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 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: 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: