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: Transformasi Kalus Padi dengan Konstruksi CRISPR-Cas9 untuk Menyunting Gen Terkait Hasil Produksi
Abstrak: High yield improvement of rice (Oryza sativa L.) is the main goal in rice breeding and could be achieved by gene editing through CRISPR-Cas9 technique as a revolution technique in genome editing. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)-associated (Cas9) has shown a precise and efficient genome editing tool by inducing random mutation in the cleavage region to knock out genes. The objective of this research is to transform sgRNA-CRISPR-Cas9 constructs to Jao Hom Nin (JHN) rice calli to knock out DL, Gn1a, Roc5, and Tad1 genes, which are the yield-related genes. The sgRNA-CRISPR-Cas9 constructs in pRGEB32 plasmid, were transformed into rice callus through Agrobacterium tumefaciens EHA105. Afterwards, the callus genome was verified using PCR technique to identify the sgRNA insert in the rice genome. Also, transformant calli was tested by T7 Endonuclease I (T7EI) assay to detect the mismatches existence shown by digested bands. Mismatches occur when the DNA repairs itself after Cas9 successfully cuts the target gene’s region and causes insertion and deletion (indels) mutation. The result showed that each callus was successfully transformed by the transformant Agrobacterium tumefaciens with sgRNA-CRISPR-Cas9 construction vector and the sgRNA was successfully inserted to the rice genome. When they are tested using PCR, we obtained amplified edited bands of Tad1, DL, and Roc5 genes, except for Gn1a gene target. T7EI assay had been done successfully, but no mismatched fragments were found., Peningkatan hasil produksi tanaman padi (Oryza sativa L.) merupakan tujuan utama dari pemuliaan tanaman padi dan dapat dicapai dengan peyuntingan gen melalui teknik CRISPR/Cas9 sebagai sebuah teknik revolusi dalam penyuntingan genom. Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats (CRISPR)berasosiasi dengan gen Cas9 telah menjadi sebuah alat penyuntingan genom yang akurat dan efisien dengan menginduksi mutasi acak pada wilayah pemotongan untuk mengubah gen target. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan transformasi kalus padi varietas Jao Hom Nin (JHN) dengan konstruksi sgRNACRISPR-Cas9 untuk mengubah gen Tad1, DL, Roc5, dan Gn1a yang merupakan gen-gen terkait hasil produksi pada tanaman padi. Konstruksi sgRNA-CRISPRCas9 dalam plasmid pRGEB32 diintroduksikan ke dalam kalus padi melalui Agrobacterium tumefaciens EHA105. Selanjutnya, genom kalus tersebut diverifikasi dengan teknik PCR untuk mendeteksi keberhasilan sisipan sgRNA pada genom padi. Selain itu keberadaan mutasi pada gen target diuji dengan uji T7 Endonuclease I (T7EI) untuk mendeteksi keberadaan mismatches yang ditujukkan oleh pita-pita DNA terpotong. Mismatches terjadi ketika DNA memperbaiki dirinya setelah Cas9 berhasil memotong wilayah gen target dan menyebabkan mutasi insersi-delesi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa setiap kalus berhasil ditransformasi oleh Agrobacterium tumefaciens dengan pRGEB32 yang membawa konstruksi sgRNA-CRISPR-Cas9 yang ditunjukkan oleh amplikon daerah target gen Tad1, DL, dan Roc5, kecuali Gn1a. Ketika gen target diverifikasi dengan uji T7EI diperoleh amplikon yang sama dengan gen target yang mengindikasikan tidak ditemukan adanya mismatches pada target gen Tad1, DL, dan Roc5.
Keyword: DL, gene editing, Gn1a, Roc5, Tad1

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: