Judul: Identification of Waxy Allele based on GBSSI gene in Foxtail Millet (Setaria italica (L.) P. Beauv.)
Abstrak: Pati biji serealia umumnya tersusun atas amilosa dan amilopektin dalam rasio 1:3. Sintesis amilosa pada endosperma dikendalikan oleh gen tunggal dominan, Waxy (Wx) yang mengode enzim granule-bound starch synthase I (GBSSI). Hilangnya fungsi gen ini akan memunculkan fenotipe endosperma berlilin (waxy). Penentuan tipe endosperma dapat dilakukan secara sederhana menggunakan metode pewarnaan iodin. Prinsip penting dalam metode ini adalah kemampuan iodin dalam bereaksi dengan amilosa yang kemudian akan menghasilkan warna biru. Sebaliknya, reaksi iodin dengan amilopektin akan menghasilkan warna kemerahan dikarenakan rendahnya afinitas antara kedua senyawa tersebut. Dalam penelitian ini, dua puluh satu genotipe berhasil diidentifikasi memiliki tipe endosperma tidak berlilin (nonwaxy), sementara dua genotipe (ICERI 2 dan Padang) memiliki endosperma berlilin (waxy). Gen Wx pada hotong telah banyak dipelajari dan sejauh ini, terdapat tiga belas variasi alel yang muncul akibat insersi transposable elements (TEs) ke dalam daerah gen. Sebagian besar genotipe yang diuji dalam penelitian ini memiliki endosperma tidak berlilin (nonwaxy). Empat belas genotipe (ICERI 1, ICERI 3, ICERI 5, ICERI 6, Botok 6, Botok 7, Botok 8, Botok 10, Botok 12, Botok 15, Botok 19, Botok 20, Sane Loe Nagekeo, dan Wete Nagekeo) memiliki alel tipe I, lima genotipe (ICERI 4, ICERI 7, ICERI 8, ICERI 9, dan ICERI 10) bertipe VI, dan satu genotipe (ICERI 2) bertipe VIII. Sekuen TE yang ditemukan pada tipe alel tersebut sama dengan yang telah dilaporkan sebelumnya. Pada penelitian ini, teramati polimorfisme baru dari hasil amplifikasi primer M7/R10 yang diduga muncul akibat delesi parsial sekuen tipe VI, yang kemudian ditetapkan sebagai tipe alel XI. Genotipe dengan alel tipe XI (Botok 2 dan Botok 4) memiliki endosperma tidak berlilin. Delesi pada tipe XI menyebabkan perubahan sekuen intron 12. Melalui hasil prediksi, GBSSI-XI dapat membentuk CDS yang lebih panjang dari CDS tipe liar akibat perubahan posisi acceptor site dalam proses RNA splicing. Prediksi model protein menunjukkan adanya pemanjangan loop struktur primer pada C-domain protein. Pemanjangan loop tidak mengubah struktur inti protein, tetapi berada di dekat daerah jembatan disulfida yang berperan penting dalam menjaga struktur dan stabilitas protein. Variasi alelik yang ditemukan dalam penelitian ini muncul dari peristiwa mutasi yang terjadi pada daerah intron 12 SiGBSSI. Variasi pada daerah insersi lain tidak teramati. Pasang primer M7/R10 dapat digunakan untuk mengidentifikasi tipe alel dua puluh tiga genotipe hotong dan generasi turunannya. Identifikasi tipe alel genotipe-genotipe baru yang tidak termasuk dalam penelitian ini masih tetap menggunakan empat pasang primer sesuai klasifikasi yang dirumuskan Kawase et al. (2005). Selain akibat insersi TE, keragaman gen SiGBSSI juga muncul dari mutasi nukleotida, seperti single nucleotide polymorphisms (SNPs) dan insersi/delesi (indel). Meski tidak berasosiasi dengan fenotipe, keragaman tersebut diketahui memiliki keterkaitan terhadap asal dan pola sebaran geografis hotong. Keragaman sekuen meliputi sepuluh indel pada intron 1, satu indel pada ekson 2, dan satu SNP pada ekson 10. ICERI 2, ICERI 7, ICERI 9, Botok 2, dan Botok 4 memiliki tipe sekuen yang umum dimiliki genotipe-genotipe asal Asia Tenggara dan Nepal. ICERI 5 dan ICERI 6 memiliki tipe sekuen yang sama dengan genotipe yang berasal dari India bagian selatan. Delesi satu basa sitosin pada posisi nukleotida ke-1053 (C1053) relatif terhadap sekuen Yugu-1 teramati pada ICERI
Keyword: allele types, allelic variation, endosperm type, indel, SNP, Waxy gene, foxtail millet

Judul: Identification of Waxy Traits and Line × Tester Genetic Analysis for Waxy Sorghum Variety Development
Abstrak: Sumber pangan utama yang dibutuhkan manusia adalah karbohidrat. Sumber pangan karbohidrat dapat ditemukan pada tanaman serealia dan umbi-umbian. Sebagian besar sumber pangan karbohidrat yang dikonsumsi masyarakat Indonesia berasal dari beras padi. Indonesia memiliki berbagai macam jenis tanaman yang berpotensi sebagai sumber karbohidrat alternatif pengganti beras padi, salah satunya adalah tanaman sorgum. Tanaman sorgum (Sorghum bicolor L. Moench) memiliki keunggulan dalam daya adaptasi, produktivitas yang baik pada lahan marjinal, dan memiliki kandungan gizi yang baik untuk dijadikan sebagai pangan fungsional. Perakitan varietas sorgum saat ini tidak hanya diarahkan pada peningkatan produktivitas, tetapi juga dilakukan terhadap kualitas biji dan kualitas tanak. Salah satu kualitas tanak yang disukai oleh sebagian besar masyarakat Indonesia adalah nasi bertekstur pulen. Nasi pulen berasal dari beras yang mengandung amilosa rendah dan amilopektin tinggi pada pati di endosperma biji. Penyebab utama keberadaan sifat tersebut adalah mutasi pada gen granule-bound starch synthase I (GBSSI) yang berperan dalam sintesis amilosa pada serealia. Akan tetapi, varietas sorgum nasional yang dimiliki Indonesia saat ini masih memiliki kandungan amilosa yang tinggi, sehingga olahan beras sorgum akan menghasilkan nasi yang bertekstur pera. Oleh karena itu, pengembangan varietas sorgum waxy perlu menjadi perhatian untuk pemenuhan kebutuhan sesuai preferensi konsumen. Penelitian ini terdiri dari tiga percobaan dengan masing-masing percobaan bertujuan untuk (1) mengidentifikasi genotipe sorgum yang memiliki sifat waxy berdasarkan pewarnaan iodin pada polen dan endosperma biji, analisis kandungan amilosa, serta marka molekuler terkait gen GBSSI; (2) mengidentifikasi situs mutasi sekuens SbGBSSI yang menyebabkan penurunan kandungan amilosa pada genotipe sorgum Indonesia; dan (3) menganalisis nilai duga parameter genetik, daya gabung, dan heterosis pada beberapa karakter agronomi. Percobaan pertama adalah identifikasi sifat waxy melalui pewarnaan iodin, pengujian kandungan amilosa, dan pengujian marka molekuler. Percobaan dilakukan dari Januari 2021 hingga Februari 2022 yang dilaksanakan di Laboratoraium Mikroteknik Departemen AGH IPB untuk percobaan pewarnaan iodin, Laboratorium Biologi Molekuler BB Biogen untuk percobaan marka molekuler, dan Laboratorium Pengujian BB Pascapanen untuk analisis kandungan amilosa. Hasil percobaan menunjukkan satu dari enam genotipe sorgum yang diuji, yaitu Pulut 3, terkonfirmasi memiliki sifat waxy berdasarkan metode pewarnaan iodin dan memiliki kandungan amilosa rendah (6,18%). Seluruh genotipe menunjukkan pola pita non-mutan berdasarkan analisis molekuler terkait deteksi mutasi gen GBSSI (wxa, wxb, dan wxc). Pulut 3 diduga memiliki mutasi alel waxy dari gen GBSSI yang berbeda dari ketiga alel waxy yang telah dilaporkan sebelumnya. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa genotipe sorgum Pulut 3 berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai tetua donor karakter waxy dalam program perbaikan varietas sorgum. Percobaan kedua adalah identifikasi situs mutasi pada sekuen GBSSI pada sorgum Indonesia. Percobaan dilakukan pada November 2021 hingga Maret 2022 di Laboratorium Biologi Molekuler BB Biogen. Bahan genetik yang diuji melalui perunutan basa nukleotida pada daerah ekson ke-3 hingga ekson ke-7 merupakan dua genotipe sorgum dengan kandungan amilosa yang kontras, yaitu PI-150-20A dan Pulut 3. Situs mutasi delesi 12 basa nukleotida teridentifikasi pada daerah ekson ke-5 genotipe Pulut 3 (waxy). Mutasi ini menyebabkan delesi empat residu asam amino pada daerah domain starch synthase catalytic. Pemodelan protein menunjukkan perubahan struktur loop akibat delesi residu asam amino dan diprediksi menyebabkan perubahan struktural dan fungsional pada protein dewasa SbGBSSI. Marka ARMS dengan pasangan primer
Keyword: combining ability, genetic component, gene mutation, microhomology-mediated end-joining, waxy sorghum

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: