Judul: Studi Metagenomik Aktinomiset Berdasarkan Gen 16S rRNA dan Deteksi Gen nifH Pada Tanah dan Akar Empat Varietas Tanaman Padi Asal Indonesia dengan Teknik DGGE
Abstrak: Aktinomiset merupakan salah satu mikrob yang sangat penting dikarenakan kemampuannya dalam menghasilkan senyawa metabolit seperti pemacu tumbuh tanaman. Aktinomiset endofit telah dilaporkan mampu memfiksasi nitrogen dan menghasilkan beberapa senyawa bioaktif seperti fitohormon, enzim, dan antimikrob pada tanaman padi yang mampu tumbuh pada berbagai tipe agroekosistem yang berbeda. Denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) digunakan untuk menganalisis keragaman mikrob. Analisis menggunakan DGGE mampu memisahkan gen yang memiliki ukuran DNA hasil amplifikasi dengan PCR yang sama tetapi komposisi sekuen basa DNA-nya berbeda. Deteksi keragaman aktinomiset dan bakteri yang memiliki kemampuan untuk memfiksasi nitrogen menggunakan penanda genetik seperti gen 16S rRNA dan nifH. Penelitian ini bertujuan mempelajari metagenom aktinomiset berdasarkan gen 16S rRNA dan deteksi gen nifH pada bakteri yang memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen pada tanah dan akar empat varietas tanaman padi asal Indonesia dengan teknik DGGE. DNA genom dari tanah dan akar empat varietas tanaman padi diisolasi menggunakan Soil DNA Isolation Kit dan Genomic DNA Mini Kit (Plant), selanjutnya gen 16S rRNA aktinomiset diamplifikasi menggunakan primer spesifik aktinomiset dengan teknik nested PCR. Amplifikasi PCR gen 16S rRNA aktinomiset menghasilkan produk berukuran 1087 pb dan 180 pb. Deteksi keragaman bakteri dianalisis menggunakan primer universal gen nifH untuk mendeteksi gen nifH pada bakteri pemfiksasi nitrogen dengan teknik direct PCR. Amplifikasi PCR gen nifH menghasilkan produk berukuran 360 pb. Analisis keragaman aktinomiset dan bakteri pemfiksasi nitrogen dengan DGGE pada gel poliakrilamida. Produk PCR hasil pemotongan pita pada gel poliakrilamida disekuensing dan dianalisis kekerabatannya dengan menggunakan software bioinformatika MEGA 5.05. Hasil analisis karakter fisika dan kimia tanah menunjukkan bahwa tanah sawah, tanah kering, dan tanah rawa (tiga tipe agroekosistem) merupakan tanah asam dan memiliki kandungan total nitrogen organik yang tergolong sedang. Profil DGGE berdasarkan gen 16S rRNA menunjukkan keragaman komunitas aktinomiset pada sampel akar (20-23 pita) lebih beragam dibandingkan dengan sampel tanah (12-18 pita). Keragaman komunitas aktinomiset memiliki kemiripan pada empat varietas tanaman padi dan tiga tipe agroekosistem. Profil pita DGGE dipotong dan di re-PCR menggunakan primer tanpa GC clamps untuk disekuensing. Sekuen DNA dibandingkan dengan database pada Genbank yang mengindikasikan hubungan kekerabatannya dengan mikrob lain. Hasil BLAST.N menunjukkan 17 pita memiliki hubungan kekerabatan dengan identitas maksimum berkisar 93-100% terhadap 5 genera dari aktinomiset seperti Geodermatophilus, Actinokineospora, Actinoplanes, Streptomyces and Kocuria. Genus Actinokineospora dan Actinoplanes hanya ditemukan masing-masing satu spesies yaitu Actinokineospora diospyrosa NRRL B-24047 dan Actinoplanes friuliensis HAG 010964. Geodermatophilus terdiri atas dua spesies yaitu G. terrae PB261 dan G. normandii CF 5/3, sedangkan Kocuria terdiri atas tiga spesies yaitu K. rhizophila DC2201, K. aegyptia YIM 70003 dan K. himachalensis K07-05. Streptomyces merupakan genus yang paling dominan yang terdiri atas empat spesies yaitu S. alboniger DSM 40043, S. chiangmaiensis TA4-1, S. acidiscabies RL-110, dan S. rapamycinicus ATCC 29253. Hasil penelitian ini menemukan bahwa spesies dari genus Streptomyces pada sampel tanah dan akar tanaman padi lebih bervariasi dibandingkan dengan genus dari aktinomiset lainnya, dengan dominansi S. alboniger dan S. acidiscabies pada hampir seluruh sampel. Pita 1 dan 6 memiliki indikasi sebagai novel species karena kedua sekuens DNA ini memiliki identitas maksimum kemiripan <97% dengan K. rhizophila DC2201 (96%) dan G. terrae PB261 (93%). Analisis keragaman komunitas bakteri berdasarkan gen
Keyword: Aktinomiset, Bakteri, DGGE, gen 16S rRNA, gen nifH, Tanaman Padi.

Judul: Identifikasi Aktinomiset Endofit Asal Tanaman Padi Berdasarkan Analisis Gen 16S rRNA dan nifH
Abstrak: Aktinomiset indigenos dikenal memiliki keragaman yang tinggi dan berpeluang untuk mendapatkan novel spesies. Aktinomiset endofit diketahui dapat menjadi pelaku pemfiksasi nitrogen selain mampu menghasilkan senyawa bioaktif dengan beragam fungsi seperti antimikrob, penghasil enzim dan inhibitor enzim, serta hormon pemacu pertumbuhan. Identifikasi molekuler dan peran aktinomiset endofit tanaman padi masih jarang dilakukan, sehingga perlu dikaji. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan mengidentifikasi aktinomiset endofit tanaman padi berdasarkan analisis gen 16S rRNA dan nifH serta mengkaji aktivitasnya dalam memfiksasi nitrogen. DNA genom dari tujuh isolat aktinomiset endofit diisolasi menggunakan Genomic DNA Mini Kit, selanjutnya gen 16S rRNA diamplifikasi menggunakan PCR. Analisis kemampuan fiksasi nitrogen dilakukan berdasarkan uji produksi amonia, pertumbuhan di media bebas nitrogen, dan amplifikasi gen nifH melalui PCR. Produk PCR disekuensing dan dianalisis menggunakan software bioinformatika MEGA 5.05 untuk mengkonstruksi pohon filogenetik yang mengindikasikan kekerabatan antar isolat. Analisis sekuen gen 16S rRNA menunjukkan bahwa tujuh isolat (IPBCC.b.14.1531, IPBCC.b.14.1532, IPBCC.b.14.1533, IPBCC.b.14.1534, IPBCC.b.14.1535, IPBCC.b.14.1536, dan IPBCC.b.13.1530) berkerabat dekat dengan Streptomyces spp. Sekuen 16S rRNA dari enam isolat berkerabat dengan S. albolongus, S. cavourensis subsp. cavourensis, S. anulatus, dan S. bungoensis dengan identitas maksimum < 97%, dan satu isolat lainnya berkerabat dekat dengan S. misionensis, dengan identitas maksimum 99%. Berdasarkan analisis sekuen gen nifH, tiga isolat berhasil diamplifikasi menggunakan PCR dan menunjukkan kekerabatannya dengan gen nifH Herbaspirillum sp., dengan nilai kemiripan 93 hingga 99%. Analisis keragaman jarak genetik berdasarkan p-distance, antara tiga isolat dengan Frankia sp., Rhizobium sp., L. ferrooxidans, dan K. pneumonia menunjukkan adanya perbedaan sekuen gen nifH sebesar 18-28% dan lebih dari 59% jika dibandingkan dengan sekuen gen nifH B. japonicum. Hal tersebut mengindikasikan keragaman yang tinggi gen nifH pada isolat aktinomiset endofit padi. Berdasarkan uji in vitro, isolat IPBCC.b.13.1530, IPBCC.b.14.1531, dan IPBCC.b.14.1536 juga mampu tumbuh di media bebas nitrogen dan memproduksi amonia berturut-turut sebesar 0.065 ppm, 0.014 ppm, dan 0.076 ppm pada media bebas nitrogen. Hasil tersebut mengindikasikan bahwa tiga isolat tersebut menjanjikan dalam perannya sebagai bakteri pemfiksasi N2 pada tanaman padi.
Keyword: aktinomiset endofit, gen nifH, tanaman padi, Streptomyces, 16SrRNA

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: