Kultur Jaringan

Diposting pada
Kultur Jaringan

Pengertian Kultur Jaringan

Kultur jaringan adalah salah satu cara untuk memperbanyak tanaman secara vegetatif. Bila diterjemahkan per kata, maka kultur berarti budidaya serta jaringan yang berarti sekelompok sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama.

Kultur jaringan ialah teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, ataupun organ-organ tumbuhan serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan serta tempat steril yang kaya nutrisi tumbuh dalam wadah tertutup (in vitro) yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman bisa memperbanyak diri serta bergenerasi menjadi tanaman lengkap.  Tanaman pertama yang diperbanyak secara besar-besaran adalah anggrek.


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.


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.

Untuk pemuliaan tanaman dan rekayasa genetika dengan cara memanipulasi jumlah kromosom melalui bahan kimia, meregenerasikan jaringan tertentu seperti endosperma dengan kromosom 3n, hibridasi somatik melalui fusi protoplasma, atau dengan transfer dna. Pelestarian plasma nutfah tanaman juga dapat dilakukan dengan teknik kultur jaringan dengan penyimpanan untuk jangka panjang dengan penggunaan nitrogen cair pada temperatur – 196oC. Ada juga penyimpanan sementara, yaitu pada temperatur antara 0oC sampai – 9oC.

Dengan kultur anther dapat menghasilkan tanaman dengan genetik haploid (1n), Dengan teknik poliploidi dapat mengasilkan tanaman raksasa dengan penggandaan kromosom, Untuk dapat menghasilkan tanaman dengan jumlah banyak dan beragam dengan teknik klon dengan bantuan alat shaker Dengan perlakuan baik berupa fisik , bahan kimia, pemanasan bisa menghasilkan tanaman hias atau anggrek mutasi dengan harga relatif mahal.


Fungsi Kultur Jaringan

  • Dipakai Untuk memperbanyak tanaman secara vegetative.
  • Dipakai Untuk pemuliaan tanaman serta menghasilkan tanaman dengan genetic baru yang telah diperbaiki dengan pencampuran jenis.
  • Dipakai Untuk mempelajari fisiologi tanaman serta hubungannnya dengan penyakit tanaman.
  • Dipakai Untuk mempelajari biokimia tanaman, yakni guna memperoleh senyawa metabolit sekunder (nikotin, gosipol, steroid dsb).
  • Menghasilkan tanaman baru dengan cepat.

Prinsip Kultur Jaringan

Ilmu yang mendasari kultur jaringan adalah botani, penyakit tumbuhan, fisiologi tumbuhan, biologi sel tumbuhan serta genetika tumbuhan. Dalam prinsip kultur jaringan juga tak lupa dari prinsip ilmu itu sehingga berkesinambungan satu dengan yang lainnya. Pelaksanaan teknik kultur jaringan berdasarkan teori sel yang dikemukakan oleh scheiden dan schwan yakni bahwa sel memiliki kemampuan totipotensi.

Teori Totipotensi Sel (Total Genetic Potential) tersebut adalah dasar dari kultur jaringan. Totipotensi sel adalah potensi genetik setiap sel seperti sel zigot yaitu bisa memperbanyak diri serta berdiferensiasi menjadi tanaman lengkap dan sempurna jika diletakkan pada lingkungan yang sesuai. Totipotensi yakni kemampuan setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna.


Jenis-jenis Kultur Jaringan


  • Kultur Embrio

Kultur Embrio adalah isolasi dan pertumbuhan aseptic embrio zigotik mature dan immature yang tujuannya mendapatkan tanaman yang viabel. Kultur embrio belum cukup tua yang diambil dari biji dengan 2 macam aplikasi. Pertama sekali, inkompatibilitas pada beberapa spesies atau kultivar yang timbul sesudah pembentukan embrio akan menyebabkan aborsi. Kultur ini bisa mengatasi aborsi embrio karna hambatan inkompatibilitas. Mempercepat siklus pemuliaan lewat pengkulturan in vitro untuk embrio yang lambat berkembang.

Baca Juga :  Produk Bank Syariah

  • Kultur Endosperm

Yang diharapkan dari tanaman ini yakni menghasilkan tanaman triploid. Dalam pengerjaan kultur ini yang pertama kali dilakukan adalah menginduksi endosperm supaya terbentuk kalus, selanjutnya diusahakan supaya terjadi diferensiasi, yakni memacu terjadinya tunas serta akar.


  • Kultur Ovari

Kultur ovari adalah kegiatan yang menghasilkan tanaman haploid. Eksplan yang biasa dipakai untuk inisiasi kultur embrionik somatic. Kultur ini bisa mengatasi aborsi embrio hibrida pada tahap perkembangan awal karena hambatan inkompatibilitas. Fertilisasi secara invitro guna memproduksi hibrida yang berkerabat jauh mencegah inkompatibilitas stigma serta stilus yang menghambat perkecambahan polen dan pertumbuhan tabung polen.


  • Kultur Protoplas

Kultur ini adalah isolasi steril protoplas (sel-sel muda yang sudah dilepas dinding selnya memakai enzim). Biasanya kultur tersebut ditujukan untuk hibridisasi somatic. Kultur ini biasanya disebut sebagai kultur supensi, sebab terdiri dari medium cair dan sel- sel agregat yang didispersi, karena tempatnya selalu digoyang. Selama inkubasi jumlah sel itu meningkat sampai titik maksimum.


  • Kultur Organ

Kultur organ adalah kultur yang bisa memakai setiap organ tumbuhan sebagai eksplan guna menginisiasi kultur seperti ujung pucuk, tunas aksilar, ujung akar, hipokotil serta embrio.


  • Kultur Biji

Kultur biji atau seed culture berfungsi guna meningkatkan efesiensi perkecambahan biji yang sulit berkecambah secara in vivo. Dan bisa mempercepat perkecambahan lewat dengan cara zat pengatur tumbuh (hormone). Produksi bibit yang bebas h dan p guna eksplan atau kultur meristem.


  • Kultur Kalus

Kultur ini adalah induksi serta pertumbuhan aseptic kalus secara in vitro. Kalus biasanya terdiri dari dari kumpulan sel parenkim yang lepas tak berbentuk serta berasal dari sel- sel yang sedang aktif ditanaman induk.  Faktor pendorong yang berperan dalam repoduksi kalus adalah hormon auksin dan sitokinin. Dengan memakai teknik kultur jaringan, kalus bisa dibentuk oleh jaringan tanaman yang biasanya tidak bisa membentuk kalus.

Bahan tanaman yang digunakan dalam kultur kalus adalah jaringan vaskuler kambium, parenkim, perikel dari akar, kotilidon, mesophil serta jaringan provaskuler. Pertumbuhan kalus secara umum dalam kultur jaringan melibatkan hubungan yang sangat komplek antara bahan tanaman yang dipaai, komposisi media serta kondisi lingkungan selama masa inkubasi. Hasil dari kultur kalus adalah varian genetic baru yang berguna serta memproduksi produk kimia yang bermanfaat.


  • Kultur Meristem (Shoot Apex)

Menurut Cutter (1965) dibedakan antara meristem pucuk (apical meristem) serta tunas pucuk (Shoot apex). Meristem pucuk adalah titik tumbuh, sementara tunas pucuk merupakan titik tumbuh ditambah beberapa daun primordia. Kultur pucuk tersebut bermanfaat jika dipakai guna meminimalisir penyakit dari tanaman, contohnya untuk mendapatkan tanaman yang bebas virus pada dahlia dan kentang. Karena titik tumbuh adalah bagian yang belum memiliki jaringan vaskuler, sehingga virus atau penyakit lain belum dapat ditranslokasikan di daerah tunas tersebut. Beberapa faktor nutrisi yang berperan dalam keberhasilan kultur meristem yakni hormone auksin, sitokinin serta hormone lainnya yang membantu pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

Kultur meristem ataupun kultur pucuk dapat dilakukan dalam media padat dan cair. Jika memakai media cair, bisa diberi kertas saring yang dilipat seperti huruf M, serta ujung kaki lipatas dipakaikan cairan media sehingga hanya rembesan media yang dipakai oleh bahan tanaman yang diletakkan di ujung lipatan kertas.


  • Kultur Anther dan Pollen

Tujuan kultur anther dan pollen adalah guna menghasilkan tanaman haploid dari spora yang monoploid, mikro spora atau serbuk sari yang belum masak, penting untuk tujuan pemuliaan. Dan bisa berhasil hampir pada berbagi jenis spesies. Produksi galur-galur diploid homozigot lewat penggandaan kromosom dengan begitu mereduksi waktu yang dibutuhkan guna memproduksi galur inbred. Tanaman haploid yang sudah dihasilkan lalu digandakan dengan colenkim atau dengan teknik regenerasi menjadi diploid homozygote yang fertil.


Kelebihan dan Kekurangan Kultur Jaringan

Kelebihan:

  • Sifat identik dengan induknya;
  • Perbanyakan dalam waktu singkat;
  • Tidak perlu areal pembibitan yang luas;
  • Tidak dipengaruhi oleh musim;
  • Tanaman bebas jamur dan bakteri.
Baca Juga :  Sejarah Masuk Menyebarnya Agama Hindu Budha

Sedangkan kekurangannya:

  • Bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap hama penyakit dan udara luar;
  • 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 yg memuaskan;
  • Produk kultur jaringan pada akarnya kurang kokoh.

Keuntungan Pemanfaatan Kultur Jaringan

  • 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
  • Bibit yang dihasilkan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu)
  • Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah
  • Dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan lingkungan lainnya.

Perkembangan Kultur Jaringan

Perkembangan kultur jaringan di Indonesia terasa sangat lambat, bahkan hampir dikatakan jalan di tempat jika dibandingkan dengan negara-negara lainnya, tidaklah heran jika impor bibit anggrek dalam bentuk ‘flask’ sempat membanjiri nursery-nursery anggrek di negara kita. Selain kesenjangan teknologi di lini akademisi, lembaga penelitian, publik dan pecinta anggrek, salah satu penyebab teknologi ini menjadi sangat lambat perkembangannya adalah karena adanya persepsi bahwa diperlukan investasi yang ’sangat mahal’ untuk membangun sebuah lab kultur jaringan, dan hanya cocok atau ‘feasible’ untuk perusahaan.

Indonesia memiliki keanekaragaman hayati yang luar biasa, salah satunya adalah anggrek, diperkirakan sekitar 5000 jenis anggrek spesies tersebar di hutan wilayah Indonesia. Potensi ini sangat berharga bagi pengembang dan pecinta anggrek di Indonesia, khususnya potensi genetis untuk menghasilkan anggrek silangan yang memiliki nilai komersial tinggi.

Sementara itu hanya sebagian kecil pihak yang mampu melakukan pengembangan dan pemanfaatan anggrek spesies, khususnya yang berkaitan dengan teknologi kultur jaringan. Seperti Universitas Mulawarman Samarinda khususnya di Fakultas MIPA. Tidak dipungkiri bahwa metode terbaik hingga saat ini dalam pelestarian dan perbanyakan anggrek adalah dengan kultur jaringan, karena melalui kultur jaringan banyak hal yang bisa dilakukan dibandingkan dengan metode konvensional.

Secara prinsip, laboratorium kultur jaringan dapat disederhanakan dengan melakukan modifikasi peralatan dan bahan yang digunakan, sehingga sangat dimungkinkan kultur jaringan seperti ‘home industri’. Hal ini dapat dilihat pada Fakultas MIPA ‘pengkultur biji anggrek, sarang semut, kina, buah naga’ di Samarinda yang telah membudidayakan tanaman obat-obatan langka tersebut.

Beberapa gambaran dan potensi yang bisa dimunculkan dalam kultur jaringan diantaranya adalah :

a. Kultur meristem, dapat menghasilkan anggrek yang bebas virus,sehingga sangat tepat digunakan pada tanaman anggrek spesies langka yang telah terinfeksi oleh hama penyakit, termasuk virus.

b. Kultur anther, bisa menghasilkan anggrek dengan genetik haploid (1n), sehingga bentuknya lebih kecil jika dibandingkan dengan anggrek diploid (2n). Dengan demikian sangat dimungkinkan untuk menghasilkan tanaman anggrek mini, selain itu dengan kultur anther berpeluang memunculkan sifat resesif unggul yang pada kondisi normal tidak akan muncul karena tertutup oleh yang dominan

c. Dengan tekhnik poliploid dimungkinkan untuk mendapatkan tanaman anggrek ‘giant’ atau besar. Teknik ini salah satunya dengan memberikan induksi bahan kimia yang bersifat menghambat (cholchicine)

d. Kloning, teknik ini memungkinkan untuk dihasilkan anggrek dengan jumlah banyak dan seragam, khususnya untuk jenis anggrek bunga potong. Sebagian penganggrek telah mampu melakukan tekhnik ini.

e. Mutasi, secara alami mutasi sangat sulit terjadi. Beberapa literatur peluangnya 1 : 100 000 000. Dengan memberikan induksi tertentu melalui kultur jaringan hal tersebut lebih mudah untuk diatur. Tanaman yang mengalami mutasi permanen biasanya memiliki nilai ekonomis yang sangat tinggi

f. Bank plasma, dengan meminimalkan pertumbuhan secara ‘in-vitro’ kita bisa mengoleksi tanaman anggrek langka tanpa harus memiliki lahan yang luas dan perawatan intensif. Baik untuk spesies langka Indonesia maupun dari luar negeri untuk menjaga keaslian genetis.

Baca Juga :  Pengertian Pencemaran Udara

Contoh Kultur Jaringan

Kultur Jaringan Pada Tumbuhan Pisang

Tanaman pisang mempunyai ciri spesifik yang mudah dibedakan dari jenis tanaman lainnya. Tanamannya terdiri dari daun, batang (bonggol), batang semu, bunga, dan buah. Pisang termasuk keluarga musaceae, salah satu anggota ordo scitamineae. Morfologi tanaman dapat tampak jelas melalui batangnya yang berlapis-lapis. Lapisan ini sebenarnya merupakan dasar dari pelepah daun yang dapat menyimpan air (sukulenta) sehingga lebih tepat disebut batang semu (pseudostem).

Daun pisang Cavendish berwarna hijau tua. Lembaran daun (lamina) pisang lebar dengan urat daun utama menonjol berukuran besar sebagai pengembangan dari morfologis lapisan batang semu (gedebog). Batang pisang sesungguhnya terdapat didalam tanah, yaitu yang sering disebut bonggol. Pada sepertiga bagian bonggol sebelah atas terdapat mata calon tumbuh tunas anakan. Bunga pisang yang disebut tongkol yang disebut jantung.

Bunga ini muncul dari primordia yang terbentuk pada bonggolnya, perkembangan primordia bunga memanjang keatas hingga menembus inti batang semu dan keluar diujung batang semu tersebut. Panjang Tandan 60 – 100 cm dengan berat 15 – 30 kg. Setiap tandan terdiri dari 8 – 13 sisiran dan setiap sisiran ada 12 – 22 buah. Daging buah putih kekuningan, rasanya manis agak asam, dan lunak.

Kulit buah agak tebal berwarna hijau kekuningan sampai kuning muda halus. Umur panen 3 – 3,5 bulan sejak keluar jantung. Salah satu tanaman buah-buahan yang diperbanyak secara komersial dengan teknik kultur jaringan adalah pisang. Pisang biasanya diperbanyak secara vegetatif menggunakan anakan atau bonggolnya. Ukuran anakan yang cukup besar menyulitkan transportasi bibit dari satu tempat ke tempat penanamannya.

Anakan yang diproduksi oleh satu induk pisang ukuran dan umurnya beragam, sehingga sangat sulit untuk memperoleh anakan berukuran seragam dalam jumlah memadai untuk perkebunan pisang secara komersial. Perbanyakan klonal pisang dengan teknik kultur jaringan dapat mengatasi kendala-kendala tersebut. Metode dan tahapan perbanyakan yang digunakan untuk perbanyakan klonal pisang ini serupa dengan metode perbanyakan lainnya.

Teknik yang umum digunakan adalah kultur meristem (meristem culture) atau kultur pucuk (shoot culture), selain itu telah dicoba juga untuk mengkulturkan tangkai bunga inflorescence muda pisang. Pisang Cavendish di Indonesia lebih dikenal dengan Pisang Ambon Putih. Perbanyakan tanaman pisang secara kultur jaringan bertujuan untuk mendapatkan bibit bermutu dalam jumlah banyak dan cepat selama kurun waktu tertentu. Ditinjau dari tujuan tersebut maka adanya bibit kultur jaringan akan mampu mendukung pengembangan kebun agribisnis dalam skala luas.

Bibit pisang kultur jaringan adalah bibit yang dihasilkan melalui biakan jaringan (sel meristem) pada media buatan dalam laboratorium (in vitro). Untuk menghasilkan bibit kultur jaringan yang bermutu, perlu didukung oleh beberapa komponen, yaitu prasarana, bahan kimia untuk pembuatan media, varietas unggul dan tenaga ahli. Prasarana berupa laboratorium yang memenuhi syarat, rumah kaca atau plastik untuk membesarkan bibit yang masih sangat kecil (plantlet), serta peralatan.

Menurut George dan Sherrington (1984) keberhasilan dalam kultur jaringan sangat ditentukan oleh medium yang digunakan. Media yang digunakan untuk perbanyakan klonal pisang ini umumnya adalah media MS. Untuk merangsang pertumbuhan tunas pada eksplan, zat pengatur tumbuh umumnya ditambahkan ke dalam media kultur. Sitokinin BAP (Benzil Amino Purin) umumnya digunakan pada kisaran konsentrasi 3 – 6 ppm tergantung varietas, dengan atau tanpa kombinasi dengan auksin.

Keasaman media umumnya adalah 5,5 sampai 6. Inisiasi merupakan proses awal dalam kegiatan kultur jaringan sehingga akan menjadi penentu keberhasilan kultur. Proses pertama dalam inisiasi adalah pengambilan eksplan atau bahan kultur dari lapangan, kemudian dilanjutkan dengan kegiatan sterilisasi eksplan (Anonim, 2002). Mine coins


Demikianlah artikel dari duniapendidikan.co.id tenttang Kultur Jaringan : Pengertian, Tujuan, Manfaat, Fungsi, Prinsip, Jenis, Kelebihan, Kekurangan, Keuntungan, Perkembangan, Beserta Contohnya, semoga bermanfaat