Judul: Variasi Gen Penyandi Enzim Biosintesis Lignin Tanaman Monokotil dan Karakterisasi Gen COMT pada Sorgum (Sorghum bicolor L. Moench)
Abstrak: VINCENTIA ESTI WINDIASTRI. Variasi Gen Penyandi Enzim Biosintesa Lignin Tanaman Monokotil dan Karakterisasi Gen COMT pada Sorgum (Sorghum bicolor L. Moench). Dibimbing oleh SINTHO WAHYUNING ARDIE dan SATYA NUGROHO. Lignin adalah bahan alam yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan mentah, di antaranya dalam industri papan partikel, kesehatan, dan bioenergi. Peningkatan produksi lignin mendorong tersedianya sumber lignin terbaharukan dan ramah lingkungan. Sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) berpotensi digunakan sebagai sumber biomassa untuk produksi lignin. Produksi lignoselulosa dari sorgum per tahunnya mencapai 19-47 ton/ha. Meskipun demikian, untuk memanfaatan sorgum sebagai sumber lignin secara optimal diperlukan peningkatan kandungan total lignin pada tanaman sorgum. Rekayasa genetika dalam modifikasi kandungan lignin dapat menjadi jawaban. Namun, informasi mengenai gen biosintesis lignin pada sorgum masih terbatas. Penelitian ini bertujuan memperoleh informasi protein biosintesis lignin pada tanaman monokotil menggunakan pendekatan analisis in silico dan mengkarakterisasi gen penyandi enzim COMT (Caffeic acid O methyltransferase) pada sorgum. Analisis bioinformatika mengenai protein biosintesis lignin telah dilakukan menggunakan beberapa program bioinformatika; BLAST, Mega-X, Conserved Domain Database, InterPro, dan MEME. Analisis in silico yang dilakukan menggambarkan bahwa protein biosintesis lignin dari tanaman-tanaman monokotil membentuk klaster yang searah dengan arah divergensi taksonomi tanaman monokotil. Protein lignin dari sorgum mengelompok bersama Mischanthus, tebu dan jagung. Pohon kekerabatan protein COMT menghasilkan nilai bootstrap tertinggi untuk protein COMT sorgum (97) di antara pohon filogeni protein-protein yang lain. Hasil penyejajaran keluarga protein COMT sorgum (XP_002445083.1) dengan protein COMT dari Mischanthus, tebu, jagung dan Arabidopsis thaliana menunjukkan bahwa protein dengan nomor aksesi GenBank XP_002445083.1 mempunyai karakter fungsional yang saling mirip, sehingga dapat diduga bahwa XP_002445083.1 adalah protein penyandi COMT pada sorgum. Gen Bmr12 (BROWN MIDRIB12) diperkirakan mempunyai fungsi dalam penentuan kandungan total lignin pada sorgum karena mutasi gen bmr12 menyebabkan kandungan total lignin tanaman mutan tereduksi. Percobaan ini bertujuan untuk mengidentifikasi variasi basa (single nucleotide polymorphism, SNP) pada coding DNA sequence (CDS) gen Bmr12 dari sorgum dengan kandungan lignin tinggi (aksesi KS, 4182, dan SMM) dan kandungan lignin rendah (aksesi Buleleng Empok, JP, dan Pahat) serta mempelajari pola ekspresi gen Bmr12 pada kedua kelompok sorgum tersebut. Gen Bmr12 berhasil di isolasi dari cDNA enam aksesi sorgum dengan panjang basa nukleotida 1.089 bp. Penyejajaran gen Bmr12 dari keenam genotipe sorgum dengan sekuen referensi (XM_002445038) menunjukkan terdapat 3 synonymous SNP (pada posisi basa ke-420, 675, 693) dan 3 non-synonymous SNP (pada posisi basa ke-266, 676 dan 905) pada aksesi KS. Ekspresi relatif gen Bmr12 pada daun sorgum di stadia heading menunjukkan ekspresi tertinggi pada aksesi 4183A, yaitu 25,59 kali lipat dari ekspresi aksesi Pahat. Ketiga aksesi lainnya, SMM, Buleleng Empok, JP mempunyai pola ekspresi yang hampir sama (11,36; 12,38; 14,57 kali lipat) dan KS sebesar 4,77 kali lipat., VINCENTIA ESTI WINDIASTRI. Variation of Genes Encoding Lignin Biosynthetic Enzymes in Monocots and Characterization of the COMT Gene in Sorghum (Sorghum bicolor L. Moench). Supervised by SINTHO WAHYUNING ARDIE and SATYA NUGROHO. As one of the natural products, lignin can be utilized as raw materials for industries, biofuel, and bioenergy. With the increasing demand for lignin, it is important to find a renewable and environmentally friendly source to produce lignin. Sorghum has the potential to be
Keyword: COMT, in silico, lignin biosynthetic protein, sorghum, total lignin content

Judul: Pathogen Character and The Role of Lignin in Sorghum (Sorghum  bicolor) Resistance Against Tar Spot Disease.
Abstrak: Sorgum (Sorghum bicolor) adalah tanaman serealia terpenting kelima di dunia setelah beras, gandum, jagung dan barli yang memiliki banyak manfaat antara lain sebagai bahan pangan, pakan, dan industri. Sorgum toleran terhadap kekeringan dan lingkungan marjinal sehingga baik untuk dikembangkan di beberapa wilayah di Indonesia. Pengembangan tanaman sorgum menghadapi beberapa kendala dan salah satunya adalah gangguan penyakit. Penyakit bercak ter adalah salah satu penyakit pada tanaman sorgum yang disebabkan oleh infeksi cendawan Phyllachora sp. Pengetahuan yang komprehensif tentang ekologi patogen dan respons ketahanan tanaman sorgum terhadap infeksi Phyllachora sangat diperlukan untuk pengembangan sorgum tahan penyakit bercak ter. Meskipun penyakit ini berdampak kecil pada kehilangan hasil tapi pada tingkat infeksi yang lanjut akan berdampak pada kehilangan hasil yang cukup besar. Lignin sangat berperan dalam ketahanan tanaman terhadap infeksi patogen sehingga kajian keterkaitan yang erat antara lignin dengan ketahanan tanaman terhadap penyakit sangat diperlukan. Penelitian dilakukan dengan tujuan (1) mendapatkan pengetahuan tentang karakter morfologi dan molekuler cendawan Phyllachora sp. pada tanaman sorgum yang ada di Indonesia; (2) mengetahui insidensi dan keparahan penyakit bercak ter dari Bogor, Gunung Kidul dan Lombok Barat; (3) mendapatkan pengetahuan tentang hubungan kandungan lignin dengan ketahanan tanaman sorgum terhadap infeksi Phyllachora sp melalui uji evaluasi lapangan; (4) mengetahui komposisi monolignol dan ekspresi gen biosintesis lignin pada daun tanaman sorgum sebagai faktor yang mempengaruhi ketahanan tanaman sorgum terhadap penyakit bercak ter. Identifikasi cendawan umumnya dilakukan melalui pendekatan morfologi dan molekuler. Beberapa karakter morfologi cendawan Phyllachora sp. yang dapat digunakan untuk identifikasi adalah karakter dan panjang parafisis, bentuk dan ukuran askus serta askospora. Pendekatan molekuler sangat penting dalam identifikasi Phyllachora yang merupakan cendawan obligat, karena sulit untuk ditumbuhkan pada media kultur cendawan. Identifikasi molekuler cendawan menggunakan metode polymerase chain reaction (PCR) dilakukan menggunakan marka universal cendawan, yaitu marka yang mengamplifikasi daerah internal transcribed spacer (ITS) dan large sub unit (LSU) kemudian dilanjutkan dengan analisis sekuensing. Respons ketahanan tanaman sorgum terhadap infeksi Phyllachora terkait dengan kandungan lignin total pada tanaman sorgum dilakukan melalui uji evaluasi lapangan. Mekanisme ketahanan tanaman yang didasarkan pada perubahan komposisi dan biosintesis lignin dilakukan melalui analisis komposisi monolignol pada daun sorgum dengan pendekatan metode Pyrolysis Gas Chromatography Mass Spectrometry (Py-GCMS). Sementara analisis ekspresi gen penyandi bosintesis lignin dilakukan dengan menggunakan marka gen SbCOMT dengan pendekatan metode Real Time quantitative PCR (RT-qPCR). Selain itu, pengamatan beberapa sifat agronomi yang berkaitan dengan biomasa (diantaranya tinggi tanaman, diameter batang, panjang malai, bobot daun, bobot batang, bobot malai dan bobot seratus biji) dilakukan untuk mempelajari hubungan kandungan lignin dengan sifat agronomi masing-masing genotipe. Hal ini penting sebagai dasar menentukan jenis genotipe sorgum yang akan ditanam sesuai fungsinya, misalnya sebagai sumber bahan pangan, pakan atau biomaterial. Penelitian ini menunjukkan nilai keparahan penyakit bercak ter yang teramati bervariasi dari 32,4% pada genotipe Samurai yang rentan dan 87,9% pada genotipe Latu Keta yang tahan terhadap penyakit bercak ter. Hasil identifikasi morfologi dari 17 genotipe menunjukkan karakteristik yang berbeda-beda sehingga dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok spesies dan diduga kuat adalah spesies yang baru. Identifikasi molekuler dengan marka yang mengamplifikasi daerah ITS dan LSU masing-masing menunjukkan dua isolat dan delapan isolate merupakan cendawan Phyllachora. Hasil karakterisasi dengan morfologi dan
Keyword: ITS, karakterisasi, LSU, Phyllachora, SbCOMT

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: