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: Embriogenesis Somatik dan Transformasi Genetik Tebu (Saccharum officinarum L.) Kultivar PS 864 dengan Gen MmCuZn-SOD untuk Peningkatan Toleransi Terhadap Lahan Masam.
Abstrak: Salah satu komoditas perkebunan penting yang dikembangkan secara nasional adalah tanaman tebu. Rendahnya produksi tebu nasional antara lain disebabkan karena area perkebunan tebu di lahan subur mengalami penurunan, sehingga untuk menaikkan produksi tebu, perluasan area tanam diarahkan ke lahan suboptimal. Sebagian besar lahan suboptimal Indonesia merupakan podsolik merah kuning yang pH-nya rendah dan konsentrasi aluminiumnya mencapai tingkat toksisitas tinggi. Namun sampai saat ini belum ada varietas (genotipe) tebu yang adaptif pada lahan masam. Oleh karena itu, usaha untuk mendapatkan genotipe tanaman tebu yang toleran terhadap kondisi cekaman lingkungan masam sangat penting dilakukan. Cekaman abiotik tersebut menimbulkan Reactive Oxygen Spesies (ROS) yang sangat beracun bagi sel tanaman. Superoksida dismutase (SOD) mempunyai kemampuan untuk mereduksi cekaman ROS. Salah satu cara untuk merakit varietas tersebut adalah melalui rekayasa genetika untuk mendapatkan tanaman transgenik yang toleran terhadap cekaman pH rendah dan Al dengan menggunakan gen SOD. Keberhasilan mendapatkan tanaman transgenik ditentukan dari ketepatan pemilihan bahan tanaman untuk transformasi genetik. Kalus embriogenik digunakan sebagai eksplan dalam transformasi genetik untuk mendapatkan efisiensi transformasi yang tinggi dan menghindari terjadinya khimera. Permasalahan utama dalam proses rekayasa genetika tanaman tebu adalah belum adanya metode regenerasi embriogenesis somatik tebu yang menjamin keberhasilan hidup dan tumbuh pasca transformasi dan belum adanya protokol standar untuk transformasi genetik tebu menggunakan vektor Agrobacterium tumefaciens. Tindakan penyimpanan in vitro terhadap galur-galur transgenik yang diperoleh sangat diperlukan untuk penyediaan materi pemuliaan tebu baik untuk kegiatan seleksi maupun sebagai sumber keragaman baru. Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mendapatkan kalus embriogenik dan struktur embrio somatik, tanaman tebu transgenik yang toleran lahan masam dan metode penyimpanan in vitro biakan tebu transgenik melalui enkapsulasi. Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanaman tebu PS 864. Eksplan yang digunakan untuk induksi kalus embriogenik adalah daun muda yang masih menggulung pada bagian ujung batang. Media yang digunakan untuk induksi kalus embriogenik adalah media dasar MS yang diperkaya dengan 2,4-D (1, 3, dan 5 mg/L) dan BAP (0 dan 5 mg/L), kemudian dilakukan optimasi dengan penambahan glutamina dan kasein hidrolisat. Pendewasaan kalus nodularss dilakukan dengan penambahan BAP (0 dan 5 mg/L) dan kinetin (0, 1, 3, dan 5 mg/L), sedangkan perkecambahan embrio somatik dilakukan dengan menggunakan MS penuh (100%) dan ½ MS (50%) ditambah 20 g/L sukrosa, asam amino dan atau zat pengatur tumbuh. Kegiatan transformasi genetik dilakukan terhadap kalus nodular menggunakan gen MmCuZn-SOD dengan perantara Agrobacterium tumefaciens. Tanaman transgenik yang diperoleh kemudian disimpan secara in vitro dengan teknik enkapsulasi menggunakan paklobutrazol pada konsentrasi 0, 1, 2, dan 3 mg/L atau manitol pada konsentrasi 0, 1, 3, dan 5%. Proses yang mempengaruhi embriogenesis somatik pada tanaman tebu bersifat spesifik untuk setiap genotipe sehingga penentuan kombinasi media induksi kalus embriogenik terbaik pada klon tebu sangat diperlukan. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa media induksi kalus embriogenik tanaman tebu terbaik adalah media MS yang mengandung 3 mg/L 2,4-D yang diperkaya dengan 100 mg/L glutamina dan 500 mg/L kasein hidrolisat. Media ini menghasilkan persentase pembentukan kalus embriogenik sebesar 96.3% dan menghasilkan kalus tipe A yaitu kalus nodular, berwarna agak putih kekuningan, dan basah. Tipe kalus tersebut sangat potensial untuk membentuk embrio somatik. Pada media pendewasaan, perkembangan embrio
Keyword: aluminium, embrio somatik, enkapsulasi, manitol, MmCuZn-SOD, paklobutrazol, tebu transgenik

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: