Judul: Genetic Study of Three F2 Populations of Foxtail Millet [Setaria italica (L.) Beauv.] Assisted by SiDREB2-based SNAP Marker for Drought and/ or Salinity Tolerance
Abstrak: Hotong atau foxtail millet [Setaria italica (L.) Beauv.] merupakan salah satu tanaman serealia bernutrisi dan banyak dikembangkan di daerah kering atau semi kering karena toleransinya yang cukup baik terhadap kondisi cekaman kekeringan atau salinitas. Hotong merupakan tanaman potensial di daerah marjinal, sehingga varietas dengan produktivitas tinggi, berhabitus tidak terlalu tinggi, umur berbunga cepat, dan toleran terhadap cekaman kekeringan atau salinitas merupakan salah satu tujuan pemuliaan tanaman ini. Perakitan varietas hotong toleran cekaman kekeringan atau salinitas dengan karakter agronomi yang diinginkan dapat dilakukan salah satunya melalui persilangan beberapa genotipe potensial. Genotipe ICERI-5 dan ICERI-6 merupakan genotipe potensial yang dilaporkan memiliki habitus tanaman pendek, umur berbunga yang cepat, toleran terhadap cekaman kekeringan atau salinitas, akan tetapi dengan produktivitas relatif rendah. Sebaliknya, genotipe Botok-4 dan Botok-10 dilaporkan memiliki potensi produktivitas tinggi, akan tetapi habitus tanaman tinggi, umur berbunga lama, dan peka terhadap cekaman kekeringan atau salinitas. Perakitan varietas hotong dengan habitus tanaman tidak terlalu tinggi, umur berbunga yang cepat, produktivitas tinggi serta toleran terhadap cekaman kekeringan atau salinitas dapat dilakukan salah satunya melalui persilangan genotipe ICERI-5 dan ICERI-6 dengan genotipe Botok-4 dan Botok-10. Seleksi dalam program pemuliaan hotong toleran cekaman kekeringan atau salinitas dengan karakter agronomi yang diinginkan dapat dilakukan berdasarkan performa fenotipik maupun berbantu marka molekuler. Informasi keragaman genetik, heritabilitas, aksi gen, dan nilai korelasi dapat bermanfaat untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi seleksi. Marka single nucleotide amplified polymorphism (SNAP) berbasis gen SiDREB2 dikembangkan berdasarkan single nucleotide polymorphism (SNP) pada basa ke-558 gen SiDREB2, di mana alel A mengindikasikan genotipe toleran dan alel G mengindikasikan genotipe peka terhadap cekaman kekeringan atau salinitas. Aplikasi MAS (marker assisted selection) menggunakan marka SNAP berbasis gen SiDREB2 pada individu F2 dapat digunakan untuk mengidentifikasi individu-individu F2 hotong yang toleran terhadap cekaman kekeringan atau salinitas. Gabungan seleksi secara fenotipik untuk karakter tinggi tanaman, umur berbunga, dan bobot biji per tanaman serta seleksi toleransi cekaman kekeringan atau salinitas berbantu marka SNAP berbasis gen SiDREB2 diharapkan dapat mempercepat program pemuliaan hotong dan meningkatkan akurasi seleksi dibandingkan dengan pemuliaan secara konvensional. Penelitian terdiri atas dua percobaan. Percobaan pertama adalah studi genetik tiga populasi F2 hotong (Setaria italica (L.) Beauv) hasil persilangan ICERI-5 x Botok-4, ICERI-5 x Botok-10, dan ICERI-6 x Botok-4. Tujuan dari percobaan pertama adalah mempelajari keragaman genetik, menduga nilai heritabilitas arti luas, menduga aksi gen, dan memperoleh kemajuan seleksi berdasarkan seleksi indeks terboboti dari tiga populasi F2 hotong hasil persilangan ICERI-5 x Botok-4, ICERI-5 x Botok-10, dan ICERI-6 x Botok-4. Hasil percobaan menunjukkan bahwa populasi F2 hasil persilangan ICERI-6 x Botok-4 merupakan populasi yang berpotensi untuk dikembangkan lebih lanjut karena memiliki rata-rata habitus tanaman yang lebih pendek dan umur berbunga lebih cepat dibandingkan tetua jantannya dan rata-rata bobot biji yang lebih tinggi dibandingkan kedua tetua serta dua populasi F2 lainnya. Karakter prioritas perakitan varietas hotong seperti tinggi tanaman, umur berbunga, dan bobot biji per tanaman pada populasi F2 hasil persilangan ICERI-6 x Botok-4 juga memiliki nilai heritabilitas arti luas yang tinggi dengan kriteria KKG (koefisien keragaman genetik) yang sedang sampai luas. Analisis diferensial seleksi dan dugaan kemajuan seleksi pada intensitas seleksi 10% berdasarkan seleksi indeks terboboti pada populasi F2 hasil persilangan
Keyword: broad-sense heritability, functional food, gene action, genotypic coefficient of variation, marker-assisted selection

Judul: Evaluation of F3 Families of Foxtail Millet  (Setaria italica L. Beauv) Derived from Botok-4 x ICERI-6 Cross Assisted by SiDREB2 Gene-based SNAP Marker
Abstrak: Hotong (Setaria italica L. Beauv.) adalah tanaman potensial untuk dibudidayakan di lahan marginal dan dijadikan pangan fungsional karena memiliki adaptasi luas terhadap lingkungan marginal dan nilai gizi yang baik. Hotong memiliki karbohidrat setara dengan beras, indeks glikemik rendah, dan kandungan gizi dan manfaat kesehatan yang baik. Hotong dapat menjadi makananan diet bagi penderita diabetes, mengurangi faktor resiko kardiovaskular, dan berpotensi sebagai agen terapi terhadap sejumlah jenis kanker. Hotong memiliki adaptasi yang baik pada lahan marginal, termasuk lahan salin. Marka single nucleotide amplified polymorphism (SNAP) berbasis gen SiDREB2 (Setaria italica Dehydration Responsive Element Binding) telah dikembangkan berdasarkan variasi pada basa ke 558, dimana alel A diasosiasikan dengan toleransi terhadap cekaman kekeringan atau salinitas dan alel G diasosiasikan dengan kepekaan terhadap kedua cekaman tersebut. Perakitan varietas unggul hotong perlu dilakukan, terutama karena di Indonesia yang belum ada varietas unggul hotong yang dilepas. Idiotipe varietas unggul hotong yang diharapkan adalah produktivitas tinggi, umur panen cepat, habitus tanaman ideal, dan toleran terhadap salinitas. Penelitian ini terdiri atas dua percobaan. Percobaan pertama dilakukan dari bulan Desember 2022 hingga Februari 2023 di Rumah Kaca Kebun Percobaan Cikabayan Bawah, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Percobaan ini menggunakan rancangan kelompok lengkap teracak (RKLT) dengan dua faktor dan tiga ulangan. Faktor pertama adalah lima belas famili F3 hasil persilangan Botok-4 x ICERI-6 dan lima genotipe pembanding. Faktor kedua adalah tingkat cekaman salinitas yang terdiri atas konsentrasi 0 dan 75 mM NaCl. Pengamatan dilakukan pada beberapa karakter pertumbuhan hingga 21 hari setelah tanam (HST). Hasil penelitian menunjukkan bahwa variasi pada basa ke-558 gen SiDREB2 berpengaruh pada respon famili F3 hasil persilangan Botok-4 x ICERI-6 terhadap cekaman salinitas 75 mM NaCl. Famili F3 dengan nomor B4I6-11-342 yang memiliki genotipe A/A diduga paling toleran terhadap cekaman salinitas, berdasarkan beberapa indeks toleransi seperti MP, GMP, STI, YI, HM, K1STI, dan K2STI yang dihitung berdasarkan bobot kering tanaman. Beberapa nomor famili F3 dengan genotipe G/G, seperti B4I6-11-451, B4I6-11-486, B4I6-11-436, dan B4I6-11-370, juga menunjukkan toleransi terhadap cekaman salinitas berdasarkan beberapa indeks toleransi yang diamati. Percobaan kedua dilakukan dari bulan Januari hingga Mei 2023 di Kebun Percobaan Cikabayan Bawah. Percobaan ini bertujuan untuk melakukan studi genetik dan seleksi pada famili F3 hasil persilangan Botok-4 x ICERI-6 dengan bantuan marka SNAP berbasis gen SiDREB2. Percobaan ini menggunakan rancangan kelompok lengkap teracak augmented dengan lima kelompok. Materi genetik yang digunakan terdiri atas 50 famili F3 hasil persilangan Botok-4 x ICERI-6 dengan genotipe A/A (berdasarkan marka SNAP berbasis gen SiDREB2), dua genotipe tetua (Botok-4 dan ICERI-6), dan tiga genotipe lokal (Mauliru-2, NTB-1, dan Toraja) sebagai pembanding. Tiga karakter utama yang diamati, yaitu bobot biji per tanaman, umur berbunga, dan tinggi tanaman, menunjukkan nilai heritabilitas yang sedang hingga tinggi, serta memiliki keragaman fenotipik dan genetik yang sempit hingga luas. Bobot biji per tanaman juga memiliki korelasi positif nyata terhadap tinggi tanaman dan umur berbunga. Seleksi indeks terboboti yang dilakukan berdasarkan tiga karakter target dengan intensitas seleksi 20% dari individu terbaik dalam 20% famili F3 terbaik menghasilkan 37 individu F3 terbaik dari sepuluh famili F3 terbaik. Nilai duga kemajuan seleksi berdasarkan indeks seleksi terboboti menunjukkan adanya peningkatan produktivitas, peningkatan
Keyword: cekaman salinitas, pangan fungsional, seleksi berbantu marka, seleksi  indeks terboboti, functional food, marker-assisted selection, salinity stress, weighted selection index

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: