Judul: Genetic Mapping and Identification of Drought Tolerance Genes in Rice
Abstrak: Respon toleransi kekeringan pada tanaman padi merupakan sifat kompleks hasil kontribusi dari berbagai karakter agromorfofisiologi yang dikendalikan oleh sejumlah gen dan diwariskan secara kuantitatif sebagai quantitative trait loci (QTL). Eksplorasi QTL untuk sifat toleransi kekeringan menggunakan sumber daya genetik baru dapat bermanfaat untuk mempelajari mekanisme yang mendasari sifat tersebut. Penelitian ini menggunakan populasi recombinant inbred line (RIL) padi keturunan F9 silangan IR64 × Hawara Bunar sebagai sumber daya genetik baru untuk melakukan pemetaan QTL dan identifikasi gen yang bertanggung jawab pada toleransi cekaman kekeringan terkait sifat agromorfofisiologi pada tanaman padi. Studi genetik diawali dengan melakukan sekuensing genom 90 padi RIL berikut kedua tetuanya. Identifikasi marka SNP dan konstruksi peta genetik pada 12 kromosom padi dilakukan sebagai karakterisasi genotipe. Karakterisasi fenotipe secara paralel dilakukan untuk karakter morfofisiologi dan agrofisiologi pada percobaan yang berbeda. Karakter morfofisiologi terkait toleransi cekaman kekeringan diamati secara simultan pada fase vegetatif di dalam rumah kaca menggunakan sistem pemrosesan morfometri dan instrumen Li-Cor 6400. Karakterisasi fenotipe juga dilakukan pada karakter agrofisiologi fase reproduktif yang dilakukan pada kondisi lapangan. Asosiasi genotipe-fenotipe berbasis populasi bi-parental dilakukan sebagai upaya dalam menentukan daerah QTL dan mengidentifikasi gen untuk karakter terkait toleransi kekeringan pada tanaman padi. Tingkat ekspresi gen-gen di dalam daerah QTL tersebut selanjutnya dikuantifikasi berdasarkan meta-analisis transkriptom. Gen responsif kekeringan mayor juga diidentifikasi berdasarkan meta-analisis transkriptom. Peta genetik yang digunakan untuk analisis QTL dikonstruksi dari marka hasil sekuensing. Genom 90 galur populasi RIL beserta kedua tetuanya disekuen menggunakan teknik genotyping-by-sequencing dan dihasilkan 30,3 juta basa dengan kualitas baik. Total sebanyak 4 juta marka SNP dihasilkan dari pensejajaran sekuen genom RIL beserta tetuanya. Marka tersebut diseleksi sehingga diperoleh 55.205 SNP berkualitas tinggi. Peta genetik sepanjang 1980 cM dengan kerapatan rata-rata sebesar 2,27 cM pada 12 kromosom tanaman padi telah berhasil dikonstruksi menggunakan 55.205 marka SNP, yang diwakili oleh 873 marka BIN. Peta genetik berikut dengan informasi konstitusi genetik dari setiap galur populasi RIL pada tahap ini selanjutnya digunakan untuk analisis QTL. Analisis QTL untuk karakter morfofisiologi dan agrofisiologi tanaman padi masing-masing dilakukan pada fase vegetatif dan reproduktif di bawah kondisi cekaman kekeringan. Karakter morfologi yang diamati yaitu luas daun, jumlah daun, panjang tajuk dan akar, berikut nilai rasionya. Karakter fisiologi yang diamati yaitu terkait fotosintesis, transpirasi, konduktansi stomata, CO2 interseluler, efisiensi penggunaan air, suhu tajuk, dan parameter Ball-Berry. Karakter agronomi yang diamati yaitu terkait hasil dan komponen hasil, yang meliputi jumlah malai, jumlah anakan, dan tinggi tanaman. Karakter agromorfofisiologi dianalisis dari pengamatan langsung pada kondisi kontrol dan cekaman kekeringan, berikut dengan karakter kondisional yang diperoleh dari perhitungan lima indeks toleransi, menghasilkan 175 kombinasi karakter morfofisiologi dan 147 kombinasi karakter agrofisiologi. Analisis pemetaan interval komposit berhasil mendeteksi 159 QTL untuk karakter morfofisiologi di dalam 52 daerah pada 12 kromosom tanaman padi. Sebanyak 4 QTL hotspot dan 1 QTL mayor untuk karakter morfofisiologi terpetakan pada kromosom padi nomor 1, 4 dan 11. Total 154 QTL untuk karakter agrofisiologi yang teridentifikasi, terdistribusi pada 66 daerah di dalam 12 kromosom padi. Satu daerah QTL hotspot berasosiasi dengan sejumlah karakter agrofisiologi toleransi kekeringan berhasil dipetakan pada kromosom nomor 8. Profil ekspresi pada gen-gen di dalam daerah QTL untuk karakter
Keyword: genotyping-by-sequencing, quantitative trait loci, recombinant inbred line, single nucleotide polymorphism, transcriptomics

Judul: Studi Kendali Genetik Toleransi Kekeringan pada Padi Sawah
Abstrak: Padi (Oryza sativa L.) adalah salah satu komoditas strategis yang merupakan sumber makanan pokok sebagian besar penduduk di dunia terutama Asia. Perakitan varietas padi toleran kekeringan akan menjadi lebih efisien apabila tersedia informasi tentang kendali genetiknya. Salah satu rancangan persilangan yang umum digunakan untuk mempelajari pola pewarisan suatu sifat adalah rancangan persilangan dialel. Beberapa varietas padi sawah yang menunjukkan tingkat toleransi yang berbeda-beda terhadap cekaman kekeringan telah terpilih dalam penelitian sebelumnya, selanjutnya varietas tersebut dijadikan tetua dalam persilangan sehingga diperoleh sejumah genotipe F1 yang perlu diuji tingkat toleransi dan pola pewarisannya terhadap cekaman kekeringan. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) memperoleh informasi pola pewarisan sifat toleransi terhadap kekeringan pada tanaman padi; (2) memilih karakter seleksi untuk toleransi terhadap kekeringan pada tanaman padi; dan (3) menduga kemajuan genetik untuk toleransi terhadap kekeringan pada tanaman padi. Bahan tanaman yang digunakan untuk metode persilangan dialel penuh adalah 4 varietas padi (Jatiluhur, Menthik Wangi, IR64, Way Apo Buru) sebagai tetua serta 12 genotipe F1 hasil persilangan di antara keempat tetua. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak dengan 3 ulangan dan 2 perlakuan, yaitu kondisi kekeringan dan optimum. Rancangan percobaan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Rancangan Kelompok Lengkap Teracak dengan 3 ulangan dan 2 perlakuan, yaitu kondisi kekeringan dan optimum. Hasil analisis ragam gabungan menunjukkan bahwa genotipe berpengaruh nyata terhadap karakter panjang daun bendera, tinggi tanaman, jumlah anakan, panjang malai, jumlah gabah isi, jumlah gabah hampa, jumlah gabah total dan bobot biji per tanaman. Nilai interaksi genotipe x lingkungan menunjukkan tidak adanya pengaruh nyata untuk keseluruhan karakter. Hal ini mengindikasikan adanya genotipe yang terbaik untuk di kedua lingkungan, yang dalam penelitian ini terdapat pada genotipe Jatiluhur. Nilai tertinggi heritabilitas arti luas (h2bs) dan perolehan genetik pada dua kondisi lingkungan berada pada jumlah gabah total per tanaman (0.81), sedangkan nilai heritabilitas arti sempit (h2ns) tertinggi terdapat pada karakter panjang malai (0.69). Hal ini mengindikasikan bahwa proporsi ragam aditif dalam menentukan karakter jumlah gabah total cukup tinggi dan juga berarti keragaman dominan dipengaruhi oleh faktor genetik. Jumlah gabah isi per malai dapat dijadikan karakter seleksi pada lingkungan bercekaman kekeringan dan lingkungan tidak bercekaman. Hal yang menjadi pertimbangan adalah karena karakter ini nyata pada analisis ragam tiap lingkungan maupun gabungan, juga memiliki nilai heritabilitas arti luas yang tinggi, dan memiliki proporsi ragam aditif yang lebih besar dari ragam dominannya.
Keyword: keragaman, padi, pemuliaan tanaman

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: