Judul: Pengembangan Marka SNP Berbasis Gen Faktor Transkripsi untuk Toleransi Kekeringan atau Salinitas pada Tanaman Hotong [Setaria italica (L.) Beauv].
Abstrak: Hotong [Setaria italica (L.) BEAUV] merupakan tanaman serealia dengan kandungan protein yang tinggi dan kaya akan manfaat kesehatan pada bijinya. Tanaman ini memiliki tingkat toleransi terhadap cekaman kekeringan atau salinitas yang relatif lebih baik dibandingkan dengan tanaman serealia lainnya, sehingga berpotensi untuk dikembangkan sebagai tanaman pangan alternatif dan fungsional pada lahan-lahan sub-optimal. Keragaman dalam tingkat toleransi kekeringan atau salinitas dijumpai pada genotipe hotong. Perbaikan sifat diperlukan untuk meningkatkan tingkat toleransi genotipe hotong yang peka terhadap kekeringan atau salinitas. Salah satu usaha yang dapat ditempuh untuk meningkatkan toleransi hotong terhadap kekeringan atau salinitas adalah melalui pemanfaatan marka DNA berbasis Single Nucleotide Polymorphism (SNP). Pemilihan kandidat gen merupakan hal yang terpenting dalam pengembangan marka berbasis SNP. Gen faktor transkripsi merupakan kelas gen yang berfungsi sebagai regulator terhadap ekspresi gen-gen lain yang terlibat secara dalam mekanisme adaptasi tanaman terhadap cekaman kekeringan atau salinitas. DREB2 (Dehydration Responsive Element Binding 2) dan NAC (NAM, ATAF, dan CUC) merupakan dua gen faktor transkripsi yang terregulasi pada saat tanaman berada pada kondisi tercekam kekeringan atau salinitas. Kedua gen tersebut berpotensi untuk digunakan sebagai dasar pengembangan marka molekuler berbasis SNP. Deteksi SNP dapat dilakukan melalu berbagai macam teknik. Analisis dotblot SNP dan marka Single Nucleotide Amplified Polymorphism (SNAP) merupakan dua teknik deteksi SNP yang sederhana dan berpotensi untuk diaplikasikan dalam pemuliaan hotong. Tujuan dari penelitian ini adalah mengembangkan marka SNP berbasis gen faktor transkripsi untuk toleransi kekeringan atau salinitas pada tanaman hotong. SNP akan dideteksi menggunakan analisis dot-blot SNP dan marka SNAP. Kondisi optimum dari setiap teknik akan diaplikasikan untuk mendeteksi 26 genotipe hotong hasil eksplorasi yang belum diketahui tingkat toleransinya terhadap cekaman kekeringan atau salinitas. Penelitian terdiri atas tiga percobaan. Percobaan pertama adalah Karakterisasi dan Analisis Situs SNP pada Gen SiDREB2, SiNAC065, dan SiNAC110. Tujuan dari percobaan pertama adalah mendapatkan informasi mengenai karakteristik gen dan SNP pada ketiga gen faktor transkripsi dengan alel spesifik untuk toleransi kekeringan atau salinitas pada hotong. Materi yang digunakan adalah sekuen gen faktor transkripsi SiDREB2, SiNAC065, dan SiNAC110 dari empat genotipe hotong yang telah diketahui tingkat toleransinya terhadap cekaman kekeringan atau salinitas, yaitu ICERI-5, ICERI-6 (toleran), ICERI-4, dan ICERI-10 (peka). Hasil percobaan menunjukkan bahwa terdapat domain terkonservasi yang teridentifikasi pada ketiga sekuen asam amino faktor transkripsi dan terdapat satu SNP yang memiliki alel spesifik untuk toleransi kekeringan atau salinitas pada hotong. Genotipe toleran memiliki alel A, sedangkan genotipe peka memiliki alel G. SNP tersebut terletak pada nukleotida ke 558 pada gen SiDREB2 dan kemudian digunakan sebagai dasar pengembangan marka SNP. Percobaan kedua adalah Deteksi Alel SNP pada Gen SIDREB2 yang Spesifik Terhadap Toleransi Kekeringan atau Salinitas pada Hotong menggunakan Analisis Dot-blot SNP. Tujuan dari percobaan ini adalah menentukan kondisi optimum untuk mendeteksi SNP pada nukleotida ke 558 di gen SiDREB2 yang spesifik terhadap toleransi kekeringan atau salinitas pada hotong. Dua faktor yang mempengaruhi keberhasilan analisis dot-blot SNP untuk mendeteksi SNP secara spesifik dioptimasi dalam percobaan ini, yaitu temperatur hibridisasi dan rasio probe kompetitif. Empat kondisi hibridisasi yang terdiri atas kombinasi antara dua suhu hibridisasi (50 dan 55 ºC) dan dua rasio probe kompetitif (1:5 dan 1:10) dioptimasi. Kondisi hibridsasi kedua (suhu hibridisasi 50 ºC
Keyword: Single Nucleotide Polymorphism, gen faktor transkripsi, analisis dotblot SNP, marka SNAP, optimasi

Judul: Genetic Studies of F3 Family Number Foxtail Millet [Setaria  italica (L.) Beauv] Assisted by SiDREB2- based SNAP Markers
Abstrak: Hotong (Setaria italica L. Beauv.) merupakan salah satu tanaman serealia yang dilaporkan memiliki toleransi cukup baik terhadap cekaman salinitas pada rentang moderat, sehingga potensial untuk dibudidayakan di lahan salin. Keunggulan lain dari hotong adalah kandungan nutrisinya yang baik, yaitu indeks glikemik yang rendah, kandungan protein tinggi, mengandung mineral, serat pangan, dan anti-oksidan. Akan tetapi, hotong belum dikenal secara luas oleh masyarakat Indonesia dan belum ada varietas unggul hotong yang dilepas di Indonesia. Idiotipe varietas unggul hotong yang diinginkan yaitu memiliki sifat-sifat agronomis penting seperti habitus tidak terlalu tinggi, tidak mudah rebah, ukuran biji besar, waktu panen cepat, produktivitas tinggi, toleran terhadap cekaman lingkungan, dan kandungan gizi biji yang baik. Karakterisasi terhadap hotong koleksi Balai Penelitian Tanaman Serealia (Balitsereal) dan sejumlah genotipe hotong lokal Indonesia hasil eksplorasi telah dilakukan, dilanjutkan dengan persilangan genotipe ICERI-6 dengan genotipe Botok-4 yang keberhasilan hibridisasinya telah dikonfirmasi menggunakan marka SNAP berbasis gen SiDREB2. Seleksi pada generasi F2 berdasarkan indeks seleksi yang dibangun menggunakan karakter bobot biji per tanaman, umur berbunga dan tinggi tanaman serta berbantu marka SNAP berbasis gen SiDREB2 menghasilkan 50 nomor famili F3 dengan genotipe A/A untuk dilanjutkan evaluasinya pada generasi F3. Evaluasi famili F3 untuk toleransi terhadap cekaman salinitas dan performa agronomi di lapangan berbantu marka SNAP berbasis gen SiDREB2 penting untuk dilakukan. Penelitian terdiri atas dua percobaan. Percobaan pertama dilakukan untuk mengevaluasi pengaruh alel gen SiDREB2 dalam toleransi terhadap cekaman salinitas pada nomor-nomor famili F3 hotong hasil persilangan ICERI-6xBotok-4 di rumah kaca. Percobaan kedua dilakukan untuk mengevaluasi performa agronomi nomor-nomor famili F3 hasil persilangan ICERI-6xBotok-4 serta menentukan nilai ragam dan komponen heritabilitasnya. Hasil analisis pada percobaan pertama menunjukan variasi basa ke-558 pada gen SiDREB2 berpengaruh dalam toleransi bibit nomor-nomor famili F3 hotong hasil persilangan ICERI-6xBotok-4 terhadap cekaman salinitas 75 mM NaCl. Nomor-nomor famili F3 hotong dengan genotipe A/A memiliki toleransi yang lebih baik terhadap cekaman 75 mM NaCl berdasarkan bobot kering tajuk dan bobot kering total pada 21 HST, dibandingkan genotipe A/G dan G/G. Tiga nomor famili F3 dengan genotipe A/A (I6B4-7-286, -281, dan -293) diduga toleran terhadap cekaman salinitas berdasarkan indeks toleransi GMP (geometric mean productivity), HM (harmonic mean), STI (stress tolerance index), K2STI (K2 modified stress tolerance index), YI (yield index), dan K1STI (K1 modified stress tolerance index). Hasil analisis percobaan kedua menunjukkan bahwa populasi yang terdiri atas 50 nomor famili F3 dengan genotipe A/A memiliki nilai tengah populasi, heritabilitas, koefisien keragaman fenotipe (KKF), dan koefisien keragaman genetik (KKG) yang beragam. Famili F3 hotong hasil persilangan ICERI-6xBotok-4 memiliki nilai tengah yang lebih baik dari salah satu atau kedua tetuanya pada karakter tinggi tanaman, umur berbunga, dan bobot biji per tanaman. Karakter tinggi tanaman dan bobot biji per tanaman memiliki heritabilitas arti luas tinggi, sedangkan karakter umur berbunga memiliki heritabilitas arti luas sedang. Seleksi berdasarkan indeks seleksi terboboti menghasilkan 10 famili F3 terpilih, dan 30 individu dengan indeks seleksi tertinggi dari 10 famili F3 terbaik tersebut direkomendasikan untuk dilanjutkan ke generasi berikutnya. Nilai duga kemajuan seleksi (ΔG) mengindikasikan peningkatan tinggi tanaman, umur berbunga yang lebih cepat, dan peningkatan bobot biji per tanaman pada generasi selanjutnya. Evaluasi pengaruh variasi basa ke-558 pada gen SiDREB2
Keyword: broad-sense heritability, index selection, marker-assisted selection, salinity, tolerance 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: