbaik untuk regenerasi genotipe IPB3S adalah media A (persentase regenerasi sebesar 73,3%) sedangkan pada PR135 adalah media C (persentase regenerasi sebesar 46,7%). Analisis molekuler berbasis PCR untuk mengidentifikasi integrasi gen hpt menunjukkan bahwa pada genotipe IPB3S diperoleh 24 tanaman mutan T0, sedangkan pada genotipe PR135 diperoleh 102 tanaman mutan T0. Pengamatan lebih lanjut dilakukan dengan memilih tanaman T0 potensial untuk dievaluasi pada generasi T1 dengan mengukur karakter agronomi yang meliputi tinggi tanaman, jumlah anakan, panjang aksersi, panjang malai, jumlah gabah dan bobot 100 butir. Tinggi tanaman merupakan karakter penting yang berkaitan langsung terhadap kemampuan tanaman untuk beradaptasi dengan lingkungan dan potensi hasil. Upaya perbaikan sifat-sifat penting tanaman dapat dilakukan dengan penyuntingan genom. Penyuntingan genom merupakan suatu teknologi yang memanfaatkan aktivitas enzim nuklease buatan untuk menginduksi mutasi pada genom target. Pada tahapan kedua penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi perubahan fenotipe mutan pada generasi T1 di rumah kaca dan mengidentifikasi perubahan susunan basa nitrogen melalui analisis molekuler berbasis PCR dan perunutan DNA. Benih tanaman generasi T0 dengan keragaan lebih pendek dibandingkan tipe liar dan transforman negatif serta membawa gen hpt dievaluasi lebih lanjut pada generasi T1. Dua pasang primer GA20 yang mengamplifikasi sekuen DNA target digunakan untuk analisis perunutan DNA. Individu yang diamati pada generasi T1 sebanyak 200 individu. Pengamatan pada karakter tinggi tanaman menunjukan sebanyak 5 individu IPB3S dan 16 individu PR135 mengalami penurunan tinggi tanaman dan diikuti perubahan pada karakter lainnya seperti panjang batang, jumlah anakan, jumlah internodus, panjang aksersi, panjang malai, jumlah gabah dan bobot 100 butir. Analisis perunutan DNA dengan primer GA20 yang mengapit sekuen gen GA20ox2 pada ekson 1 berhasil mengamplifikasi sebanyak 2 individu IPB3S dan 9 individu PR135. Hasil analisis perunutan DNA dengan software Genious 10.0.3 menunjukan mutasi yang terjadi pada sekuen gen target (gRNA 1 dan gRNA2) berupa mutasi subtitusi, insersi dan delesi. Mutasi terbesar dialami oleh mutan genotipe IPB 14-10 (69,7%; meliputi 9 insersi basa, 9 delesi basa, dan 43 subtitusi basa), diikuti oleh genotipe PR 3I-21 (48,3%; 10 insersi basa, dan 33 subtitusi basa) dan PR 53-2 (41,6%; 14 delesi basa dan 20 subtitusi basa). Mutasi subtitusi merupakan mutasi yang paling banyak banyak pada kedua genotipe yang diamati apabila dibandingkan dengan mutasi
Keyword: Agrobacterium tumefaciens, CRISPR/Cas9, GA20ox2, IPB3S, mutation, plant height, PR135

Judul: Hamiltonian formulation for linear waves motion in two layers fluid
Abstrak: The surface wave could be considered as a wave that separates two fluids, namely water and air. Based on this assumption, it is introduced the interfacial wave, a wave between two layers of fluid with different density. The formulation of interfacial waves motion begins with deriving the base equation of irrotational ideal fluid. Furthermore, according to irrotational fluid assumption, the base equation can be stated in velocity potential. In this derivation, the fluids domain is assumed to be restricted by rigid lid boundary conditions, both at the upper and lower limit. Therefore, the interfacial waves motion can be explained in a hamiltonian formulation. In the hamiltonian formulation, total energy is defined as the sum of kinetic and potential energy. The hamiltonian system is obtained from reduction of kinetic energy by using the Dirichlet Neumann Operator. The resulted kinetic energy equation is nonlinear. Therefore, this form is linearized by first part of the Taylor expansion. This linearization gives a dispersion relation of linear wave. Based on this dispersion relation, the phase speed of the linear wave depends on the density ratio of the two layers fluid.
Keyword: