KULTUR
JARINGAN
- Pengertian Kultur Jaringan
Kultur
jaringan bila diartikan ke dalam bahasa Jerman disebut Gewebe
kultur
atau tissue
culture (Inggris)
atau weefsel
kweek
atau weefsel
cultuur (Belanda).
Kultur
adalah budidaya sedangkan
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.
- Sejarah Budidaya Jaringan Tumbuhan
Tokoh-tokoh
yang berperan dalam sejarah dimulainya pengetahuan kultur jaringan
antara lain adalah:
- Orang yang melakukan kultur jaringan adalah Gottlieb Haberlant pada tahun 1902
- Tahun 1904 Hannig melakukan kultur embrio pada tanaman cruciferae
- Gautheret, nobecourt dan White yang menemukan auxin dan telah berhasil membudidayakan kalus pada tahun 1939
- Skoog dkk. telah menemukan sitokinin dan orang pertama yang sukses dalam melakukan kultur jaringan pada tahun 1939
- Tahun 1940 Gautheret melakukan kultur jaringan kambim secara in vitro pada tanaman Ulmus untuk study pembentukan tunas adventif
- Pembentukan tunas adventif pertama pada kultur tembakau secara in vitro oleh Skoog pada tahun 1944
- Pada tahun 1954 Muir berhasil menumbuhkan tanaman lengkap dari kultur sel tunggal
- Trasformasi tanaman pertama dilakukan oleh IPTC pada tahun 1986
- Prinsip Kultur Jaringan
Teknik
kultur jaringan memanfaatkan prinsip
perbanyakan tumbuhan secara vegetatif.
Berbeda dari teknik perbanyakan tumbuhan secara konvensional,
teknik kultur jaringan dilakukan dalam kondisi aseptik
di dalam botol kultur dengan medium dan kondisi tertentu. Karena itu
teknik ini sering kali disebut kultur
in
vitro.
Dikatakan in
vitro
(bahasa
Latin),
berarti "di dalam kaca" karena jaringan tersebut dibiakkan
di dalam botol kultur dengan medium dan kondisi tertentu. Teori dasar
dari kultur in vitro ini adalah Totipotensi.
Teori
Totipotensi
yang ditulis oleh SCHLEIDEN dan SCHWANN yang menyatakan bahwa teori
totipotensi adalah bagian tanaman yang hidup mempunyai totipotensi,
kalau dibudidayakan di dalam media yang sesuai, akan dapat tumbuh dan
berkembang menjadi tanaman yang sempurna, artinya dapat bereproduksi,
berkembang biak secara normal melalui biji atau spora.
- Syarat Membuat Kultur Jaringan
Pelaksanaan
teknik ini memerlukan berbagai prasyarat untuk mendukung kehidupan
jaringan
yang dibiakkan.
Hal
yang paling esensial adalah wadah dan media
tumbuh
yang steril.
Media adalah tempat bagi jaringan untuk tumbuh dan mengambil nutrisi
yang mendukung kehidupan jaringan. Media tumbuh menyediakan berbagai
bahan yang diperlukan jaringan untuk hidup dan memperbanyak dirinya.
- Teknik kultur jaringan
- Meristem kultur, budi daya jaringan dengan menggunakan eksplan dari jaringan muda atau meristem
- Pollen culture/ anther cultur, menggunakan eksplan dari pollen atau benang sari
- Protoplas culture, menggunakan eksplan dari protoplas
- Chloriplas culture, menggunakan kloroplas untuk keperluan fusi protoplas
- Somatic cross (bilangan protoplas/ fusi protoplas), menyilangkan dua macam protoplas, kemudian dibudidayakan hingga menjadi tanaman kecil yang mempunyai sifat baru
- Media Untuk Membuat Kultur Jaringan
Ada
dua penggolongan media tumbuh: media padat dan media cair. Media
padat pada umumnya berupa padatan gel,
seperti agar,
dimana nutrisi dicampurkan pada agar. Media cair adalah nutrisi yang
dilarutkan di air.
Media cair dapat bersifat tenang atau dalam kondisi selalu bergerak,
tergantung kebutuhan. Komposisi
media yang digunakan dalam kultur jaringan dapat berbeda
komposisinya. Perbedaan komposisi media dapat mengakibatkan perbedaan
pertumbuhan dan perkembangan eksplan
yang ditumbuhkan secara in
vitro.
Media Murashige dan Skoog (MS) sering digunakan karena cukup memenuhi
unsur hara makro, mikro dan vitamin untuk pertumbuhan tanaman.
Nutrien
yang tersedia di media berguna untuk metabolisme,
dan vitamin
pada media dibutuhkan oleh organisme dalam jumlah sedikit untuk
regulasi. Pada media MS, tidak terdapat zat pengatur tumbuh (ZPT)
oleh karena itu ZPT ditambahkan pada media (eksogen). ZPT atau hormon
tumbuhan berpengaruh pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Interaksi
dan keseimbangan antara ZPT yang diberikan dalam media (eksogen) dan
yang diproduksi oleh sel secara endogen menentukan arah perkembangan
suatu kultur.
Penambahan
hormon
tumbuhan
atau zat
pengatur tumbuh
pada jaringan parenkim dapat mengembalikan jaringan ini menjadi
meristematik kembali dan berkembang menjadi jaringan adventif tempat
pucuk,
tunas,
akar
maupun daun
pada lokasi yang tidak semestinya. Proses ini dikenal dengan
peristiwa dediferensiasi.
Dediferensiasi ditandai dengan peningkatan aktivitas pembelahan,
pembesaran sel, dan perkembangan jaringan.
- Metode Kultur Jaringan
Metode
perbanyakan tanaman secara in vitro dapat dilakukan melalui tiga
cara, yaitu melalui perbanyakan tunas
dari mata tunas
apikal,
melalui pembentukan tunas
adventif,
dan embriogenesis
somatik,
baik secara langsung maupun melalui tahap pembentukan kalus.
Ada beberapa tipe jaringan
yang digunakan sebagai eksplan
dalam pengerjaan kultur jaringan. Pertama adalah jaringan muda yang
belum mengalami diferensiasi dan masih aktif membelah (meristematik)
sehingga memiliki kemampuan regenerasi
yang tinggi. Jaringan tipe pertama ini biasa ditemukan pada tunas
apikal, tunas aksiler, bagian tepi daun, ujung akar, maupun kambium
batang. Tipe jaringan yang kedua adalah jaringan
parenkima,
yaitu jaringan penyusun tanaman muda yang sudah mengalami
diferensiasi dan menjalankan fungsinya. Contoh jaringan tersebut
adalah jaringan daun yang sudah berfotosintesis dan jaringan batang
atau akar yang berfungsi sebagai tempat cadangan
makanan.
- Tahap Yang Dilakukan Untuk Memperbanyak Tanaman Dengan Kultur Jaringan
Tahapan yang dilakukan dalam
perbanyakan tanaman dengan kultur
jaringan
adalah:
- Pembuatan media
- Inisiasi
- Sterilisasi
- Multiplikasi
- Pengakaran
- Aklimatisasi
- 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.
- Komposisi media yang biasa digunakan adalah sebagai berikut :
- Ammonium nitrate (NH4NO3) 1,650 mg/l
- Boric acid (H3BO3) 6.2 mg/l
- Calcium chloride (CaCl2 · H2O) 440 mg/l
- Cobalt chloride (CoCl2 · 6H2O) 0.025 mg/l
- Magnesium sulfate (MgSO4 · 7H2O) 370 mg/l
- Cupric sulfate (CuSO4 · 5H2O) 0.025 mg/l
- Potassium phosphate (KH2PO4) 170 mg/l
- Ferrous sulfate (FeSO4 · 7H2O) 27.8 mg/l
- Potassium nitrate (KNO3) 1,900 mg/l
- Manganese sulfate (MnSO4 · 4H2O) 22.3 mg/l
- Potassium iodine (KI) 0.83 mg/l
- Sodium molybdate (Na2MoO4 · 2H2O) 0.25 mg/l
- Zinc sulfate (ZnSO4 · 7H2O) 8.6 mg/l
- Na2EDTA · 2H2Oa 37.2 mg/lb
- Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas.
- 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.
- 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.
- 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).
- Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar.
- Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya maka secara bertahap sungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan cara yang sama dengan pemeliharaan bibit generatif.
- Manfaat Kultur Jaringan
Adapun
manfaat dari kultur jaringan, yaitu:
- Pengadaan bibit tidak tergantung musim
- Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan waktu yang relatif lebih cepat (dari satu mata tunas yang sudah respon dalam 1 tahun dapat dihasilkan minimal 10.000 planlet/bibit)
- Bibit yang dihasilkan seragam
- Dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan lingkunganlainnya
- Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa
- Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki
- Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah
- Kekurangan Kultur Jaringan
Kekurangan
dari kultur jaringan, yaitu:
- Bagi orang tertentu, cara kultur jaringan dinilai mahal dan sulit.
- Membutuhkan modal investasi awal yang tinggi untuk bangunan (laboratorium khusus), peralatan dan perlengkapan.
- Diperlukan persiapan SDM yang handal untuk mengerjakan perbanyakan kultur jaringan agar dapat memperoleh hasil yang memuaskan
- Produk kultur jaringan pada akarnya kurang kokoh
DAFTAR
PUSTAKA
Suwarno.
2009. BSE.
Jakarta: PT Sunda kelapa pustaka.
Syamsur,
Istamar. 2007. Biologi
2A.
Jakarta: PT Gelora Aksara Pratama
