biologi kultur jaringan

KULTUR JARINGAN

A.           Prinsip Dasar dan Pengertian Kultur Jaringan

Kultur jaringan mengandung dua prinsip dasar yang jelas, yaitu : 

a.    Bahan tanam yang totipotensi.

Konsep dasar ini mutlak ada dalam pelaksanaan kegiatan kultur jaringan karena hanya dengan adanya sifat totipotensi ini sel jaringan organ yang digunakan akan mampu tumbuh dan berkembang sesuai arah dan tujuan budidaya in vitro yang dilakukan. Namun, sifat totipotensi lebih besar dimilki oleh bagian yang masih muda dan banyak dijumpai pada daerah meristem. Bahan tanam yang sementara ini digunakan dalam kegiatan kultur jaringan dan sering terbukti dapat tumbuh dan berkembang adalah: 

1.    Sel, sel biasanya ditanam dalam bentuk suspensi dengan kepadatan yang telah ditentukan.

2.    Protoplast, biasanya juga ditanam dalam bentuk yang telah ditentukan.

3.    Jaringan meristem, jaringan yang ditanam biasanya dalam bentuk potongan organ yang terdapat pada derah-daerah pertumbuhan.

4.    Kalus, kalus ditanam dalam bentuk massa sel yang belum terdeferensiasi dan biasanya ditanam daam media induksi untuk pertumbuhan kalus.

5.    Organ, bahan yang paling umum dalam kegiatan kultur jaringan. 

b.    Budidaya yang terkendali 

Sifat bahan yang totipotensi saja tidak cukup untuk kesuksesan kegiatan kultur jaringan. Prinsip dasar budidaya yang terkendali ini meliputi : 

1.    Keadaan media tempat tumbuh

2.    Lingkungan yang mempengaruhi

3.    Keharusan sterilisasi 

Teknik kultur jaringan secara in vitro, beberapa syarat yang sesuai dengan prinsip dasar kultur jaringan yang harus diketahui antara lain : 

1.    Memilih eksplan yang baik

2.    Untuk mendapatkan eksplan yang baik dan mudah tumbuh, dipilih bagian organ yang masih bersifat meristematik

3.    Penggunaan medium yang cocok. Media yang biasa digunakan untuk pembuatan kuljar murni adalah PDA.

4.    Keadaan yang aseptik. Keadaan yang aseptik ini meliputi sterilisasi eksplan, media, alat-alat, ruang steril dan ruang kultur (entkas / tempat khusus untuk menanam eksplan ke dalam medium).

5.    Pengaturan udara yang baik 

Kultur jaringan merupakan suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tumbuhan seperti protoplasma, sekelompok sel, jaringan atau organ serta menumbuhkannya dalam kondisi aseptik sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap kembali.

Kultur jaringan atau biakan jaringan merupakan teknik pemeliharaan jaringan atau bagian dari individu secara buatan (artifisial). Yang dimaksud secara buatan adalah dilakukan di luar individu yang bersangkutan. Karena itu teknik ini sering kali disebut kultur in vitro, sebagai lawan dari in vivo. Dikatakan in vitro (bahasa Latin, berarti "di dalam kaca") karena jaringan dibiakkan di dalam tabung inkubasi atau cawan Petri dari kaca atau material tembus pandang lainnya. Kultur jaringan secara teoretis dapat dilakukan untuk semua jaringan, baik daritumbuhan maupun hewan (termasuk manusia) namun masing-masing jaringan memerlukan komposisi media tertentu.

 Kultur jaringan (Tissue Culture) 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.

B.            Manfaat Kultur Jaringan

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.

1.    Melestarikan sifat tanaman induk

2.    Menghasilkan tanaman yang memiliki sifat sama

3.    Menghasilkan tanaman baru dalam jumlah banyak dalam waktu yang singkat

4.    Dapat menghasilkan tanaman yang bebas virus

5.    Dapat dijadikan sarana untuk melestarikan plasma nutfah

6.    Untuk menciptakan varietas baru melalui rekayasa genetika. Sel yang telah direkayasa dikembangkan melalui kultur jaringan sehingga menjadi tanaman baru secara lengkap

C.            Kelebihan dan Kelemahan Kultur Jaringan

Ø   Kelebihan dari Kultur Jaringan, adalah :

1.  Pengadaan bibit tidak tergantung musim

2.  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)

3.  Bibit yang dihasilkan seragam

4.  Bibit yang dihasilkan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu)

5.  Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah

6.  Dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan lingkungan  lainnya

7.  Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki

8.  Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa

Ø   Kekurangan dari Kultur Jaringan, adalah :

1.   Rentan terhadap hama penyakit dan udara luar

2.   Cara kultur jaringan dinilai mahal dan sulit

3.   Membutuhkan modal ivestasi awal yang tinggi untuk bangunan (laboratorium khusus), peralatan dan perlengkapan.

4.   Diperlukan persiapan sdm yang handal untuk mengerjakan perbanyakan kultur jaringan agar dapat memperoleh hasil yg memuaskan

5.   Produk kultur jaringan pada akar kurang kokoh

D.           Syarat Kultur Jaringan

Agar berhasil dengan baik ketika akan melakukan kultur jaringan, terdapat beberapa syarat yang harus diperhatikan, antara lain sebagai berikut.

1.    Pemilihan eksplan

Eksplan adalah bagian dari tanaman yang digunakan dalam kulturisasi. Eksplan ini menjadi bahan dasar bagi pembentukan kalus (bentuk awal calon tunas yang kemudian mengalami proses pelengkapan bagian tanaman, seperti daun, batang, dan akar). Sebagian eksplan sebaiknya dipilih pucuk muda tanaman dewasa yang diketahui asal-usul dan varietasnya, tidak terinfeksi penyakit, dan jenisnya unggul.

2.    Penggunaan media yang cocok

Media yang cocok memengaruhi pertumbuhan eksplan yang telah ditanam untuk menjadi plantlet (tanaman kecil). Media yang baik, harus memenuhi syarat nutrisi yang diperlukan eksplan untuk tumbuh dan berkembang. Oleh karena itu, di dalam media kultur jaringan ditambahkan berbagai macam mineral, vitamin, sumber karbohidrat, dan zat pengatur tumbuh (hormon).

3.    Keadaan yang aseptik dan pengaturan udara yang baik.

Semua tahapan yang dilakukan dalam kultur jaringan harus dilakukan
secara aseptik. Hal ini guna menghindari kontaminasi oleh jamur maupun
bakteri. Oleh karena itu, sterilisasi eksplan ke dalam medium dilakukan
di dalam laminar air flow cabinet untuk mencegah kontaminasi. Penyimpanan kultur juga harus di dalam ruangan dengan suhu, pencahayaan, dan pengaturan udara yang baik.

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

1.   Pembuatan media.

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

3.   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.

4.   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 eksplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.

5.   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.

6.   Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup. 

F.             Macam – Macam Teknik Kultur Jaringan

Perkembangan teknik jaringan telah menghasilkan teknik kutur jaringan baru dengan tujuan yang berbeda-beda. Selain itu, jenis eksplan (sel atau jaringan asal) yang digunakan juga berbeda. Berbagai teknik kultur jaringan tersebut di antaranya sebagai berikut (Hendaryonodan Wijayani, 1994: 29).

a.   Meristem culture, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan (bagian tanaman) dari jaringan muda atau meristem.

b.   Pollen atau anther culture, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan dari serbuk sari atau benang sari.

c.   Protoplast culture, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan dari protoplasma (sel hidup yang telah dihilangkan dinding selnya).

d.   Chloroplast culture, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan
eksplan kloroplas untuk keperluan memperbaiki sifat tanaman dengan membuat varietas baru.

e.   Somatic cross atau silangan protoplasma, yaitu penyilangan dua macam protoplasma menjadi satu, kemudian dibudidayakan hingga menjadi tanaman yang mempunyai sifat baru.

G.           Dampak dari Teknik Kultur Jaringan

Ø Dampak positif Kultur jaringan :

1.    mampu menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu yang singkat, dan mempunyai sifat seperti induknya

2.    Pelaksanaannya Tidak membutuhkan tempat yang luas,

3.    kesehatan dan mutu bibit lebih terjamin,

4.    kecepatan tumbuh bibit lebih cepat dibandingkan dengan perbanyakan konvensional.

Ø Dampak negatif Kultur Jaringan :

1.    Bibit yang dihasilkan mempunyai perakaran yang tidak kuat

2.    Mempersempit lapangan kerja pembibitan secara konvensional.

3.    Dapat berakibat hilangnya plasma nutfak dari tanaman tertentu.

Contoh dari teknik kultur jaringan, yaitu :