Judul: Functional Analysis of Mutant Genes in Hawara Bunar Rice through Sequence Comparison, Prediction of Protein Structure, and Gene Expression in Aluminum Stress
Abstrak: Mutasi gen pada padi mutan Hawara Bunar yang sensitif cekaman aluminium (Al) dapat memengaruhi stabilitas struktur dan fungsi protein, serta ekspresi gen responsif cekaman Al. Penelitian ini bertujuan menganalisis efek mutasi pada kandidat gen responsif cekaman Al terhadap stabilitas struktur dan fungsi protein, serta memvalidasi kandidat gen melalui analisis ekspresi gen menggunakan qRT-PCR. Identifikasi kandidat gen dilakukan dengan membandingkan sekuen DNA mutan Hawara Bunar dengan data transkriptom. Hasil penelitian menunjukan bahwa mutasi pada gen Os01g0699500, Os01g0699600, Os02g0807800, dan Os10g016284 dapat menurunkan stabilitas struktur protein. Seluruh gen, kecuali Os01g0699500, mengalami peningkatan ekspresi pada tanaman mutan yang diinduksi oleh cekaman Al dengan tingkat ekspresi relatif paling tinggi pada gen Os10g0162844. Hasil penelitian ini dapat mendukung penemuan gen-gen toleran Al untuk pengembangan varietas padi toleran cekaman Al., Gene mutation in Hawara Bunar mutant rice that is sensitive to aluminum (Al) can affect protein structure stability, protein function, and expression of Al-responsive gene candidates. The research aimed to analyze the effect of mutations on Al-tolerance gene candidates on the and structural stability and functional of the protein, and to validate the gene candidates by gene expression analysis using the qRT-PCR. Identification of Al-tolerance gene candidates was carried out by comparing DNA sequences of Hawara Bunar mutant with transcriptome data. The results showed that mutations in the sequence of Os01g0699500, Os01g0699600, Os02g0807800, and Os10g016284 genes could decrease protein structure stability. All genes, except Os01g0699500, increased their expression in the mutant after induced by Al stress with the highest relative expression level occured in Os10g0162844. The research can support the discovery of Al-tolerance genes that potential to develop Al-tolerant rice varieties
Keyword: aluminum, gene expression, Hawara Bunar, mutation, qRT-PCR

Judul: Ekspresi Gen-gen Toleran Aluminium dan Gen Perkembangan Akar pada Padi Varietas Hawara Bunar dan Mutannya
Abstrak: Aluminium menjadi salah satu faktor yang menghambat pertumbuhan dan perkembangan akar. Paparan Al menyebabkan akar primer menjadi kerdil dan pembentukan akar lateral terhambat yang dapat menggangu proses penyerapan air dan unsur hara sehingga menurunkan pertumbuhan dan produksi tanaman. Salah satu cara untuk menanggulangi hal tersebut dengan memanfaatkan galur tanaman yang toleran terhadap cekaman Al. Salah satu padi lokal Indonesia yang diketahui toleran terhadap cekaman Al adalah padi varietas Hawara Bunar. Namun belum diketahui faktor genetik yang menyebabkan sifat toleransi terhadap cekaman Al. Untuk mengidentifikasi peran suatu gen terhadap sifat tertentu pada suatu tanaman dapat menggunakan tanaman mutan. Mutan Hawara Bunar diketahui bersifat sensitif terhadap cekaman Al, sehingga diduga terjadi mutasi pada gen-gen toleran Al pada mutan. Sifat toleransi terhadap cekaman Al pada padi melibatkan banyak gen. Gen B11 merupakan salah satu gen yang diduga berperan dalam mekanisme toleransi terhadap cekaman Al pada padi Hawara Bunar. Gen-gen lain yang terlibat dalam mekanisme toleransi terhadap cekaman Al adalah gen ART1 dan OsFRDL4. Gen ART1 berperan meregulasi gen-gen yang berkaitan dengan sifat toleransi terhadap cekaman Al dan gen OsFRDL4 adalah gen yang mengkode transporter untuk sekresi asam sitrat dan ekspresinya diregulasi oleh Al. Karakter lain padi mutan yaitu adanya penurunan kemampuan pertumbuhan akar utama dan akar lateral yang ditumbuhkan pada kondisi pH 5.8 tanpa cekaman Al sehingga diduga juga terjadi mutasi pada gen-gen yang berkaitan dengan pertumbuhan akar, salah satunya yaitu gen OsPIN1a. Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan ekspresi gen-gen yang berkaitan dengan sifat toleransi terhadap cekaman Al yaitu gen B11, ART1, dan OsFRDL4, serta gen yang berkaitan dengan perkembangan akar (OsPIN1a) pada padi varietas Hawara Bunar dan mutan. Biji padi varietas Hawara Bunar dan mutan ditumbuhkan pada media kultur hara minimum dengan perlakuan pH 5.8 dan pH 4.0 tanpa cekaman Al serta pH 4.0 dengan cekaman 15 ppm Al selama 72 jam, kemudian dikarakterisasi akar utama yang meliputi root re-growth relatif (RGR), panjang akar relatif (PAR), penghambatan pemanjangan akar (PPA) dan panjang akar utama serta akar lateral (panjang total dan jumlah total akar lateral). Analisis perbandingan ekspresi relatif gen B11, ART1, OsFRDL4, dan OsPIN1a diukur menggunakan teknik qPCR. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai root re-growth relatif (RGR), panjang akar relatif (PAR), dan panjang akar utama lebih tinggi pada Hawara Bunar, sedangkan nilai karakter penghambatan pemanjangan akar (PPA) lebih tinggi pada mutan. Selain itu, panjang total dan jumlah total akar lateral pada mutan lebih terhambat dibandingkan Hawara Bunar pada perlakuan cekaman 15 ppm Al. Berdasarkan karakteristik-karakteristik tersebut dapat diketahui bahwa mutan lebih sensitif terhadap cekaman Al dibandingkan Hawara Bunar. Hasil perbandingan ekspresi relatif gen-gen target menunjukkan bahwa ekspresi gen B11, ART1, dan OsPIN1a memiliki pola yang sama pada padi varietas Hawara Bunar dan mutannya sedangkan ekspresi gen OsFRDL4 memiliki pola yang berbeda. Ekspresi gen B11 dan OsPIN1a pada kedua genotipe meningkat ketika dicekam oleh Al, sedangkan ekspresi gen ART1 tidak diregulasi oleh cekaman Al. Ekspresi gen OsFRDL4 pada Hawara Bunar meningkat ketika dicekam oleh Al, sedangkan ekspresi gen OsFRDL4 pada mutan menurun ketika dicekam Al. Penurunan ekspresi gen OsFRDL4 pada mutan menjadi indikator bahwa kemungkinan mutasi pada daerah promotor gen OsFRDL4 yang menjadi faktor perubahan
Keyword: cekaman aluminium, ekspresi gen, Hawara Bunar, mutan

Judul: Invers Drazin dari Matriks Toeplitz Singular
Abstrak: Matriks Toeplitz adalah matriks yang setiap unsur pada diagonal utama bernilai sama dan setiap unsur pada subdiagonal yang bersesuaian dengan diagonal utama juga bernilai sama. Matriks singular adalah matriks yang tidak bisa ditentukan inversnya. Akan tetapi, dapat diupayakan untuk ditentukan inversnya menggunakan invers matriks yang diperumum. Invers Drazin merupakan salah satu jenis invers matriks yang diperumum. Pada karya ilmiah ini ditentukan invers Drazin dari matriks Toeplitz singular dengan menggunakan metode Leverrier Faddeev. Kemudian, ditentukan invers Drazin dari matriks Toeplitz singular yang direpresentasikan sebagai penjumlahan segitiga bawah dan segitiga atas matriks Toeplitz berdasar pada teorema Gohberg dan Semencul., Toeplitz matrix is a matrix in with element on the main diagonal has the same value and on the subdiagonal corresponding to the main diagonal also has the same value. Singular matrix is a matrix that has no inverse. However, it can be attempted to determine the inverse using a generalized inverse matrix. Inverse Drazin is a type of generalized matrix inverse. This paper discussed the inverse Drazin for a singular Toeplitz matrix using the Leverrier Faddeev method. Then, the Drazin inverse of the singular Toeplitz matrix which is represented as a sum of products of lower and upper triangular Toeplitz matrix based on Gohberg and Semencul theorem.
Keyword: inverse Drazine, singular Toeplitz matrix