Kultur Jaringan tanaman

Totipotensi dan hubungannya dengan kultur jaringan

Tuhan memberikan kelebihan dan kesempurnaan pada manusia dibandingkan dengan makhluk-Nya yang lain dengan akal. Dengan akal ini manusia bisa mengetahui tanda-tanda kekuasaan Tuhan dan ilmu Tuhan yang ada didunia ini. Dengan akalnya pula, para pakar ilmu Biologi dapat memahami suatu gejala unik yang ada pada makluk hidup yakni adanya sifat totipotensi dan mengembangkannya  menjadi suatu metode kultur jaringan yang sangat terkenal itu.

Sifat totipotensi adalah kemampuan satu sel tunggal untuk membelah dan berdiferensiasi menjadi individu baru yang utuh bila berada dilingkungan yang sesuai. Teori ini didasarkan pada teori sel yang dikemukakan pertama kali oleh Jakob Schleiden dan Theodor Schwann (1838-1839). Berdasarkan teori tersebut, “jika sebuah sel berada dalam kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangan, sel tersebut dapat tumbuh dan berkembang menjadi individu baru”.

Sel tumbuhan memiliki sifat totipotensi yang lebih besar dibandingkan sel hewan. Mengapa bisa demikian?

Hal ini dikarenakan pada tumbuhan masih terdapat sel atau jaringan yang belum terdiferensiasi, yaitu jaringan yang bersifat meristematik atau jaringan meristem serta jaringan dasar (jaringan parenkim) yang masih bersifat meristematik (aktif membelah).sedangkan pada sel hewan, hal tersebut tidak berlaku. Sel-sel hewan tidak dapat ditumbuhkan menjadi individu baru.

Prinsip totipotensi ini kemudian dikembangkan menjadi sebuah metode perbanyakan makhluk hidup terutama tumbuhan yang dinamakan kultur jaringan. Percobaan pertama tentang sifat totipotensi dan kultur jaringan ini dilakukan oleh F. C. Steward pada 1969. Steward mencoba dengan mengambil sel empulur wortel dan menumbuhkannya pada media yang sesuai. Hasilnya, sel-sel dari empulur wortel tersebut dapat tumbuh menjadi tanaman wortel yang utuh.

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:

1)      Kultur meristem yakni menggunakan jaringan (akar, batang, daun) yang muda/meristematik.

2)      Kultur anter yakni menggunakan kepala sari sebagai eksplan.

3)      Kultur embrio yakni menggunakan embrio. Misalnya pada embrio kelapa kopyor yang sulit dikembangkan secara alamiah.

4)      Kultur protoplas yakni menggunakan sel jaringan hidup sebagai eksplan tanpa dinding.

5)      Kultur kloroplas yakni menggunakan kloroplas. Kultur ini biasanya untuk memperbaiki atau membuat varietas baru.

6)      Kultur polen yakni menggunakan serbuk sari sebagai eksplannya. 

Syarat-syarat Pelaksanaan Kultur Jaringan

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

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 dari 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.

Prosedur pelaksanaan kultur jaringan

Ada empat hal yang harus diperhatikan dalam prosedur kultur jaringan, yakni persiapan, pengambilan dan perawatan eksplan, pengocokan serta media.

1.      Persiapan

Media yang digunakan berupa media cair dan media padat. Kedua media ini dipersiapkan dalam botol erlenmeyer yang ditutup dengan kain kasa steril dan aluminium foil. Botol yang berisi media disterilkan dengan memanaskannya dalam autoklaf yang bersuhu 120⁰ C dan tekanan 1,5 kg/m² selama 20 menit. Setelah disterilkan, media kultur jaringan disimpan dalam tempat steril atau kulkas. Ruangan dan peralatan harus disterilkan dengan larutan antiseptik (alkohol atau sodium hipoklorit). Lampu UV dalam ruangan entkas atau laminar air flow dinyalakan satu jam sebelum digunakan. Tujuannya adalah untuk mensterilkan ruangan tersebut.

2.      Pengambilan dan perawatan eksplan

Eksplan dapat diambil dari tunas pucuk, ketiak daun, ujungakar, atau daun muda. Bahan eksplan disterilkan dengan cara merendamnya dalam larutan kalsium hipoklorit 5% selama 5 menit. Setelah itu, eksplan dibilas beberapa kali menggunakan akuades steril. Bahan eksplan yang sudah steril dan botol erlenmeyer berisi media cair dimasukkan kedalam entkas. Bagian luar eksplan dikupas memakai pisau tajam yng steril sampai eksplannya berukuran 1 - 1,5 mm. Setelah eksplan siap tanam, tutup botol erlenmeyer dibuka dan eksplan diambil memakai pinset, lalu dimasukkan kedalam media cair. Botol yang sudah ditanami eksplan ditutup kembali dengan kain steril dan aluminium foil.

3.      Pengocokan

Botol yang sudah ditanamai eksplan diletakkan diatas meja pengocok  (shaker) yang sudah dinyalakan dengan fekuensi pengocokan sekitar 60-70 kali per menit. Pengocokan dilakukan 6 jam sehari selama 1,5 -2 bulan. Tujuan pengocokan adalah sebagai berikut:

1)      Menggiatkan kontak antara permukaan eksplan dengan larutan media.

2)      Memudahkan peresapan larutan nutrisi kedalam jaringan eksplan.

3)      Melancarkan sirkulasi udara, sehingga udara dapat masuk kedalam media.

4)      Menjaga homogenitas atau keseragaman larutan nutrisi dalam media.

5)      Merangsang terpisahnya PLB (Protocorm Like Body) yang terbentuk.

Dalam media cair, dari eksplan akan tumbuh PLB dan lama-kelamaan PLB akan lepas dari eksplan. PLB yang terbentuk dapat dipisah-pisahkan dan dapat dipindahkan kedalam botol lain sehingga dihasilkan banyak PLB. PLB yang terbentuk dapat dipindahkan kedalam media padat dan dikulturkan dalam ruangan yang steril. Suhu, kelembapan,dan intensitas cahaya ruangan harus diatur. Dalam media, PLB akan tumbuh menjadi plantet. Setelah menghasilkan daun atau membentuk tanaman sempurna, plantet harus dipindahkan kedalam botol lain yang berisi media padat. Populasi plantet dikurangi sesuai dengan tingkat pertumbuhannya. Akhirnya plantet dipindahkan kedlam pot kelompok yang terdiri dari campuran tanah dan kompos atau pupuk kandang, dan diletekkan dalam rumah kaca. Setelah pertumbuhannya sempurna, plantet dipindah kedalam pot. Satu pot berisi satu tanaman baru.

4.      Media

Media tanaman terdiri dari dua jenis, yaitu media cair dan media padat. Media cair digunakan untuk menumbuhkan eksplan sampai terbentuk PLB. Media padat digunakan untuk menumbuhkan PLB sampai terbentuk plantet.

Media padat dibuat dengan melarutkan nutrisi dan agar kedalam akuades yang disterilkan. Media kultur harus mengandung nutisi yang lengkap yang terdiri dari unsur makro, unsur mikro, vitamin, gula, dan ZPT (Zat pebgatur tumbuh tanaman, seperti auksin, sitokinin dan giberalin)

Ada banyak media kultur jaringan yang penamaannya diambil dari nama penemunya, antara lain:

1)      Murashige dan skoog (1962) dapat digunakan untuk hampir semua jenis kultur, terutama untuk tanaman herbal.

2)      White (1934) sangat cocok untuk kultur tanaman tomat.

3)      Vacin dan Went dapat digunakn untuk kultur jaringan anggrek.

4)      Nitsch dan Nitsch biasanya digunakan untuk kultur serbuk sari dan kultur sel.

5)      Scenk and Haberlandt (1972) cocok untuk kultur jaringan monokotil.

  

Manfaat dari Kultur Jaringan

Kultur jaringan memiliki manfaat yang besar bagi manusia sesuai fungsinya. Melalui kultur jaringan ini, dapat dibudidayakan tanaman yang memiliki sifat sama dengan induknya. Tentu saja sifat yang diinginkan ini sifat yang unggul, contohnya saja pada wortel. Para petani menginginkan wortel yang berukuran besar dan berwarna menarik. Melalui teknik kultur jaringan, dapat diperoleh tanaman seperti itu. Syaratnya tentu saja mengambil eksplan dari induk yang memiliki sifat unggul tersebut. Secara rinci manfaat kultur jaringan adalah:

1)      Melestarikan sifat tanaman induk.

2)      Menghasilkan tanaman yang memiliki sifat seragam.

3)      Menghasilkan tanaman baru dalam jumlah besar1.

4)      Dapat menghasilkan tanaman yang bebas virus.

5)      Dapat dijadikan sebagai sarana pelestarian plasma nutfah.

6)      Untuk menciptakan varietas baru melalaui rekayasa genetika. Sel yang telah direkayasa dikembangkan melaui kultur sel sehingga menjadi tanaman baru yang lengkap.

Thank 4 U’r Reading. Moga anda tambah pinter n bisa mempraktekkan teknik kultur jaringan ini dengan mudah. Cheer Up! And see U again. Don’t forget to comment here if U have anything question. Salam ebus Enjoy But Serious ....

Daftar Pustaka:

Ferdinand, Fictor dan Moekti Ariebowo. 2009. Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XI Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

Firmansyah, Riki dkk. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XI Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

Pratiwi, D.A dkk. 2007. Biologi untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga

Posted in: Lingkungan