Judul: Kloning dan Transformasi Gen Alanin Aminotransferase untuk Perbaikan Efsiensi Penggunaan Nitrogen Pada Tanaman Padi
Abstrak: Padi merupakan salah satu sumber pangan di dunia. Upaya meningkatkan produksi padi terus dilakukan untuk mengimbangi laju peningkatan kebutuhan beras. Pupuk N dalam bentuk urea sudah menjadi kebutuhan pokok bagi petani padi khususnya di Indonesia karena dianggap dapat langsung meningkatkan produktivitas sehingga terjadi pemborosan dalam pemakaian urea di petani. Dosis pemberian pupuk urea yang cukup tinggi di petani di Indonesia saat ini ada yang mencapai 400−600 kg ha-1 di atas rekomendasi pemerintah sebesar 200–260 kg ha-1. Nitrogen sifatnya sangat mobil di dalam tanah dan tanaman hanya mampu menggunakan sekitar 30-40% dari nitrogen yang tersedia. Lebih dari 60% nitrogen tanah hilang melalui kombinasi proses pencucian, limpasan (surface runoff), denitrifikasi, volatisasi dan oleh konsumsi mikroba tanah. Teknik rekayasa genetika merupakan salah satu strategi yang dapat ditempuh untuk merakit tanaman padi yang secara efisien dapat menggunakan pupuk N pada dosis rendah. Salah satu gen yang berfungsi untuk efisiensi N adalah Alanin Aminotransferase (AlaAT). Gen ini terbukti secara efisien dapat meningkatkan biomassa dan hasil panen yang mengindikasikan efisiensi dalam menggunakan nitrogen. Tujuan penelitian ini ialah (1) melakukan isolasi, studi homologi dan konstruksi gen Alanin Aminotransferase dari tanaman barley, hotong, tomat dan mentimun, (2) melakukan optimasi faktor yang mempengaruhi transformasi padi yang dimediasi Agrobacterium tumefaciens pada padi varietas Fatmawati, (3) melakukan transformasi genetik kontruk OsAnt1::AlaAT ke tanaman padi varietas Fatmawati, Inpari 6 dan Nipponbare, (4) melakukan evaluasi fenotipik tanaman padi transgenik Fatmawati generasi T1 terhadap efisiensi penggunaan nitrogen. Gen AlaAT dari tanaman barley, hotong, tomat, dan mentimun telah berhasil diisolasi dan disisipkan pada vektor kloning. Gen AlaAT dari tanaman tomat dan mentimun mempunyai kesamaan asam amino < 80% dengan gen AlaAT barley. Gen AlaAT dari barley, hotong, tomat, atau mentimun telah berhasil dikonstruksi dalam vektor ekspresi tanaman pCAMBIA1300int. Konstruk tersebut telah ditransformasi ke Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 dan digunakan untuk transformasi ke tanaman padi. Optimasi sistem transformasi pada padi varietas Fatmawati telah diperoleh. Penggunaan asetosiringon 100 μM pada media kokultivasi dan higromisin 30 mg/L untuk menyeleksi kalus transforman merupakan konsentrasi yang optimal untuk transformasi genetik padi varietas Fatmawati menggunakan A. tumefaciens dengan efisiensi transformasi sebesar 7.84%. Metode transformasi genetik padi varietas Fatmawati ini digunakan sebagai acuan dalam transformasi dengan menggunakan gen target. Konstruk gen AlaAT telah berhasil diintroduksikan ke tanaman padi varietas Fatmawati, Inpari 6 dan Nipponbare, yang dibuktikan dengan hasil PCR positif untuk keberadaan transgen AlaAT pada tanaman-tanaman hasil transformasi. Modifikasi pada media pre-regenerasi tanpa seleksi dan penambahan periode subkultur dapat meningkatkan efisiensi transformasi padi varietas Fatmawati menjadi 14.8%. Analisis Southern Blot pada galur tanaman padi transgenik Fatmawati menunjukkan jumlah kopi gen hpt yang bervariasi antara 1-4 kopi gen. dst...
Keyword: Alanine Aminotransferase gene, gene construct, nitrogen use efficiency, rice

Judul: Uji Sigositas dan Efikasi Penggunaan Nitrogen pada Tanaman Padi Transgenik
Abstrak: Upaya peningkatan produktivitas padi kerap menghadapi kendala, baik secara biotik maupun abiotik. Salah satu kendala abiotik yang umum dihadapi petani adalah kurangnya unsur-unsur hara di lahan sawah. Nitrogen (N) merupakan salah satu unsur makro yang dapat menjadi faktor pembatas pertumbuhan tanaman padi. Kekurangan N dapat menyebabkan pertumbuhan tanaman tidak optimum, sedangkan kelebihan N dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Modifikasi enzim-enzim yang terlibat dalam metabolisme N pada tanaman dapat dilakukan untuk memperbaiki efektivitas tanaman dalam menggunakan N. Alanina aminotransferase merupakan enzim yang disandikan oleh gen AlaAT yang berperan dalam konversi asam amino alanina dan α-oxoglutarat menjadi piruvat dan glutamat. Generasi T0 padi Mekongga transgenik yang mengandung konstruk gen AlaAT dari tanaman tomat dan diregulasi oleh promoter OsAER1 telah berhasil dirakit pada penelitian sebelumnya. Secara garis besar, penelitian ini mencakup analisis sigositas dan efikasi penggunaan nitrogen pada tanaman padi Mekongga transgenik. Terdapat tiga kegiatan utama dalam penelitian ini, yaitu (1) deteksi daerah pengapit kiri T-DNA pada tanaman generasi T0, (2) uji sigositas pada tanaman generasi T1 menggunakan primer yang dirancang secara spesifik, dan (3) uji efikasi penggunaan nitrogen pada tanaman generasi T2 dengan pemberian dosis pupuk N yang berbeda (0, 60, 90, dan 120 kg ha−1). Karakter fenotipe dan nilai Efisiensi Penggunaan Nitrogen (EPN) diamati untuk mengetahui efektivitas tanaman dalam memanfaatkan nitrogen yang tersedia di tanah. Daerah pengapit kiri T-DNA telah berhasil diidentifikasi dengan metode Thermal Asymmetric Interlaced - Polymerase Chain Reaction (TAIL-PCR). Amplikon dari TAIL-PCR tersier diurutkan nukleotidanya dan disejajarkan dengan sekuen genom padi yang ada pada bank gen. Hasil analisis Basic Local Alignment Search Tool nucleotide (BLASTn) dari sekuen tersebut menunjukkan bahwa kedua galur Mekongga transgenik, baik galur M41 maupun galur M50 membawa gen LeAlaAT pada kromosom tiga, namun pada lokus yang berbeda. Uji sigositas pada tanaman Mekongga transgenik generasi T1 menunjukkan enam dari 14 individu galur M41 homozigot membawa transgen, sedangkan pada galur M50 hanya didapat tiga dari 13 individu. Agronomi padi Mekongga transgenik yang homozigot memiliki performa yang lebih baik dibanding non-transgeniknya terutama pada karakter jumlah anakan, butir isi permalai, serta bobot kering biomassa akar dan tajuk. Galur-galur transgenik yang diujikan juga memiliki nilai EPN yang lebih tinggi dibanding non-transgenik pada pemberian dosis pupuk yang sama., The improvement of national crop production still faces a variety of obstacles, both biotic and abiotic. One of the latter constraints often encountered by farmers is the lack of nutrients in paddy fields. Nitrogen (N) is a vital macronutrient due to its properties to be a limiting factor for rice plant growth. Its deficiency can lead to non-optimum growth, while its excess may cause environmental pollution. Enzymes modification can be applied as an approach to improve plant effectiveness in utilizing N. Alanine aminotransferase encoded by the AlaAT gene is involved in the conversion of alanine and α-oxoglutarate to pyruvate and glutamate. T0 generation of transgenic Mekongga rice plants containing the tomato AlaAT gene under the control of OsAER1 promoter was obtained. This study aimed to analyze the zygosity and N use efficacy of the transgenic Mekongga rice lines. This research involved three main activities, namely (1) left flanking sequence detection for T0 generation, (2) zygosity
Keyword: flanking sequence, LeAlaAT, NUE, TAIL-PCR, zygosity

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: