Judul: Gen Alkenal Reduktase Asal Padi (Oryza sativa L.): Isolasi dan Karakterisasi Ekspresi serta Analisis Fungsi Promoter Spesifik Akar
Abstrak: Pemilihan gen target yang akan diinsersikan ke dalam genom tanaman dalam kegiatan rekayasa genetika tanaman merupakan salah satu hal yang penting dalam menentukan keberhasilan perbaikan sifat yang diinginkan. Gen target yang dikendalikan oleh promoter spesifik jaringan atau organ dalam kegiatan rekayasa genetika tanaman sangat diperlukan, untuk menghindari terjadinya fenotipe yang tidak diinginkan pada tanaman transgenik yang dihasilkan. Promoter adalah suatu bagian dari gen yang sangat penting dalam pengaturan ekspresi suatu gen. Promoter spesifik akar penting dalam pengaturan ekspresi dari gen-gen yang terkait dengan respon terhadap cekaman abiotik dan penyerapan nutrisi. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengisolasi dan mengkarakterisasi gen dan promoter gen OsAER1. Bagian tiga dari disertasi ini menjelaskan tentang isolasi dan karakterisasi gen OsAER1 pada tanaman padi. Sekuen genomik gen OsAER1 (Oryza sativa 2- alkenal reduktase-1) diamplifikasi dari 4 kultivar padi, yaitu Awan Kuning, IR64, Way Rarem, dan IR20, kemudian dan disekuensing. Analisis prediksi gen menunjukkan bahwa gen OsAER1 terdiri dari 3 ekson dan 2 intron, dengan ukuran CDS utuh sebesar 1.080 bp. Analisis filogenetik menunjukkan bahwa sekuen CDS utuh OsAER1 dari 4 kultivar padi sangat mirip dengan lokus XM_015760039.1 yang ada di GenBank dari tanaman Oryza sativa grup Japonica. Lokus tersebut diprediksi menyandikan NADP-dependent alkenal double bond reductase P1 (alkenal reductase). Gen alkenal reduktase telah diketahui berfungsi sebagai gen antioksidan yang dapat mendetoksifikasi senyawa reaktif karbonil yang disebabkan oleh cekaman oksidatif. Bagian empat dari disertasi ini menjelaskan tentang isolasi dan karakterisasi promoter OsAER1 yang berasal dari padi. Analisis ekspresi gen OsAER1 pada organ akar, batang dan daun dari 4 kultivar padi (Awan Kuning, IR64, Way Rarem, dan IR20) dilakukan dengan menggunakan metode qRT-PCR. Analisis ekspresi menunjukkan bahwa gen OsAER1 diekspresikan sangat kuat di akar, tetapi hanya diekspresikan lemah di batang dan daun padi kultivar Awan Kuning dan IR64. Fragmen dengan ukuran 3.082 bp dari start kodon ATG ke arah hulu dari gen OsAER1 diamplifikasi dan diinsersikan ke dalam vektor kloning, dan disekuensing. Analisis sekuen promoter OsAER1 dengan ukuran 3.082 bp menunjukkan bahwa terdapat 119 motif cis acting element yang ada pada promoter yang terlibat dalam pengendalian pertumbuhan dan perkembangan tanaman atau dalam proses fisiologi tanaman, khususnya dalam pertahanan tanaman terhadap cekaman abiotik. Fragmen promoter OsAER1 yang berukuran 3.082 bp disambungkan dengan gen GUS pada vektor biner pCAMBIA1300int- GUS-tNOS, dan ditransformasikan ke dalam tanaman padi dan tembakau. Analisis ekspresi GUS di tanaman padi dilakukan dari fase kecambah sampai fase generatif, sedangkan untuk tanaman tembakau dilakukan pada fase kecambah umur 3, 10, dan 20 hari setelah semai. Analisis aktivitas promoter OsAER1 menunjukkan bahwa promoter tersebut mengendalikan ekspresi gen secara dominan dan terus menerus di akar tanaman padi dari fase kecambah sampai fase generatif. Analisis histokimia pada penampang melintang tanaman padi transgenik menunjukkan bahwa promoter OsAER1 mengarahkan ekspresi gen GUS di hampir diseluruh organ akar, yaitu pada jaringan epidermis, korteks, endodermis dan berkas pengangkut. Pola ekspresi yang berbeda diamati di tanaman tembakau transgenik, di mana ekspresi GUS diamati di bagian berkas pengangkut daun. Perbedaan pola ekspresi GUS di tanaman padi dan tembakau transgenik menunjukkan adanya faktor endogen terhadap aktivitas promoter di tanaman transgenik. Analisis ekspresi GUS juga dilakukan setelah tanaman diinduksi dengan
Keyword: ABA, akar, AlCl3, IAA, NaCl, Oryza sativa L., promoter OsAER1, rendaman

Judul: Analisis Fungsi Gen OsNAC6 yang Berasal dari Padi (Oryza sativa L.) Kultivar Batutegi untuk Meningkatkan Ketahanan terhadap Kekeringan
Abstrak: Beras merupakan salah satu bahan pokok untuk kebutuhan pangan bagi masyarakat pada umumnya. Produksi beras perlu terus ditingkatkan untuk mengimbangi laju pertumbuhan penduduk. Produktivitas padi seringkali mengalami kegagalan karena adanya kendala faktor biotik dan abiotik. Tuntutan produksi yang besar tidak lepas dari berbagai permasalahan yang seringkali menyebabkan turunnya produktivitas padi secara nasional, salah satu kendala dalam produksi padi adalah semakin sempitnya luas lahan pertanian produktif dan kondisi iklim yang sulit diprediksi. Kekeringan merupakan bencana alam yang berpengaruh langsung pada produksi hasil pertanian. Kemajuan teknologi memungkinkan pendekatan molekuler untuk meningkatkan ketahanan tanaman terhadap cekaman biotik dan abiotik dengan memperbaiki ekspresi gen-gen terkait ketahanan terhadap cekaman lingkungan. Faktor transkripsi mempunyai peranan penting dalam regulasi selular dan perubahan fisik sebagai respon terhadap cekaman lingkungan pada tanaman. C-repeat binding factor/dehydration responsive element binding factor (CBF/DREB), faktor transkripsi NAM, ATAF, dan CUC, zinc finger protein dan faktor transkripsi lainnya merupakan regulator yang penting pada respon tanaman terhadap cekaman lingkungan. Faktor transkripsi OsNAC6 merupakan salah satu gen yang berperan dalam cekaman kekeringan dengan cara mempengaruhi ekspresi beberapa gen pengkode protein yang berperan dalam kondisi cekaman. Serangkaian penelitian telah dilakukan dengan tujuan untuk mengkarakterisasi faktor transkripsi OsNAC6 yang berasal dari kultivar Rojolele, Batutegi dan Nipponbare serta mempelajari mekanisme fungsi faktor transkripsi OsNAC6 terhadap cekaman kekeringan dan salinitas. Karakterisasi faktor transkripsi OsNAC6 yang berasal dari ketiga kultivar dibandingkan dengan aksesi yang terdeposit dalam pangkalan data GenBank menggunakan BLASTn dan BLASTp. Translasi runutan DNA menjadi asam amino menggunakan perangkat lunak Geneious Pro 5.6.6 (Biomatters, USA) dan ClustalW2. Hasil analisis BLASTn dan BLASTp faktor transkripsi OsNAC6 asal tiga kultivar Rojolele, Batutegi, Nipponbare menunjukan kesamaan identitas yang tinggi dengan faktor transkripsi OsNAC6 aksesi AB028185 yang terdeposit pada pangkalan data GenBank, mempunyai motif EVQSQPK pada daerah TAR, sehingga dapat disimpulkan bahwa fragmen gen tersebut adalah OsNAC6 dan termasuk dalam subfamili ATAF. Introduksi faktor transkripsi OsNAC6 ke kultivar Ciherang dilakukan dengan metode transformasi menggunakan Agrobacterium. Perlakuan cekaman PEG, NaCl dan ABA dilakukan selama 21 hari dan ekspresi OsNAC6 diukur pada 0 dan 24 jam setelah perlakuan, sedangkan perlakuan kekeringan dilakukan selama 7 hari pada umur tanaman 4 minggu. Ekspresi OsNAC6 dianalisis menggunakan kuantitatif Real Time PCR (Eco Illumina real time PCR System). Pembentukan kalus embriogenik yang rendah dan pencoklatan jaringan adalah masalah utama pada transformasi padi kultivar Ciherang. Rendahnya efisiensi transformasi diduga karena kultivar ini rekalsitran untuk kegiatan transformasi. Jumlah plantlet putatif transforman yang dihasilkan 39 plantlet, hasil analisis PCR menunjukkan 21 tanaman positif hpt. Keberadaan gen hpt dalam genom dapat menjadi indikasi keberadaan gen target OsNAC6. Analisis jumlah salinan transgen dengan Southern blot menunjukkan tanaman transgenik memiliki jumlah salinan antara 1 - 3. Ekspresi OsNAC6 di bawah kondisi perlakuan ABA, PEG dan NaCl memperlihatkan peningkatan, baik pada tanaman kontrol maupun tanaman transgenik. Pada tanaman kontrol peningkatan ekspresi lebih rendah dibanding pada tanaman transgenik. Ekspresi OsNAC6 pada tanaman transgenik dengan perlakuan PEG dan salinitas pada 0 jam maupun 24 jam tidak menunjukkan adanya perbedaan. Hal ini diduga disebabkan oleh penggunaan promoter konstitutif CAMV 35S yang berekspresi terus menerus baik ada maupun tidak ada cekaman. Hasil evaluasi terhadap tanaman transgenik selain meningkatkan ekspresi OsNAC6 juga meningkatkan
Keyword: Oryza sativa L, faktor transkripsi, OsNAC6, cekaman abiotik

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: