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: Transformasi Kalus Padi dengan Konstruksi CRISPR-Cas9 untuk Menyunting Gen Terkait Hasil Produksi
Abstrak: High yield improvement of rice (Oryza sativa L.) is the main goal in rice breeding and could be achieved by gene editing through CRISPR-Cas9 technique as a revolution technique in genome editing. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)-associated (Cas9) has shown a precise and efficient genome editing tool by inducing random mutation in the cleavage region to knock out genes. The objective of this research is to transform sgRNA-CRISPR-Cas9 constructs to Jao Hom Nin (JHN) rice calli to knock out DL, Gn1a, Roc5, and Tad1 genes, which are the yield-related genes. The sgRNA-CRISPR-Cas9 constructs in pRGEB32 plasmid, were transformed into rice callus through Agrobacterium tumefaciens EHA105. Afterwards, the callus genome was verified using PCR technique to identify the sgRNA insert in the rice genome. Also, transformant calli was tested by T7 Endonuclease I (T7EI) assay to detect the mismatches existence shown by digested bands. Mismatches occur when the DNA repairs itself after Cas9 successfully cuts the target gene’s region and causes insertion and deletion (indels) mutation. The result showed that each callus was successfully transformed by the transformant Agrobacterium tumefaciens with sgRNA-CRISPR-Cas9 construction vector and the sgRNA was successfully inserted to the rice genome. When they are tested using PCR, we obtained amplified edited bands of Tad1, DL, and Roc5 genes, except for Gn1a gene target. T7EI assay had been done successfully, but no mismatched fragments were found., Peningkatan hasil produksi tanaman padi (Oryza sativa L.) merupakan tujuan utama dari pemuliaan tanaman padi dan dapat dicapai dengan peyuntingan gen melalui teknik CRISPR/Cas9 sebagai sebuah teknik revolusi dalam penyuntingan genom. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)berasosiasi dengan gen Cas9 telah menjadi sebuah alat penyuntingan genom yang akurat dan efisien dengan menginduksi mutasi acak pada wilayah pemotongan untuk mengubah gen target. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan transformasi kalus padi varietas Jao Hom Nin (JHN) dengan konstruksi sgRNACRISPR-Cas9 untuk mengubah gen Tad1, DL, Roc5, dan Gn1a yang merupakan gen-gen terkait hasil produksi pada tanaman padi. Konstruksi sgRNA-CRISPRCas9 dalam plasmid pRGEB32 diintroduksikan ke dalam kalus padi melalui Agrobacterium tumefaciens EHA105. Selanjutnya, genom kalus tersebut diverifikasi dengan teknik PCR untuk mendeteksi keberhasilan sisipan sgRNA pada genom padi. Selain itu keberadaan mutasi pada gen target diuji dengan uji T7 Endonuclease I (T7EI) untuk mendeteksi keberadaan mismatches yang ditujukkan oleh pita-pita DNA terpotong. Mismatches terjadi ketika DNA memperbaiki dirinya setelah Cas9 berhasil memotong wilayah gen target dan menyebabkan mutasi insersi-delesi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap kalus berhasil ditransformasi oleh Agrobacterium tumefaciens dengan pRGEB32 yang membawa konstruksi sgRNA-CRISPR-Cas9 yang ditunjukkan oleh amplikon daerah target gen Tad1, DL, dan Roc5, kecuali Gn1a. Ketika gen target diverifikasi dengan uji T7EI diperoleh amplikon yang sama dengan gen target yang mengindikasikan tidak ditemukan adanya mismatches pada target gen Tad1, DL, dan Roc5.
Keyword: DL, gene editing, Gn1a, Roc5, Tad1

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: