Kultur Jaringan

PengertianKultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian

dari tanaman seperti sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan dengan kondisi aseptik, sehingga bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri tumbuh menjadi tanaman lengkap kembali.

Menurut Suryowinoto (1991), kultur jaringan dalam bahasa asing disebut sebagai tissue culture. Kultur adalah budidaya dan jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. jadi, kultur jaringan berarti membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman kecil yang mempunyai sifat seperti induknya.

Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap.

PrinsipTeknik kultur jaringan memanfaatkan prinsip perbanyakan

tumbuhan secara vegetatif. Berbeda dari teknik perbanyakan tumbuhan secara konvensional, teknik kultur jaringan dilakukan dalam kondisi aseptik di dalam botol kultur dengan medium dan kondisi tertentu. Karena itu teknik ini sering kali disebut kultur in vitro. Dikatakan in vitro (bahasa Latin), berarti "di dalam kaca" karena jaringan tersebut dibiakkan di dalam botol kultur dengan medium dan kondisi tertentu. Teori dasar dari kultur in vitro ini adalah Totipotensi. Teori ini mempercayai bahwa setiap bagian tanaman dapat berkembang biak karena seluruh bagian tanaman terdiri atas jaringan-jaringan hidup. Oleh karena itu, semua organisme baru yang berhasil ditumbuhkan akan memiliki sifat yang sama persis dengan induknya.

Syarat-syaratKultur jaringan akan lebih besar presentase keberhasilannya bila

menggunakan jaringan meristem. Jaringan meristem adalah jaringan muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu membelah, dinding tipis, plasmanya penuh dan vakuolanya kecil-kecil, seperti: daun muda, ujung akar, ujung batang, keping biji dan sebagainya. Kebanyakan orang menggunakan jaringan ini untuk tissue culture. Sebab, jaringan meristem keadaannya selalu membelah, sehingga diperkirakan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.

Teknik kultur jaringan akan berhasil dengan baik apabila syarat-syarat yang diperlukan terpenuhi. Syarat-syarat tersebut meliputi pemilihan eksplan sebagai bahan dasar untuk pembentukkan kalus, penggunaan medium yang cocok, keadaan yang aseptik dan pengaturan udara yang baik terutama untuk kultur cair. Bila menggunakan embrio bagian bji-biji yang lain sebagai eksplan, yang perlu diperhatikan adalah kemasakan embrio, waktu imbibisi, temperatur dan dormansi.

Tahap-tahap1) Pembuatan media2) Inisiasi3) Sterilisasi4) Multiplikasi5) Pengakaran6) Aklimatisasi

1. Pembuatan MediaMedia 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 autoklaf.

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

3. SterilisasiSterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan. Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril.

4. MultiplikasiMultiplikasi 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.

5. PengakaranPengakaran 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).

6. AklitimasiAklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar. Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya maka secara bertahap sungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan cara yang sama dengan pemeliharaan bibit generatif.

Teknik kultur jaringan dapat dilaksanakan dengan dua metode yaitu:

a. Metode Padat (Solid Method)Metode pada dilakukan dengan tujuan

mendapatkan kalus dan kemudian dengan medium diferensiasi yang berguna untuk menumbuhkan akar dan tunas sehingga kalus dapat tumbuh menjadiplanlet. Media padat adalah media yang mengandung semua komponen kimia yang dibutuhkan oleh tanaman dan kemudian dipadatkan dengan menambahkan zat pemadat. Zat pemadat tersebut dapat berupa agar-agar batangan, agar-agar bubuk, atau agar-agar kemasan kaleng yang yang memang khusus digunakan untuk media padat untuk kultur jaringan.

Media yang terlalu padat akan mengakibatkan akar sukar tumbuh, sebab akar sulit untuk menembus ke dalam media. Sedangkan media yang terlalu lembek akan menyebabkan kegagalan dalam pekerjaan. Kegagalan dapat berupa tenggelamnya eksplan yang ditanam. Eksplan yang tenggelam tidak akan dapat tumbuh menjadi kalus, karena tempat area kalus yaitu pada irisan (jaringan yang luka) tertutup oleh medium.

Metode padat dapat digunakan untuk metode kloning, untuk menumbuhkan protoplas stelah diisolasikan, untuk menumbuhkanplanlet dari protokormus stelah dipindahkan dari suspensi sel, dan untuk menumbuhkan planlet dari prtoplas yang sudah difusikan(digabungkan).

b. Metode Cair(Liquid Metho)Penggunaan metode cair ini kurang praktis

dibandingkan dengan metode padat, karena untuk menumbuhkan kalus langsung dari ekspaln sangat sulit sehingga keberhasilannya sangat kecil dan hana tanaman-tanaman tertentu yang dapat berhasil. Oleh karena itu, penggunaan media cair lebih ditekankan untuk suspensi sel, yaitu untuk menumbuhkan plb (prtocorm like bodies). Dari protokormus ini nantinya dapat tumbuh menjadi planlet apabila dipindahkan kedalam media padat yang sesuai.

Pembuatan media cair jauh lebih cepat daripada media padat, karena kita tidak p erlu memanaskannya untuk melarutkan agar-agar. Media cair juga tidak memerlukan zat pemadat sehingga keadaannya tetap berupa larutan nutrein.

Unsur-unsur yang Dibutuhkan Tanaman :1. Garam-garam AnorganikSetiap tanaman membutuhkan paling sedikit 16 unsur untuk

pertumbuhannya yang normal. Tiga unsur di antaranya adalah C,H,O yang di ambil dari udara, sedangkan 13 unsur yang lain berupa pupuk yang dapat diberikan melalui akar atau melalui daun. Pada perbanyakan tanaman secara kultur jaringan. Semua unsur tersebut dibutuhkan oleh tanaman untuk pertumbuhannya. Ada unsur yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar yang disebut unsur makro, ada pula yang dibutuhkan oleh tanaman dalam jumlah sedikit tetapi harus tersedia yang disebut unsur mikro.

2. Zat-zat OrganikZat-zat organik yang biasanya ditambahkan dalam medium kultur

jaringan adalah sukrosa, mio inositol, asam amino, dan zat pengatur tumbuh. Sedangkan sebagai tambahan biasanya diberi zat organik lain seperti air kelapa, ekstrak ragi, pisang, tomat, toge dan lain-lain.

Kegunaan Setiap Unsur Bagi Tanaman1. Unsur Nitrogen (N)Kegunaan unsur Nitrogen bagi tanaman adalah untuk

menyuburkan tanaman, sebab unsur N dapat membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik yang lain.

2. Unsur Fospor (P)Dibutuhkan oleh tanaman untuk membentuk karbohidrat.

Maka, unsur P ini dibutuhkan secara besar-besaran pada waktu pertumbuhan benih.

3. Unsur Kalium (K)Memperkuat untuk tubuh tanaman, karena unsur ini dapat

digunakan untuk memperkuat serabut-serabut akar, sehingga daun, bunga dan buah tidak mudah gugur.

4. Unsur Sulpur (S)Unsur ini digunakan untuk proses pembentukan anakan

sehingga pertumbuhan dan ketahanan tanaman terjamin.

5. Unsur Kalsium (Ca) Digunakan untuk merangsang pembentukkan bulu-bulu akar,

mengeraskan batang dan merangsang pembentukkan biji.6. Unsur Magnesium (Mg) Digunakan tanaman sebagai bahan mentah untuk

ppembentukkan sejumlah protein.7. Unsur Besi (Fe) Unsur ini digunakan sebagai penyangga (chelati agint) yang

sangat penting untuk menyagga kestabilan pH media selama digunakan untuk menumbuhkan jaringan tanaman.

8. Unsur Sukrosa Unsur ini sering ditambahkan pada medium kultur jaringan

sebagai sumber energi yang diperlukan untuk induksi kalus.9. Unsur Glukosa atau Fruktosa Unsur ini dapat digunakan sebagai unsur pengganti sukrosa

karena dapat merangsang beberapa jaringan.10. Unsur Mio-inositol Penambahan unsur ini pada medium bertujuan untuk

membantu diferensiasi dan pertumbuhan sejumlah jaringan.

11. Unsur VitaminVitamin-vitamin yang sering digunakan dalam mediumklutur

jaringan antara lain adalah Thiamin. Thiamin adalah vitamin esensial yang digunakan untuk medium kultur jaringan.

12. Unsur Asam AminoUnsur ini diunakan oleh tanaman untuk proses pertumbuhan

dan diferensiasi sel. Kebutuhan unsur asam amino oleh tanaman berbeda.

13. Unsur Zat Pengatur Tumbuh.Zat pengatur tumbuh pada tanaman adalah senywa organik

bukan hara, yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung, menghambat dan dapat merubah proses fisiologi tumbuhan. Zat pengatur tumbuh dalam tanaman terdir dari lima kelompok yaitu, Auksin, Sitokinin, Giberelin, Etilen dan Inhibitor dengan ciri khas dan pengaruh yang berlainan terhadap proses fisiologis.

Zat pengatur tumbuh sangat diperlukan sebagai komponen medium bagi pertumbuhan dan diferensiasi. Tanpa penambahan zat pengatur tumbuh dalam medium, pertumbuhan sangat terhambat bahkan tidak akan tumbuh sama sekali.

Faktor Lingkungan yang Mendukung Tanaman Kultur JaringanKeasaman (pH)Keasaman pH adalah nilai derazat keasaman atau kebasaan dari

larutan dalam air. Keasaman (pH) suatu larutan menyatakan kadar dari ion H dalam larutan. Nilai di dalam pH berkisar antara 0 (sangat asam) sampai 14 (sangat basa), sedangkan titk netral adalah pH pada 7.

Sel-sel tanaman yang dikembangkan dengan teknik kultur jaringan mempunyai toleransi pH yang relatif sempit dengan titik optimal antara pH 5,0-6,0. Bila eksplan mulai tumbuh, pH dalam lingkungan kultur jaringan tanaman umumnya akan naik apabila nutrein habis terpakai.

Pengukuran pH dapat dilakukan dengan menggunakan pH meter, atau bila menginginkan yang lebih praktis dan murah dapat digunakan kertas pH. Bila ternyata pH medium masih kurang normal, maka dapat ditambah KOH 1-2 tetes. Sedangkan apabila pH melampaui batas normal dinetralkan dengan penambahan HCL.

KelembapanKelembapan relatif (RH) lingkungan biasanya mendekati

100%. RH sekeliling kultur mempengaruhi pola pengembangan. Jadi, pengaturan RH pada keadaan tertentu memerlukan suatu bentukdiferensiasi Khusus.

CahayaIntensitas cahaya yang rendah dapat

mempertinggiembriogenesis dan organogenesis. Cahaya ultra violet dapat mendorong pertumbuhan dan pembentukan tunas dari kalus tembakau pada intesitas yang rendah.

TemperaturTemperatur yang dibutuhkan untuk dapat terjadi

pertumbuhan yang optimum umumnya adalah berkisar di antara 200-300C. Sedangkan temperatur yang optimum untuk pertumbuhan kalus endosperm adalah sekitas 250C.

Kelebihan 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. Tidak memerlukan tempat yang luas.c. Tidak tergantung pada musim sehingga bisa dilaksanakan sepanjang tahun.d. Bibit yang dihasilkan lebih sehat.e. Memungkinkan dilakukannya manipulasi genetik.

Kekurangan Teknik Kultur Jaringan :a. Memerlukan biaya besar karena harus

dilakukan di dalam laboratorium dan menggunakan bahan kimia.

b. Memerlukan keahlian khusus.c. 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. Berdasarkan kelebihan dan kelemahan tersebut.

Alat-alat Laboratorium Kultur JaringanA. Laminar Air Flow Cabinet (LAFC) Alat ini letaknya diruang penabur, yaitu ruang yang selalu harus dalam

keadaan steril. alat ini digunakan sebagai tahap perlakuan penanaman.B. Entkas Merupakan bentuk lama dari alat penabur (LAFC), maka fungsinya pun sama

seperti (LAFC)C. Shaker (penggojok) Merupakan alat penggojok yang putarannya dapat diatur menurut kemauan

kita. Penggojok ini dapat digunakan untuk keperluan menumbuhkan kalus pada eksplan anggrek atau untuk membentuk protokormus atau sering disebut plb (protocorm like bodies) dari kalus bermacam jaringan tanaman.

D. Autoklaf Autoklaf adalah alat sterilisasi untuk alat dan medium kultur jarinang

tanaman.E. Timbangan Analitik Jenis alat ini bermacam-macam, tetapi yang penting adalah timbanagn yaang

dapat dipergunakan untuk menimbang sampai satuan yang sangat keil. Alat ini berfungsi sebagai alat untuk menimbang bahan-bahan kimia yang digunakan untuk kultur jaringan.

F. StirerAlat ini berfungsi untuk menggojok dengan

pemanas. Dengan menggunakan listrik, alat ini berfungsi sebagai kompor disamping sebagai penggojok.

G. ErlenmeyerAlat ini digunakan dalama kultur jaringan tanaman

sebagai sarana mmenuangkan air suling maupun untuk tempat media dan penanaman eeksplan.

H. Gelas UkurGelas ukur digunakan untuk menakar air suling dan

bahan kimia yang akan digunakan.

I. Gelas PialaAlat ini digunakan untuk menuangkan atau

mempersiapkan bahan kimia dan air suling dalam pembuatan medium.

J. PetridishAlat ini digunakan untuk menempatkan eksplan.K. Pinset dan ScalpelPinset digunakan untuk memegang atau mengambil

irisan eksplan atau untuk menanam eksplanL. Lampu SpiritusDigunakan untuk sterilisasi dissecting kit (skalpel

dan pinset) di dalam laminar air flow cabinet atau di dalam enkas pada kita mengerjakan penanaman atau sub-culture.

M. Tabung ReaksiAlat ini digunakan pada saat mengerjakan isolasi

protoplas dan isiolasi khloroplas.

Thank YouBy:

Faye Yacherin (15)Friska Novianti (17)Jessy Florensia (20)Sintya Wilyana (28)

Sri Wahyuni Towty (29)