Judul: Expression of Tillering & Dwarf1 (TAD1) Gene in Rice Cultivar  Hawara Bunar and Construction of CRISPR/Cas9 Recombinant Vector for TAD1  Gene Editing
Abstrak: Padi cv. Hawara Bunar merupakan kultivar padi lokal Sumatra Selatan yang toleran terhadap aluminum dan cekaman kekeringan. Namun, genotipe ini memiliki kekurangan, seperti morfologi yang tinggi dan jumlah anakan yang sedikit sehingga kultivar tersebut tidak menarik secara agronomis. Tinggi tanaman dan jumlah anakan dikendalikan oleh banyak gen; salah satunya adalah gen TAD1, yang meregulasi kedua karakter tersebut secara negatif. Analisis ekspresi gen pada dua kultivar padi yang kontras untuk kedua karakter tersebut merupakan prasyarat untuk pemilihan gen sebagai target penyuntingan gen untuk perbaikan varietas padi. Berdasarkan hal tersebut maka perlu dilakukan modifikasi untuk memperbaiki karakter agronomis padi cv. Hawara Bunar sehingga memiliki habitus lebih pendek dan berproduksi lebih tinggi. Tujuan penelitian ini adalah (1) menganalisis ekspresi gen TAD1 pada padi cv. IR64 dan Hawara Bunar; (2) mengelompokkan gen-gen yang meregulasi tinggi tanaman dan jumlah anakan padi secara filogenetik; (3) melakukan meta-analisis ekspresi gen diferensial; (4) melakukan konstruksi vektor rekombinan CRISPR/Cas9-sgRNA untuk pengeditan gen TAD1 pada cv. Hawara Bunar; (5) memprediksi kejadian mutasi pada gen TAD1 hasil pengeditan dengan CRISPR/Cas9. Analisis ekspresi gen TAD1 dilakukan dengan menggunakan teknik qRT PCR dengan cDNA yang disintesis dari RNA total daun muda padi pada fase pre tillering dan fase tillering. Perhitungan ekspresi relatif menggunakan metode 2-∆∆Ct. Filogenetik dikonstruksi menggunakan data sekuen DNA dan sekuen asam amino (protein) dari gen-gen penentu tinggi tanaman dan jumlah anakan pada padi. Sekuen DNA dan protein TAD1 berasal dari cv. HB, sedangkan sekuen pembandingnya dikoleksi dari NCBI. Pensejajaran sekuen DNA dan protein menggunakan metode Clustal W dengan perangkat lunak UGENE dan penyusunan filogenetik menggunakan perangkat lunak PAUP4. Analisis ekspresi gen diferensial menggunakan set data transkriptom dari 2 studi pada percobaan gen yang memengaruhi tinggi tanaman dan jumlah anakan padi yang diperoleh dari NCBI. Cloning sgRNA ke vektor pRGEB32 menggunakan teknik Golden-Gate, dan prediksi mutasi dianalisis menggunakan I-Tasser, SusPect, dan Uniprot dengan memasukkan data protein TAD1 padi cv. Hawara Bunar. Hasil penelitian menunjukkan ekspresi gen TAD1 pada fase tillering padi cv. Hawara Bunar lebih tinggi daripada cv. IR64. Perbedaan ekspresi relatif gen TAD1 pada cv. HB dan IR64 sesuai dengan fenotip kedua kultivar tersebut, yaitu padi cv. HB yang memiliki tinggi berkisar antara 112-150 cm dengan 6 nodus dan memiliki rata-rata 2 anakan, sedangkan padi IR64 memiliki tinggi berkisar antara 51-85 cm dengan 5 nodus dan memiliki rata-rata anakan sebanyak 5. Pada percobaan ini, fase generatif padi cv. HB memiliki 1-3 anakan produktif, sedangkan padi cv. IR64 dapat menghasilkan anakan 5-7 anakan produktif. Pemilihan gen TAD1 dari berbagai gen yang meregulasi tinggi dan jumlah anakan padi diperkuat dengan hasil analisis filogenetik yang menunjukkan posisi yang kuat yaitu pada clade I, dengan gen-gen yang diekspresikan pada saat siklus sel. Clade I terdiri dari gen-gen yang memengaruhi tinggi tanaman padi dengan jumlah anakan sedikit melalui jalur biosintesis hormon strigolakton. Berbeda dengan clade I, clade II tediri dari gen-gen dengan pengaruh sebaliknya yaitu meningkatkan jumlah anakan padi dengan morfologi yang lebih pendek melalui regulasi pertumbuhan dan perkembangan meristem aksilar sehingga mendorong pembentukan anakan pada padi. Sebanyak 16 aksesi gen in group dalam pohon filogenetik ditemukan pada lokus yang berhasil dipetakan melalui meta-analisis dengan set data
Keyword: CRISPR, gene editing, gene expression, hawara bunar, phylogenetic

Judul: Konstruksi Vektor RNAi Untuk Pembungkaman Gen Toleran Aluminium pada Padi Varietas Hawara Bunar
Abstrak: Tanaman padi merupakan salah satu tanaman pangan penting di Indonesia. Meningkatnya kebutuhan pangan seiring bertambahnya jumlah penduduk mendorong pemerintah berupaya untuk terus meningkatkan kemampuan produksi pangan. Salah satunya melalui usaha ekstensifikasi ke lahan marginal seperti tanah masam. Perbaikan genetik tanaman perlu dilakukan untuk menghasilkan tanaman dengan karakter agronomis yang baik tetapi juga toleran terhadap aluminium (Al) dan tanah masam. Perbaikan tanaman tersebut dapat dilakukan melalui rekayasa genetika. Salah satu gen yang diduga berperan dalam toleransi Al pada padi adalah gen B11 yang telah diisolasi dari padi varietas Hawara Bunar yang toleran Al. Gen ini sudah ditransformasi ke tanaman tembakau dan menunjukkan adanya peningkatan toleransi terhadap Al dibandingkan tanaman kontrol. Penelitian dilaksanakan pada bulan Mei 2013 sampai November 2014 di Laboratorium Fisiologi dan Genetika Tumbuhan serta rumah kaca Departemen Biologi FMIPA Institut Pertanian Bogor. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkonstruksi vektor pANDA rekombinan yang membawa fragmen 3’UTR dari gen B11 dan mengintroduksi konstruk tersebut ke dalam padi varietas Hawara Bunar secara in-planta. Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini dapat digunakan sebagai bahan untuk mempelajari fungsi kandidat gen toleran Al pada padi varietas Hawara Bunar. Salah satu cara untuk mempelajari peranan gen toleran Al adalah dengan menekan ekspresi gen B11 melalui teknik RNAi. Konstruksi vektor RNAi (pANDA-3’UTR_B11) dilakukan menggunakan teknologi Gateway®. Fragmen 3’UTR_B11 digunakan sebagai pemicu RNA utas ganda (dsRNA), pENTR™/DTOPO ® sebagai entry vector dan vektor pANDA sebagai destination vector. Evaluasi hasil konstruksi vektor RNAi dilakukan melalui uji keberadaan fragmen sisipan dengan teknik PCR menggunakan kombinasi beberapa primer dan pengurutan DNA pada daerah pengklonan. Hasil uji sisipan fragmen dan sekuensing terhadap vektor pANDA-3’UTR_B11 menunjukkan bahwa fragmen 3’UTR_B11 telah tersisipkan ke dalam vektor pANDA dengan orientasi 3’UTR_B11 berulang terbalik dengan urutan: promotor ubiquitin1 – 3’UTR_B11 – GUS linker – 3’UTR_B11 – terminator nos (konstruksi RNAi). Konstruksi RNAi kemudian diintroduksi ke tanaman padi varietas Hawara Bunar melalui bakteri A. tumefaciens AgL0 dengan teknik in-planta. Hasil uji tanaman transgenik menggunakan primer GUS dari 20 tanaman yang diuji menunjukkan 8 tanaman dengan seluruh anakannya adalah transgenik, sedangkan 12 tanaman lainnya dengan seluruh anakannya adalah non-transgenik. Efisiensi transformasi yang diperoleh sebesar 45.53% dari total 112 anakan padi dengan 51 anakan positif transgenik.
Keyword: 3’UTR_B11, padi, toleran Al, vektor RNAi

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: