Judul: QTL untuk Sifat Toleransi Aluminium pada Kromosom 3 Padi Berdasarkan Karakter Panjang Akar
Abstrak: Padi adalah tanaman serealia yang relatif toleran terhadap cekaman aluminium (Al). Sifat toleransi padi terhadap cekaman Al merupakan sifat kuantitatif dengan melibatkan banyak gen atau quantitative trait loci (QTL) sehingga toleransi tanaman terhadap cekaman Al memiliki mekanisme yang kompleks. Sejauh ini, penelitian mengenai parameter sifat toleransi Al yang berhubungan dengan daerah QTL pada kromosom 3 dari padi belum tuntas diketahui. Parameter penghambatan panjang akar (PPA) dan root re-growth (RRG) telah dilaporkan memiliki korelasi yang rendah dengan QTL pada daerah kromosom 3 di antara marka RM489 dan RM517. Selain itu parameter RRG, PPA, dan panjang akar relatif (PAR) akar total belum bisa membedakan dengan jelas sifat toleransi terhadap Al antara genotipe padi IR64 transgenik B11 dan tipe liarnya. Sementara penggunaan parameter panjang akar total (PAT), panjang akar utama (PAU), panjang akar lateral (PAL), dan jumlah akar lateral (JAL) menunjukkan adanya perbedaan tingkat toleransi Al antara tanaman transgenik B11 dengan tipe liarnya. Oleh karena itu penelitian ini menjadi penting dilakukan untuk menentukan karakter panjang akar yang tepat dan dapat membedakan sifat toleransi Al, memetakan lokus B11 pada kromosom 3 berdasarkan pemetaan pautan menggunakan rekombinasi antar alel/marka, dan memverifikasi penggunaan marka B11, baik cleaved amplified polymorphism sequence (B11CAPS) atau single nucleotide polymorphism (SNPB11) pada padi gogo Indonesia. Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji dan DNA dari tetua (IR64 dan Hawara Bunar), 13 varietas padi gogo, dan 256 galur Recombinant Inbred Lines (RILs) F9 hasil silangan antara IR64 dan Hawara Bunar. Metode yang digunakan pada penelitian ini meliputi: analisis genotipe menggunakan marka SSR, B11CAPS, dan SNPB11, analisis fenotipe panjang akar ketika tercekam Al, analisis pemetaan QTL, serta verifikasi marka SNPB11 pada padi Inpago. Analisis fenotipe panjang akar yang dilakukan meliputi panjang akar total (PAT), panjang akar utama (PAU), panjang akar seminal (PAS), panjang akar lateral (PAL), dan jumlah akar lateral (JAL). Pengukuran karakter panjang akar dilakukan setelah tahap adaptasi, setelah cekaman Al, dan setelah tahap pemulihan (recovery) dengan memindai akar dengan menggunakan mesin Scanner Epson dan hasil gambar kemudian dihitung panjang akarnya dengan menggunakan program aplikasi RootReader2D dan ImageJ. Hasil penelitian menunjukkan bahwa struktur populasi RIL baik antara analisis genotipe maupun fenotipe menunjukkan kecenderungan yang sama yaitu galur RIL bersifat kuantitatif dan memiliki persebaran tingkat toleransi Al secara gradual mulai dari galur sensitif hingga toleran Al. Daerah QTL untuk karakter PAT, PAU, PAL, dan JAL muncul pada daerah di antara marka RM545 dan RM14543 pada kromosom 3 serta mencapai puncaknya pada daerah SNPB11 dengan nilai LOD di atas 2.5, sedangkan QTL untuk sifat panjang akar seminal (PAS) tidak dapat ditemukan. Karakter PAU, PAT, PAL, dan JAL terpaut pada marka SNPB11 dan QTL untuk toleransi tanaman terhadap cekaman Al berdasarkan karakter tersebut ditemukan pada daerah di sekitar marka SNPB11 dan RM14543. Hasil sekuensing menunjukkan bahwa pada SNPB11 ditemukan 2 SNP, yaitu pada SNP pertama padi Hawara Bunar memiliki nukleotida G, sementara padi gogo yang bersifat sensitif Al memiliki nukleotida A, dan pada SNP kedua padi Hawara Bunar memiliki nukleotida G, sedangkan padi gogo lainnya memiliki nukleotida C. Berdasarkan principal component analysis (PCA) menggunakan karakter panjang akar dan malondialdehid (MDA), maka tingkat toleransi beberapa varietas padi
Keyword: marka molekular, malondialdehid, pemetaan pautan, RIL, SNP

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: