Judul: Isolation, Cloning, and Expression Analysis of Sucrose Transporter Gene (SoSUT4) from Sugarcane (Saccharum officinarum L.)
Abstrak: Protein sucrose transporter (SUT) terlibat dalam translokasi sukrosa melalui floem. Protein ini merupakan salah satu kunci akumulasi sukrosa pada tanaman. Peningkatan kandungan sukrosa pada batang tebu dapat dilakukan melalui pendekatan ekspresi berlebih atau pembungkaman gen untuk anggota gen penyandi sucrose transporter yang berkorelasi negatif dengan kandungan sukrosa. Penelitian ini bertujuan mengkloning dan menganalisis ekspresi gen penyandi sucrose transporter (SoSUT4) pada berbagai varietas tebu komersil di Indonesia. Studi ini mencakup isolasi gen, kloning, sekuensing, analisis bioinformatika, analisis ekspresi gen, dan analisis kadar brix tebu. Penelitian ini telah berhasil mengisolasi serta mengklon fragmen gen putatif SoSUT4 tebu varietas Bululawang pada plasmid pTA2 kemudian mengintroduksikan plasmid rekombinan tersebut ke dalam bakteri E. coli DH10B. Proses sekuensing menghasilkan fragmen gen putatif SoSUT4 sepanjang 802 nukleotida. Gen tersebut menyandikan protein yang terdiri atas 267 asam amino dengan komposisi 39,7% asam amino nonpolar; 25,8% asam amino hidrofobik; 29,9% asam amino polar; dan 14,6% asam amino aromatik serta sistein. Hasil analisis secara in silico menunjukkan bahwa sekuens nukleotida SoSUT4 Bululawang memiliki homologi yang tinggi berturut-turut dengan ShSUT4 sebesar 98,38%, SbSUT4 sebesar 98,25%, dan ZmSUT4 sebesar 96,00% dengan E-value sebesar 0,00. Protein SoSUT4 Bululawang juga diprediksi memiliki enam segmen heliks transmembran dengan probabilitas rata-rata sebesar 0,94. Hasil analisis filogenetik menunjukkan bahwa protein SoSUT4 Bululawang memiliki hubungan evolusi yang paling dekat dengan Saccharum spontaneum dan Saccharum hybrid. Protein SoSUT4 Bululawang diperkirakan memiliki bobot molekul 28,97 kDa, titik isoelektrik teoritis 4,76, nilai kelarutan 0,350, dan menunjukkan potensi signifikan untuk terlokalisasi pada membran sel. Protein ini diduga memiliki instability index II sebesar 31,27 dan indeks alifatik sebesar 100,90 sehingga dikategorikan protein yang stabil. Protein SoSUT4 Bululawang memiliki komposisi domain yang mirip dengan GPH_sucrose dan solute carrier family 45. Ekspresi relatif SoSUT4 pada kondisi normal lebih tinggi pada batang dibandingkan dengan daun varietas Bululawang (±5 bulan) dan PS 881 (±10 bulan) serta berbeda signifikan pada taraf nyata 5%. Kadar brix daun dan batang ketiga varietas tebu berkisar antara 19,16 hingga 19,61% dan berbeda signifikan antarvarietas pada taraf 5%. Kadar brix tertinggi terdapat pada tebu varietas Bululawang baik pada daun maupun batang. Terdapat korelasi negatif yang kuat antara tingkat ekspresi relatif SoSUT4 batang dan daun (-0,97), dan korelasi positif yang antara kuat kadar brix antara batang dan daun tebu (0,81). Temuan penelitian ini membuka peluang baru untuk menganalisis famili gen SUT pada tanaman tebu sehingga dapat dilakukan manipulasi genetik yang tepat untuk mengembangkan varietas tebu unggul dan berdaya hasil tinggi di Indonesia.
Keyword: gene cloning, sucrose transporter, relative expression, bioinformatics

Judul: Isolation of Invertase Gene Fragments from Indonesian Sugarcane Cultivars (Saccharum officinarum L.)
Abstrak: Tebu (Saccharum officinarum L.) merupakan tanaman tropis dan subtropis yang dapat mengakumulasi sukrosa hingga 60% bobot kering dengan rata-rata akumulasi pada varietas komersil berkisar antara 350-400 mg/g bobot kering dan maksimal hingga 600 mg/g bobot kering batang tebu dewasa. Sukrosa merupakan produk utama tanaman tebu yang memiliki nilai ekonomi. Upaya peningkatan akumulasi sukrosa dalam tebu dapat dilakukan dengan pendekatan pemuliaan tanaman. Salah satu teknik pemuliaan yang dapat digunakan adalah modifikasi genetik pada enzim invertase yang terlibat langsung dalam akumulasi sukrosa. Enzim yang berperan dalam metabolisme sukrosa yaitu enzim sukrosa-fosfat sintase dan sukrosa fosfatase dalam proses sintesis sukrosa, enzim sukrosa sintase dan invertase dalam proses perombakan sukrosa. Enzim invertase merupakan enzim hidrolase yang memotong sukrosa menjadi monosakarida yaitu gula heksosa berupa glukosa dan fruktosa. Pola aktivitas ketiga enzim invertase pada jaringan penyimpanan berhubungan dengan laju pertumbuhan tebu dan kandungan sukrosa dalam tebu. Teknik modifikasi genetik yang pernah dilakukan adalah teknik antisense untuk down regulation ekspresi gen invertase. Langkah awal dalam proses modifikasi genetik adalah mengetahui sekuen nukleotida penyandi enzim invertase. Berdasarkan latar belakang tersebut, tujuan penelitian ini adalah mengisolasi dan mengarakterisasi gen penyandi invertase dari tiga varietas Indonesia serta memprediksi struktur 3D protein enzim invertase. Penelitian dilakukan melalui beberapa tahap yaitu penanaman tebu varietas Bulu Lawang (BL), PS 862, dan Kidang Kencana (KK), induksi kalus ketiga varietas, ekstraksi RNA total, sintesis cDNA, amplifikasi gen invertase, dan analisis bioinformatika yang meliputi analisis hubungan filogenetik invertase, fisiokimia protein invertase, serta prediksi struktur 3D protein invertase. Penelitian ini berhasil mengamplifikasi invertase dari ketiga varietas tebu. Berdasarkan analisis hubungan filogenetik, sekuen gen invertase dari varietas BL (CWINV7_BL) dan PS 862 (CWINV7_PS862) merupakan kelompok invertase dinding sel, invertase dari varietas KK (NAINV6_KK) merupakan kelompok invertase netral/alkali. Panjang sekuen asam amino CWINV7_BL yaitu 407 asam amino, CWINV7_PS862 331 asam amino, dan NAINV6_ KK 358 asam amino. Berdasarkan analisis struktur 3D protein invertase, ditemukan kemiripan struktur dengan kristalografi enzim dari kelompok -fruktofuranosidase, CWINV7_BL dan CWINV7_PS862 memiliki ligan berupa sukrosa dengan residu sisi aktif berupa asam aspartat dan asam glutamat. Ketiga invertase termasuk dalam famili glikosida hidrolase, memiliki enam motif sekuen, serta memiliki peran dalam respon tanaman terhadap cekaman, Sugarcane (Saccharum officinarum L.) is a tropical as well as a subtropical crop. Sugarcane can accumulate sucrose up to 60% of the plant’s dry weight with average sucrose content comercially range to 350-400 mg/g and maximum up to 600 mg/g of plant’s dry weight. Sucrose is sugarcane’s main product and has high economic value. Improving sucrose accumulation in sugarcane can be done by plant breeding programs such as genetic modification. The key regulatory enzymes like sucrose phosphate synthase, sucrose phosphatase, sucrose synthase, and invertases have been used as target to develop high sucrose sugarcane cultivars in the genetic modification programs. Invertases catalyze the irreversible hydrolysis of hexoses such as sucrose into glucose and fructose. Invertases contribute to plant growth and regulate sucrose accumulation. Many efforts have been made to control invertases activity in sugarcane through down regulation methods. The first key step before accomplished genetic modification is to obtain invertases gene sequences in order to understand the physiological roles and metabolic mechanism
Keyword: cell wall invertase, neutral/alkaline invertase, physicochemical properties, 3D structure of invertase

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: