Judul: Genetic engineering of potato plant (Solanum tuberosum L.) cv. IPB CP3 with FBPase/ClRan1 gene
Abstrak: Kentang merupakan sumber karbohidrat yang banyak dikonsumsi di dunia. Kentang secara umum dikategorikan menjadi dua jenis yaitu kentang sayur dan kentang industri. Di Indonesia, produksi dalam negeri belum mampu memenuhi kebutuhan industri kentang olahan. Kentang ‘IPB CP3’ cocok digunakan sebagai bahan baku kentang olahan. Kentang ini memiliki kandungan pati relatif tinggi dan memiliki produktivitas yang tinggi. Produktivitas tanaman dapat ditingkatkan dengan mengekspresikan berlebih gen tertentu melalui teknik rekayasa genetika. Sekitar 40% bobot kering tanaman terdiri dari karbon yang dihasilkan dari proses fotosintesis. Enzim fructose-1,6-biphosphatase yang disandi oleh gen FBPase memiliki peranan yang sangat penting pada asimilasi dan metabolisme karbon dalam proses fotosintesis. Proses fotosintesis dapat berlangsung apabila ketersediaan air dan unsur hara terpenuhi. Protein Ran GTPase yang disandi oleh gen Ran1 memiliki peranan yang sangat penting dalam regulasi siklus sel, transportasi makromolekul nukleositoplasmik, dan dinamika organela sehingga mendukung pertumbuhan akar yang berfungsi dalam penyerapan air dan hara. Penelitian ini mempunyai tujuan melakukan rekayasa genetika tanaman kentang ‘IPB CP3’ dengan mengintroduksikan gen ganda FBPase/ClRan1 di bawah kendali promoter kuat untuk mendapatkan tanaman transgenik yang mempunyai produksi umbi yang tinggi. Transformasi genetik telah dilakukan terhadap 154 eksplan ruas batang melalui perantara Agrobacterium tumefaciens strain EHA105 yang mengandung pBI101-FBPase/ClRan1. Tanaman transgenik ditanam di polybag dan diletakkan di rumah kaca dengan rancangan acak lengkap. Efisiensi transformasi yang diperoleh sebesar 26,6 % dan efisiensi regenerasi sebesar 36,7 %. Analisis terhadap tujuh klon tanaman transgenik putatif yang resisten terhadap kanamisin sebagai penanda seleksi dengan PCR menggunakan pasangan primer rbcS-F dan FBPase_65R untuk gen FBPase dan pasangan primer 35S-F1 dan CLRAN1-genome-04R untuk gen ClRan1 menunjukkan bahwa ketujuh tanaman tersebut berturut-turut mengandung DNA berukuran 581 pb dan 798 pb yang masing-masing merupakan fragmen DNA antara promoter rbcS dan gen FBPase dan fragmen DNA antara promoter 35S CaMV dan gen ClRan1. Hasil ini menunjukkan bahwa gen FBPase di bawah kendali promoter rbcS dan gen ClRan1 di bawah kendali promoter 35S CaMV telah terintegrasi ke dalam genom ketujuh tanaman kentang ‘IPB CP3’ transgenik. Analisis fenotipe terhadap empat klon tanaman transgenik dan satu klon tanaman non-transgenik menunjukkan bahwa tanaman transgenik mempunyai tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah buku ruas utama, bobot tajuk, bobot akar, jumlah umbi per tanaman, dan bobot umbi per tanaman lebih tinggi daripada tanaman non-transgenik. Tanaman transgenik menunjukkan 67,3-84 % laju fotosinstesis, 35,1-78,4 % konduktansi stomata dan 3,8-10,3 % konsentrasi CO2 interseluler lebih tinggi daripada tanaman non-transgenik. Selain itu, tanaman transgenik mempunyai produktivitas umbi dua hingga tiga kali lebih tinggi dibanding tanaman non-transgenik.
Keyword: gen FBPase, gen ClRan1, transformasi genetik, kentang kultivar IPB CP3

Judul: Genetic Engineering of Potato (Solanum tuberosum L.) cv IPB CP1 with LYZ-C Gene to Control Bacterial Wilt Disease
Abstrak: Kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan salah satu tanaman pangan pokok penting selain padi, gandum dan jagung serta menempati urutan ketiga berdasarkan tingkat konsumsi secara global. Kentang kultivar IPB CP1 merupakan kultivar yang dikembangkan dari mutasi kentang kultivar Atlantik dan memiliki karakteristik umbi yang sesuai sebagai olahan keripik kentang (potato chips). Infeksi penyakit layu bakteri yang disebabkan oleh bakteri Ralstonia solanacearum menjadi salah satu kendala dalam budidaya tanaman kentang di Indonesia. Infeksi bakteri patogen tersebut pada tanaman dapat berdampak serius terhadap kehilangan hasil panen. Perakitan tanaman kentang yang resisten terhadap penyakit bakteri dapat dilakukan melalui rekayasa genetik. Lisozim merupakan enzim-enzim glikosida yang dapat mengkatalisis pemutusan ikatan antara molekul N-asetil-D-glukosamin (NAG) dan asam N-asetil-D-muramat (NAM) sebagai penyusun peptidoglikan pada dinding sel bakteri. Ekspresi gen LYZ-C penyandi lisozim pada tanaman dapat meningkatkan resistensi tanaman terhadap infeksi bakteri patogen. Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 yang mengandung plasmid pCXSN-Lys(+) digunakan untuk mengintroduksikan gen LYZ-C ke dalam genom tanaman kentang kultivar IPB CP1. Tranformasi genetik pada kentang kultivar IPB CP1 terhadap 200 eksplan ruas batang telah berhasil dilakukan. Pembentukan kalus dan regenerasi kalus menjadi tunas berhasil diinduksi pada media MS yang mengandung IAA 1 mg/l, trans-zeatin 3 mg/l dan GA3 0,5 mg/l. Pada penelitian ini efisiensi transformasi dan efisiensi regenerasi yang diperoleh sebesar 35,1% dan 54,7%. Hasil analisis PCR menggunakan primer Lys114-F dan Nost2-R terhadap 10 tanaman transgenik putatif menunjukkan 6 tanaman mengandung transgen LYZ-C yang ditandai dengan adanya amplikon berukuran 565 pb. Uji resistensi secara in vitro pada 4 klon tanaman transgenik dan 1 tanaman non-transgenik, menunjukkan bahwa klon tanaman transgenik memiliki resistensi yang lebih baik terhadap infeksi R. solanacearum penyebab layu bakteri dibandingkan dengan tanaman CP1 non-transgenik. Hal ini menunjukkan bahwa gen LYZ-C yang diintroduksikan ke dalam tanaman kentang kultivar IPB CP1 meningkatkan resistensi tanaman terhadap penyakit layu bakteri. Pada penelitian ini klon CP1L3 merupakan tanaman transgenik yang paling resisten terhadap R. solanacearum dan memiliki nilai indeks penyakit terendah., Potato (Solanum tuberosum L.) is the most important crops besides rice, wheat, corns and includes in the third world crop plants in terms of global consumption. IPB CP1 cultivar is a derivative of radiated Atlantic cultivar and produce suitable tuber characteristics for potato chips. In Indonesia, bacterial wilt infection caused by Ralstonia solanacearum is one of the problems in potato cultivation. Infection of this patohegen has a serious effect to the yield losses. Assembly of transgenic potato resistant to bacterial wilt could be realize through genetic engineering. Lysozyme belongs to the glycoside enzymes that catalyze the cleavage of peptidoglican components of bacterial cell wall. LYZ-C gene expression can enhance the plant resistance against pathogenic bacteria. Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 harboring the pCXSN-Lys(+) used to introduces LYZ-C gene into the plant genome. Genetic transformation of IPB CP1 cultivar by using 200 internodes as the explants was done successfully. Callus formation and regeneration were induced successfully on MS medium containing IAA 1 mg/l, trans-zeatin 3 mg/l dan GA3 0,5 mg/l. In this study, the transformation efficiency and regeneration efficiency were 35,1% and 54,7%, respectively. Based on PCR analysis to 10 putative transgenic plants with Lys114-F and Nost2-R primers, confirmed that
Keyword: Agrobacterium tumefaciens, gen LYZ-C, kentang kultivar IPB CP1, penyakit layu bakteri, transformasi genetik

Judul: Numerical modeling of the hydrodynamics of standing wave and scouring in front of impermeable breakwater with different steepnesses
Abstrak: The aim of this paper is to numerically study the effects of breakwater steepness on the hydrodynamics of standing wave and scouring process in front of impermeable breakwaters. A two-dimensional hydrodynamics model based on the Reynolds Averaged Navier–Stokes (RANS) equations and the Volume of Fluid (VOF) method was developed and then combined with an empirical sediment transport model. Comparisons with an analytical solution and experimental data showed the present model is very accurate in predicting the near bottom velocity and capable of simulating the scour/deposition patterns consistent with experimental data. It was found that the additional terms of bottom shear stress in the momentum equations are necessary to produce a physical scouring pattern. Different breakwater steepnesses produce different characteristics of standing wave, the steady streaming system, and scouring pattern in front of the breakwaters, which also affects the correlations between them. An additional analysis of the turbulence field parameters and the sediment transport rate was also performed. All these important information will be presented in details in this paper and can be worthwhile for designing the breakwater in coastal areas.
Keyword: The RANS–VOF model Standingwave Steadystreamingsystem Scouring pattern Breakwatersteepness