Judul: Ecology of N2-fixing Cyanobacteria in an Organic Rice Field through Molecular Approach
Abstrak: Lahan persawahan menopang kehidupan beragam mikroorganisme, termasuk sianobakter penambat N2. Melalui metode kultur, penelitian ekologi sianobakter persawahan telah banyak diteliti di beberapa negara, seperti Banglades, Iran, India, dan Thailand. Berbagai penelitian tersebut menggambarkan keragaman sianobakter sebagai salah satu komponen penting komunitas mikrob tanah sawah beserta peran dan manfaatnya dalam mendukung pertumbuhan padi. Indonesia memiliki ekosistem sawah yang sangat beragam, namun penelitian ekologi sianobakter persawahan di Indonesia masih sulit didapatkan. Perkembangan ilmu dan teknologi dalam bidang molekuler dengan metode Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE) kini memungkinkan penelitian diversitas, komposisi, dan peran mikrob tanah secara lebih akurat, mendekati sistem yang terjadi di alam. Penelitian ini ditujukan untuk memberikan informasi mengenai keragaman, struktur komunitas dan dinamika populasi sianobakter penambat N2 selama fase pertumbuhan padi. Selain itu, untuk mengkaji kesesuaian hasil yang diperoleh dari metode kultur dengan metode DGGE. Kajian ini penting dilakukan karena secara umum metode kultur masih diandalkan pada banyak laboratorium di berbagai negara. Penelitian ini juga ditujukan untuk menjawab pertanyaan mengenai peran sianobakter sebagai alternatif sumber nitrogen di lahan persawahan untuk mengurangi konsumsi pupuk nitrogen kimia. Sampel tanah yang diteliti adalah sampel tanah persawahan yang berasal dari lahan persawahan organik yang ada di Desa Serang Mekar, Kecamatan Ciparay, Kabupaten Bandung Selatan, Provinsi Jawa Barat. Pengambilan sampel tanah dilakukan pada bulan Januari-Maret 2018, meliputi dua fase vegetatif (40 dan 60 hari setelah tanam (hst)) dan dua fase generatif (80 dan 110 hst). Tanah sedalam 0-5 cm diambil dari setiap titik pengambilan sampel yang telah ditetapkan. Analisis sampel tanah meliputi enumerasi koloni sianobakter penambat N2, identifikasi isolat secara morfologi dan molekuler (menggunakan marka gen 16S rRNA dan nifH), kelimpahan dan frekuensi relatif spesies, rekonstruksi pohon filogeni isolat, dan interaksi antara sianobakter dan padi. Berdasarkan metode kultur ditemukan 23 morfospesies sianobakter penambat N2 di sawah organik. Sianobakter berfilamen lurus (Ordo Nostocales) lebih banyak daripada sianobakter filamen bercabang (Ordo Stigonematales). Kelimpahan sianobakter penambat N2 di sawah mengalami perubahan dari satu fase tumbuh padi ke fase lain dan mencapai puncak pada hari ke-80 setelah tanam (194 x 106 cfu/g). Pada setiap fase tumbuh padi, terdapat satu populasi yang mendominasi lahan persawahan. Di sisi lain terjadi penurunan jumlah spesies. Spesies di awal padi tumbuh (40 hst) berjumlah 17, kemudian menurun seiring pertumbuhan padi, yaitu 15 (60 hst), 13 (80 hst), dan 7 spesies (110 hst). Frekuensi kehadiran spesies bervariasi, antara 6.25% sampai dengan 93.75%. Jumlah spesies dengan frekuensi kehadiran rendah lebih banyak dibandingkan dengan spesies lain yang memiliki frekuensi kehadiran tinggi. Populasi CSO2 paling sering ditemukan (93.75%), diikuti oleh CSO7 (87.5%), CSO6 (75%), dan CSO3 (50%). Metode DGGE berhasil memberikan informasi yang lebih luas terkait komunitas bakteri penambat N2 persawahan. Sejumlah 28 Operational Taxonomic Unit (OTU) bakteri penambat N2 ditemukan. Berdasarkan 11 OTU yang berhasil disekuen, komunitas bakteri penambat N2 yang ditemukan di sawah organik diwakili oleh filum Proteobakteri (45%), Sianobakter (45%), dan Firmicutes (10%). Rekonstruksi pohon filogeni gen nifH memperlihatkan bahwa hubungan kekerabatan sianobakter penambat N2 lebih dekat dengan filum Firmicutes (bakteri gram positif) dibandingkan dengan filum Proteobakteri (bakteri gram negatif). Komunitas proteobakteri yang ditemukan memiliki hubungan kekerabatan dengan Azoarcus olearius, Methylocystis bryophila, dan Bradyrhizobium valentinum. Satu OTU
Keyword: DGGE, fiksasi nitrogen, padi, sianobakter, struktur komunitas

Judul: Keragaman Komunitas Bakteri Pemfiksasi Nitrogen berdasarkan gen nifH dan 16S rRNA di Lahan
Abstrak: Biological nitrogen fixation merupakan proses penting di alam yang dilakukan oleh bakteri pemfiksasi nitrogen dalam mengubah nitrogen bebas di atmosfer menjadi amonium. Amonium merupakan sumber nitrogen penting di atmosfer. Bakteri pemfiksasi nitrogen dapat hidup bebas maupun bersimbiosis dengan organisme lain seperti tanaman. Kemampuan bakteri pemfiksasi nitrogen mengubah nitrogen bebas menjadi amonium disebabkan enzim nitrogenase yang dimilikinya. Gen nifH merupakan salah satu gen yang dibutuhkan untuk mengekspresikan enzim nitrogenase tersebut. Penggunaan gen nifH sebagai marka dalam analisis keragaman bakteri pemfiksasi nitrogen secara molekuler sudah sering dilakukan. Pendekatan molekuler yang digunakan pada penelitian ini adalah DGGE. Penggunaan gen 16S rRNA sebagai marka bertujuan untuk melihat komunitas total bakteri yang terdapat pada lahan sawah tersebut. Penggunaan pupuk hayati pada lahan sawah dapat memproduktivitas padi. Produktivitas padi dapat didukung oleh bermacam faktor, antara lain adalah unsur nitrogen. Penelitian terkait hubungan antara penggunaan pupuk hayati dengan produktivitas padi yang terkait dengan keragaman bakteri pemfiksasi nitrogen yang terdapat pada lahan sawah belum pernah dilaporkan. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari keragaman bakteri pemfiksasi nitrogen pada lahan sawah dengan pendekatan DGGE. Penelitian diawali dengan pengambilan tanah sawah yang telah diberi perlakuan kontrol (300 kg NPK/ha) dan perlakuan celup serta sebar (200 kg NPK/ha). Pengukuran tinggi tajuk dan jumlah anakan juga dilakukan untuk melihat pengaruh perlakuan terhadap padi. Tanah yang sudah diambil kemudian dilakukan ekstraksi DNA dengan menggunakan Power Soil DNA Isolation Kit (Mobio Laboratories, Carlsbad, CA, USA). Hasil ekstraksi kemudian diamplifikasi dengan primer PolF-GC/PolR untuk gen nifH dan primer PRBA338F-GC/ PRUN518R untuk gen 16S rRNA. Produk PCR kemudian di migrasi pada gel poliakrilamida 6% dengan gradien 35%-60% untuk nifH dan 30%-70% untuk 10%6S RNA. Hasil migrasi kemudian difoto dan dianalisis dengan Phoretix 1D untuk dianalisis keragaman bakteri yang muncuk. Khusus gen nifH, pita yang muncul pada gel poliakrilamid dipotong dan diamplifikasi ulang dengan primer tanpa GC Clamp. Produk PCRnya kemudian di kirim untuk disekuensing. Hasil menunjukkan bahwa keragaman bakteri pemfiksasi nitrogen bervariasi pada tiap perlakuan selama masa tanam. Perlakuan kontrol terlihat paling bervariasi di antara perlakuan celup dan sebar. Analisis clustering juga menunjukkan pola keragaman bakteri pemfiksasi nitrogen cenderung mengelompok pada tiap perlakuan. Hal ini berbeda dengan keragaman total bakteri yang dianalisis dengan 16S rRNA. Pola keragaman total bakteri cenderung mengelompok pada tiap masa tanam. Hasil BLAST N menunjukkan bahwa semua sekuen yang ambil dari pita DGGE tergolong kedalam Uncultured bacteria nitrogenase. Hasil ini juga diperkuat dengan hasil BLAST X yang menunjukkan bahwa semua sekuen yang diambil tergolong kedalam protein atau enzim dinitrogenase reductase.
Keyword: bakteri pemfiksasi nitrogen, biofertilizer, DGGE, gen nifH, gen 16S rRNA.

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: