PRODUKSI BIBIT TANAMAN

DENGAN MENGGUNAKAN TEKNIK KULTUR JARINGAN

Oleh:

IR. ARIS TEGUH SANTOSO

suatu metode untuk mengisolasi bagian tanaman seperti sel, sekelompok sel, jaringan atau organ, .

KULTUR JARINGAN TANAMAN

serta menumbuhkannya secara in vitro, sehingga bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap kembali. .

berkembang dari adanya teori Totipotensi sel yang menyatakan bahwa didalam masing-masing sel tumbuhan mengandung informasi genetik dan sarana fisiologis tertentu yang mampu membentuk tanaman lengkap bila ditempatkan dalam lingkungan yang sesuai.

TEKNIK-TEKNIK KULTUR JARINGAN TANAMAN:• Teknik Mikropropagasi = Perangsangan tunas

aksiler dalam jumlah yang melebihi pertumbuhan normal,

• Teknik Organogenesis = Pembentukan tunas atau akar adventif baik inisiasi langsung dari eksplan maupun inisiasi dari jaringan kalus.

• Teknik Somatik embriogenesis. = Pembentukan embrio dari sel-sel somatik baik inisiasi langsung dari organ maupun inisiasi dari jaringan kalus.

KEGUNAAN KULTUR JARINGAN:

• Produksi bibit dalam skala besar.• Produksi bibit tanaman yang mempunyai sifat

unggul • Produksi bibit tanaman yang bebas virus• Produksi metabolit sekunder • Pelestarian Plasma nutfah yang hampir punah• Membantu mempercepat Pemuliaan tanaman• Rekayasa genetik tanaman

TAHAPAN TEKNIK MIKROPROPAGASI

1. Tahap Isolasi dan sterilisasi eksplan, yaitu tahap pembersihan eksplan (pucuk, mata tunas, embrio) dari kotoran, kotaminan seperti bakteri dan jamur dengan menggunakan fungisida, bakterisida dan desinfektan, kemudian menanamnya dalam botol kultur.

Tahap Isolasi eksplan

Tahap sterilisasi eksplan

Fungisida Benlate 2 gr/l, 1-2 jam

Bakterisida Agrimicin 2 gr/l,

1-2 jam

NaOCl (Bayclin) 10-40%, 10-30

menit

Larutan antiseptik 0.5 – 1 jam

Penanaman di media inisiasi

2. Tahap Inisiasi Tunas, yaitu tahap dimana bahan tanaman yang sudah disterilisasi ditanam di media yang mengandung Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) Sitokinin (Benzylamino purin, Kinetin) yang dapat merangsang tumbuhnya tunas in vitro pertama.

3. Tahap multiplikasi tunas, yaitu tahap dimana tunas yang terbentuk pada tahap inisiasi tunas, dirangsang untuk menggandakan diri dengan menggunakan kombinasi ZPT Sitokinin dan Auksin (NAA, IBA, IAA).

PisangGaharu

5. Tahap aklimatisasi, yaitu tahap pemindahan tunas yang sudah berakar ke media tanah steril di rumah kaca.

4. Tahap pembentukan akar, yaitu tahap dimana tunas-tunas yang dihasilkan pada tahap penggandaan tunas, ditumbuhkan di media yang mengandung ZPT Auksin yang dapat merangsang pertumbuhan akar.

Jati

FAKTOR YANG MENENTUKAN KEBERHASILAN KULTUR JARINGAN:

1. Eksplan atau bagian tanaman induk yang digunakan untuk inisiasi kultur secara in vitro.

Pemilihan eksplan yang akan digunakan tergantung pada: a. Tipe kultur, b. tujuan pengkulturan dan c. jenis tanaman yang dikulturkan.

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengambilan eksplan, yaitu a. Bagian tanaman mana yang akan digunakan, b. Umur eksplan, c. Waktu pengambilan eksplan.

Botol kultur disimpan pada rak kultur yang di beri cahaya lampu TL dengan intensitas cahaya 1000-4000 lux

Temperatur ruangan dipelihara pada 25– 28°C dengan menggunakan AC

Lama penyinaran lampu TL diatur 16 jam menyala dan 8 jam padam

Secara berkala ruang kultur disterilisasi dengan menggunakan Formalin.

2. Lingkungan kultur

Eksplan kultur jaringan ditumbuhkan dalam lingkungan aseptik dan terkontrol.

3. Media kulturTerdiri dari:

a. Garam-garam anorganik

Kebutuhan garam anorganik untuk tanaman yang dikulturkan secara in vitro pada dasarnya sama dengan kebutuhan garam anorganik tanaman yang tumbuh normal dilingkungan alaminya

Garam anorganik yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah takaran banyak dikenal dengan unsur makro, meliputi : Unsur N, P, K, Ca, Mg, dan S.

Garam anorganik yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah kecil dikenal dengan unsur mikro, meliputi : Unsur Fe, Cu, Mn, Zn, B, Mo dan Co.

b. Vitamin, dan bahan organik lainnya

• Kultur tanaman in vitro memerlukan penambahan vitamin yang berfungsi untuk meningkatkan pertumbuhan sel tanaman.

• Vitamin yang sering digunakan dari kelompok vitamin B, yaitu Thiamin-HCl (Vitamin B1), piridoksin-HCl (Vitamin B6), asam nikotinat, riboflavin (Vitamin B2).

• Bahan organik yang sering digunakan adalah glutamin, asam aspartat, arginin, myo inositol, adenin sulfat, casein hydrolisat, dll.

c. Gula Gula digunakan sebagai sumber energi dalam

media kultur, karena umumnya tanaman yang dikulturkan secara in vitro umumnya tidak melakukan fotosintesis yang sempurna, sehingga memerlukan karbon hidrat yang sudah jadi.

d. Agar, bahan pemadat media

Berfungsi untuk memadatkan larutan media supaya eksplan dapat ditanam pada media dan dapat menyerap unsur-unsur hara yang terkandung dalam media dengan baik.

e. Zat Pengatur tumbuh (ZPT)

Zat pengatur tumbuh adalah senyawa organik bukan nutrisi tanaman, yang aktif dalam jumlah kecil (10-6- 10-5), dan disintesa pada bagian tertentu tanaman dan pada umumnya ditranslokasi kebagian lain tanaman dimana zat tersebut menimbulkan respon biokimia, fisiologi dan morfologi. Sitokinin dan auksin adalah dua kelompok ZPT yang sering digunakan dalam kultur jaringan.

PERANAN SITOKININ

1) dalam memacu pembentangan sel, pembesaran dan pembelahan sel.

2) menunda penuaan sel.

3) mendorong proses morfogenesis, pertunasan, pembentukan umbi, bunga , buah, akar, dll.

4) Jenis-jenis Sitokinin yaitu BAP, Kinetin, Thidiazuron.

Secara luas digunakan dalam perbanyakan mikro dan makro bersama media hara merangsang pertumbuhan kalus, suspesi sel atau organ (seperti meristem, pucuk atau akar) dan mengatur morfogenesis khususnya dalam interaksinya dengan sitokinin.

Auksin merupakan senyawa organik yang dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman melalui pemanjangan sel pada konsentrasi yang rendah (< 0.001 M). Jenis Auksin yang sering digunakan dalam kultur jaringan adalah 1-Naphtalene Acetic Acid (NAA) dan Indole-3-Acetic Acid (IAA), Indole-3-Butiric Acid (IBA) dan 2,4-Dichlorophenoxy Acetic Acid (2,4-D).

Pemilihan konsentrasi auksin bedasarkan:1. Jenis pertumbuhan dan perkembangan yang diinginkan2. Kandungan endogen eksplan3. Kemampuan jaringan yang dikulturkan menghasilkan auksin secara alami

AUKSIN

Di dalam kultur jaringan morfogenesis eksplan selalu tergantung dari interaksi antara auksin dan sitokinin

Prinsip keseimbangan auksin dan sitokinin dari Skoog dan Miller (1957) tetap dipergunakan sampai saat ini.

Pembentukan akar pada stek in vitroEmbryogenesis

Pembentukan tunas adventif dari kalus

Inisiasi kalus tanaman dikotilPembentukan tunas adventif

Prolifrasi tunas aksiler

Auksin Sitokinin

PROSES PEMBUATAN MEDIA KULTUR

Bahan kimia ditimbang

Dilarutkan dalam air destilasi

pH larutan diukur, campurkan agar

kemudian dimasak hingga mendidih

PROSES PEMBUATAN MEDIA KULTUR

Media dituangkan kedalam botol

kultur

Diberi label media

Disterilisasi dengan autoclave

PROSES KULTUR JARINGAN TANAMAN

JATI (Tectona grandis)

STERILISASI EKSPLAN JATI

Sumber

eksplan

Pucuk tunas muda dipotong dari sumber eksplan

Dicuci di air mengalir hingga bersih

Direndam dalam larutan fungisida dan bakterisida

Direndam dalam larutan desinfektan (Clorox/ Bayclin)

Dicuci dengan air steril hingga bersih dari desinfektan

Ditanam di media inisiasi tunas invitro

INISIASI TUNAS IN VITRO PERTAMA

Induksi tunas 3-4 minggu

Pemanjangan tunas 3-4 minggu

PEMOTONGAN TUNAS IN VITRO DALAM LINGKUNGAN STERIL

PENGGANDAAN TUNAS IN VITRO

Induksi tunas 3 minggu

Pemanjangan tunas

3 minggu

AKLIMATISASI

Plantlet

Ditanam dalam media tanah: pasir: kompos yang sudah disterilkan

Disungkup plastik selama 4 minggu

Plantlet Pasca aklimatisasi

Pembesaran bibit setelah aklimatisasi hingga bibit siap tanam dilapangan membutuhkan waktu 2-3 bulan

PEMBESARAN BIBIT DI POLIBAG

3 BULAN

1 BULAN

PEMBUATAN STUMP JATI

Bibit dikeluarkan dari polibag dan

dibersihkan dari media

Akar serabut dipotong dan dibuang sehingga tersisa akar tunggang 8

cm dan pangkal batang 2 cm

Ujung pangkal batang diberi cat hijau sedangkan ujung akar diberi cat

merah untuk mengurangi penguapan air

Stump siap dikirim

PERTUMBUHAN BIBIT JATI

HASIL KULTUR JARINGAN DI LAPANGAN

PERTUMBUHAN TINGGI

0.5 m

1 bulan

1.7 m

3 bulan

3 m

5 bulan

7 m

10 bulan

10 m

1.5 tahun

PERTUMBUHAN TINGGI

13 m

4 tahun

PERTUMBUHAN DIAMETER

6 bulan

4 cm

11 bulan

7 cm

2 tahun

10 cm

4 tahun

12 cm

Diameter 24 cmTinggi 15 m

PROSES KULTUR JARINGAN TANAMAN

SATOIMO/ TALAS JEPANG

(Colocasia esculenta var antiquorum)

PERSIAPAN SUMBER EKSPLAN

STERILISASI EKSPLAN

Sumber eksplan

Dibilas dengan air steril

Dicuci dengan air steril

Ditanam pada medium induksi

Tunas in vitro pertama

Perendaman fungisida, bakterisida dan desinfektan

TAHAP PENGGANDAAN TUNAS

Induksi tunas 3 minggu

Pemanjangan tunas

2 minggu

TAHAP AKLIMATISASIPlantlet

Dibersihkan dengan air mengalir

Diberi hormon penumbuh akar

Direndam dalam fungisida dan bakterisida

Ditanam dalam media steril

Disungkup selama 4 minggu

TAHAP PEMBESARAN BIBIT DI POLIBAG

Setelah diaklimatisasi plantlet ditanam pada polibag selama 1 –2 bulan hingga siap ditanam di lapangan

Plantlet pasca aklimatisasi

1 bulan

PERTUMBUHAN SATOIMO HASIL KULTUR JARINGAN DILAPANGAN

2 bulan0 bulan

1 bulan

UMBI SATOIMO

Umbi satoimo yang dihasilkan dari bibit

umbi

Umbi satoimo yang dihasilkan dari bibit

kultur jaringan

UMBI SATOIMO

Siap ekspor ke Jepang

KELEBIHAN BIBIT HASIL KULTUR JARINGAN DIBANDINGKAN DENGAN BIBIT DARI BIJI /STEK

Kontinuitas ketersediaan bibit dalam jumlah besar akan terjaga sepanjang waktu, tanpa harus menunggu musim berbuah.

Bibit yang dihasilkan akan sama dengan induknya, sehingga tingkat keseragaman pertumbuhan bibit di lapangan tinggi.

Bibit yang dihasilkan bebas dari virus penyakit, karena ditumbuhkan dalam kondisi aseptik.

KELEMAHAN BIBIT HASIL KULTUR JARINGAN DIBANDINGKAN DENGAN BIBIT DARI BIJI /STEK

Dibutuhkan biaya relatif tinggi untuk membangun laboratorium beserta peralatannya.

Biaya produksi yang tinggi, meliputi biaya bahan kimia dan biaya tenaga kerja yang harus mempunyai keahlian khusus.

TERIMA KASIH