Judul: Drought Tolerance Confirmation of the Gogo Towuti Mutant Rice Strain: Morphophysiological, Biochemical, and Metabolomic Approaches
Abstrak: Toleransi kekeringan pada padi dipengaruhi oleh berbagai sifat agromorfofisiologi. Peningkatan toleransi kekeringan pada padi gogo menjadi hal yang sangat penting. Penelitian yang bertujuan untuk menyeleksi dan mengidentifikasi padi gogo Towuti melalui teknik induksi mutasi untuk mengembangkan varietas yang toleran terhadap cekaman kekeringan dan adaptif terhadap perubahan iklim masih terus dilakukan. Sampai saat ini temuan spesifik dari investigasi morfofisiologis, metabolomik, dan biokimia pada padi gogo Towuti mutan belum sepenuhnya diungkapkan. Selain itu, studi tentang kemampuan toleransi kekeringan sangat penting. Hal itu akan memberikan wawasan berharga mengenai adaptasi padi mutan gogo Towuti, terutama terkait adaptasi terhadap kekeringan, dan penerapannya dalam pertanian modern. Penelitian ini dilakukan di rumah kaca dan terdiri dari dua percobaan: (1) Konfirmasi toleransi kekeringan pada padi gogo M4, dan (2) Identifikasi respons morfofisiologis, biokimia, dan metabolomik pada generasi M5 terhadap tekanan kekeringan. Percobaan tersebut diatur dalam rancangan kelompok teracak lengkap (RKLT). Hasil penelitian menunjukkan variasi dalam respons toleransi kekeringan diantara 24 galur padi gogo M4. Dari 24 galur, dua galur menunjukkan sensitivitas terhadap kekeringan (Tw6, Tw24), sementara tiga galur menunjukkan toleransinya (Tw16, Tw18, Tw22) berdasarkan nilai derajat kekeringan (DTD), Skor recovey dan Skor daun mengering fase terminal. Nilai derajat kekeringan (DTD) beberapa galur mutan yang toleran (>0,85), memiliki skor daya tumbuh kembali yang tergolong toleran dan skor daun mengering fase terminal yang tergolong agak toleran. Indikator DTD dapat dijadikan sebagai indikator seleksi kekeringan pada tanaman padi. Cekaman kekeringan pada fase vegetatif dan terminal secara signifikan menurunkan rata-rata tinggi tanaman dan jumlah anakan total. Tanaman dengan toleransi rendah mengalami kesulitan menghadapi cekaman kekeringan berulang. Perbedaan respons tiap genotipe terhadap kondisi kekeringan yang diberikan menunjukkan tingkat toleransi terhadap cekaman kekeringan yang dipengaruhi oleh (a) karakter morfologi seperti penurunan tinggi tanaman jumlah anakan, lebar daun, (b) fisiologi, seperti penurunan SPAD, kadar air daun relatif, klorofil a, klorofil b, klorofil total, karoten, Transpirasi, Laju fotosintesis, Intercelular CO2, Total konduktansi dan terjadi peningkatan kebocoran elektrolit dan suhu daun (c) biokimia seperti mengikatnya total aktivitas enzim CAT, APX, MDA, Prolin, (d) metabolomik seperti penurunan jumlah senyawa metabolit. Kelompok genotipe padi toleran lebih tahan kering jika dibandingkan dengan genotipe padi peka dikarenakan kelompok genotipe membentuk perlindungan dengan memanjangkan akar, pembentukan kadar prolin yang tinggi, meningkatnya total aktifitas enzim CAT dan APX serta didukung oleh pembentukan senyawa metabolit sekunder berupa phytol dan neopytadiene.
Keyword: antioxidant defence, mutant, membrane stability, reactive oxygen

Judul: Respons morfofisiologi, agronomi, dan studi mekanisme toleransi padi gogo mutan terhadap cekaman kekeringan
Abstrak: Perubahan iklim secara global menyebabkan kenaikan temperatur udara dan perubahan pola curah hujan. Hal ini akan menimbulkan kekeringan pada sebagian besar areal pertanian sehingga dapat menurunkan produktivitas tanaman budidaya. Peningkatan produksi padi dengan memanfaatkan lahan kering menjadi tantangan di masa depan mengingat keterbatasan daya dukung lahan, terutama sumber daya air. Selain kondisi kesuburan lahan kering yang tidak menguntungkan dan ketersediaan air yang tergantung dari hujan, kendala lain yang dihadapi adalah masih kurang tersedianya varietas padi yang toleran terhadap cekaman abiotik, terutama kekeringan. Oleh karena itu perlu pengembangan varietas padi gogo toleran kekeringan untuk mengantisipasi perubahan iklim serta optimalisasi lahan kering yang banyak tersebar di Indonesia salah satunya dengan pemuliaan tanaman berbasis mutasi induksi. Untuk keperluan pengembangan varietas padi gogo toleran, diperlukan informasi menyeluruh berbagai respons pertumbuhan tanaman padi gogo mutan akibat cekaman kekeringan. Tujuan umum penelitian ini adalah untuk memperoleh informasi respons morfologi, fisiologi, dan agronomi padi gogo mutan serta mekanisme toleransinya pada cekaman kekeringan. Penelitian terdiri atas tiga topik penelitian dengan lima percobaan. Topik penelitian pertama berkaitan dengan toleransi Situgintung pada cekaman kekeringan fase vegetatif dan reproduktif. Topik penelitian kedua adalah seleksi padi gogo mutan M3 dan M4 pada cekaman kekeringan fase vegetatif dan reproduktif di lapangan. Seleksi M1 dan M2 sudah dilakukan oleh peneliti sebelumnya. Topik ketiga adalah studi mekanisme padi gogo mutan M5 pada cekaman kekeringan fase reproduktif. Situgintung merupakan varietas padi gogo yang dilepas Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) pada tahun 1992. Hasil penelitian menunjukkan, Situgintung mempunyai tingkat toleransi kekeringan pada fase vegetatif maupun reproduktif yang lebih baik dibandingkan IR20 (cek peka). Situgintung mampu mengurangi dampak negatif dari kondisi kekurangan air dengan cara mengurangi kerusakan klorofil dan mengurangi penurunan jumlah anakan. Kandungan prolin pada Situgintung tidak berbeda nyata pada kontrol dan kekeringan. MDA pada genotipe Situgintung meningkat saat kekeringan. Situgintung menunjukkan kemampuannya mengurangi penurunan jumlah anakan, sehingga penurunan relatif hasil panen Situgintung yang ditunjukkan dari bobot gabah per rumpun lebih kecil dibanding IR20, namun masih lebih besar dibanding Salumpikit (cek toleran). Pada kekeringan fase reproduktif, penurunan relatif CO2 interseluler, konduktansi stomata, dan transpirasi Situgintung lebih kecil jika dibandingkan dengan IR20. Seleksi padi gogo mutan M3 dilakukan dengan metode indeks seleksi terboboti. Hasil penelitian menunjukkan karakter yang dapat dijadikan kriteria seleksi padi gogo mutan toleran kekeringan fase reproduktif adalah bobot gabah per rumpun (BG), kerapatan malai (KM), panjang malai (PM), dan jumlah gabah isi per malai (GI). Skrining padi gogo mutan M3 fase reproduktif di lapangan melalui metode seleksi indeks terboboti menghasilkan rumus I = (5*0.44BG) + (2*0.41KM) + (0.23PM) + (0.42GI). Hasil penelitian didapatkan 89 genotipe mutan M4 berdaya hasil tinggi dengan karakter agronomi baik sehingga akan dilanjutkan pada penelitian selanjutnya. Padi mutan M4 diambil 20 nomor terbaik hasil perangkingan nilai seleksi indeks terboboti untuk diseleksi kembali pada kekeringan fase vegetatif di lapangan dengan metode DTD (Drought Tolerance Degree). Dari hasil dendrogram didapatkan empat nomor mutan (G197, G77, G82 dan G107) yang mempunyai kedekatan sifat dengan Salumpikit (cek toleran). Nilai DTD mempunyai korelasi positif dan nyata dengan daya tumbuh kembali, kandungan klorofil, kadar air relatif, jumlah anakan produktif, panjang malai, jumlah gabah isi, bobot 100 butir dan bobot
Keyword: APX, CAT, potensial air daun, prolin, DTD, Indeks seleksi terboboti

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: