Judul: Molecular Analysis of Oil Palm (Elaeis guineensis Jacq.) Flowering Associated Genes and their Potential Application in Breeding Programmes
Abstrak: Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) adalah tanaman tropis yang digunakan dalam industri makanan, kosmetik dan bio-diesel. Tujuan utama dalam pemuliaan kelapa sawit adalah menaikan sex ratio bunga betina terhadap bunga jantan. Faktor lingkungan dan genetik mempunyai peran besar dalam produktivitas kelapa sawit. Ketersediaan air, terutuma di Afrika, dan ketersediaan kandungan kabohidrat mempengaruhi sex ratio kelapa sawit. Pemangkasan daun sawit adalah salah satu cara untuk menginduksi bunga jantan di kelapa sawit namun masih ada beberapa hal terkait efisiensi teknik tersebut, apalagi gen-gen yang berperan dalam proses ini belum diketahui. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki perubahan fenotipe dan menentukan gen-gen yang terekspresi akibat pemangkasan daun sawit. Dalam disertasi ini, diberikan informasi tentang berapa jumlah faktor lingkungan yang dibutuhkan untuk menginduksi bunga jantan pada kelapa sawit secara efisien. Selain itu, diberitahukan juga berapa waktu yang dibutuhkan oleh kelapa sawit sebelum merespon terhadap stres pemangkasan daun. Informasi ini digunakan untuk pelajari ekspresi gen terkait pembungaan dalam kelapa sawit yang diakibatkan oleh stres pemangkasan daun. Data menunjukan bahwa teknik pemangkasan daun bisa menaikan produksi bunga jantan kelapa sawit sampai 104%. Teknik ini paling efisien di musim kering dan optimum saat cekaman air sama dengan 16.8 mm dalam waktu 60 hari pertama setelah pemangkasan daun. Analisis regresi menunjukan bahwa tanaman kelapa sawit akan memberikan respon terhadap cekaman kabohidrat yang diakibatkan oleh pemangkasan daun merupakan ekspresi gen dalam waktu 30 sampai 60 hari setelah pemangkasan. Kadar gula yang diambil dari jaringan bunga dan daun kelapa sawit 45 hari setelah pemangkasan menunjukan bahwa kadar gula menurun 21% di jaringan bunga dan 55% di jaringan daun dibanding kontrol. Ekspresi gen di jaringan bunga kelapa sawit mengunakan Next Generation Sequencing (NGS) menujukan bahwa mayoritas gen gen yang berperan dalam regulasi cekaman kabohidrat di kelapa sawit terletak di kloroplas dan mitokondria. Analisis fungsi menggunakan Gene Ontology, menujukan bahwa gen gen tersebut berperan dalam metabolisme kabohidrat dan fotosintesis. Analisis ko-ekspresi menujukan keterkaitan antara cekaman kabohidrat dan induksi bunga serta peran zat pertumbuhan tanaman seperti auxin, gibberellin dan jasmonic acid. Ini membuktikan bahwa gen gen dalam lintasan cekaman kabihidrat yang diakibatkan oleh pemangkasan daun berperan dalam induksi bunga di jantan tanaman kelapa sawit.
Keyword: pemangkasan daun, cekaman kabohidrat, induksi bunga, NGS, kelapa sawit

Judul: Molecular Identification and Characterization of Flowering Regulator Genes in Oil Palm (Elaeis guineensis Jacq.)
Abstrak: Kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq.) adalah tanaman penghasil minyak nabati utama yang dapat digunakan sebagai bahan pangan maupun bahan bakar. Produktivitas perkebunan kelapa sawit Indonesia masih rendah dengan hanya 3,9 ton/hektar/tahun dibandingkan dengan potensi hasil yang dapat mencapai 7,4 ton/hektar/tahun, sehingga perlu adanya percepatan program pemuliaan. Fase vegetatif yang memakan waktu sekitar tiga sampai empat tahun menyebabkan proses pemuliaan kelapa sawit berjalan sangat lambat. Teknologi FasTrack breeding, yang memanfaatkan gen-gen pengontrol pembungaan, menawarkan solusi potensial untuk mempercepat pembungaan. Akan tetapi, informasi tentang gen-gen tersebut pada kelapa sawit sangat terbatas, sehingga diperlukan penelitian lebih lanjut. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi gen pengontrol pembungaan pada kelapa sawit. Hasil penelitian diharapkan dapat memberikan informasi tentang jalur metabolisme hulu dalam induksi pembungaan kelapa sawit. Pemahaman atas mekanisme dan gen-gen yang terlibat dalam pembungaan dapat memfasilitasi pembentukan galur-galur kelapa sawit yang berbunga lebih cepat melalui rekayasa genetika, sehingga dapat diaplikasikan dalam proses percepatan pemuliaan kelapa sawit. Tahapan penelitian meliputi: (1) Studi in silico kandidat gen-gen pengontrol pembungaan dengan menggunakan pemodelan protein; (2) Kloning, transformasi, dan karakterisasi kandidat gen terpilih ke dalam tanaman model (Arabidopsis thaliana) serta evaluasi genotipe dan fenotipe tanaman hasil transformasi. (3) Evaluasi ekspresi kandidat gen pembungaan kelapa sawit di daun dan organ reproduksi. (4) Karakterisasi promotor gen pembungaan. Protein homolog Flowering Locus T (FT) / Heading date 3a (Hd3a) dari kelapa sawit berhasil diidentifikasi melalui pemodelan protein berdasarkan struktur protein FT dari A. thaliana dan padi. Dengan memanfaatkan model protein dan informasi mengenai residu asam amino penting, fungsi dari protein homolog dapat diprediksi. Analisis BLASTp pada basis data NCBI berhasil mengidentifikasi delapan belas kandidat protein dari keluarga phosphatidylethanolamine-binding protein (PEBP). Tiga belas protein menunjukkan tingkat homologi sekuen yang tinggi dan cakupan kueri yang luas terhadap sekuen AtFT/OsHd3a. Analisis filogenetik berhasil mengelompokkan protein-protein tersebut menjadi tiga sub-famili: FT, Terminal Flower 1 (TFL1), dan Mother of FT and TFL1 (MFT). Kesamaan struktural ditemukan di antara protein kelompok FT, namun variasi residu asam amino di lokasi penting mengubah aktivitasnya. Tiga protein diidentifikasi sebagai florigen potensial: EgHd3a-1, EgHd3a-2, dan EgHd3a-3. Dua dari tiga gen, EgHd3a-1 and EgHd3a-2, yang diidentifikasi berhasil dikloning ke vektor ekspresi pCAMBIA 1300. Gen EgHd3a-3 tidak dapat terdeteksi pada seluruh jaringan yang diperiksa sehingga tidak dapat diinvestigasi lebih lanjut. Gen EgHd3a-1 dan EgHd3a-2 berhasil ditransformasikan ke A. thaliana melalui metode floral drip. Hasil dari overekspresi tersebut menunjukkan bahwa A. thaliana transgenik berbunga lebih cepat dibandingkan A. thaliana tipe liar, sehingga EgHd3a-1 dan EgHd3a-2 terindikasi berperan sebagai florigen dengan mempercepat proses pembungaan. Tingkat ekspresi gen EgHd3a-1 dan EgHd3a-2 berhasil diukur menggunakan quatitative PCR (qPCR). Primer yang dirancang dengan mempertimbangkan batas ekson-intron-ekson terbukti spesifik dan tervalidasi. Hasil qPCR menunjukkan bahwa gen EgHd3a-1 terekspresi tinggi pada bunga, terutama pada bunga jantan matang, tetapi rendah pada bunga betina, daun, dan pelepah. Gen EgHd3a-2 menunjukkan ekspresi tinggi pada bunga betina muda, tetapi sangat rendah pada bunga jantan, daun, dan pelepah. Tidak ada perbedaan pola signifikan dalam ekspresi penyambungan alternatif (alternative splicing) pada kedua gen ini di antara sampel yang diuji. Promotor gen EgHd3a-1 dan EgHd3a-2 telah berhasil dikloning, disambungkan ke gen ß-glucuronidase (GUS), dan ditransformasikan ke tanaman A. thaliana. Uji
Keyword: oil palm, FasTrack breeding, Hd3a, PEBP, promoter

Judul: Solusi Geometri Schwarzschild untuk Dimensi 4+1 dengan Invarian Rotasi Isotropik.
Abstrak: Metrik Schwarzschild merupakan solusi eksak pertama dari persamaan medan Einstein dengan mangasumsikan metrik statik dan simetris. Metrik Schwarzschild yang ditemukan oleh Karl Schwarzschild masih dalam dimensi 3+1, namun seiring dengan teori-teori terbaru yang menunjukkan bahwa alam semesta tidak hanya di dimensi 3+1. Maka melalui penambahan dimensi, tujuan penelitian ini memperoleh solusi pada geometri Schwarzschild untuk dimensi 4+1 dengan memodifikasi koordinat bola yang invarian rotasi isotropik dan melalui penurunan rumus seperti koordinat bola, simbol Christoffel, dan tensor Ricci. Selain mendapatkan solusi ini, metrik Schwarzschild dimensi 4+1 dapat digunakan sebagai metrik dasar untuk memperoleh solusi blackhole dan wormhole pada dimensi 4+1. Hasil akhirnya, dengan memanfaatkan modifikasi koordinat bola, metrik Schwarzschild dapat dibentuk sehingga diperoleh solusi geometri Schwarzschild untuk dimensi 4+1.
Keyword: metrik Schwarzschild, persamaan medan Einstein, modifikasi koordinat bola, penambahan dimensi, invarian rotasi isotropik