Judul: Morfo-Fisiologi dan Profil Metabolomik Padi Transgenik  Silenced-B11 dan Mutan Sensitif Aluminium pada Kondisi Kekeringan
Abstrak: Cekaman kekeringan menjadi salah satu faktor pembatas utama yang berpengaruh terhadap penurunan produktivitas tanaman padi di lahan kering masam. Tantangan yang dihadapi dalam pemanfaatan lahan kering masam adalah kelarutan Aluminium (Al) yang tinggi dan ketersediaan air yang rendah. Salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk mengatasi permasalahan tersebut di antaranya adalah pemanfaatan genotipe tanaman toleran asam dan kekeringan. Tanaman padi var. Hawara Bunar diketahui mampu beradaptasi pada kondisi Al tinggi dan kekeringan karena memiliki gen B11 yang berperan dalam toleransi terhadap Al, tetapi gen yang berperan dalam toleransi terhadap kekeringan belum teridentifikasi. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan membuktikan peranan gen B11 dalam toleransi tanaman padi var. Hawara Bunar terhadap cekaman kekeringan. Tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah tiga genotipe padi var. Hawara Bunar yaitu Hawara Bunar tipe liar (HB), transgenik Silenced-B11 (T87) dan mutan sensitif Al (M8). Penelitian dilakukan menggunakan Rancangan Acak Kelompok Faktorial dengan faktor pertama terdiri dari tiga genotipe padi, yaitu HB, T87, dan M8, sedangkan faktor kedua adalah perlakuan cekaman dan tanpa cekaman kekeringan. Perlakuan diberikan pada fase reproduktif (booting) dengan cara menghentikan pemberian air selama 9 hari. Peubah yang diamati meliputi respon morfo-fisiologi yaitu jumlah daun, luas daun (cm2 ), bobot kering akar dan tajuk (g), kadar air relatif daun (KAR) (%), kadar air relatif media (KAM) (%), embolisme (%), kandungan prolin dan klorofil total daun (μmol.g-1 ), serta profil senyawa metabolit yang digunakan sebagai penciri. Hasil penelitian menunjukkan bahwa cekaman kekeringan berpengaruh signifikan terhadap karakter morfo-fisiologi dan profil metabolomik tanaman padi yang diuji. Peubah morfo-fisiologi pada genotipe M8 mengalami penurunan signifikan antara lain jumlah daun, luas area daun, bobot kering akar dan tajuk tanaman, nilai KAR, dan klorofil total daun pada saat mendapat cekaman kekeringan. Sebaliknya, genotype M8 mengalami kenaikan paling signifikan dibandingkan genotipe lain yang diuji untuk persentase embolisme daun dan kandungan prolin daun pada saat mendapat cekaman kekeringan. Perlakukan kekeringan menurunkan hasil tanaman padi, jumlah anakan produktif, panjang malai, jumlah gabah/malai, jumlah gabah isi/malai, jumlah gabah isi total, dan bobot 1000 butir gabah. Hasil analisis metabolomik daun menggunakan GC-MS setelah cekaman kekeringan menunjukkan perbedaan profil metabolit ketiga genotipe tanaman. Analisis kluster menunjukkan bahwa HB berada pada kluster berbeda, sedangkan M8 dan T87 membentuk kluster yang sama. Profil metabolit yang berbeda pada tiga genotipe tanaman yang diuji menunjukkan adanya perbedaan genetik dan tingkat toleransi terhadap cekaman kekeringan. Perbedaan tersebut menunjukkan adanya peranan beberapa gen yang tidak terekspresi pada tanaman mutan dan gen B11 pada tanaman transgenik saat mendapat cekaman kekeringan.Berdasarkan hasil analisis morfo-fisiologi, profil metabolomik serta analisis korelasi keduanya, diketahui beberapa karakter morfo-fisiologi yang menjadi ciri tanaman pada toleran kekeringan antara lain jumlah daun, bobot kering akar, bobot kering tajuk, embolisme, kandungan klorofil, jumlah anakan produktif, panjang malai dan jumlah gabah/ malai, sedangkan metabolit yang dapat digunakan sebagai penanda tanaman toleran kekeringan antara lain dimethylaminoethyl acrylate, 4- Oxatricyclo [20.8.0.0(7,16)] Triaconta-1 (20), 7(16)-Diene, dan 5- (Hydroxymethyl) -2-Furancarboxaldehyde.
Keyword: drought, morpho-physiology, metabolomic, tolerance

Judul: Isolasi dan karakterisasi gen toleran aluminium dari tanaman padi
Abstrak: Aluminium (Al) merupakan salah satu faktor utama yang membatasi produksi tanaman pertanian di tanah masam. Tanaman yang toleran terhadap cekaman Al dapat diseleksi menggunakan parameter fisiologi terkait toleransi cekaman Al seperti kemampuan root re-growth (RRG) setelah tercekam Al. Toleransi tanaman padi terhadap cekaman Al merupakan sifat kuantitatif yang dikendalikan oleh banyak gen, namun gen yang mendasarinya masih belum diketahui. Penelitian ini bertujuan mengisolasi, mengklon, mengkarakterisasi, dan mengembangkan penanda molekuler kodominan dari gen toleran Al dari tanaman padi. Untuk mencapai tujuan tersebut, penelitian dibagi menjadi tiga tujuan, yaitu (1) menentukan konsentrasi dan waktu periode cekaman Al yang dapat membedakan respon terhadap cekaman Al pada tiga genotipe padi gogo lokal (Grogol, Hawara Bunar, dan Krowal) dan varietas padi sensitif Al (IR64), dan mengevaluasi keefektifan karakter RRG sebagai parameter toleransi tanaman padi terhadap cekaman Al; (2) mengisolasi dan mengkarakterisasi gen toleran Al dari genotipe padi yang toleran Al, kemudian mengintroduksi dan menguji ekspresinya pada tanaman model tembakau (Nicotiana tabacum L.); dan (3) mengembangkan penanda molekuler kodominan dari gen toleran Al yang dapat digunakan sebagai alat seleksi pada MAS (Marker Assisted Selection) dan mengidentifikasi pola pewarisannya pada populasi padi F2 hasil persilangan IR64 dan Hawara Bunar. Penentuan konsentrasi dan waktu periode cekaman Al dilakukan dengan 1) percobaan kultur hara menggunakan berbagai perlakuan konsentrasi Al di ruang pertumbuhan, 2) percobaan pot di rumah kaca menggunakan media tanah masam Podsolik Merah Kuning berkelarutan Al tinggi dengan pH 4.6, dan 3) phenotyping populasi padi F2. Isolasi gen dilakukan dengan kombinasi pendekatan sintenik antara padi dan rye (Secale cereale L.) dan RT-PCR (Reverse Transcription- Polymerase Chain Reaction) menggunakan cetakan berupa cDNA dari genotipe padi yang toleran Al yang telah mendapat cekaman 15 ppm Al pada pH 4.0 selama 24 jam. Karakterisasi dilakukan dengan pendekatan sekuensing, analisis bioinformatika, dan tembakau transgenik yang diintroduksi gen toleran Al. Pewarisan gen toleran Al dilakukan melalui analisis urutan nukleotida pada produk PCR dari genotipe/varietas padi toleran Al dan sensitif Al, analisis situs enzim restriksi, dan desain primer berdasarkan situs enzim restriksi yang memberikan polimorfisme pada kedua tetua, serta mengaplikasikannya pada populasi padi F2. Perlakuan 15 ppm Al selama 72 jam dapat membedakan genotipe padi yang toleran Al (Grogol dan Hawara Bunar) dari yang sensitif Al (IR64 dan Krowal). Percobaan pot menggunakan media tanah masam berkelarutan Al tinggi memberikan hasil yang sejalan dengan percobaan kultur hara. Nilai RRG tiap tanaman pada populasi padi F2 bervariasi yang mengindikasikan bahwa karakter RRG dapat digunakan untuk menyeleksi tanaman padi yang toleran Al pada populasi padi segregasi dan dapat dijadikan sebagai parameter toleransi cekaman Al pada tanaman padi. Gen B11 sebagai gen toleran Al telah berhasil diisolasi dari Hawara Bunar. Ekspresi gen B11 diinduksi oleh Al dan ekspresinya pada Hawara Bunar lebih tinggi daripada IR64. Gen B11 dapat meningkatkan toleransi tanaman tembakau transgenik terhadap cekaman Al. Protein B11 yang disandikannya mirip dengan protein L32 ribosomal bakteri dan diprediksi berperan sebagai faktor transkripsi dengan domain bZIP dan motif seperti C2H2-zinc finger. Urutan nukleotida dari gen B11 IR64 dan Hawara Bunar mengandung 8 polimorfisme nukleotida tunggal (SNPs). Salah satu SNPs menyebabkan polimorfisme berdasarkan situs enzim restriksi AluI dan ini kemudian menjadi dasar
Keyword: 

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: