BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bioteknologi di bidang pertanian telah berkembang pesat, salah satu

contohnya adalah dengan perbanyakan secara vegetatif. Cara perbanyakan

vegetatif umumnya akan menghasilkan tanaman yang lebih cepat tumbuh. Dapat

tumbuhnya bagian terkecil dari tumbuhan menjadi individu baru karena tumbuhan

memiliki sifat mampu untuk tumbuh menjadi tanaman yang sempurna bila

disekitar lingkungan tersebut sesuai. Sifat tumbuhan inilah yang kemudian

mencetuskan suatu metode perbanyakan tumbuhan secara vegetatif, yaitu dengan

kultur jaringan tumbuhan.

Kultur jaringan merupakan salah satu metode perbanyakan tanaman secara

vegetatif. Kultur jaringan tertua dilakukan pada biji anggrek dengan tujuan untuk

mengecambahkannya dalam media yang kaya nutrisi karena biji dari anggrek

tidak mempunyai cadangan makanan. Kultur jaringan terus berkembang dari

mengkulturkan biji berkembang dengan mengkulturkan jaringan dan terus

berkembang hingga mampu mengkulturkan satu sel dari tanaman. Penggunaan

kultur jaringan mempunyai kelebihan, yaitu mampu memproduksi bibit yang

seragam dalam jumlah banyak dan dalam waktu yang relatifr singkat.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana sejarah dan pengertian kultur jaringan tanaman ?

2. Bagaiman teknik kultur jaringan tanaman ?

3. Apa contoh kultur jaringan tanaman ?

4. Bagaimana masalah dalam kultur jaringan tumbuhan ?

5. Apa kelebihan dan kekurangan dalam kultur jaringan ?

1.3 Tujuan

1. Untuk mengetahui sejarah dan pengertian kultur jaringan tanaman

2. Untuk mengetahui teknik kultur jaringan tanaman

3. Untuk mengetahui contoh kultur jaringan tanaman

4. Untuk mengetahui masalah dalam kultur jaringan tumbuhan

5. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dalam kultur jaringan

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Sejarah Kultur Jaringan

Sejarah kultur jaringan sebenarnya sejalan dengan sejarah perkembangan

botani. Beberapa ahli jaman dulu sudah meramalkan bahwa perbanyakan kultur

jaringan dapat dilaksanakan. Pemikiran ini didasarkan pada penemuan para ahli

yan mendahului mereka serta penemuan mereka sendiri.Pada abad 17 seorang ahli

matematika Robert Hooke telah menemukan sel. Ia mengatakan bahwa sel-sel

dapat disamakan dengan batu-batu bangunan alamiah. Kemudian pada tahun 1838

-1839, seorang ahli Biologi M. V. Schleiden dan Theodore Schwann yang telah

memfokuskankan perhatiannya pada kehidupan sel, menemukan satu konsep baru,

bahwa satu sel dapat tumbuh sendiri walaupun telah terpisah dari tanaman

induknya. Mereka mengemukakan bahwa segala peristiwa rumit yang terjadi

dalam tubuh organisme selama hidup, bersumber pada sel. Dari konep inilah

tumbuh pernyataan bahwa satu sel mempunyai kemampuan untuk berkembang.

Sel berkembang dengan jalan regenerasi sehingga pada satu saat akan terbentuk

satu tanaman sempurna. Kemampuan regenerasi ini disebut “totipotency”.

Beberapa ahli yang juga telah bekerja mengisi sejarah perkembangan

Botani abad 19, adalah Charles Darwin, Louis Pasteur, Justus Van Liebig, Johan

Knopp, dan Rechinger. Charles Darwin dikenal dengan julukan “raja penamat”,

menemukan hormon pada koleoptil sebangsa rumput. Kemudian Louis Pasteur

yan menentang aliran “generatio spontanea” mengemukakan pentingnya

sterilisasi. Pada akhir abad 19, Johan Knopp (1817 – 1891) menemukan 10 unsur

hara yan penting bagi pertumbuhan tanaman. Dengan penemuannya ini ia dikenal

dengan “Knop’s Solution”, beberapa tahun setelah Knopp, Rechinger (1893) telah

mencoba mengambil potongan kecil batang poplar dan beet, kemudian

memelihara bahan-bahan ini di atas kertas filter lembab. Dari percobaan ini ia

menemukan pertumbuhan kalus. Dengan mengurangi ukuran potongan tanaman

akhirnya ia mengambil kesimpulan bahwa ukuran yang paling baik adalah ukuran

kecil namun tidak kurang dari 1,5 cm.

2

Kira-kira pada permulaan abad ini, beberapa ahli botani mengembangkan

suatu teori, bahwa sel atau jaringan tanaman pada dasarnya dapat ditanam secara

terpisah dalam suatu kultur. Sel dan jaringan yang ditanam dengan cara ini

memiliki kemampuan untuk regenerasi bagian-bagian yang diperlukan, dalam

upayanya untuk bisa tumbuh dengan normal, membentuk kembali menjadi

tanaman yang utuh. Dengan kata lain, bahwa di dalam masing-masing sel tanaman

mungkin mengandung informasi genetik atau sarana fisiologis tertentu yang

mampu membentuk tanaman lengkap bila ditempatkan dalam lingkungan yang

sesuai. Kemampuan inilah yang kemudian dikenal sebagai totipotensi.

Pada permulaan abad ke 20 konsep totipotensi terus dikembangkan. Gottlieb

Hamberlant seorang ahli Botani bangsa Jerman pada tahun 1902 melanjutkan

konsep totipotensi ini secara bersungguh-sungguh. Ia menekankan bahwa embrio

tanaman dapat tumbuh dengan jalan memelihara sel-sel vegetatif. Walaupun

percobaannya gagal namun memastikan bahwa sifat totipotensi yan dimiliki oleh

sel menyebabkan sel dapat dipisahkan dan dipelihara pada media tumbuh. Bila

medianya cocok, sel yang dipisahkan itu akan melanjutkan kehidupannya dan

berkembang menjadi satu tanaman baru (Kyte 1987)

Keterangan ini disusun secara sistematik menurut tahun penemuan :

Pada 1922 Knudson menemukan germinasi asimbiotik biji tanaman angrek

secara in vitro.Pengembangan metode kultivasi kultur jaringan dimulaikan oleh

dua oran saintis yang sudah bertahun-tahun berusaha bekerja di bidan ini. Mereka

adalah White P.,

1934 White P., sesudah bertahun-tahun gagal, pada tahun ini berhasil

mengkulturkan ujung akar tomat. Pada tahun yang sama Gautheret L.,

mengkulturkan in vitro jaringan kambium tanaman Acer pseudoplanatus, Salix

caparaea, dan Sambucus nigra. Pada saat ini ide tentang kultur jaringan dapat

dikatakan sudah tercapai namun oleh karena eksplant tidak dipindahkan ke media

yang baru, maka perkembangan terhenti sesudah berumur 15 – 18 bulan.

Dikatakan bahwa pada saat itu media ternyata kekurangan beberapa unsur yang

berfungsi untuk pembelahan sel. 1939 P. R. White seorang peneliti dari Amerika

(yang sekarang dianggap sebagai Bapak Kultur Jaringan) melaporkan sejumlah

hasil penelitiannya tentang keberhasilan ia menumbuhkan sejumlah tunas dari

3

potongan-potongan kalus tembakau yan ditanam dalam medium cair. 1940

Seorang ahli yang lain, Folke Skoog, ahli fisiologi tanaman dari Universitas

Winconsin pada tahun melanjutkan penelitian-penelitian yang dilakukan White

dan telah berhasil membuktikan, bahwa hormon-hormon auksin, yaitu IAA dan

NAA (yang pada waktu itu dikenal sebagai pemacu pertumbuhan akar dari

potongan-potongan dahan), ternyata mampu menghambat awal pertumbuhan

tunas. Selanjutnya dengan percobaan-percobaannya menggunakan kultur jaringan

tembakau, dia mulai mencari senyawa-senyawa kimia yang dapat berinteraksi

dengan senyawa-senyawa auksin serta senyawa-senyawa yang memacu

pertumbuhan tunas. (Whaterel, 1982).

Pada 1941 Van Overbeek mula-mula menggunakan air kelapa (yang

mengandung faktor perangsang pembelahan sel) dalam mengkulturkan embrio

Datura.1943 White menerbitkan bukunya “A Handbook of Plant Tissue Culture”

yang memuat pengetahuan serta hasil penemuan pada jaman itu.1944 Skoog

mula-mula mendapatkan tunas adventif dari hasil kultur jaringan.1945-1946 Loo

Shi Wei, pertama-tama mengkulturkan apex batang.1949 Vaccin dan Went

menciptakan medium Vacin dan Went.1950 Folke Skoog bersama-sama dengan

muridnya berhasil menemukan adanya efek pemacu pembentukan tunas yang

disebabkan oleh senyawa-senyawa fosfat anorganik maupun senyawa-senyawa

organic, yaitu adenine dan adenosin. 1952 Morel dan Martin pertama-tama

menemukan dahlia yan bebas virus dari hasil kultur meristem.1954 Muir et al

pertama-tama mendapatkan tanaman dari kultur sel. Wetmore, R. H., dan Sorkin

S., mengembangkan teori Hamberlant tentang organogenesis yan sekarang dikenal

dengan mikropropagasi.1955, kelompok Skoog menemukan kinetin, yaitu

hormone golongan sitokinin yang pertama kali ditemukan. 1957 Skoog dan Miller

melaporkan hasil penelitian mereka yang sekarang telah dianggap klasik,yaitu

mengemukakan ratio sitokinin dan auxin untuk mengatur pembentukkan organ.

Mereka menulis satu artikel tentan “Chemical Regulation of Growth and Organ

Formulation in Plant Tissue Cultured in Vitro” mengenai keterkaitan kedua

golongan hormone, auksin dan sitokinin dalam pengaturan regenerasi akar dan

tunas. Penelitian ini selanjutnya menjadi landasan berbagai upaya pembiakan

secara kultur jaringan. Skoog menyadari besarnya potensi ekonomi dari hasil

4

penelitian-penelitiannya, selanjutnya semakin menekuni bidang kultur jaringan

bersama-sama murud-murid dan teman-temannya. (Whaterel, 1982).

Torrey J. C., mendemonstrasikan pembelahan sel yang diisolasikan.

1958 Reinert dan Steward, menemukan regenerasi proembrio dari suspensi

sel Daucus carota.K. V. Thimann dari Universitas Harvard melaporkan

penemuan-penemuannya pada beberapa kali penerbitan yang dimulai tahun 1958,

bahwa hormon-hormon sitokinin mampu melawan efek pertumbuhan tunas apical.

Dan mereka berhasil pula membuktikan, bahwa kinetin bersifat memacu

pertumbuhan tunas lateral yan biasanya tidak terlihat nyata akibat penaruh dari

tunas apical pucuk tanaman. Hal inilah yan selanjutnya menjadi dasar fisiologis

dalam upaya meningkatkan jumlah cabang-cabang lateral, yang seperti diketahui

sangat penting artinya bai pembiakan secara kultur jaringan. Dalam tahun-tahun

berikutnya, banyak peneliti yan memberikan sumbangan pengetahuan yang

menunjang keberhasilan usaha pembiakan secara kultur jaringan tersebut.1960

Cocking E. C., memperoleh sejumlah protoplast dengan jalan degradasi dinding

sel menggunakan enzyme.

1962 Murashige T., dan Skoog F., mengembangkan formulasi media

kultur yan amat terkenal dan sampai sekarang dipakai di dunia internasional, yaitu

media Murashige-Skoog., Di sini peranan Murashige sangat penting artinya,

karena selain telah memberi sumbangan pengetahuan dasar kultrur sel dan

jaringan, usahanya telah mengarah ke penerapan di bidang pembiakan secara

kultur jaringan dalam skala komersial. Murashige bersama murid-muridnya di

Universitas California telah menyusun prosedur lenkap pembiakan kultur jaringan

dari sejumlah besar spesies tanaman yang diketahui bernilai ekonomi tinggi.

Pengembangan hasil karya tersebut selanjutnya mendorong pertumbuhan industri-

industri pembiakan secara kultur jaringan di Amerika Serikat 1964 Guha S., dan

Maheshwari S. C., mendapatkan embrio haploid yan berkembang dari sel polen

tanaman Datura.1965 Vasil dan Hamberlant, berhasil mendapatkan differensiasi

sel tembakau yang diisolasikan. 1967 Bourin J. P., dan Nitch J. P., mendapat

tanaman haploid dari kultur serbuk tembakau.

1969 Erickson & Jonassen melakukan isolasi protoplas dari suspensi sel

5

Hapopappus.1970 Power melakukan fusi protoplas.1971 Takebe et al mula-mula

mendapatkan tanaman hasil regenerasi protoplast.1977 Chilton, et al berhasil

mengintegrasikan DNA T-plasmid dari Agribacterium tumefaciens pada

tanaman.1981 Larkins dan Skowcroft, pertama-tama memperkenalkan variasi

somaklonal.1985 Perkembangan transfer gen pada tanaman berkembang cepat,

seperti penggunaan Agrobacterium, particle bombardment (gen gun),

electroporasi, mikroinjeksi.1990 Perkembangan rekayasa genetik dan metabolic

pada tananaman berkembang dengan pesat. Pemasaran produk-produk rekayasa

genetik. 

2.2 Pengertian Jaringan Tumbuhan

Kultur jaringan tanaman (plant tissue culture) atau sering kali disebut juga

dengan kultur in vitro adalah terminologi yang digunakan untuk menggambarkan

semua prosedur budi daya tanaman secara aseptik. Karena pertumbuhannya

memerlukan tempat steril dengan wadah yang biasanya tembus cahaya, maka

disebut juga kultur in vitro yang berarti kultur di dalam gelas. Secara lebih rinci,

kultur jaringan dapat didefinisikan sebagai suatu metode mengisolasi bagian dari

tanaman, seperti protoplasma sel, sekelompok sel, jaringan, dan organ serta

menumbuhkannya dalam media yang sesuai dan kondisi aseptik, sehingga bagian-

bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman

lengkap. Ada beberapa karakter yang dapat dipakai untuk mencirikan teknik

kultur jaringan, yaitu:

• Terbebas dari segala mikroorganisme,

• Lingkungan tumbuh optimal.

• Pola perkembangan normal tanaman dapat dimodifikasi,dan

• Manipulasi jaringan untuk perbaikan tanaman.

Perbanyakan tanaman secara kultur jaringan dikembangkan berdasarkan

teori sel yang pertama kali dikemukakan oleh Schleiden dan Schwan, yaitu

totipotensi sel. Totipotensi sel dapat didefinisikan sebagai suatu kemampuan sel

6

untuk tumbuh dan berkembang menjadi individu yang sempurna jika ditempatkan

pada suatu lingkungan yang sesuai untuk pertumbuhannya dan terkendali.Salah

satu aspek yang menarik dari penerapan kultur jaringan dan dewasa ini sangat

pesat perkembangannya adalah mikropropagasi/perbanyakan mikro (micro pro-

pagation). Teknik mikropropagasi telah banyak digunakan untuk memperbanyak

secara cepat berbagai jenis tanaman dalam skala industri. Teknik kultur jaringan

terbukti ampuh membantu para pemulia tanaman untuk menghasilkan tanaman

dengan karakter yang sudah diperbaiki.

Pada mulanya tujuan dan manfaat utama teknik kultur jaringan tanaman

adalah untuk perbanyakan tanaman. Akan tetapi pada perkembangannya, teknik

kultur jaringan juga dimanfaatkan untuk tujuan lain, seperti: polinasi in vitro,

penyelamatan embrio (transplantasi embrio), produksi metabolit sekunder,

konservasi plasma nutfah, fusi protoplas, keragaman somaklonal, produksi

tanaman haploid, dan transformasi tanaman.

2.3 Teknik Kultur Jaringan

Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak

tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara

generatif. Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai beberapa

keunggulan, antara lain: mempunyai sifat yang identik dengan induknya, dapat

diperbanyak dalam jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan tempat

yang luas, mampu menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu yang

singkat, kesehatan dan mutu bibit lebih terjamin, kecepatan tumbuh bibit lebih

cepat dibandingkan dengan perbanyakan konvensional.

Berdasarkan bagian-bagian tanaman yang dikulturkan secara spesifik

terdapat beberapa macam kultur:

1. Kultur organ, yaitu kultur yang diinisiasi dari organ-organ tanaman

seperti: pucuk terminal dan aksilar, meristem, daun, batang, ujung akar,

bunga, buah muda, embrio, dan sebagainya.

7

2. Kultur biji (seed culture), kultur yang bahan tanamnya menggunakan biji

atau seedling.

3. Kultur kalus, yaitu kultur sekumpulan sel yang tidak terorganisir, hanya

sel-sel parenkim yang berasal dari bahan awal

4. Kultur suspensi, yaitu kultur sel bebas atau agregat sel kecil dalam media

cair. Pada umumnya kultur suspensi diinisiasi dari kalus.

5. Kultur protoplas, yaitu kultur sel-sel muda yang diinisiasi dalam media

cair yang dihilangkan dinding selnya. Kultur protoplas digunakan untuk

hibrididasi somatik (fusi dua protoplas baik intraspesifik maupun

interspesifik).

6. Kultur haploid (kultur mikrospora/ anther), yaitu kultur dari kepala sari

(kultur anther) atau tepung sari (kultur mikrospora)

7. Pada prinsipnya kultur jaringan merupakan dua kegiatan utama. Pertama,

yaitu mengisolasi atau memisahkan bagian tanaman dari tanaman induk.

Kedua, yaitu menumbuhkan dan mengembangkan bagian tanaman tersebut

di dalam media yang kondisinya steril dan mampu mendorong

pertumbuhan bagian tanaman menjadi tanaman yang sempurna.

Contoh Kultur Jaringan Tanaman Yang Telah Dilakukan :

Tanaman jahe (Zingiber officinale), touki (Angelica acutiloba), kapolaga (Eletaria

cardamomum), Mentha sp., Geranium (Pelargonium graveolens dan

P.tomentosum), panili (Vanilla planifolia), abaka (Musa textilis), nilam

(Pogostemon cabin), rami (Boechmeria nivea), lada (Piper nigrum), pyrethrum

(Chrysanthemum cinerarifolium), gerbera (Gerbera jamesonii), seruni

(Chrysanthemum morifolium), pulasari (Alyxia steliata), pule pandak (Rauwolfia

serpentina), temu putri (Curcuma petiolata), purwoceng (Pmpinella pruatjan)

2.4 Tahapan-Tahapan Dalam Kultur Jaringan Tanaman yaitu:

Pembuatan Media

          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,

8

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.

Inisiasi Kultur

Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan

dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur

jaringan adalah tunas.Tujuan utama dari propagasi secara in-vitro tahap ini adalah

pembuatan kultur dari eksplan yang bebas mikroorganisme serta inisiasi

pertumbuhan baru, ini mengusahakan kultur yang aseptik atau aksenik. Aseptik

berarti bebas dari mikroorganisme, sedangkan aksenik berarti bebas dari

mikroorganisme yang tidak diinginkan. Dalam tahap ini juga diharapkan bahwa

eksplan yang dikulturkan akan menginisiasi pertumbuhan baru, sehingga akan

memungkinkan dilakukannya pemilihan bagian tanaman yang tumbuhnya paling

kuat,untuk perbanyakan (multiplikasi) pada kultur tahap selanjutnya.

Masalah yang sering dihadapi pada kultur tahap ini adalah terjadinya

pencokelatan atau penghitaman bagian eksplan (browning). Hal ini disebabkan

oleh senyawa fenol yang timbul akibat stress mekanik yang timbul akibat

pelukaan pada waktu proses isolasi eksplan dari tanaman induk. Senyawa fenol

tersebut bersifat toksik, menghambat pertumbuhan atau bahkan dapat mematikan

jaringan eksplan.

Sterilisasi

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. Tunas hidup di atas tanah sering

9

banyak tanah yang melekat perlu dibersihkan hal ini karena pada eksplan tunas

khususnya pada pisang mengandung bakteri internal seperti Pseudomonas dan

Erwinia.

Multiplikasi atau Perbanyakan Propagul

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.

Tahap ini bertujuan untuk menggandakan propagul atau bahan tanaman yang

diperbanyak seperti tunas atau embrio, serta memeliharanya dalam keadaan

tertentu sehingga sewaktu-waktu bisa dilanjutkan untuk tahap berikutnya. Pada

tahap ini, perbanyakan dapat dilakukan dengan cara merangsang terjadinya

pertumbuhan tunas cabang dan percabangan aksiler atau merangsang

terbentuknya tunas pucuk tanaman secara adventif, baik secara langsung maupun

melalui induksi kalus terlebih dahulu. Seperti halnya dalam kultur fase inisiasi, di

dalam media harus terkandung mineral, gula, vitamin, dan hormon dengan

perbandingan yang dibutuhkan secara tepat.

Pengakaran

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).Tujuan dari tahap ini adalah untuk membentuk akar dan pucuk tanaman

yang cukup kuat untuk dapat bertahan hidup sampai saat dipindahkan dari

lingkungan in-vitro ke lingkungan luar.

10

Aklimatisasi

Dalam proses perbanyakan tanaman secara kultur jaringan, tahap aklimatisasi

planlet merupakan salah satu tahap kritis yang sering menjadi kendala dalam

produksi bibit secara masal. Pada tahap ini, planlet atau tunas mikro dipindahkan

ke lingkungan di luar botol seperti rumah kaca, rumah plastik, atau screen house

(rumah kaca kedap serangga). Proses ini disebut aklimatisasi. Aklimatisasi adalah

proses pengkondisian planlet atau tunas mikro (jika pengakaran dilakukan secara

ex-vitro) di lingkungan baru yang aseptik di luar botol, dengan media tanah, atau

pakis sehingga planlet dapat bertahan dan terus menjadi bibit yang siap ditanam di

lapangan. Prosedur pembiakan dengan kultur jaringan baru bisa dikatakan berhasil

jika planlet dapat diaklimatisasi ke kondisi eksternal dengan keberhasilan yang

tinggi.

Tahap ini merupakan tahap kritis karena kondisi iklim mikro di rumah kaca,

rumah plastik, rumah bibit, dan lapangan sangatlah jauh berbeda dengan kondisi

iklim mikro di dalam botol. Kondisi di luar botol bekelembaban nisbi jauh lebih

rendah, tidak aseptik, dan tingkat intensitas cahayanya jauh lebih tinggi daripada

kondisi dalam botol. Planlet atau tunas mikro lebih bersifat heterotrofik karena

sudah terbiasa tumbuh dalam kondisi berkelembaban sangat tinggi, aseptik, serta

suplai hara mineral dan sumber energi berkecukupan.

Disamping itu tanaman tersebut memperlihatkan beberapa gejala ketidak

normalan, seperti bersifat sukulen, lapisan kutikula tipis, dan jaringan vaskulernya

tidak berkembang sempurna, morfologi daun abnormal dengan tidak berfungsinya

stomata sebagai mana mestinya. Strutur mesofil berubah, dan aktifitas fotosintesis

sangat rendah. Dengan karakteristik seperti itu, palanlet atau tunas mikro mudah

menjadi layu atau kering jika dipindahkan ke kondisi eksternl secara tiba-tiba.

Karena itu, planlet atau tunas mikro tersebut diadaptasikan ke kondisi lngkungan

yang baru yang lebih keras. Dengan kata lain planlet atau tunas mikro perlu

diaklimatisasikan

11

2.5 Contoh kultur jaringan pada tumbuhan

Pisang adalah tanaman buah , sumber vitamin, mineral dan karbohidrat. Di

Indonesia pisang yang ditanam baik dalam skala rumah tangga ataupun kebun

pemeliharaannya kurang intensif. Sehingga, produksi pisang Indonesia rendah,

dan tidak mampu bersaing di pasar internasional. Selain sebagai komoditi

penunjang ketahanan pangan, pisang di Indonesia juga berpotensi sebagai

komoditi agribisnis. Potensi ini tergambar pada paling tingginya total areal

penanaman dan produksi pisang dibandingkan dengan buah lainnya di Indonesia,

dan pisang menyumbang 50% total produksi buah nasional (Anonymous, 2002).

Pada tahun 2001, areal penanaman pisang adalah 76.500 ha dengan total produksi

sebesar 4.300.000 ton

Peluang pengembangan agribisnis komoditas pisang masih terbuka luas. Untuk

keberhasilan usahatani pisang, selain penerapan teknologi, penggunaan varietas

unggul dan perbaikan varietas harus dilaksanakan. Varietas unggul yang

dimaksud adalah varietas yang toleran atau tahan terhadap hama dan penyakit

penting pisang, mampu berproduksi tinggi, serta mempunyai kualitas buah yang

bagus dan disukai masyarakat luas.

Pusat keragaman utama pisang terletak di daerah Malesia (Asia Tenggara,

Papua dan Australia tropika). Pusat keragaman minor juga terdapat di Afrika

tropis. Tumbuhan ini menyukai iklim tropis panas dan lembab, terutama di

dataran rendah. Di daerah dengan hujan merata sepanjang tahun, produksi pisang

dapat berlangsung tanpa mengenal musim. Indonesia, Kepulauan Pasifik, negara-

negara Amerika Tengah, dan Brasil dikenal sebagai negara utama pengekspor

pisang. Masyarakat di negara-negara Afrika dan Amerika Latin dikenal sangat

tinggi mengonsumsi pisang setiap tahunnya.

Beberapa pisang komersial Indonesia yang banyak dikenal; sebagai pisang

meja adalah pisang Ambon Kuning (AAA), Ambon Hijau (AAA), Barangan

(AAA), Raja Sereh (AAB), Mas (AA) dan Berlin (AA), sebagai pisang olah

adalah Kepok (ABB), Raja (AAB), Uli/Jantan (AAB), Candi (AAB) dan Tanduk

12

(AAB).  Pisang budidaya pada masa sekarang dianggap merupakan keturunan dari

Musa acuminata yang diploid dan tumbuh liar. Genom yang disumbangkan diberi

simbol A. Persilangan alami dengan Musa balbisiana memasukkan genom baru,

disebut B, dan menyebabkan bervariasinya jenis-jenis pisang. Pengaruh genom B

terutama terlihat pada kandungan tepung pada buah yang lebih tinggi. Secara

umum, genom A menyumbang karakter ke arah buah meja (banana), sementara

genom B ke arah buah pisang olah/masak (plantain). Hibrida M. acuminata

dengan M. balbisiana ini dikenal sebagai M. ×paradisiaca. Khusus untuk

Kelompok AAB, nama Musa sapientum pernah digunakan.

Mengikuti anjuran Simmonds dan Shepherd yang karyanya diterbitkan

pada tahun 1955, klasifikasi pisang budidaya sekarang menggunakan nama-nama

kombinasi genom ini sebagai nama kelompok budidaya (cultivar group). Sebagai

contoh, untuk pisang Cavendish, disebut sebagai Musa (AAA group Dessert

subgroup) 'Cavendish'. Di bawah kelompok masih dimungkinkan pembagian

dalam anak-kelompok (subgroup). Lihat pula artikel Musa untuk pembahasan

lebih mendalam

( Hartoyo , dwi 2011).

Buahnya merupakan produk utama pisang. Pisang dimanfaatkan baik

dalam keadaan mentah, maupun dimasak, atau diolah menurut cara-cara tertentu.

Pisang dapat diproses menjadi tepung, kripik, ‘puree’, bir (Afrika), cuka, atau

didehidrasi. Daun pisang digunakan untuk menggosok lantai, sebagai alas

‘kastrol’ tempat membuat nasi ‘liwet’, dan sebagai pembungkus berbagai

makanan. Serat untuk membuat kain dapat diperoleh dari batang semunya.

Bagian-bagian vegetatif beserta buah-buah yang tidak termanfaatkan digunakan

sebagai pakan ternak; bagian-bagian vegetatif itu khusus dimanfaatkan jika pakan

ternak dan air sulit diperoleh (batang semu itu banyak mengandung air). Tanaman

pisang (atau daun dan buahnya) juga memegang peranan dalam upacara-upacara

adat, misalnya di Indonesia, untuk upacara pernikahan, ketika mendirikan rumah,

dan upacara keagamaan setempat. Dalam pengobatan, daun pisang yang masih

tergulung digunakan sebagai obat sakit dada dan sebagai tapal dingin untuk kulit

yang bengkak atau lecet. Air yang keluar dari pangkal batang yang ditusuk

13

digunakan untuk disuntikkan ke dalam saluran kencing untuk mengobati penyakit

raja singa, disentri, dan diare; air ini juga digunakan untuk menyetop rontoknya

rambut dan merangsang pertumbuhan rambut. Cairan yang keluar dari akar

bersifat anti-demam dan memiliki daya pemulihan kembali. Dalam bentuk tepung,

pisang digunakan dalam kasus anemia dan casa letih pada umumnya, serta untuk

yang kekurangan gizi. Buah yang belum matang merupakan sebagian dari diet

bagi orang yang menderita penyakit batuk darah (haemoptysis) dan kencing

manis. Dalam keadaan kering, pisang bersifat antisariawan usus. Buah yang

matang sempurna merupakan makanan mewah jika dimakan pagi-pagi sekali.

Tepung yang dibuat dari pisang digunakan untuk gangguan pencernaan yang

disertai perut kembung dan kelebihan asam. (anonim  A)

Pisang Cavendish

Pisang Cavendish merupakan komoditas buah tropis yang sangat popular

di dunia, di Indonesia, pisang ini lebih dikenal dengan sebutan Pisang Ambon

Putih.  Pisang Cavendish banyak dikembang biakan menggunakan metode kultur

jaringan. Keunggulan bibit pisang hasil kultur jaringan dibandingkan dengan bibit

dari anakan adalah bibit kultur jaringan terbebas dari penyakit seperti layu moko

akibat Pseudomonas solanacearumdan layu panama akibat Fusarium oxysporum

cubense. Dalam kultur jaringan pisang, sampai saat ini yang banyak dikenal

adalah kultur denganeksplan bonggol.

Karakteristrik

Pohon Pisang Cavendish mempunyai tinggi batang 2,5 - 3 m

dengan warna hijau kehitaman. Daunnya berwarna hijau tua. 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 dari pisang ini putih kekuningan,

rasanya manis agak asam, dan lunak. Kulit buah agak tebal berwarna hijau

kekuningan sampai kuning muda halus.

Kondisi pertumbuhan

Suhu merupakan factor utama dalam pertumbuhan pisang Cavendish.

Suhu optimum untuk pertumbuhannya adalah sekitar 27° C, dan suhu

maksimumnya 38° C. Tanaman ini tumbuh di daerah tropis dan subtropis, pisang

14

ini tidak dapat tumbuh di dataran tinggi, ketinggian di atas 1600 m dpl.

Kebanyakan pisang tumbuh baik di lahan terbuka, tetapi kelebihan penyinaran

akan menyebabkan terbakar-matahati (sunburn).Tanaman ini juga

sangat sensitif terhadap angin kencang karena dapat menyebabkan daunnya rusak

dan robek, distorsi tajuk dan merobohkan pohonnya. Untuk pertumbuhan

yang optimal, curah hujan yang diperlukan sekitar 200-220 mm, dan kelembapan

tanahnya tidak kurang dari 60-70% dari kapasitas lapangan. Tanah yang paling

baik untuk pertumbuhan Pisang Cavendish adalah tanah liat yang dalam

dan gembur serta yang memiliki pengeringan dan aerasi yang baik. Tanaman ini

toleran terhadap pH 4,5-7,5.

Penyakit

Salah satu jenis penyakit yang kerap menyerang tanaman Pisang

Cavendish adalah layu panama atau sering dikenal dengan nama layu fusarium.

Penyakit ini membuat daun pisang menjadi layu dan mudah putus. Jamur

penyebab penyakit ini adalah Fusarium oxysporum f.sp. cubense, yang mampu

bertahan lama di dalam tanah sebagai klamidospora sehingga sulit untuk

dikendalikan. Sejumlah cara pengendaliannya telah diteliti, namun belum

memberikan hasil yang memuaskan. Contohnya adalah pengendalian

hayati patogen yang ditularkan melalui tanah dan penggunaan

jenis bakteri tertentu untuk mengendalikan patogen yang ditularkan melalui tanah

tersebut.

Selain layu panama, tanaman Pisang Cavendish juga dapat

terkena penyakit Mycosphaerella Leaf Disease Complex (MLDC). Gejala-gejala

yang ditimbulkan oleh penyakit ini adalahperkembangan tanaman yang buruk,

daun-daun menjadi layu dengan cepat, jumlah daun-daun yang sehat semakin

berkurang, timbulnya tandan yang buruk, buah-buah yang dihasilkan tidak baik,

dan perkembangan buahnya menjadi prematur. Sedangkan, contoh penyakit-

penyakit lain dari Pisang Cavendish adalah Yellow Sigatoka yang disebabkan

oleh M. musicola dan Black Leaf Streak atau Black Sigatoka yang disebabkan

oleh M. fijiensis.

15

  Produk Kultur Jaringan

Kultur Jaringan Tanaman Pisang, Tumbuhan pisang dapat dengan mudah

dikulturkan dengan cara :

Kultur kalus

Kultur tunas → lebih mudah propagasi

Kelebihan :

Bebas patogen tertentu kecuali penyakit virus : BBTV dan mosaic

Relatif seragam

Kelemahan :

Kurang tahan penyakit karena terbiasa diperlakukan penuh nutrisi.

Eksplan

Syarat-syarat eksplan yang baik :

Berasal dari induk yang sehat dan subur.

Berasal dari induk yang diketahui jenisnya.

Tempat tumbuh pada lingkungan yang baik.

Ukuran tunas optimal sekitar 5 cm tingginya ( biasanya ukuran tunas yang

bisa dipakai sebagai eksplan adalah tunas yang berukuran antara 5 – 10 cm

), bukan tunas yang baru tumbuh atau yang sudah kelewat besar.

Untuk pisang kapok sering tunas perlu digali lebih dalam dari dalam tanah.

Untuk pisang jenis lain baiknya tunas yang kelihatan dari tanah

Tunas langsung diproses sesegar mungkin dan bila terpaksa jangan

dimasukkan ke dalam kulkas.

Contoh eksplan pisang

Sterilisasi eksplan

Tunas hidup di atas tanah sering banyak tanah yang melekat perlu

dibersihkan hal ini karena pada eksplan tunas pisang mengandung bakteri internal

seperti Pseudomonas dan Erwinia. .

Tahapan sterilisasi eksplan :

Tunas dibersihkan dari sisik dan kulit luar satu lapis.

16

Tunas dicuci dan disikat dengan sabun sampai bersih kemudian ditiriskan.

Tunas diperkecil dengan dikupas seludangnya sampai berbentuk seperti

kerucut di atas   kubus ukuran 2 x 2 cm persegi.

Tunas dimasukkan ke dalam gelas piala bersih dan disterilisasi dengan

kloroks 0,5 % selama 5 menit.

Bila perlu sterilisasi dapat juga dilakukan dengan sublimat 0,1 % selama 2

menit kemudian dicuci dengan air steril.

Pekerjaan no 1 sampai dengan no 5 dapat dilakukan di ruang terbuka.

Tunas diperkecil lagi setengahnya di dalam laminar air flow. Dan

langsung disterilisasi dalam 0,5 % kloroks yang mengandung 0,5 / liter

vitamin C selama 5 menit.

Selain cara di atas ada cara yang lain lagi dimana langkah pertama dan kedua

sama seperti di atas.

Kemudian setelah tunas dibersihkan dari sisik dan kulit luar satu lapis,

kemudian tunas direndam dalam larutan formalin 30 % ( setara dengan 10

% formaldehid ) selama 10 menit.

Setelah itu pelepah paling luar dibuang lagi satu lapis lalu tunas direndam

lagi dalam larutan agrimycin 5 gram/ liter selama 12 jam.

Setelah 12 jam perendaman, tunas dicuci untuk menghilangkan sisa-sisa

bakterisida. Setelah itu lalu dimasukkan dalam larutan kloroks / bayclin 50

% dan dibiarkan selama 15 menit.

Kemudian setelah itu dimasukkan ke dalam laminar air flow cabinet,

pelepah tunas dibuka lagi sebanyak 1 – 2 lapis dan kemudian direndam ke

dalam larutan kloroks 20 % selama 10 menit.

Setelah dibilas dengan air steril, tunas direndam ke dalam larutan betadine

20 % selama 10 menit. Ukuran terakhir tunas +/- 1 – 2 cm.

 

 

Sterilisasi eksplan di dalam laminar air flow

17

Kemudian setelah proses sterilisasi eksplan selesai dilakukan eksplan

ditiriskan di atas cawan petri beralaskan kertas saring steril. Eksplan siap di tanam

dalam medium.

 

Medium kultur jaringan pisang

Medium kultur jaringan pisang pada dasarnya adalah medium MS dengan

modifikasi vitamin dan hormon. Unsur makro dan mikro sama, dengan sedikit

perbedaan yaitu sukrosa 30 gram diganti dengan D-glukosa atau dektrosa ( teknis

atau p.a. ). Menurut pengalaman penggantian ini menyebabkan pertumbuhan lebih

cepat.

Vitamin :

Biotin                          :       0,05 ppm

Myo inositol                :            1 ppm

Thiamin                       :        0,4 ppm

Piridoksin                    :            4 ppm

Ascorbic acid              :     5 – 50 ppm

Dextrosa                      :         30 gram

Medium :

P1 : ½ MS + Vitamin + 5 – 7 ppm BA + 100 ml air kelapa

P2 : MS + Vitamin + 5 – 7 ppm BA + 100 ml air kelapa

P3 : MS + Vitamin + 2 ppm IBA / IAA + 0,1 kinetin + 100 ml air kelapa

Keterangan :

P1 : medium inisiasi tunas

P2 : medium perbanyakan tunas

P3 : medium perakaran

18

Untuk tiap jenis pisang susunan medium dapat diubah sesuai kebutuhan.

Pisang yang pertumbuhannya subur seperti Kapok memerlukan BA yang lebih

banyak, dan auksin yang lebih rendah.

Tahapan penanaman :

Inisiasi Tunas

Tunas yang sudah siap tanam dimasukkan ke dalam medium P1 ( medium inisiasi

tunas )

Eksplan dalam medium inisiasi tunas

Inkubasikan selama 2 minggu sampai terlihat warna kehijauan di

eksplannya.

Kupas lagi eksplannya dengan cara aseptis sampai berukuran ½ nya.

Tanam kembali sampai terlihat hijau lagi dan itu artinya eksplan hidup.

Eksplan berubah warna menjadi kehijauan

Belah eksplan menjadi dua bagian dan kemudian diletakkan titik

tumbuhnya menempel pada medium. Tunggu sampai muncul tunas kecil

dan berwarna putih seukuran 2 – 3 mm.

Sebagai catatan proses terjadinya multiplikasi tunas yang pertama biasanya

terjadi antara minggu ke 8 – 12. Dan setelah terjadi multiplikasi tunas ini baru

bisa dilakukan subkultur.

Perbanyakan tunas

Tunas yang tumbuh dipotong dan dipindahkan ( disubkultur ) ke medium

P1 ( medium inisiasi tunas ) lagi dengan hati-hati, jangan sampai rusak. Tunas

yang sudah tumbuh banyak harus sering dipecah dan dipindahkan ( disubkultur )

ke medium P1 ( medium inisiasi tunas ) lagi. Tunas yang cukup besar, besarnya

seragam dan mulai mengalami differensiasi organ lain yaitu daun dipindahkan

( disubkulturkan ) ke P2 ( medium perbanyakan tunas ), satu atau dua kali sesuai

kebutuhan. Tunas kecil dipindahkan ( disubkultur ) ke medium P1 lagi.

19

Perakaran

Tanaman kecil ( planlet ) dalam P2 ( medium perbanyakan tunas ) dipilih

yang seragam kemudian dipindahkan ( disubkultur ) medium P3 ( medium

perakaran ) untuk bisa melakukan proses perakaran. Bila planlet sudah berdaun 4

– 5 helai daun berarti sudah siap keluar untuk dilakukan aklimatisasi.

Catatan :

Dalam proses subkultur pada medium yang sama dapat dilakukan sampai

6 kali subkultur, baru kemudian bisa dipindahkan untuk diakarkan pada medium

P3 ( medium perakaraan ). Dan seluruh proses subkultur dari awal sampai akhir

ada baiknya jangan sampai melebihi 10 kali subkultur karena akan mengurangi

kualitas planlet yang dihasilkan.

Aklimatisasi

Aklimatisasi dapat dilakukan secara majemuk pada bedengan di bawah

tempat yang teduh atau secara tunggal pada gelas bekas aqua yang diisi tanah

subur ditambahkan pasir dengan perbandingan 1 : 1 . Pada saat aklimatisasi ini

umumnya 2 minggu dengan sungkup dan 4 minggu tanpa sungkup. Dan pada saat

itu planlet sudah mencapai tinggi 20 – 25 cm.

Selanjutnya bibit siap ditumbuhkan dalam polibag.

2.6 Masalah dalam kultur jaringan

Dalam kegiatan kultur jaringan tidak sedikit masalah yang dapat muncul

sebagai penghambat atau bahkan penyebab kegagalan. Gangguan kultur dapat

muncul dari bahan yang ditanam, dari lingkungan kultur,maupun dari

manusianya.permasalahan dalam kultur jaringan ada yang dapat di prediksi,dan

adapula yang tidak dapat di prediksi. Untuk yang tidak dapat diprediksi,tidak

dapat diatasi dengan cara preventif,tetapi harus diselesaikan setelah kasusnya

muncul.

Teknik kultur jaringan sampai saat ini memang belum biasa dilaksanakan

oleh para petani, baru beberapa kalangan pengusaha swasta saja yang sudah

20

mencoba melaksanakannya, karena pelaksanaan teknik kultur jaringan tanaman

memerlukan keterampilan khusus dan harus dilatar belakangi dengan ilmu

pengetahuan dasar tentang fisiologi tumbuhan, anatomi tumbuhan, biologi, kimia

dan pertanian. Dengan demikian jelas akan amat sulit untuk diterima oleh

kalangan petani biasa. Di samping itu, pelaksanaan teknik kultur jaringan mutlak

memerlukan laboratorium khusus, walaupun dapat di usahakan secara sederhana

(dalam ruang yang terbatas), namun tetap memerlukan peralatan yang memadai.

Kemungkinan lain petani akan merasa enggan bekerja secara aseptik..

Pekerjaan kultur jaringan meliputi: persiapan media, isolasi bahan tanam

(eksplan), sterilisasi eksplan, inokulasi eksplan, aklimatisasi dan usaha

pemindahan tanaman hasil kultur jaringan ke lapang.

Pelaksana harus bekerja dengan teliti dan serius, karena setiap tahapan

pekerjaan tersebut memerlukan penanganan tersendiri dengan dasar pengetahuan

tersendiri. Karena semua pekerjaan harus dilaksanakan secara hati-hati dan cermat

serta memerlukan kesabaran yang tinggi. Biaya untuk mewujudkan perbanyakan

tanaman secara in vitro ini juga sangat mahal, kecuali kita meramu medium

sendiri. Bila kita terpaksa harus membeli medium yang sudah jadi (dalam

kemasan) jelas akan sangat mahal, sebab medium yang sudah jadi masih harus di

impor dari luar negeri. Apalagi kita harus membeli saran untuk perlakuan isolasi

dan fusi protoplas, tentu biayanya akan bertambah besar. Enzim-enzim yang

digunakan dalam kultur jaringan juga masih dibeli dari luar negeri seperti Jepang.

Lepas semua dari kendala-kendala tersebut diatas, kita harus mengakui bahwa

teknik kultur jaringan sangat bermanfaat bagi dunia ilmu pengetahuan, terutama

untuk pengembangan bioteknologi.

Masalah – masalah yang sering muncul dalam kultur jaringan antara lain :

1. Kontaminasi

Kontaminasi adalah gangguan yang sangat umum terjadi dalam kegiatan

kultur jaringan. Munculnya gangguan ini bila dipahami secara mendasar adalah

merupakan sesuatu yang sangat wajar sebagai konsekuensi penggunaan yang

diperkaya.

Fenomena kontaminasi sangat beragam, keragaman tersebut dapat dilihat dari

jenis kontaminasinya (bakteri, jamur, virus, dll).

21

Upaya mencegah terjadinya kontaminsi:

Biasakan membersihkan berbagai sarana yang diperlukan dalam kultur

jaringan.

Yakinkan bahwa proses sterilisasi media secara baik dan benar.

Lakukan proses penanaman bahan pada keadaan anda nyaman dan cari

waktu yang longgar.

2.Pencoklatan

Pencoklatan adalah suatu karakter munculnya warna coklat atau hitam

yang sering membuat tidak terjadinya pertumbuhan dan perkembangan eksplan.

Peristiwa pencoklatan sesunggguhnya merupakan peristiwa alamiah yang biasa

yang sering terjadi.

Pencoklatan umumnya merupakan suatu tanda-tanda kemunduran fisiologi

eksplan dan tidak jarang berakhir pada kematian eksplan.

3. Vitrifikasi

Vitrifikasi adalah suatu istilah problem pada kultur yang ditandai dengan:

a. terjadinya pertumbuhan yang tidak normal

b. tanaman yang dihasilkan pendek atau tidak normal

c. pertumbuhan batang cenderung ke arah perbesaran diameter

d. tanaman utuhnya menjadi sangat turgescent

e. daunnya tidak memiliki jaringan palisade

4. Variabilitas Genetik

Bila kultur jaringan digunakan untuk upaya perbanyakan tanaman yang

seragam dalam jumlah yang banyak, dan bukan sebagai upaya pemuliaan tanaman

maka variasi genetik adalah kendala. Variasi genetik dapat terjadi pada kultur in

vitro karena:

Laju multiflikasi yang tinggi, variasi terjadi karena terjadinya sub kultur berulang

yang tidak terkontrol Penggunaan teknik yang tidak sesuai.

Variasi genetik yang paling umum terjadi pada kultur kalus dan kultur -

suspensi sel, hal tersebut terjadi karena munculnya sifat instabilitas kromosom

mungkin akibat teknis kultur, media atau hormon.

22

Cara mengatasi masalah variasi genetik tentunya tidak sederhana, harus

memperhatikan aspek yang dikulturkan.

5. Pertumbuhan dan Perkembangan

Masalah utama berkaitan dengan proses pertumbuhan adalah bila eksplan

yang ditanam mengalami stagnasi, dari mulai tanam hingga kurun waktu tertentu

tidak mati tetapi tidak tumbuh.

Untuk menghindari hal itu dapat dilakukan dengan preventif menghindari

bahan tanam yang tidak juvenil atau tidak meristematik. Karena awal

pertumbuhan eksplan akan dimulai dari sel-sel yang muda yang aktif membelah,

atau dari sel-sel tua yang muda kembali.

Media juag dapat menjadi sebab terjadinya stagnasi pertumbuhan, karena dari

kondisi medialah suatu sel dapat atau tidak terdorong melakukan proses

pembelahan dan pembesaran dirinya.

Pada proses klutur jaringan yang bersifa inderict embriogenesis, tahapan

pembentukan kalus harus dilanjutkan dengan mendorong induksi embriosomatik

dari sel-sel kalus. Terjadinya embrio somatik dapat secara endogen atau eksogen.

6. Praperlakuan

Masalah pada kegiatan in vitro bukan hanya dari penanaman eksplan saja,

pertumbuahn dan perkembangannya dlama botol saja tetapi juga sangat bisa

dipengaruhi oleh persyaratan kegiatan prapelakuan. Pada kasus ini masalah akan

muncul bila kegiatan prapelakuaan tidak dilakukan. Prapelakuan dilakukan

umumnya untuk tujuan-tujuan tertentu, secara umum adalah dalam rangka

menghilangkan hambatan. Hambatan apat berupa hambatan kemikalis, fisik,

biologis. Hambatan berupa bahan kimia penanganannya harus dimulai dari

pengenalan senyawa aktif, potensi gangguan, proses reaksi dan alternatif

pengelolaannya.

7. Lingkungan Mikro

Masalah lingkungan inkubator juga tidak bisa diabaiakan karena ini juga

sering menjadi masalah. Suhu ruangan inkubator sangat menentukan optimasi

23

pertumbuhan eksplan, suhu yang terlalu rendah aatau tinggi dapat mempengaruhi

pertumbuhan dan perkembangan pada eksplan.

Kebutuhan antara satu tananaman dengan tanaman yang lain berbeda,

namunddemikian solusinya sulit dilakukan mengingat umumnya ruangan

inkubator suatu ruangan laboratorium kultur jaringan tidak bisa dibuat variasi

antara satu ruangan dengan bagian ruangan yang lainnya. Sehingga optimasi

pertumbuhan tidak bisa diharapkan sama antara kultur yang satu dengan kultur

yang lain.

2.7 Kelebihan dan Kelemahan Teknik Kultur Jaringan

Perbanyakan tanaman secara kultur jaringan mempunyai kelebihan antara lain

seperti berikut.

a. Kultur jaringan merupakan suatu cara menghasilkan jumlah bibit tanaman

yang banyak dalam waktu singkat.

b. Kultur jaringan Tidak memerlukan tempat yang luas.

c. Kultur jaringan Tidak tergantung pada musim sehingga bisa dilaksanakan

sepanjang tahun.

d. Bibit yang dihasilkan Kultur jaringan lebih sehat.

e. Kultur jaringan Memungkinkan dilakukannya manipulasi genetik.

Selain mempunyai kelebihan, kultur jaringan ternyata juga mempunyai

kekurangan, seperti berikut.

a. Kultur jaringan Memerlukan biaya besar karena harus dilakukan di dalam

laboratorium dan menggunakan bahan kimia.

b. Kultur jaringan Memerlukan keahlian khusus.

c. Kultur jaringan Memerlukan aklimatisasi ke lingkungan eksternal karena

tanaman hasil kultur biasanya berukuran kecil dan bersifat aseptik serta

sudah terbiasa berada di tempat yang mempunyai kelembapan udara

tinggi.

24

Dengan metode kultur jaringan dapat dihasilkan jumlah bibit tanaman dalam

skala besar dan dalam waktu relatif singkat sehingga lebih memiliki nilai

ekonomis. Dari kelebihan ini Anda dapat belajar cara mengkultur tanaman yang

bernilai jual dengan benar sehingga dapat dimanfaatkan sebagai sumber

pendapatan.

Pelaksanaan teknik ini memerlukan berbagai prasyarat pendukung kehidupan

jaringan yang dibiakkan. 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.

Ada dua penggolongan media tumbuh: media padat dan media cair. Media padat

pada umumnya berupa padatan gel, seperti agar. Nutrisi dicampurkan pada agar.

Media cair adalah nutrisi yang dilarutkan di air. Media cair dapat bersifat tenang

atau dalam kondisi selalu bergerak, tergantung kebutuhan.

Pelaksana harus bekerja dengan teliti dan serius, karena setiap tahapan pekerjaan

tersebut memerlukan penanganan tersendiri dengan dasar pengetahuan tersendiri.

Tahapan tersebut, yaitu:

a. Inisiasi Kultur

Tujuan utama dari propagasi secara in-vitro tahap ini adalah pembuatan kultur

dari eksplan

yang bebas mikroorganisme serta inisiasi pertumbuhan baru (Wetherell, 1976). Ini

mengusahakan kultur yang aseptik atau aksenik. Aseptik berarti bebas dari

mikroorganisme, sedangkan aksenik berarti bebas dari mikroorganisme yang tidak

diinginkan. Dalam tahap ini juga diharapkan bahwa eksplan yang dikulturkan

akan menginisiasi pertumbuhan baru, sehingga akan memungkinkan dilakukannya

pemilihan bagian tanaman yang tumbuhnya paling kuat,untuk perbanyakan

(multiplikasi) pada kultur tahap selanjutnya (Wetherell, 1976).

Masalah yang sering dihadapi pada kultur tahap ini adalah terjadinya

pencokelatan atau penghitaman bagian eksplan (browning). Hal ini disebabkan

oleh senyawa fenol yang timbul akibat stress mekanik yang timbul akibat

pelukaan pada waktu proses isolasi eksplan dari tanaman induk. Senyawa fenol

25

tersebut bersifat toksik, menghambat pertumbuhan atau bahkan dapat mematikan

jaringan eksplan.

b. Sterilisasi

Sterilisasi adalah proses pembebasan dari mikroorganisme.

Tujuan sterilisasi yaitu untuk menciptakan kondisi kultur yang steril.

Tahapan Sterilisasi:

1. Sterilisasi peralatan gelas dan stainless dalam suhu 121o di dalam autoklaf.

2. Sterilisasi bahan tanaman

Tanaman induk – sterilisasi bahan tanam/eksplan menggunakan detergen, alcohol,

kloroks 0,5 % dll – direndam dalam bahan sterilant – sterilisasi dalam laminar –

tanaman dipro-kondisi

c. Pembuatan media kultur

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 autoclave.

Keberhasilan Kultur Jaringan

1. Genotipe Tanaman

Salah satu faktor yang sangat mempengaruhi pertumbuhan dan

morfogenesis eksplan dalam kultur invitro adalah genotip tanaman asal eksplan

diisolasi. Hasil-hasil penelitian menunjukkan bahwa respon masing-masing

eksplan tanaman sangat bervariasi tergantung dari spesies, bahkan varietas, atau

tanaman asal eksplan tersebut. Pengaruh genotip ini umumnya berhubungan erat

dengan faktor-faktor lain yang mempengaruhi pertumbuhan eksplan, seperti

kebutuhan nutrisi, zat pengatur tumbuh, dan lingkungan kultur. Oleh karena itu,

komposisi media, zat pengatur tumbuh dan lingkungan pertumbuhan yang

26

dibutuhkan oleh masing-masing varietas tanaman bervariasi meskipun teknik

kultur jaringan yang digunakan sama

.Perbedaan respon genotip tanaman tersebut dapat diamati pada perbedaan

eksplan masing-masing varietas untuk tumbuh dan beregenerasi. Masing-masing

varietas tanaman berbeda kemampuannya dalam merangsang pertumbuhan tunas

aksilar, baik jumlah tunas maupun kecepatan pertumbuhan tunas aksilarnya. Hal

serupa juga terjadi pada pembentukan kalus, laju pertumbuhan kalus serta

regenerasi kalus menjadi tanaman lengkap baik melalui pembentukan organ-organ

adventif maupun embrio somatik. Regenerasi dan perkembangan organ adventif

dan embrio somatik juga sangat ditentukan oleh varietas tanaman induk.

Perbedaan pengaruh genetik ini disebabkan karena perbedaan kontrol genetik dari

masing-masing varietas serta jenis kelamin tanaman induk

.

2. Media kultur

Perbedaan komposisi media, komposisi zat pengatur tumbuh dan jenis media yang

digunakan akan sangat mempengaruhi pertumbuhan dan regenerasi eksplan yang

dikulturkan.

a. Komposisi Media

Perbedaan komposisi media, seperti jenis dan komposisi garam-garam

anorganik, senyawa organik, zat pengatur tumbuh sangat mempengaruhi respon

eksplan saat dikulturkan. Perbedaan komposisi media biasanya sangat

mempengaruhi arah pertumbuhan dan regenerasi eksplan. Meskipun demikian,

media yang telah diformulasikan tidak hanya berlaku untuk satu jenis eksplan dan

tanaman saja. Beberapa jenis formulasi media bahkan digunakan secara umum

untuk berbagai jenis eksplan dan varietas tanaman, seperti media MS. Namun ada

juga beberapa jenis media yang diformulasikan untuk tanaman-tanaman tertentu

misalnya WPM, VW dll. Media-media tersebut dapat digunakan untuk berbagai

tujuan seperti perkecambahan biji, kultur pucuk, kultur kalus, regenerasi kalus

melalui organogenesis dan embriogenesis. Media yang dibutuhkan untuk

perkecambahan biji, perangsangan tunas-tunas aksilar umumnya lebih sederhana

dibandingkan dengan media untuk regenerasi kalus baik melalui organogenesis

27

maupun embryogenesis.

b. Komposisi hormon pertumbuhan.

Komposisi dan konsentrasi hormon pertumbuhan yang ditambahkan dalam media

sangat

mempengaruhi arah pertumbuhan dan regenerasi eksplan yang dikulturkan.

Komposisi dan konsentrasi hormon pertumbuhan yang ditambahkan ke dalam

media kultur sangat tergantung dari jenis eksplan yang dikulturkan dan tujuan

pengkulturannya. Konsentrasi hormon pertumbuhan optimal yang ditambahkan ke

dalam media tergantung pula dari eksplan yang dikulturkan serta kandungan

hormon pertumbuhan endogen yang terdapat pada eksplan tersebut. Komposisi

yang sesuai ini dapat diperkirakan melalui percobaan-percobaan yang telah

dilakukan sebelumnya disertai percobaan untuk mengetahui komposisi hormon

pertumbuhan yang sesuai dengan kebutuhan dan arah pertumbuhan eksplan yang

diinginkan.

Hormon pertumbuhan yang digunakan untuk perbanyakan secara invitro

adalah golongan auksin, sitokinin, giberelin, dan growth retardant. Auksin yang

umum dipakai adalah IAA (Indole Acetic Acid), IBA (Indole Butyric Acid), NAA

(Naphtalena Acetic Acid), dan 2,4-D (2,4-dichlorophenoxy Acetic Acid). Selain

itu beberapa peneliti pada beberapa tanaman menggunakan juga CPA

(Chlorophenoxy Acetic Acid). Sitokinin yang banyak dipakai adalah Kinetin

(Furfuryl Amino Purine), BAP/BA (Benzyl Amino Purine/Benzyl Adenine), 2 i-P

(2-isopentenyl Adenin). Beberapa sitokinin lainnya yang juga digunakan adalah

zeatin, thidiazuron dan PBA (6(benzylamino)-9-(2-tetrahydropyranyl)-9H-

purine). Hormon pertumbuhan golongan giberellin yang paling umum digunakan

adalah GA3, selain itu ada beberapa peneliti yang menggunakan GA4 dan GA7,

sedangkan growth retardant yang sering digunakan adalah Ancymidol,

Paraclobutrazol dan TIBA, AbA dan CCC.

c. Keadaan fisik media.

Media yang umum digunakan dalam kultur jaringan adalah medium padat,

medium semi padat dan medium cair. Keadaan fisik media akan mempengaruhi

28

pertumbuhan kultur, kecepatan pertumbuhan dan diferensiasinya. Keadaan fisik

media ini mempengaruhi pertumbuhan antara lain karena efeknya terhadap

osmolaritas larutan dalam media serta ketersediaan oksigen bagi pertumbuhan

eksplan yang dikulturkan.

Media yang umum digunakan dalam mikropropagasi adalah media semi-

solid (semi padat) dengan cara menambahkan agar. Media semi padat ini

digunakan karena beberapa alasan antara lain: eksplan yang kecil mudah terlihat

dalam media padat, selama kultur eksplan tetap berada pada orientasi yang sama,

eksplan berada di atas permukaan media sehingga tidak diperlukan teknik aerasi

tambahan pada kultur, orientasi pertumbuhan tunas dan akar tetap, dan kalus tidak

pecah seperti jika ditempatkan pada media cair. Namun penambahan agar dalam

beberapa kasus dapat menghambat pertumbuhan karena: agar mungkin

mengandung senyawa penghambat yang dapat menghambat morfogenesis

beberapa kultur atau memperlambat pertumbuhan kultur, eksudasi fenolik dari

eksplan terserap oleh media yang menempel dengan eksplan sehingga dapat

mempengaruhi pertumbuhan eksplan, agar harus dicuci bersih dari akar sebelum

diaklimatisasi, dan perlu waktu yang lebih banyak untuk mencuci gelas kultur

misalnya botol-botol harus diautoclave untuk melarutkan agar sebelum dicuci.

3. Lingkungan tumbuh

a) Suhu.

Tanaman umumnya tumbuh pada lingkungan dengan suhu yang tidak sama setiap

saat,

misalnya pada siang dan malam hari tanaman mengalami kondisi dengan

perbedaan suhu yang cukup besar. Keadaan demikian bisa dilakukan dalam kultur

invitro dengan mengatur suhu siang dan malam di ruang kultur, namun

laboratorium kultur jaringan selama ini mengatur suhu ruang kultur yang konstant

baik pada siang maupun malam hari. Umumnya temperatur yang digunakan

dalam kultur in vitro lebih tinggi dari kondisi suhu invivo. Tujuannya adalah

untuk mempercepat pertumbuhan dan morfogenesis eksplan.

29

Pada sebagian besar laboratorium, suhu yang digunakan adalah konstan,

yaitu 25°C (kisaran suhu 17-32°C). Tanaman tropis umumnya dikulturkan pada

suhu yang sedikit lebih tinggi dari tanaman empat musim, yaitu 27°C (kisaran

suhu 24-32°C). Bila suhu siang dan malam diatur berbeda, maka perbedaan

umumnya adalah 4-8°C, variasi yang biasa dilakukan adalah 25°C siang dan 20°C

malam, atau 28°C siang dan 24°C malam. Meskipun hampir semua tanaman dapat

tumbuh pada kisaran suhu tersebut, namun kebutuhan suhu untuk masing-masing

jenis tanaman umumnya berbeda-beda. Tanaman dapat tumbuh dengan baik pada

suhu optimumnya. Pada suhu ruang kultur dibawah optimum, pertumbuhan

eksplan lebih lambat, namun pada suhu diatas optimum pertumbuhan tanaman

juga terhambat akibat tingginya laju respirasi eksplan.

b) Kelembaban relatif.

Kelembaban relatif dalam botol kultur dengan mulut botol yang ditutup

umumnya cukup tinggi, yaitu berkisar antara 80-99%. Jika mulut botol ditutup

agak longgar maka kelembaban relatif dalam botol kultur dapat lebih rendah dari

80%. Sedangkan kelembaban relatif di ruang kultur umumnya adalah sekitar 70%.

Jika kelembaban relatif ruang kultur berada dibawah 70% maka akan

mengakibatkan media dalam botol kultur (yang tidak tertutup rapat) akan cepat

menguap dan kering sehingga eksplan dan plantlet yang dikulturkan akan cepat

kehabisan media. Namun kelembaban udara dalam botol kultur yang terlalu tinggi

menyebabkan tanaman tumbuh abnormal yaitu daun lemah, mudah patah,

tanaman kecil-kecil namun terlampau sukulen. Kondisi tanaman demikian disebut

vitrifikasi atau hiperhidrocity. Sub-kultur ke media lain atau menempatkan planlet

kecil ini dalam botol dengan tutup yang agak longgar, tutup dengan filter, atau

menempatkan silica gel dalam botol kultur dapat membantu mengatasi masalah

ini.

c) Cahaya.

Seperti halnya pertumbuhan tanaman dalam kondisi invivo, kuantitas dan

kualitas cahaya, yaitu intensitas, lama penyinaran dan panjang gelombang cahaya

mempengaruhi pertumbuhan eksplan dalam kultur invitro. Pertumbuhan organ

30

atau jaringan tanaman dalam kultur invitro umumnya tidak dihambat oleh cahaya,

namun pertumbuhan kalus umumnya dihambat oleh cahaya.

Pada perbanyakan tanaman secara invitro, kultur umumnya diinkubasikan pada

ruang penyimpanan dengan penyinaran. Tunas-tunas umumnya dirangsang

pertumbuhannya dengan penyinaran, kecuali pada teknik perbanyakan yang

diawali dengan pertumbuhan kalus. Sumber cahaya pada ruang kultur ini

umumnya adalah lampu flourescent (TL). Hal ini disebabkan karena lampu TL

menghasilkan cahaya warna putih, selain itu sinar lampu TL tidak meningkatkan

suhu ruang kultur secara drastis (hanya meningkat sedikit). Intensitas cahaya yang

digunakan pada ruang kultur umumnya jauh lebih rendah (1/10) dari intensitas

cahaya yang dibutuhkan tanaman dalam keadaan normal. Intensitas cahaya dalam

ruang kultur untuk pertumbuhan tunas umumnya berkisar antara 600-1000 lux.

Perkecambahan dan inisiasi akar umumnya dilakukan pada intensitas cahaya lebih

rendah.

Selain intensitas cahaya, lama penyinaran atau photoperiodisitas juga

mempengaruhi pertumbuhan eksplan yang dikulturkan. Lama penyinaran

umumnya diatur sesuai dengan kebutuhan tanaman sesuai dengan kondisi

alamiahnya. Periode terang dan gelap umumnya diatur pada kisaran 8-16 jam

terang dan 16-8 jam gelap tergantung varietas tanaman dan eksplan yang

dikulturkan. Periode siang/malam (terang/gelap) ini diatur secara otomatis

menggunakan timer yang ditempatkan pada saklar lampu pada ruang kultur.

Dengan teknik ini penyinaran dapat diatur konstan sesuai kebutuhan tanaman.

4. Kondisi Eksplan

Pertumbuhan dan morfogenesis dalam mikropropagasi sangat dipengaruhi

oleh keadaan jaringan tanaman yang digunakan sebagai eksplan. Selain faktor

genetis eksplan yang telah disebutkan di atas, kondisi eksplan yang

mempengaruhi keberhasilan teknik mikropropagasi adalah jenis eksplan, ukuran,

umur dan fase fisiologis jaringan yang digunakan sebagai eksplan

.Meskipun masing-masing sel tanaman memiliki kemampuan totipotensi, namun

masing-masing jaringan memiliki kemampuan yang berbeda-beda untuk tumbuh

dan beregenerasi dalam kultur jaringan. Oleh karena itu, jenis eksplan yang

31

digunakan untuk masing-masing kultur berbeda-beda tergantung tujuan

pengkulturannya.

Umur eksplan sangat berpengaruh terhadap kemampuan eksplan tersebut

untuk tumbuh dan beregenerasi. Umumnya eksplan yang berasal dari jaringan

tanaman yang masih muda (juvenil) lebih mudah tumbuh dan beregenerasi

dibandingkan dengan jaringan yang telah terdiferensiasi lanjut. Jaringan muda

umumnya memiliki sel-sel yang aktif membelah dengan dinding sel yang belum

kompleks sehingga lebih mudah dimodifikasi dalam kultur dibandingkan jaringan

tua. Oleh karena itu, inisiasi kultur biasanya dilakukan dengan menggunakan

pucuk-pucuk muda, kuncup-kuncup muda, hipokotil, inflorescence yang belum

dewasa, dll. Jika eksplan diambil dari tanaman dewasa, rejuvenilisasi tanaman

induk melalui pemangkasan atau pemupukan dapat membantu untuk memperoleh

eksplan muda agar kultur lebih berhasil

. Ukuran eksplan juga mempengaruhi keberhasilan kultur. Eksplan dengan

ukuran kecil lebih mudah disterilisasi dan tidak membutuhkan ruang serta media

yang banyak, namun kemampuannya untuk beregenerasi juga lebih kecil sehingga

dibutuhkan media yang lebih kompleks untuk pertumbuhan dan regenerasinya.

Sebaliknya semakin besar eksplan, maka semakin besar kemungkinannya untuk

membawa penyakit dan makin sulit untuk disterilkan, membutuhkan ruang dan

media kultur yang lebih banyak. Ukuran eskplan yang sesuai sangat tergantung

dari jenis tanaman yang dikulturkan, teknik dan tujuan pengkulturannya.

32

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Kultur Jaringan adalah teknik memperbanyak tanaman dengan

memperbanyak jaringan mikro tanaman yang ditumbuhkan secara invitro menjadi

tanaman yang sempurna dalam jumlah yang tidak terbatas. Yang menjadi dasar

kultur jaringan ini adalah teori totipotensi sel yang berbunyi “setiap sel organ

tanaman akan mampu tumbuh menjadi tanaman yang sempurna jika ditempatkan

di lingkungan yang sesuai. Tujuan dari teknik ini adalah untuk memperbanyak

tanaman dengan waktu yang lebih singkat. Teknik kultur jaringan tidak dapat

dilakukan di sembarang tempat. Teknik ini harus dilakukan di dalam ruangan

khusus yang steril agar terbebas dari kontaminasi udara luar. Kultur jaringan

dilakukan di dalam suatu laboratorium khusus yang digunakan untuk kultur

jaringan. Laboratorium berfungsi untuk mengkondisikan kultur dalam suhu dan

pencahayaan terkontrol yang dilengkapi dengan alat dan bahan untuk pembuatan

media.

33

DAFTAR PUSTAKA

Gunawan, L.W. 1990. Teknik kultur jaringan tumbuhan. Bogor : IPB

Kanisius. 1994. Teknik kultur jaringan. Jogjakarta : penerbit kanisius.

Martino, D. 1997. Tanggap pengkalusan eksplan embrio melinjo (Gnetum

gnemon) tehadap berbagai komposisi NAA dan BAP kultur in vitro.

Jambi : bulletin agronomi universitas jambi.

Yuliarti, nurheti. 2010. Kultur jaringan tanaman sekala rumah tangga. Jogyakarta

: lily publisher

Anonim. 2013. Kultur jaringan . http://id.wikipedia.org/wiki/Kultur_jaringan.

diakses hari kamis tanggal 14 Maret 2013.

Nisa, C dan Rodina. 2005. Kultur jaringan beberapa kultivar buah pisang dengan

pemberiaan campuran NAA dan Kinetin. J.BIOSCIENTIAE. volume 2(2.23-36)

34