KULTUR JARINGAN TANAMAN
Menurut Suryowinoto (1991),
yang dikutip oleh buku Teknik Kultur Jaringan: Pengenalan dan Petunjuk
Perbanyakan Tanaman Secara Vegetatif-Modern (1994), kultur jaringan dalam
bahasa asing disebut sebagai tissue culture. Kultur adalah budidaya dan
jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama.
jadi, kultur jaringan berarti membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi
tanaman kecil yang mempunyai sifat seperti induknya.
Kultur jaringan akan lebih
besar presentase keberhasilannya bila menggunakan jaringan meristem. Jaringan
meristem adalah jaringan muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang
selalu membelah, dinding tipis, plasmanya penuh dan vakuolanya kecil-kecil.
Kebanyakan orang menggunakan jaringan ini untuk tissue culture. Sebab, jaringan
meristem keadaannya selalu membelah, sehingga diperkirakan mempunyai zat hormon
yang mengatur pembelahan.
Teknik kultur jaringan
sebenarnya sangat sederhana, yaitu suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang
sering disebut eksplan secara aseptik diletakkan dan dipelihara dalam medium
pada atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril. dengan cara demikian
sebaian sel pada permukaan irisan tersebut akan mengalami proliferasi dan
membentuk kalus. Apabila kalus yang terbentuk dipindahkan kedalam medium
diferensiasi yang cocok, maka akan terbentuk tanaman kecil yang lengkap dan
disebut planlet. Dengan teknik kultur jaringan ini hanya dari satu irisan kecil
suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan kalus yang dapat menjadi planlet dalam
jumlah yang besar.
Pelaksanaan teknik kultur
jaringan tanaman ini berdasarkan teori sel sperti yang dikemukakan oleh
Schleiden, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan autonom, bahkan mempunyai
kemampuan totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan setiap sel, darimana saja
sel tersebut diambil, apabila diletakkan dilingkungan yang sesuai akan tumbuh
menjadi tanaman yang sempurna.
Teknik kultur jaringan akan
berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang diperlukan terpenuhi.
Syarat-syarat tersebut meliputi pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk
pembentukkan kalus, penggunaan medium yang cocok, keadaan yang aseptik dan
pengaturan udara yang baik terutama untuk kultur cair. Meskipun pada prinsipnya
semua jenis sel dapat ditumbuhkan, tetapi sebaiknya dipilih bagian tanaman yang
masih muda dan mudah tumbuh yaitu bagian meristem, seperti: daun muda, ujung
akar, ujung batang, keping biji dan sebagainya. Bila menggunakan embrio bagian
bji-biji yang lain sebagai eksplan, yang perlu diperhatikan adalah kemasakan
embrio, waktu imbibisi, temperatur dan dormansi.
Kegunaan utama dari kultur
jaringan adalah untuk mendapatkan tanaman baru dalam jumlah banyak dalam waktu
yang relatif singkat, yang mempunyai sifat fisiologi dan morfologi sama persis dengan
induknya. Dari teknik kultur jaringan tanaman ini diharapkan juga memperoleh
tanaman baru yang bersifat unggul. Secara lebih rinci dan jelas berikut ini
akan dibahas secara khusus kegunaan dari kultur jaringan terhadap berbagai ilmu
pengetahuan.
Perbanyakan tanaman secara besar-besaran telah
dibuktikan keberhasilannya pada perkebunan kelapa sawit dan tebu. Dengan cara
kultur jaringan dapat klon suatu komoditas tanaman dalam relatif cepat. Manfaat
yang dapat diperoleh dari kloning ini cukup banyak, misalnya: di luar pulau
Jawa akan didirikan suatu perkebunan yang membutuhkan bibit tanaman dalam
jumlah ribuan, maka sudah dapat dibayangkan betapa mahalnya biayanya hanya
untuk trasnportasi saja. Hal ini dapat diatasi denga usaha kloning melalui
budaya jaringan, karena hanya perlu membawa beberapa puluh botol planlet yang
berisi ribuan bibit. Dengan cara ini dapat menghemat waktu dan biaya yang cukup
banyak dalam persiapan pemberangkatan ataupun transportasinya. Pada ekspor
anggrek, misalnya, orang luar negeri menghendaki bunga anggrek yang seragam
baik bentuk maupun warnanya. Dalam hal ini dapat dipenuhi juga dengan usaha
kloning. Bibit-bibit tanaman dari usaha mericlono (tanaman hasil budidaya
meristem) akan berharga lebih mahal, karena induknya dipilih dari tanaman yang
mempunyai sifat paling bagus (unggul).
Kultur jaringan tanaman
telah dikenal banyak orang sebagai usaha mendapatkan varietas baru (unggul)
dari suatu jenis tanaman dalam waktu yang relatif lebih singkat dari pada
dengan cara pemuliaan tanaman yang harus dilakukan penanaman secara
berulang-ulang sampai beberapa generasi. Untuk mendapatkan varietas baru
melalui kultur jaringan dapat dilakukan dengan cara isolasi protoplas dari 2
macam varietas yang difusikan. Atau dengan cara isolasi khloroplas suatu jenis
tanaman yang dimasukkan kedalam protoplas jenis tanaman yang lain, sehingga
terjadi penggabungan sifat-sifat yang baik dari kedua jenis tanaman tersebut
hingga terjadi hibrid somatik. Cara yang lain adalah dengan menyuntikkan
protoplas dari suatu tanaman ketanaman lain. Contohnya transfer khloroplas dari
tanaman tembakau berwarna hijau ke dalam protoplas tanaman tembakau yang
albino, hasilnya sangat memuaskan karena tanaman tembakau menjadi hijau pula.
Contoh lain adalah keberhasilan mentrasnfer khloroplas dari tanaman jagung ke
dalam protoplas tanaman tebu hasilnya memuaskan (Herawati, 1991).
Khloroplas yang ditransfer
harus memenuhi syarat-syarat sebagai berikut:
1. Sewaktu dilakukan isolasi, khloroplas harus
sempurna.
2. Setelah diisolasi harus mempuyai sifat yang sama
dengan khloroplas yang tumbuh secara in vivo (budidaya biasa).
3. Setelah diisolasi masih mempunyai sifat atau
aktivitas fotosintesa yang cukup tinggi.
Contoh isolasi protoplas
dalam budidaya jaringan yang sangat berguna adalah ditemukannya sun-chlorella
(jenis ganggang). Ganggang ini secara enzimatis dijadikan protoplas (sel-selnya
ditelanjangi dengan cara diinkubasikan dalam enzim medium sehingga dinding
selnya larut), kemudian dikeringkan dibawah sinar matahari. Protoplas tersebut
selanjutnya dipecah hingga didapatkan khloroplas dan akhirnya dibuat pil-pil
untuk pengobatan.
Menciptakan varietas baru
dapat pula dilakukan dengan menggunakan bantuan jenis bakteri seperti bakteri
penyebab tumor yang disebut Agrobacterium tumifaciens. Bakteri ini disuntikkan
pada tanaman sehat mempunyai buah ukuran besar, agar tanaman sehat tersebut
menjadi sakit tumor. Bakteri yang berada dalam jaringan yang menonjol karena
terkena tumor tersebut kemudian diambil dan disuntikkan kedalam tanaman lain
yang ukuran buahnya kecil-kecil. Dengan cara ini terbukti bahwa tidak lama
kemudian tanaman tersebut menghasilkan buah yang ukurannya besar. Hal ini
membuktikan bahwa bakteri yang dipindahkan tersebut membawa sifat keturunan
yang ada pada tanaman semula. Sedangkan untuk mendapatkan yang baru yang tahan
terhadap stress garam, pestisida tertentu, logam berat, suhu rendah atau tinggi
dan sebagainya dapat dilakukan dengan cara-cara khusus.
Menciptakan tanaman baru
yang toleran terhadap stress garam pernah dilakukan oleh Handa dkk.
(Suryowinoto, 1985) yaitu terhadap tanaman tomat dan tembakau. Pada penelitian
ini menggunakan penambahan PEG (Poly Ethilen- Glycol) atau NaCL, yang biasa
dipergunakan untuk mendapatkan kultivar yang toleransi terhadap garam.
Beberapa jenis tanaman ada yang teramcam punah
(endangered species), misalnya berbagai jenis tanaman pisang, tanaman melati,
kenanga, kayu jati, dan kayu putih. Usaha yang paling tepat untuk melestarikan
tanaman yang terancam punah adalah dengan jalan kloning. Dengan usaha kloning
ini, populasi dari tanaman tersebut akan terselamatkan, bahkan dapat bertambah,
sekaligus sifat-sifat yang dimiliki oleh tanaman tersebut tetap terjamin.
Kultur jaringan juga
mempunyai manfaat yang besar dibidang farmasi, karena dari usaha ini dapat
dihasilkan metabolit skunder upaya untuk pembuatan obat-obatan, yaitu dengan
memisahkan unsur-unsur yang terdapat di dalam kalus ataupun protokormus,
misalnya alkoloid, steroid, dan terponoid. Dengan ditemukannya cara mendapatkan
metabolit skunderdari kalus suatu eksplan yang di tumbuhkan dalam medium kultur
jaringan, mak berarti dapat menghemat waktu dan tenaga. Dengan cara biasa,
untuk mendapatkannya harus menunggu lama samapai tanaman cukup umur bahkan
sampai berproduksi hingga bertahun-tahun. Sedangkan dengan teknik kultur
jaringan hanya membuthkan waktu antara tiga minggu sampai satu bulan saja.
Metabolit yang dihasilkan dari kalus ternyata juga memiliki kadar yang lebih
tinggi daripada dengan cara biasa (langsung dari tanaman). Dengan cara
pengambilan metabolit skunder dari kalus, biasanya selalu diperoleh kandungan
lain yang lebih banyak jenisnya, karena seringkali timbul zat-zat alkaloid atau
persenyawaan-persenyawaan lainnya yang sangat berguna untuk pengobatan.
Persenyawaan yang bermanfaat
yang diambil dari kalus dapat ditingkatkan kadarnya dengan cara
memanipulasinya, antara lain:
1. Memakai medium lain yang sesuai.
2. Mengubah salah satu kadar komponen dalam medium.
3. Memberi zat tambahan tertentu ke dalam medium,
misalnya penambahan zat pengatur tumbuh auksin ataupun sitokinin.
Kultur jaringan juga
memberikan masukkan atau informasi pengetahuan yang sangat bermanfaat dibidang
fisiologi tanaman. Pada tanaman anggrek misalnya, telah berhasil diketahui
bahwa jika ujung akarnya diiris melintang akan memperlihatkan warna tertentu.
Warna tersebut nantinya akan sama dengan warna bunganya. Hal ini sangat berguna
dalam bidang perdangan bunga hias, sebab walaupun tanamannya belum berbunga
orang sudah dapat mengetahui warna bunga yang akan muncul.
Melalui perbanyakan
vegetatif dengan kultur jaringan ternyata juga berpengaruh terhadap devisa
negara. Misalnya, denagn terlaksananya ekspor tanaman anggrek ke negara lain,
maka akan menaikkan devisa negara dibidang pertanian.
Teknik kultur jaringan sampai saat ini memang belum
biasa dilaksanakan oleh para petani, baru beberapa kalangan pengusaha swasta
saja yang sudah mencoba melaksanakannya, karena pelaksanaan teknik kultur
jaringan tanaman memerlukan keterampilan khusus dan harus diltar belakangi
dengan ilmu pengetahuan dasar tentang fisiologi tumbuhan, anatomi tumbuhan,
biologi, kimia dan pertanian. Dengan demikian jelas akan amat sulit untuk
diterima oleh kalangan petani biasa. Di samping itu, pelaksanaan teknik kultur
jaringan mutlak memerlukan laboratorium khusus, walaupun dapat di usahakan
secara sederhana (dalam ruang yang terbatas), namun tetap memerlukan peralatan
yang memadai. Kemungkinan lain petani akan merasa enggan bekerja secara
aseptik. Karena semua pekerjaan harus dilaksanakan secara hatri-hati dan cermat
serta memerlukan kesabaran yang tinggi. Biaya untuk mewujudkan perbanyakan
tanaman cecara in vitro ini juga sangat mahal, kecuali kita meramu medium
sendiri. Bila kia terpaksa harus membeli medium yang sudah jadi (dalam kemasan)
jelas akan sangat mahal, sebab medium yang sudah jadi masih harus di impor dari
luar negeri. Apalagi kita harus membeli saran untuk perlakuan isolasi dan fusi
protoplas, tentu biayanya akan bertambah besar. Enzim-enzim yang digunakan
dalam kultur jaringan juga masih dibeli dari luar negeri sepertti Jepang.
Lepas semua dari
kendala-kendala tersebut diatas, kita harus mengakui bahwa teknik kultur
jaringan sangat bermanfaat bagi dunia ilmu pengetahuan, terutama untuk
pengembangan bioteknologi.
ALAT-ALAT LABORATORIUM KULTUR JARINGAN
- Laminar Air Flow
Cabinet (LAFC)
Alat ini letaknya diruang
penabur, yaitu ruang yang selalu harus dalam keadaan steril. alat ini digunakan
sebagai tahap perlakuan penanaman.
- Shaker (penggojok)
Merupakan alat penggojok
yang putarannya dapat diatur menurut kemauan kita. Penggojok ini dapat
digunakan untuk keperluan menumbuhkan kalus pada eksplan anggrek atau untuk
membentuk protokormusatau sering disebut plb (protocorm like bodies) dari kalus
bermacam jaringan tanaman.
- Autoklaf
Autoklaf adalah alat sterilisasi untuk alat dan medium
kultur jarinang tanaman.
Sebelum menguraikan
cara-cara membuat medium kultur jaringan, maka terlebih dahulu kita harus
mengetahui unsur-unsur yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Unsur-unsur
yang dibuthkan tanaman dikelompokkan menjadi:
1. Garam-garam Anorganik
Setiap tanaman membutuhkan
paling sedikit 16 unsur untuk pertumbuhannya yang normal. Tiga unsur di
antaranya adalah C,H,O yang di ambil dari udara, sedangkan 13 unsur yang lain
berupa pupuk yang dapat diberikan melalui akar atau melalui daun. Pada
perbanyakan tanaman secara kultur jaringan. Semua unsur tersebut dibutuhkan
oleh tanaman untuk pertumbuhannya. Ada unsur yang dibutuhkan tanaman dalam
jumlah besar yang disebut unsur makro, ada pula yang dibutuhkan oleh tanaman
dalam jumlah sedikit tetapi harus tersedia yang disebut unsur mikro.
2. Zat-zat Organik
Zat-zat organik yang
biasanya ditambahkan dalam medium kultur jaringan adalah sukrosa, mio inositol,
asam amino, dan zat pengatur tumbuh. Sedangkan sebagai tambahan biasanya diberi
zat organik lain seperti air kelapa, ekstrak ragi, pisang, tomat, toge dan
lain-lain.
B. Kegunaan Setiap Unsur Bagi Tanaman
Setelah kita mengetahui
unsur-unsur yang dibutuhkan oleh tanaman, maka sebelum kita menentukan
unsur-unsur yang akan digunakan untuk meramu medium kultur jaringan perlu
mengetahui terlebih dahulu kegunaan unsur-unsur tersebut bagi pertumbuhan
tanaman atau jaringan tanaman.
1. Unsur Nitrogen (N)
Kegunaan unsur Nitrogen bagi tanaman adalah untuk
menyuburkan tanaman, sebab unsur N dapat membentuk protein, lemak dan berbagai
persenyawaan organik yang lain.
2. Unsur Fospor (P)
Dibutuhkan oleh tanaman untuk membentuk karbohidrat.
Maka, unsur P ini dibutuhkan secara besar-besaran pada waktu pertumbuhan benih.
3. Unsur Kalium (K)
Memperkuat untuk tubuh tanaman, karena unsur ini dapat
digunakan untuk memperkuat serabut-serabut akar, sehingga daun, bunga dan buah
tidak mudah gugur.
4. Unsur Sulpur (S)
Unsur ini digunakan untuk proses pembentukan anakan
sehingga pertumbuhan dan ketahanan tanaman terjamin.
5. Unsur Kalsium (Ca)
Digunakan untuk merangsang pembentukkan bulu-bulu
akar, mengeraskan batang dan merangsang pembentukkan biji.
6. Unsur Magnesium (Mg)
Digunakan tanaman sebagai bahan mentah untuk
ppembentukkan sejumlah protein.
7. Unsur Besi (Fe)
Unsur ini digunakan sebagai penyangga (chelati agint)
yang sangat penting untuk menyagga kestabilan pH media selama digunakan untuk
menumbuhkan jaringan tanaman.
8. Unsur Sukrosa
Unsur ini sering ditambahkan pada medium kultur
jaringan sebagai sumber energi yang diperlukan untuk induksi kalus.
9. Unsur Glukosa atau Fruktosa
Unsur ini dapat digunakan sebagai unsur pengganti
sukrosa karena dapat merangsang beberapa jaringan.
10. Unsur Mio-inositol
Penambahan unsur ini pada medium bertujuan untuk
membantu diferensiasi dan pertumbuhan sejumlah jaringan.
11. Unsur Vitamin
Vitamin-vitamin yang sering digunakan dalam
mediumklutur jaringan antara lain adalah Thiamin. Thiamin adalah vitamin
esensial yang digunakan untuk medium kultur jaringan.
12. Unsur Asam Amino
Unsur ini diunakan oleh tanaman untuk proses
pertumbuhan dan diferensiasi sel. Kebutuhan unsur asam amino oleh tanaman
berbeda.
13. Unsur Zat Pengatur Tumbuh.
Zat pengatur tumbuh pada tanaman adalah senywa organik
bukan hara, yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung, menghambat dan dapat
merubah proses fisiologi tumbuhan. Zat pengatur tumbuh dalam tanaman terdiri
dari lima kelompok yaitu, Auksin, Sitokinin, Giberelin, Etilen dan Inhibitor
dengan ciri khas dan pengaruh yang berlainan terhadap proses fisiologis.
Zat pengatur tumbuh sangat
diperlukan sebagai komponen medium bagi pertumbuhan dan diferensiasi. Tanpa
penambahan zat pengatur tumbuh dalam medium, pertumbuhan sangat terhambat
bahkan tidak akan tumbuh sama sekali.
C. Bentuk Fisik Media Tanam
Media tanam harus berisi
semua zat yang diperlukan untuk menjamin pertumbuhan eksplan. Bahan-bahan yang
diramu berisi campuran garam mineral sumber unsur makro dan unsur mikro, gula ,
vitamin, protein, dan hormon tumbuh. media tanam dalam kultur jaringan adalah
tempat untuk tumbuh eksplan. Media tanam tersebut dapat berupa larutan (cair)
atau padat. Media cair berarti campuran-campuran zat kimia dengan air suling,
sedangkan media padat adalah media zat cair tesebut ditambah dengan zat pemadat
agar.
D. Faktor Lingkungan
1. Keasaman (pH)
Keasaman pH adalah nilai
derazat keasaman atau kebasaan dari larutan dalam air. Keasaman (pH) suatu
larutan menyatakan kadar dari ion H dalam larutan. Nilai di dalam pH berkisar
antara 0 (sangat asam) sampai 14 (sangat basa), sedangkan titk netral adalah pH
pada 7.
Sel-sel tanaman yang
dikembangkan dengan teknik kultur jaringan mempunyai toleransi pH yang relatif
sempit dengan titik optimal antara pH 5,0-6,0. Bila eksplan mulai tumbuh, pH
dalam lingkungan kultur jaringan tanaman umumnya akan naik apabila nutrein
habis terpakai.
Pengukuran pH dapat
dilakukan dengan menggunakan pH meter, atau bila menginginkan yang lebih
praktis dan murah dapat digunakan kertas pH. Bila ternyata pH medium masih
kurang normal, maka dapat ditambah KOH 1-2 tetes. Sedangkan apabila pH
melampaui batas normal dinetralkan dengan penambahan HCL.
2. Kelembapan
Kelembapan relatif (RH)
lingkungan biasanya mendekati 100%. RH sekeliling kultur mempengaruhi pola
pengembangan. Jadi, pengaturan RH pada keadaan tertentu memerlukan suatu bentuk
diferensiasi Khusus.
- Cahaya
Intensitas cahaya yang
rendah dapat mempertinggi embriogenesis dan organogenesis. Cahaya ultra violet
dapat mendorong pertumbuhan dan pembentukan tunas dari kalus tembakau pada
intesitas yang rendah.
4. Temperatur
Temperatur yang dibutuhkan
untuk dapat terjadi pertumbuhan yang optimum umumnya adalah berkisar di antara
200-300°C. Sedangkan temperatur yang optimum untuk pertumbuhan kalus endosperm
adalah sekitas 250°C.
E. Pembuatan Media Tanam
Sebelum membuat medium, maka
terlebih dahulu kita harus menentukan medium apa yang akan kita buat. Jenis
medium dengan komposisi unsur kimia yang berbeda dapat digunakan untuk media
tumbuh dari jaringan tanaman yang berbeda pula. Misalnya media Vacin Went
sangat baik untuk media tumbuh anggrek. Tetapi tidak cocok untuk media tumbuh
lain. Untuk eksplan dair tanaman keras sring menggunakan medium WPM, sedangkan
untuk tanaman semusim (sayuran dan tanaman hias) sering menggunakan medium MS.
Medium Kundson C cocok untuk menanam eksplan kelapa kopyor dan anggrek.
Untuk membuat media kultur
jaringan, biasanya menimbang setiap komponen bahan kimia yang terdapat pada
resep medium dasar. Langkah ini kurang praktis karena memakan banyak waktu dan
mengurangi ketepatan. Selain itu, timbangan yang digunakan untuk menimbang
sejumlah kecil bahan kimia kadang-kadang tidak tersedia. Kendala ini dapat
diatasi dengan membuat larutan stoc terlebih dahulu, kecuali untuk unsur
makronya. Jadi perlu membuat larutan stoc mikro.
Published by:
Farhan Ghifari Mahesa
Geologi
1506730022
DAFTAR PUSTAKA
Hendaryono, Daisy P. Sriyanti. & Wijayani, Ari.
(1994). Teknik kultur jaringan :
pengenalan dan petunjuk perbanyakan
tanaman secara vegetatif-modern. Diunduh dari https://books.google.co.id/books?id=GxmM8rmUBOcC&printsec=frontcover&source=g bs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
No comments:
Post a Comment