Judul: Isolasi, Kloning dan Ekspresi Gen Invertase dari Berbagai Varietas Tebu.
Abstrak: Tanaman tebu merupakan tanaman pangan yang sangat penting karena mampu mengakumulasi lebih dari 25% sukrosa (w/w). Hal ini membuat tanaman tebu menjadi salah satu dari lima tanaman pangan paling penting di dunia. Pada dekade terakhir, industri gula Indonesia terus mengalami berbagai masalah terkait menurunnya produksi gula nasional. Rata-rata produktivitas gula Indonesia dinilai masih rendah, baik karena rendahnya produktivitas ton tebu/ha maupun rendemen yang dihasilkan oleh tebu. Peningkatan konsentrasi sukrosa pada batang merupakan kunci program pengembangan tebu, namun pengetahuan tentang proses fisiologis dan informasi genetik yang menentukan akumulasi sukrosa pada batang tebu masih sedikit diketahui. Kontrol aktivitas enzim invertase merupakan aspek yang sangat penting dalam meningkatkan kandungan sukrosa dalam batang tebu. Peningkatan kandungan sukrosa dalam batang tebu dapat dilakukan melalui pendekatan antisense atau suppressi gen yang ditujukan pada ekspresi enzim invertase. Inaktivasi enzim invertase akan menurunkan pemecahan sukrosa menjadi heksosa, dan meningkatkan akumulasi sukrosa pada batang tebu. Pentingnya enzim invertase sebagai kunci dalam akumulasi sukrosa dalam tebu, dan peluang pendekatan antisense untuk mengontrol ekspresi enzim tersebut mendorong penelitian untuk mendapatkan berbagai sekuens gen penyandi enzim invertase pada tebu sebagai dasar pengembangan inaktivasi enzim tersebut. Penelitian ini bertujuan untuk mengisolasi, mendapatkan klon dan menganalisis ekspresi gen penyandi enzim invertase dari berbagai varietas tanaman tebu. Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan yang terdiri dari pengambilans sampel dari berbagai varietase tebu di Indonesia, induksi kalus, isolasi RNA, sintesis cDNA, kloning gen invertase ke dalam vektor kloning, sekuensing, dan subkloning gen invertase ke dalam vektor ekspresi untuk pengujian aktivitas ekspresi secara kualitatif dan kuantitatif. Selain itu, Analisis bioinformatik dilakukan untuk mengetahui struktur gen, hubungan filogenetik dan struktur 3D proteinnya. Penelitian ini menghasilkan dua sekuens gen invertase yang terkonfirmasi dapat mengekspresikan enzim invertase melalui pengujian aktivitas ekspresi secara kualitatif dan kuantitatif. Kedua protein yang diekspresikan memiliki akitivas 23,01 ± 0,84 Unit (umol/min) untuk invertase INVC9-PSJT941 dan 22,64 ± 0,93 Unit (umol/min) untuk invertase INVC9-PS881. Berdasarkan pendekatan bioinformatik, keduanya memiliki bentuk 3D protein yang sama dan diindikasikan sebagai anggota dari kelompok Cell Wall Invertase.
Keyword: β-fructofuranosidase, cell wall Invertase, RNAi, akumulasi sukrosa, antisense

Judul: Konstruksi Tebu (Saccharum Officinarum L.) Rendemen Tinggi Melalui Pembungkaman Gen Cell Wall Invertase (cwinv9)
Abstrak: Indonesia merupakan negara importir gula terbesar di dunia dalam 5 tahun terakhir. Tuntutan pemenuhan kebutuhan gula nasional semakin meningkat seiring dengan pertumbuhan penduduk dan pertumbuhan ekonomi nasional. Meskipun upaya peningkatan produksi gula nasional telah dilakukan melalui program ekstensifikasi lahan tebu dan revitalisasi pabrik gula, kurangnya ketersediaan bibit tebu unggul masih menjadi kendala yang perlu diatasi. Pengembangan bibit unggul melalui program pemuliaan tanaman telah dilakukan, namun belum cukup memenuhi kebutuhan bibit tebu unggul rendemen tinggi yang sesuai dengan berbagai kondisi lahan di Indonesia. Upaya pengembangan varietas tebu unggul melalui pendekatan modifikasi gen dapat menjadi alternatif untuk mempercepat pengembangan berbagai varietas unggul baru di Indonesia. Gen cwinv9 merupakan gen penyandi protein cell wall invertase yang berperan dalam hidrolisis sukrosa menjadi heksosa, serta salah satu gen invertase gene family yang meregulasi akumulasi sukrosa pada batang tebu. Pemecahan sukrosa menjadi heksosa akan menghambat laju akumulasi sukrosa pada batang tebu sehingga menurunkan produktivitas tebu. Upaya pengendalian reaksi hidrolisis sukrosa melalui penghambatan gen cwinv9 dilakukan dengan asumsi penurunan laju hidrolisis sukrosa pada batang. Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan bibit klonal tanaman tebu yang memiliki peningkatan akumulasi sukrosa pada batang, mendapatkan metode perakitannya dengan teknologi hpRNAi, dan mendapatkan metode optimum regenerasinya. Adapun tujuan khusus yang ingin dicapai dan dianggap penting dalam penelitian ini antara lain: untuk mendapatkan formulasi media optimum untuk tahap induksi embriogenesis somatik untuk metode perbiakan bibit klonal tebu, untuk mengkonstruksi vektor RNAi untuk penghambatan gen cwinv9 dan melakukan transformasinya ke dalam tebu, untuk mempelajari pengaruh penghambatan (knockdown) dari ekspresi gen cwinv9 pada tebu secara in vitro pada berbagai kondisi lingkungan, untuk mempelajari pengaruh penghambatan produksi cell wall invertase (CWINV9) terhadap performa pertumbuhan tanaman tebu dalam kondisi cekaman kekeringan, dan untuk mempelajari pengaruh penghambatan produksi enzim cell wall invertase (CWINV9) tanaman tebu terhadap kondisi lingkungan perakaran (rhizosfer). Penghambatan gen cwinv9 dilakukan dengan teknologi hpRNAi yang didesain berbasis informasi gen cwinv9 dari tebu PSJT941 dan PS881, dan disisipkan ke dalam kedua varietas tersebut sehingga menghasilkan tebu cisgenik. Adapun tahapan yang dilaksanakan pada penelitian ini meliputi: 1) embriogenesis somatik tanaman tebu (S. officinarum L.) menggunakan kombinasi perlakuan hormon 2,4-dichlorophenoxyacetic (2,4-D) dan kinetin untuk tujuh varietas tebu meliputi PSJT941, PSJT9460, PS881, PS882, PS864, Kidang Kencana (KK), dan Bululawang (BL), 2) pendewasaan embrio somatik tanaman tebu (S. officinarum L.) dengan kombinasi hormon kinetin dan 1-Naphtalenaacetic acid (NAA), 3) konstruksi vektor RNAi untuk penghambatan ekspresi gen cwinv9 dan transformasinya pada tanaman tebu, 4) uji efisiensi RNAi dalam penghambatan ekspresi gen cwinv9 pada klon tebu secara in vitro dalam berbagai kondisi lingkungan, 5) uji pengaruh penghambatan produksi enzim cell wall invertase (CWINV9) terhadap performa pertumbuhan dan akumulasi sukrosa, dan 6) pengaruh penghambatan produksi enzim cell wall invertase (CWINV9) terhadap kondisi lingkungan dan komunitas bakteri pada daerah perakaran. Pengembangan metode regenerasi PS881, BL, KK, PS882, PSJT941, PSJT9640 dan PS 864 menunjukan adanya 3 klusterisasi medium optimum pada tahap induksi kalus embriogenik, dimana PSJT941 dan PS881 memiliki media optimum induksi kalus embriogenik medium MS ditambah 1 mg/L 2,4 D, 3 mg/l kinetin, 100 mg/L glutamin, dan 500 mg/L kasein hidrolisat; varietas Bululawang (BL), Kidang Kencana (KK), dan PS862 memiliki media optimum induksi
Keyword: akumulasi sukrosa, embriogenesis somatik, metagenomik, pembungkaman gen, rhizosfer

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: