KULTUR JARINGAN

BAB I
PENDAHULUAN

 

  1. A.    Latar Belakang

Setiap sel tumbuhan memiliki informasi genetik yang lengkap. Berdasarkan hal tersebut, diperkirakan bahwa sel tumbuhan dapat tumbuh menjadi individu baru yang utuh dan lengkap sama seperti induknya. Kemampuan sel tumbuhan untuk tumbuh menjadi individu baru jika diletakkan pada lingkungan yang sesuai dinamakan totipotensi.

Kemampuan sel tumbuhan yang dinamakan totipotensi telah mendorong ilmuan untuk mengembangkan sel atau jaringan tersebut sehingga menghasilkan suatu individu baru yang akhirnya dikembangkan suatu sistem yang dinamakan kultur in vitro tumbuhan.

Secara sederhana kultur in vitro ini merupakan perbanyakan tumbuhan secara vegetatif seperti menyetek, tetapi jaringan yang akan ditumbuhkan ini di kultur dalam medium khusus. Sehubungan dengan salah satu teknik pembiakan vegetatif yang masih baru tersebut dan masih belum banyak dikembangkan di Indonesia

  1. B.     Perumusan Masalah

Masalah yang akan dibahas dalam makalah ini adalah mengenai pengertian kultur jaringan, membahas teknik, manfaat serta tahapan pembuatannya dan tentunya akan membahas mengenai kelebihan dan kekurangannya.

  1. C.    Manfaat dan Tujuan Penulisan

Penulisan makalah ini bertujuan untuk memenuhi ketuntasan mata kuliah Kultur Jaringan. Selain itu dalam makalah ini tentunya memiliki manfaat antara lain bagi penulis bisa lebih memahami apa yang dimaksud kultur jaringan beserta hal lain mengenai kultur jaringan. Sedang bagi pembaca semoga bisa menjadi bahan bacaan untuk mengenal kultur jaringan lebih dekat.

BAB II

KULTUR JARINGAN

 

  1. A.    Definisi

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.

Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril.

Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif. Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai beberapa keunggulan, antara lain: mempunyai sifat yang identik dengan induknya, dapat diperbanyak dalam jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan tempat yang luas, mampu menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu yang singkat, kesehatan dan mutu bibit lebih terjamin, kecepatan tumbuh bibit lebih cepat dibandingkan dengan perbanyakan konvensional.

Berdasarkan bagian-bagian tanaman yang dikulturkan secara spesifik terdapat beberapa macam kultur:

  1. Kultur organ, yaitu kultur yang diinisiasi dari organ-organ tanaman seperti: pucuk terminal dan aksilar, meristem, daun, batang, ujung akar, bunga, buah muda, embrio, dan sebagainya.
  2. Kultur biji (seed culture), kultur yang bahan tanamnya menggunakan biji atau seedling.
  3. Kultur kalus, yaitu kultur sekumpulan sel yang tidak terorganisir, hanya sel-sel parenkim yang berasal dari bahan awal
  4. Kultur suspensi, yaitu kultur sel bebas atau agregat sel kecil dalam media cair. Pada umumnya kultur suspensi diinisiasi dari kalus.
  5. Kultur protoplas, yaitu kultur sel-sel muda yang diinisiasi dalam media cair yang dihilangkan dinding selnya. Kultur protoplas digunakan untuk hibrididasi somatik (fusi dua protoplas baik intraspesifik maupun interspesifik).
  6. Kultur haploid (kultur mikrospora/ anther), yaitu kultur dari kepala sari (kultur anther) atau tepung sari (kultur mikrospora).

 

  1. B.     Teori Dasar Kultur Jaringan
    1. Teori Sel

Semua jasad (organisme) hidup terdiri dari sel yang memiliki nukleus (inti) yang terbungkus membran atau struktur serupa tapi tanpa membran. Sel-lah yang menentukan struktur maupun fungsi semua jasad hidup, baik tingkat rendah maupun tinggi. Sel hanya terjadi dari pembelahan sel yang ada sebelumnya, dan masing-masing sel mempunyai sistem kehidupan sendiri.

  1. Teori Totipotensi Sel (Total Genetic Potential)

artinya setiap sel memiliki potensi genetik seperti zigot yaitu mampu memperbanyak diri dan berediferensiasi menjadi tanaman lengkap.

  1. C.    Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Regenerasi
    1. Bentuk Regenerasi dalam Kultur In Vitro : pucuk aksilar, pucuk adventif, embrio somatik, pembentukan protocorm like bodies, dll
    2. Eksplan ,adalah bagian tanaman yang dipergunakan sebagai bahan awal untuk perbanyakan tanaman. Faktor eksplan yang penting adalah genotipe/varietas, umur eksplan, letak pada cabang, dan seks (jantan/betina). Bagian tanaman yang dapat digunakan sebagi eksplan adalah pucuk muda, batang muda, daun muda, kotiledon, hipokotil, endosperm, ovari muda, anther, embrio, dll.
    3. Media Tumbuh, Di dalam media tumbuh mengandung komposisi garam anorganik, zat pengatur tumbuh, dan bentuk fisik media. Terdapat 13 komposisi media dalam kultur jaringan, antara lain: Murashige dan Skoog (MS), Woody Plant Medium (WPM), Knop, Knudson-C, Anderson dll. Media yang sering digunakan secara luas adalah MS.
    4. Zat Pengatur Tumbuh Tanaman. Faktor yang perlu diperhatikan dalam penggunaan ZPT adalah konsentrasi, urutan penggunaan dan periode masa induksi dalam kultur tertentu. Jenis yang sering digunakan adalah golongan Auksin seperti Indole Aceti Acid(IAA), Napthalene Acetic Acid (NAA), 2,4-D, CPA dan Indole Acetic Acid (IBA). Golongan Sitokinin seperti Kinetin, Benziladenin (BA), 2I-P, Zeatin, Thidiazuron, dan PBA. Golongan Gibberelin seperti GA3. Golongan zat penghambat tumbuh seperti Ancymidol, Paclobutrazol, TIBA, dan CCC.
    5. Lingkungan Tumbuh. Lingkungan tumbuh yang dapat mempengruhi regenerasi tanaman meliputi temperatur, panjang penyinaran, intensitas penyinaran, kualitas sinar, dan ukuran wadah kultur.

 

  1. D.    Tujuan, Manfaat Kelebihan serta Kelemahan Kultur Jaringan
    1. Tujuan Kultur Jaringan

Tujuan pokok penerapan perbanyakan dengan teknik kultur jaringan adalah produksi tanaman dalam jumlah besar pada waktu singkat, terutama untuk varietas-varietas unggul yang baru dihasilkan.

  1. Manfaat Kultur Jaringan

Banyak metode dalam teknik kultur jaringan, selain untuk tujuan pokok yaitu perbanyakan dalam jumlah besar dan cepat juga metode-metode untuk tujuan pemuliaan tanaman, menghasilkan jenis tanaman yang baru yang kita inginkan. Manfaat kultur jaringan dibidang pertanian adalah produksi tanaman bebas virus dengan teknik kultur meristem. Untuk produksi bahan-bahan farmasi dimana sel-sel kultur juga menghasilkan persenyawaan-persenyawaan yang dibutuhkan manusia dengan tingkat produksi per-unit berat kering yang setara atau lebih tinggi dari tanaman asalnya.

Secara lebih terperinci manfaat dari kultur in vitro tumbuhan antara lain:

  1. Mendapatkan tumbuhan baru dalam jumlah banyak dalam waktu relatif singkat dengan sifat sama dengan induknya.
  2. Mendapatkan tumbuhan baru yang bersifat unggul dalam waktu relatif singkat.
  3. Efisien tempat dan waktu.
  4. Tidak tergantung musim, dapat diperbanyak secara continue.
  5. Untuk skala besar biaya lebih murah.
  6. Cocok untuk tanaman yang sulit bergenerasi
  7. Merupakan sarana meningkatkan kualitas tanaman misalnya jenis tanaman tertentu terserang virus maka dengan kultur jaringan dapat dihasilkan tanaman bebas virus
  8. Peluang untuk menghasilkan bahan biokatif/metabolit sekunder tanpa menanam di luar atau di lapang. Dalam kultur jaringan yang menjadi penghambat biasa virus, bakteri dan jamur yang dapat menyebabkan tidak berhasilnya kultur jaringan.
  9. Menciptakan tanaman baru yang toleran terhadap stress garam. Saat ini, lahan-lahan di pinggir pantai yang semula tidak dapat ditanami, sudah dapat diusahakan kembali dengan menggunakan varietas-varietas baru hasil kultur jaringan yang tahan garam.
  10. Melestarikan tumbuh-tumbuhan yang hampir punah.
  11. Mendapatkan metabolit sekunder yang terdapat pada sel tumbuhan secara tepat, yang digunakan untuk pembuatan obat-obatan.
    1. Kelebihan dan Kelemahan Teknik Kultur Jaringan

Kelebihan teknik kultur jaringan adalah dapat memperbanyak tanaman tertentu yang sangat sulit dan lambat diperbanyak secara konvensional, dalam waktu singkat dapat menghasilkan jumlah bibit yang lebih besar, perbanyakannya tidak membutuhkan tempat yang luas, dapat dilakukan sepanjang tahun tanpa mengenal musim, bibit yang dihasilkan lebih sehat dan dapat memanipulasi genetik dan biaya pengangkutan bibit lebih murah.

Sedangkan kelemahannya adalah dibutuhkannya biaya yang relatif lebih besar untuk pengadaan laboratorium, dibutuhkan keahlian khusus untuk mengerjakannya dan tanaman yang dihasilkan berukuran kecil dengan kondisi aseptik, terbiasa dilingkungan hidup dengan kelembaban tinggi dan relatif stabil sehingga perlu perlakuaan khusus setelah aklimatisasi dan perlu penyesuaian lagi untuk kelingkungan eksternal.

  1. E.     Tahapan-Tahapan Dalam Kultur Jaringan
    1. Pembuatan Media

          Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan. Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol kaca. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf.

 

  1. Inisiasi Kultur

Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas.

Tujuan utama dari propagasi secara in-vitro tahap ini adalah pembuatan kultur dari eksplan yang bebas mikroorganisme serta inisiasi pertumbuhan baru, ini mengusahakan kultur yang aseptik atau aksenik. Aseptik berarti bebas dari mikroorganisme, sedangkan aksenik berarti bebas dari mikroorganisme yang tidak diinginkan. Dalam tahap ini juga diharapkan bahwa eksplan yang dikulturkan akan menginisiasi pertumbuhan baru, sehingga akan memungkinkan dilakukannya pemilihan bagian tanaman yang tumbuhnya paling kuat,untuk perbanyakan (multiplikasi) pada kultur tahap selanjutnya.

Masalah yang sering dihadapi pada kultur tahap ini adalah terjadinya pencokelatan atau penghitaman bagian eksplan (browning). Hal ini disebabkan oleh senyawa fenol yang timbul akibat stress mekanik yang timbul akibat pelukaan pada waktu proses isolasi eksplan dari tanaman induk. Senyawa fenol tersebut bersifat toksik, menghambat pertumbuhan atau bahkan dapat mematikan jaringan eksplan.

  1. Sterilisasi

Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan. Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril. Tunas hidup di atas tanah sering banyak tanah yang melekat perlu dibersihkan hal ini karena pada eksplan tunas khususnya pada pisang mengandung bakteri internal seperti Pseudomonas dan Erwinia.

 

 

  1. Multiplikasi atau Perbanyakan Propagul

Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan. Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.

Tahap ini bertujuan untuk menggandakan propagul atau bahan tanaman yang diperbanyak seperti tunas atau embrio, serta memeliharanya dalam keadaan tertentu sehingga sewaktu-waktu bisa dilanjutkan untuk tahap berikutnya. Pada tahap ini, perbanyakan dapat dilakukan dengan cara merangsang terjadinya pertumbuhan tunas cabang dan percabangan aksiler atau merangsang terbentuknya tunas pucuk tanaman secara adventif, baik secara langsung maupun melalui induksi kalus terlebih dahulu. Seperti halnya dalam kultur fase inisiasi, di dalam media harus terkandung mineral, gula, vitamin, dan hormon dengan perbandingan yang dibutuhkan secara tepat.

  1. Pengakaran

Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteri ataupun jamur. Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru (disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan bakteri).

Tujuan dari tahap ini adalah untuk membentuk akar dan pucuk tanaman yang cukup kuat untuk dapat bertahan hidup sampai saat dipindahkan dari lingkungan in-vitro ke lingkungan luar.

  1. Aklimatisasi

Dalam proses perbanyakan tanaman secara kultur jaringan, tahap aklimatisasi planlet merupakan salah satu tahap kritis yang sering menjadi kendala dalam produksi bibit secara masal. Pada tahap ini, planlet atau tunas mikro dipindahkan ke lingkungan di luar botol seperti rumah kaca, rumah plastik, atau screen house (rumah kaca kedap serangga). Proses ini disebut aklimatisasi. Aklimatisasi adalah proses pengkondisian planlet atau tunas mikro (jika pengakaran dilakukan secara ex-vitro) di lingkungan baru yang aseptik di luar botol, dengan media tanah, atau pakis sehingga planlet dapat bertahan dan terus menjadi bibit yang siap ditanam di lapangan. Prosedur pembiakan dengan kultur jaringan baru bisa dikatakan berhasil jika planlet dapat diaklimatisasi ke kondisi eksternal dengan keberhasilan yang tinggi.

Tahap ini merupakan tahap kritis karena kondisi iklim mikro di rumah kaca, rumah plastik, rumah bibit, dan lapangan sangatlah jauh berbeda dengan kondisi iklim mikro di dalam botol. Kondisi di luar botol bekelembaban nisbi jauh lebih rendah, tidak aseptik, dan tingkat intensitas cahayanya jauh lebih tinggi daripada kondisi dalam botol. Planlet atau tunas mikro lebih bersifat heterotrofik karena sudah terbiasa tumbuh dalam kondisi berkelembaban sangat tinggi, aseptik, serta suplai hara mineral dan sumber energi berkecukupan.

Disamping itu tanaman tersebut memperlihatkan beberapa gejala ketidak normalan, seperti bersifat sukulen, lapisan kutikula tipis, dan jaringan vaskulernya tidak berkembang sempurna, morfologi daun abnormal dengan tidak berfungsinya stomata sebagai mana mestinya. Strutur mesofil berubah, dan aktifitas fotosintesis sangat rendah. Dengan karakteristik seperti itu, palanlet atau tunas mikro mudah menjadi layu atau kering jika dipindahkan ke kondisi eksternl secara tiba-tiba. Karena itu, planlet atau tunas mikro tersebut diadaptasikan ke kondisi lngkungan yang baru yang lebih keras. Dengan kata lain planlet atau tunas mikro perlu diaklimatisasikan.

 

 

 

BAB III
PENUTUP

  1. A.    Kesimpulan

Kultur jaringan merupakan salah satu jenis pembiakan dengan cara vegetatif. Pada dasarnya adalah pembudidayaan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman baru untuk mendapatkan sifat yang sama dengan induknya. Tujuan pokok penerapan perbanyakan dengan teknik kultur jaringan adalah produksi tanaman dalam jumlah besar pada waktu singkat, terutama untuk varietas-varietas unggul yang baru dihasilkan.

Kultur jaringan selain mempunyai banyak kelebihan antara lain dapat memperbanyak tanaman tertentu yang sangat sulit dan lambat diperbanyak secara konvensional, akan tetapi juga memiliki kelemahan yakni diantaranya dibutuhkannya biaya yang relatif lebih besar untuk pengadaan laboratorium, dibutuhkan keahlian khusus untuk mengerjakannya.

Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan adalah:

1. Pembuatan media

2. Inisiasi

3. Sterilisasi

4. Multiplikasi

5. Pengakaran

6. Aklimatisasi

 

  1. B.     Saran

Kultur jaringan adalah salah satu cara perbanyakan tanaman yang efisien, untuk itu alangkah baiknya jika pemerintah lebih memperhatikan hal tersebut supaya ketahanan pangan nasional bisa lebih terjamin dari produksi dalam negeri sendiri.

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Gunawan, L.W. 1987. Teknik Kultur Jaringan. Pusat Antar Universitas Bioteknologi, Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Smith, R.H. 2000. Plant Tissue Culture: Techniques and Experiments. Academic press, London.

http://id.wikipedia.org/wiki/Kultur_jaringan

http://nicedaysblue.web.id/index.php/my-project/39-science-and-tech/62-kultur-jaringan

 

About these ads

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s