Judul: CRISPR/Cas9 Cassette Construction for OsARF2 Gene Editing and Obtaining of Transgenic Rice Plants Containing CRISPR/Cas9-OsARF2
Abstrak: Padi merupakan tanaman pangan utama bagi penduduk Indonesia. Kebutuhannya selalui diiringi dengan perkembangan populasi penduduk, untuk mengimbanginya diperlukan upaya peningkatan produktivitas padi. Salah satu upaya yang bisa dilakukan dengan melakukan pemupukan unsur Kalium. Akan tetapi, kurang efisiennya kemampuan tanaman padi dalam menyerap K menjadi kendala, Sehinga diperlukan perbaikan genetika tanaman padi yang efisien dalam menyerap K, yaitu dengan merekayasa gen yang berperan dalam penyerapan dan translokasi K. Penyerapan K di akar dan translokasi K sangat bergantung pada sejumlah besar kanal dan transporter K. HAK5 merupakan salah satu transporter K dari famili HAK/KUP/KT (High Affinity K+ transporter/K+ Uptake Permease/ K+ Transporter) ekspresinya HAK5 diregulasi oleh faktor transkripsi ARF2 (Auxin Response Factor 2) yang bertindak sebagai represor. Faktor transkripsi ARF2 pada yang berperan dalam meregulasi ekspresi HAK5 dapat dijadikan landasan dalam upaya meningkatkan efisiensi penyerapan K pada tanaman padi. Strategi peningkatan efisiensi penyerapan K yang dapat ditempuh adalah dengan merekayasa faktor transkripsi ARF2 dengan mengedit gen tersebut menggunakan teknik CRISPR/Cas9 yang menyebabkan ARF2 tidak berfungsi. Penelitian ini bertujuan untuk membuat konstruk CRISPR/Cas9 yang membawa RNA penuntun (gRNA) OsARF2, dan perakitan tanaman padi varietas Nipponbare transgenik yang mengandung CRISPR/Cas9-gRNAOsARF2 dalam rangka mendapatkan tanaman padi mutan pada gen OsARF2 yang efisien dalam pemanfaatan K Konstruksi kaset CRISPR/Cas9 untuk pengeditan gen OsARF2 terdiri atas tiga tahap. (1) perancangan gRNA, (2) Penempelan oligonukleotida, dan (3) ligasi gRNA dengan pDIRECT_21A. Konstruk selanjutnya diintroduksikan ke E.coli DH5α dan dikonfirmasi. Konstruk yang terkonfirmasi diintroduksikan ke A. tumefaciens LBA4404 untuk diintroduksikan ke tanaman padi Nipponbare. Padi transgenik putatif yang dihasilkan dianalisis keberadaan transgen Cas9 dan mutasi pada gen OsARF2. gRNA telah berhasil didesain dengan dua situs yang berbeda pada gen OsARF2. Kedua gRNA, gRNAOsARF2-A dan gRNAOsARF2-B, telah diligasi dengan plasmid pDIRECT_21A sehingga menghasilkan konstruk CRISPR/Cas9-gRNAOsARF2. Konstruk CRISPR/Cas9-gRNAOsARF2-A dan CRISPR/Cas9-gRNAOsARF2-B telah berhasil diintroduksikan secara terpisah ke padi Nipponbare dengan transformasi yang dimediasi Agrobacterium menghasilkan padi transgenik putatif. Analisis integrasi gen Cas9 menunjukkan bahwa 11 dari 28 galur padi transgenik putatif N-ARF2-A merupakan galur transgenik yang mengandung transgen Cas9. Hasil analisis sekuensing dari dua galur tanaman terpilih mengindikasikan gen OsARF2 belum termutasi., Rice is the main food crop in Indonesia. Their needs are always accompanied by population growth. As the population growth the rice productivity needs to increase. One of the attempts to increase rice productivity is potassium fertilizing. But, the low ability of rice to uptake the K+ make the fertilizing inefficient. Genetic modification of potassium adsorption and translocation genes can be applied as an approach to improve plant ability to uptake K+. K+ uptake in root and K+ translocation depend on many K+ channel and transporter. HAK5 is one of the K+ transporters from HAK/KUP/KT (High Affinity K+ transporter/K+ Uptake Permease/ K+ Transporter) family in which the expression is down regulated by ARF2 (Auxin Response Factor 2) transcription factor. Based on these literature, mutation of ARF2 transcription factor can be applied to improve the ability of rice to uptake K+ by genome editing using CRISPR/Cas9. In this study, we aims to make CRISPR/Cas9 construct that carrying gRNA to knock out OsARF2 gene and to obtain Nipponbare transgenic containing CRISPR/Cas9-gRNAOsARF2. To construct CRISPR/Cas9
Keyword: CRISPR/Cas9, Gene Editing, OsARF2, Transformation

Judul: Perakitan dan Analisis Tanaman Padi Nipponbare dan Inpari 43 Transgenik yang Mengandung Gen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2
Abstrak: Peningkatan produksi padi dapat dilakukan dengan merakit varietas unggul menggunakan metode genome editing. Salah satu gen yang berperan dalam produktivitas padi adalah Gn1a atau gen OsCKX2. Pengurangan ekspresi gen OsCKX2 di tanaman padi menggunakan teknik CRISPR/Cas9 diharapkan dapat meningkatkan konsentrasi sitokinin dalam sel yang dapat mempengaruhi peningkatan produksi gabah. Penelitian ini terdiri dari 2 kegiatan, yaitu 1. Introduksi gen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2 pada padi varietas Nipponbare dan Inpari 43 menggunakan Agrobacterium tumefaciens, 2. Analisis molekuler dan fenotipik karakter agronomi dan komponen hasil dari transforman padi Nipponbare dan Inpari 43 Kegiatan pertama, dilakukan introduksi gen CRISPR/Cas9-gRNAOsCKX2 kedalam padi Nipponbare dan Inpari43 dengan bantuan Agrobacterium tumefaciens menggunakan eksplan embrio muda padi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa transgen CRISPR/Cas9-gRNA-OsCKX2 berhasil diintroduksikan pada padi varietas Nipponbare dan Inpari 43. Kegiatan transformasi menghasilkan 174 galur yang terdiri dari 122 galur Nipponbare dan 54 galur Inpari 43. Efisiensi transformasi yang dihasilkan adalah 60,09% pada padi Nipponbare dan 28,99% pada padi Inpari 43. Efisiensi regenerasi yang dihasilkan dari Nipponbare sebesar 14,31% dan Inpari 43 adalah 8,69%. Analisis molekuler pada transforman yang dihasilkan diakukan pada kegiatan 2, yang terdiri dari analisis PCR untuk mengetahui keberadaan gen Cas9 pada transforman T0 dan analisis sekuensing pada tanaman transgenik yang mengandung gen Cas9 untuk mendeteksi mutasi pada gen OsCKX2 pada transforman generasi T1. Hasil analisis PCR menggunakan primer Cas9_314 menghasilkan 60 tanaman padi T0 yang positif mengandung gen Cas9 dengan ukuran amplikon 500 bp. Analisis sekuensing menunjukkan bahwa dari 2 tanaman padi Nipponbare dan 6 tanaman padi Inpari 43 transgenik tidak mengalami mutasi pada region gRNA_OsCKX2. Pengamatan fenotipik dan komponen hasil dilakukan pada galur T1 yang positif Cas9. Pengamatan dilakukan pada 9 galur Nipponbare dan 6 galur Inpari 43. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berdasarkan uji T terdapat perbedaan antara beberapa galur padi transgenik dengan non-transgeniknya pada alfa 0,05 baik pada karakter agronomi maupun komponen hasil. Kesimpulan penelitian adalah gen Cas9 yang berhasil diintegrasikan ke dalam galur T1 Nipponbare dan Inpari 43 tidak menyebabkan mutasi pada daerah target gRNA_OsCKX2, namun pada karakter fenotipik menunjukan adanya perbedaan dengan tanaman non transgeniknya. Data-data yang dihasilkan dari penelitian ini dapat digunakan sebagai referensi untuk dapat merakit tanaman padi mutan CRISPR/Cas9_OsCKX2 yang menghasilkan produktivitas tinggi
Keyword: Inpari 43, OsCKX2 gene, Nipponbare, CRISPR/Cas9

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: