Judul: Transformasi Genetik Padi (Oryza sativa L.) dengan Gen PaCS Penyandi Sitrat Sintase Menggunakan Perantara Agrobacterium tumefaciens
Abstrak: Peningkatan produksi padi (Oryza sativa L.) dapat dilakukan dengan menerapkan intensifikasi dan ekstensifikasi pertanian. Penerapan ekstensifikasi pertanian terkendala oleh berkurangnya lahan pertanian akibat konversi lahan pertanian menjadi lahan perindustrian, perumahan, dan perkantoran. Pemanfaatan lahan marginal terutama tanah jenis ultisol dapat menjadi alternatif untuk menerapkan ekstensifikasi pertanian. Tetapi, tanah ultisol bersifat masam dan berpotensi mengandung Al yang dapat menghambat pertumbuhan tanaman. Perakitan tanaman padi yang toleran cekaman aluminium dapat dilakukan dengan mengintroduksi gen yang berkaitan dengan aktifitas toleransi terhadap cekaman aluminum. Sitrat sintase (CS) terlibat dalam biosintesis asam sitrat. Sitrat memiliki kemampuan mengkelat Al paling kuat diantara asam organik lain. Pada beberapa tanaman, ekspresi gen CS meningkatkan toleransinya terhadap cekaman Al. Penelitian ini bertujuan untuk mentransformasi genetik padi dengan gen penyandi sitrat sintase menggunakan perantara Agrobacterium tumefaciens. Transformasi genetik dilakukan dengan perendaman selama 10 menit kalus embriogenik umur 3 minggu yang berasal dari embrio biji padi kultivar Kasalath dan Nipponbare dalam suspensi Agrobacterium tumefaciens strain LBA4404 yang mengandung plasmid pMSH1-PaCS dengan gen penanda seleksi higromisin. Kokultivasi dilakukan selama tiga hari pada kondisi gelap. Seleksi kalus transgenik menggunakan media yang mengandung higromisin 20 mg/L. Kalus yang resisten higromisin diregenerasikan di media 2N6R yang mengandung 5 mg/L kinetin. Subkultur dilakukan setiap 2 minggu sekali pada media yang sama. Eksplan kalus yang digunakan untuk transfomasi pada padi kultivar Kasalath sebanyak 135 kalus dan Nipponbare sebanyak 240 kalus. Kalus kultivar Kasalath dan Nipponbare yang tahan higromisin sebanyak 2 % dan 35,8% dari jumlah eksplan kalus yang ditransformasi. Terdapat 13 kalus dari kultivar Nipponbare yang beregenerasi menghasilkan tunas dan masing-masing kalus menghasilkan tanaman padi transgenik putatif, sedangkan kalus padi kultivar Kasalath yang diregenerasikan tidak ada yang menghasilkan tunas. Penambahan antibiotik cefotaksim sebanyak 200 mg/L pada media regenerasi dapat menurunkan daya regenerasi dari kedua kultivar. Konfirmasi gen penanda seleksi higromisin dengan primer 35S-F dan hpt-R pada sepuluh nomor kultivar Nipponbare transgenik putatif menghasilkan amplikon dengan ukuran 1100 pb. Konfirmasi gen PaCS dengan menggunakan primer forward 35S-F dan PaCS-R menghasilkan amplikon dengan ukuran 1630 pb untuk padi kultivar Nipponbare transgenik nomor 10, sedangkan untuk padi kultivar Nipponbare transgenik nomor 1 sampai 9 menghasilkan amplikon 900 pb.
Keyword: Agrobacterium tumefacien, Oryza sativa L., sitrat sintase, transformasi genetik

Judul: Transformasi Genetik Padi Japonica (Oryza sativa L. subsp. japonica) dengan Gen Penyandi Superoksida Dismutase dari Melastoma malabathricum Menggunakan Perantara Agrobacterium tumefaciens
Abstrak: Cekaman abiotik menginduksi cekaman oksidatif di dalam sel dan jaringan tanaman akibat produksi berlebih spesies oksigen reaktif (ROS) yang berdampak pada kerusakan dan kematian sel tanaman. Tanaman yang toleran terhadap cekaman menunjukkan peningkatan dalam ekspresi gen dan aktivitas protein antioksidan bila mendapat cekaman abiotik. Salah satu enzim antioksidan utama adalah superoksida dismutase (SOD). Beberapa penelitian sebelumnya telah melaporkan bahwa tanaman transgenik yang mengekspresikan secara berlebih (overexpression) gen SOD menunjukkan peningkatan dalam toleransi terhadap cekaman-cekaman abiotik. Tujuan penelitian ini adalah untuk melakukan transformasi genetik padi dengan gen penyandi superoksida dismutase dari Melastoma malabathricum (MmCu/Zn-SOD). Biji dewasa padi japonica cv. Kinmaze diinduksi untuk membentuk kalus pada media induksi kalus yang mengandung 4 mg/l 2,4-D. Sebanyak 604 kalus yang berumur 4 minggu diinokulasikan dengan Agrobacterium tumefaciens LBA4404 yang membawa plasmid pGWB-MmCu/Zn-SOD yang mengandung gen MmCu/ZnSOD di bawah kendali promoter 35S CaMV dan terminator Nos. Kokultivasi berlangsung selama 3 hari pada media yang mengandung 4 mg/l 2,4-D dan 200 mg/l asetosiringon. Kalus yang ditransformasi diseleksi pada media yang mengandung 50 mg/l higromisin dan diregenerasikan pada media yang mengandung 1 mg/l trans-zeatin dan 0,5 mg/l IAA. Jumlah kalus tahan higromisin yang dipindahkan ke media regenerasi adalah 214 kalus atau 35,43% dari jumlah kalus yang diinfeksi. Jumlah tunas transgenik putatif yang berhasil beregenerasi adalah 2 tunas, sehingga efisiensi regenerasi tunas dari kalus tahan higromisin adalah 0,9%. Analisis molekuler terhadap kedua tanaman padi transgenik putatif dengan PCR menggunakan primer spesifik untuk fragmen hibrid dari sekuen promoter 35SCaMV dan sekuen penyandi gen target MmCu/Zn-SOD menunjukkan bahwa seluruh tanaman mengandung gen target MmCuZn-SOD. Efisiensi transformasi dalam penelitian ini adalah 0,33%. Efisiensi regenerasi tunas transgenik putatif yang rendah dapat ditingkatkan dengan melakukan regenerasi kalus transgenik putatif di media regenerasi tanpa penambahan agen seleksi dan tunas yang terbentuk dianalisis secara ketat. Gen MmCu/Zn-SOD yang telah diintroduksikan ke dalam genom tanaman padi Japonica cv. Kinmaze dapat dipindahkan ke varietas-varietas padi Indica yang banyak dibudidayakan petani di Indonesia seperti IR64 dan Ciherang melalui silang balik (backcrossing) yang diikuti dengan seleksi menggunakan marka molekular (gen target) selama beberapa generasi.
Keyword: transformasi genetik, Agrobacterium tumefaciens, Oryza sativa, MmCu/Zn-SOD

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: