Judul: Phylogenetic Analysis and Design sgRNA of Gn1a Gene Encoding Cytokinin Oxidase/Dehydrogenase in Rice (Oryza sativa L.) Japonica Group
Abstrak: Gn1a adalah gen yang menyandi sitokinin oksidase/dehidrogenase (CKX) pada padi. Adanya regulasi sitokinin menyebabkan tanaman memiliki jumlah malai yang banyak. Jumlah malai menjadi karakter agronomi penting dalam menentukan tingkat produktivitas padi. Genotipe padi dapat dibagi menjadi dua tipe berdasarkan jumlah malai yang dihasilkan yaitu genotipe padi malai banyak dan malai sedikit. Padi dengan genotipe malai sedikit dapat dimanipulasi secara genetik dengan merekayasa gen utama terkait malai, salah satunya gen Gn1a. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan menganalisis filogeni sekuen protein CKX di dalam famili Poaceae serta mendesain guide-RNA CRISPR/Cas9 (sgRNA) dari sekuen gen Gn1a untuk penyuntingan gen pada padi. Penelitian ini dilakukan dengan pendekatan bioinformatika dengan menguji disimilaritas gen dan protein CKX pada berbagai aksesi padi beserta menganalisis potensi sekuen fungsional gen Gn1a untuk dijadikan kandidat sgRNA. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa gen Gnla secara filogeni terbukti menyandi sitokinin oksidase/dehidrogenase, sehingga gen Gnla pada padi grup Japonika dapat dipilih sebagai target posisi mutasi untuk menghilangkan fungsi dari sitokinin oksidase/dehidrogenase. Berdasarkan hasil desain sgRNA pada gen Gnla diperoleh 3 kandidat terbaik untuk dikontruksi ke vektor CRISPR/Cas9 yaitu sgRNA pada peringkat 2, 4, dan 8., Gn1a is a gene encoding cytokinin oxidase/dehydrogenase in rice (CKX). The presence of cytokinin regulation causes plants to have high number in panicles. The number of panicles is an important agronomic character in determining the rice productivity. Rice genotypes can be divided into two types based on the number of panicles produced, i.e.: high and low panicle rice genotypes. Rice with low panicle genotype can be genetically manipulated by engineering the main panicle-related gene, one of which is Gn1a. Therefore, this study aimed to analyze the phylogeny of the CKX protein in the Poaceae family and to design the CRISPR/Cas9 (sgRNA) guide-RNA from the Gn1a gene for gene editing in rice. This research was carried out using a bioinformatics approach by analyzing the dissimilarity of the Gn1a gene and CKX protein sequences in rice and analyzing the potential functional sequence of the Gn1a gene to be a candidate for sgRNA design. The results of the study showed that the Gnla gene is phylogenically proven to encode cytokinin oxidase/ dehydrogenase, so that the Gnla gene in Japonika Group rice can be selected as a mutation target to eliminate cytokinin dehydrogenase function. Based on the results of the sgRNA design on the Gnla gene, we found the 3 best candidates for sgRNA sequence targets to be incorporated into the CRISPR/Cas9 vector, i.e. sgRNA numbers 2, 4, and 8.
Keyword: CRISPR/Cas9, Gn1a, Japonika, malai, sgRNA

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: 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: