Kelebihan dan Kelemahan Kultur Jaringan

Pengertian Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan terjemahan dari Tissue culture. Tissue dalam bahasa Indonesia adalah jaringan yaitu sekelompok sel yang yang mempunyai fungsi dan bentuk yang sama, culture diterjemahkan sebagai kultur atau pembudidayaan. Sehingga kultur jaringan diartikan sebagai budidaya jaringan/sel tanaman menjadi tanaman utuh yang kecil yang mempunyai sifat yang sama dengan induknya.

Tujuan dan Manfaat Kultur Jaringan
Tujuan dan Manfaat Kultur Jaringan

Kultur Jaringan Menurut Para Ahli

Kultur jaringan menurut beberapa para ahli, diantaranya sebagai berikut ini :

Menurut Street

Street (1977) mengemukakan terminologi, plant tissue culture is generally used for the aseptic culture of cells, tissues, organs, and their components under defined physical and condition in vitro. Atau: Kultur Jaringan adala kultur aseptik dari sel, jaringan, organ, atau bagian lain yang kompeten untuk dikulturkan dalam komposisi kimia tertentu dan keadaan lingkungan terkendali.


Menurut Thorpe

Thorpe (1990) melanjutkan defenisi tersebut, plant culture/tissue culture,also referred to as in vitro, aseptik, or sterile culture is an important tool in both basic and applied studies as well as in commercial application. Artinya, kultur jaringan dapat didefenisikan sebagai metode untuk mengisolasi bagian tanaman seperti protoplasma, sel, sekelompok sel, jaringan dan organ dan menumbuhkannya dalam media yang tepat dan kondisi aseptik, sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap. Salah satu teknik bioteknologi yang sering digunakan adalah kultur sel dan jaringan.


Menurut Suryowinoto

Menurut Suryowinoto (1991) kultur jaringan dalam bahasa asing disebut sebagai tissue culture, weefsel cultuus, atau gewebe kultur. Kultur adalah budidaya dan jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama.

Kultur jaringan digunakan sebagai istilah umum yang juga meliputi kultur organ ataupun kultur sel. Istilah kultur sel digunakan untuk berbagai kultur yang berasal dari sel-sel yang terdispersi yang diambil dari jaringan asalnya, dari kultur primer, atau dari cell line atau cell strain secara enzimatik, mekanik, atau disagregasi kimiawi. Terminologi kultur histotypic akan diterapkan untuk jenis kultur jaringan yang menggabungkan kembali sel-sel yang telah terdispersi sedemikian rupa untuk membentuk kultur jaringan.


Menurut Listyorini

Kultur sel dan jaringan dapat digunakan pada hewan dan tumbuhan. Kultur jaringan hewan merupakan suatu teknik untuk mempertahankan kehidupan sel di luar tubuh organisme. Lingkungan sel dibuat sedimikian rupa, sehingga menyerupai lingkungan asal dari sel yang bersangkutan. Sel yang dipelihara bisa berupa sel tunggal (kultur sel), sel di dalam jaringan (kultur jaringan), maupun sel di dalam organ (kultur organ) (Listyorini, 2001).

Teknik pembuatan kultur primer pada kultur sel, jaringan, dan organ hewan pada dasarnya sama. Sel, jaringan, atau organ hewan diambil dari tubuh hewan dan mulai dipelihara di dalam kondisi in-vitro. Selama di dalam kultur primer semua kebutuhan sel baik sebagai sel tunggal (kultur sel), sebagai bagian dari jaringan (kutur jaringan), maupun sebagai bagian organ (kultur organ) harus dipenuhi agar sel dapat hidup dan menjalankan fungsi normalnya.


Menurut Hendaryono

Kultur jaringan pada tumbuhan merupakan salah satu teknik perbanyakan tumbuhan yang menggunakan sel atau organ atau jaringan tumbuhan Kultur jaringan pada suatu tumbuhan merupakan suatu cara membudidayakan suatu jaringan tumbuhan menjadi tumbuhan kecil yang mempunyai sifat seperti induknya (Hendaryono, 1994).


Tahapan Pembuatan Kultur jaringan

Dalam pembuatan kultur jaringan, terdapat beberapa tahapannya, diantaranya sebagai berikut ini :

Kultur Jaringan Adalah
Kultur Jaringan Adalah
  1. Pembuatan Media

Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakandengan kultur jaringan. Komposisi media yangdigunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akandiperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri darigaram mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu,diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, danlain-lain.

Zat pengatur tumbuh (hormon) yangditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupunjumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringanyang dilakukan. Media yang sudah jadi ditempatkanpada tabung reaksi atau botol-botol kaca. Media yangdigunakan juga harus disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf.


Macam Media :

Ada dua penggolongan media tumbuh dapat di bagi menjadi 2, diantaranaya sebagai berikut ini :

  • 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 menjadi planlet. 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 menumbuhkan planlet dari protokormus stelah dipindahkan dari suspensi sel, dan untuk menumbuhkan planlet dari prtoplas yang sudah difusikan (digabungkan).


  • Metode Cair(Liquid Method)

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 perlu memanaskannya untuk melarutkan agar-agar.Media cair juga tidak memerlukan zat pemadat sehingga keadaannya tetap berupa larutan nutrein.


  1. Inisiasi

Inisiasi adalah pengambilan eksplan/inokulum dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas. Inokulum dapat diambil dari potongan yang berasal dari kecambah atau jaringan tanaman dewasa yang mengandung jaringan meristem


  1. Sterilisasi

Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan ditempat yang steril, yaitu di laminar flowdan 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.


  1. Multiplikasi

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-rakdan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.


  1. Pengakaran

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).


  1. Aklimatisasi

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


Tujuan dan Manfaat Kultur Jaringan

  • Pengadaan bibit

Penyediaan bibit yang berkualitas baik merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan dalam pengembangan pertanian di masa mendatang. Pengadaan bibit pada suatu tanaman yang akan dieksploitasi secara besar-besaran dalam waktu yang akan cepat akan sulit dicapai dengan perbanyakan melalui teknik konvensional. Pengadaan bibit membantu memperbanyak tanaman (menyediakan bibit), khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif. Keunggulan bibit hasil kultur jaringan, antara lain:

  1. Identik dengan induknya
  2. Massal & hemat tempat
  3. Waktuyangrelatifsingkat
  4. Lebih seragam
  5. Mutu bibit lebih terjamin
  6. Kecepatan tumbuh bibit lebih cepat

  • Menyediakan Bibit Bebas Virus / Penyakit

Banyak virus yang tak menampakkan gejalanya, namun bersifat laten, dan akan dapat mengurangi vigor, kualitas dan kuantitas produksi. Virus dalam tanaman induk merupakan masalah untuk perbanyakan vegetatif tanaman hortikultura secara konvensional.

Morrel &Martin (1952) menemukan bahwa pada daerah meristem Martin (1952) menemukan bahwa pada daerah meristem apikal, ternyata kandungan virusnya paling rendah bahkan tidak ada. Hal ini mungkin karena virus bergerak melalui sistem pembuluh, sedang daerah tersebut belum ada sistem pembuluhnya, selain itu aktivitas metabolisme tinggi pada daerah tersebut tidak mendukung replikasi virus, juga konsentrasi auksin yang tinggi menghambat multiplikasi.


  • Membantu Program Pemuliaan Tanaman

Dengan kultur jaringan dapat membantu program pemuliaan tanaman untuk menghasilkan tanaman yang lebih baik melalui : Keragaman Somaklonal, Kultur Haploid, Embryo Rescue, Seleksi In Vitro, Fusiprotoplas, Transformasi Gen /Rekayasa Genetika Tanaman dll.


  • Membantu Proses Konservasi dan Preservasi Plasma Nutfah

Dilakukan dengan konservasi in vivo dalam bentuk penyimpanan biji dan tanaman hidup (Kebun Raya), preservasi in vivo dengan cara menyimpan biji. Penyimpanan secara kultur jaringan dapat dilakukan dengan menggunakan teknik pertumbuhan minimal (minimal growth) dan kriopreservasi.Untuk biji ortodoks dalam ruang dengan temperatur dan kelembaban yang terkendali.

Masalahnya pada biji rekalsitran (apalagi yang ukuran bijinya besar); perlu secara kultur karingan, yaitu sel-sel kompeten (mampu beregenerasi) disimpan dalam temperatur rendah dan dibekukan dalam cairan nitrogen (Kriopreservasi). Adapun penelitian penyimpanan secara kultur jaringan telah dilakukan suatu lembaga (BSJ) terhadap tanaman ubi-ubian, sepeti ubi kayu, gembili.


  • Memproduksi Senyawa Kimia Untuk Farmasi, Industri Makan dan Industri Kosmetik

Sel-sel tanaman yang dapat memproduksi senyawa tertentu, ditumbuhkan dalam bioreaktor besar. Misalnya untuk produksi senyawa antibiotik dari suatu jenis fungi. Senyawa hasil tersebut bisa didapatkan dari hasil sintesis lengkap; juga dapat merupakan hasil transformasi oleh enzim dalam sel tanaman. Misalnya pewarna merah untuk lipstik dari tanaman, yang disebut dengan biolips (prod. Kosmetik Kanebo).


Metode Dalam 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.

Teknik 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.

Metode perbanyakan tanaman secara in vitro dapat dilakukan melalui tiga cara, yaitu melalui perbanyakan tunas dari mata tunas apikal, melalui pembentukan tunas adventif, dan embriogenesis somatik, baik secara langsung maupun melalui tahap pembentukan kalus.

Ada beberapa tipe jaringan yang digunakan sebagai eksplan dalam pengerjaan kultur jaringan. Pertama adalah jaringan muda yang belum mengalami diferensiasi dan masih aktif membelah (meristematik) sehingga memiliki kemampuan regenerasi yang tinggi. Jaringan tipe pertama ini biasa ditemukan pada tunas apikal, tunas aksiler, bagian tepi daun, ujung akar, maupun kambium batang.

Tipe jaringan yang kedua adalah jaringan parenkim, yaitu jaringan penyusun tanaman muda yang sudah mengalami diferensiasi dan menjalankan fungsinya. Contoh jaringan tersebut adalah jaringan daun yang sudah berfotosintesis dan jaringan batang atau akar yang berfungsi sebagai tempat cadangan makanan.


Macam Macam Kultur

Ada beberapa macam kultur diantaranya sebagai berikut ini :

  1. Kultur Pucuk

Kultur Pucuk (Shoot culture) adalah teknik mikropropagasi yang dilakukan dengan cara mengkulturkan eksplan yang mengandung meristem pucuk (apikal dan lateral) dengan tujuan perangsangan dan perbanyakan tunas-tunas/cabang-cabang aksilar. Tunas-tunas aksilar tersebut selanjutnya diperbanyak melalui prosedur yang sama seperti eksplan awalnya dan selanjutnya diakarkan dan ditumbuhkan dalam kondisi in vivo.

Istilah yang digunakan untuk teknik kultur pucuk ini tergantung dari eksplan yang digunakan. Jika eksplan yang digunakan adalah ujung pucuk-pucuk apikal (panjang ± 20 mm) saja maka tekniknya disebut sebagai “Shoot-tip Culture”, namun bila eksplan yang digunakan adalah ujung pucuk apikal beserta bagian tunas lain dibawahnya disebut sebagai “Shoot Culture”. Besar kecilnya eksplan yang digunakan mempengaruhi keberhasilan kultur pucuk.

Semakin kecil eksplan, semakin kecil kemungkinannya untuk terkontaminasi oleh mikroorganisme namun semakin kecil juga kemampuannya untuk beregenerasi dan memperbanyak diri. Sebaliknya, semakin besar eksplan yang digunakan maka semakin besar kemampuannya untuk beradaptasi dalam kondisi in-vitro, namun makin besar juga kemungkinannya untuk terkontaminasi, makin banyak kebutuhannya akan media dan makin besar wadah/botol kultur yang diperlukan. Oleh karena itu perlu diketahui ukuran eksplan yang sesuai untuk masing-masing varietas dan spesies tanaman.

Tujuan praktis kultur pucuk adalah untuk perbanyakan vegetatif tanaman, yang mendasari produksi bibit secara komersial. Pucuk awal ini dalam media yang tepat, membentuk pucuk-pucuk baru yang jumlahnya tergantung dari jenis, berkisar dari 4-20 an tunas. Setelah di induksi pembentukan akar pada pucuk, maka akan tumbuh tanaman yang sempurna yang identik dengan induknya atau merupakan fotokopi dari induknya. Kultur pucuk merupakan dasar dari kegiatan perbanyakan dalam laboratorium komersial.

Pertumbuhan pucuk, pada umumnya memerlukan zat pengatur tumbuh dalam media. Tahapan pertumbuhan dan tipe pertumbuhan, menentukan jenis dan konsentrasi zat pengatur tumbuh yang dibutuhkan. Auksin yang biasanya dipergunakan dalam kultur pucuk, adalah IAA, NAA dan IBA. Priyono (2004) melaporkan bahwa IAA sangat berperan dalam memperbaiki tingkat pembentukan tunas mikro pada kultur in vitro ruas T trianggulare. Penggunaan 2,4-D biasanya dihindarkan, karena 2,4 D cenderung menginduksi kalus. Dalam kultur pucuk, kalus tidak diingi.


Manfaat Perbanyakan in-vitro (kultur pucuk) dalam industri bibit

  • Dapat digunakan untuk memproduksi bibit dalam jumlah banyak dan waktu yang relatif singkat. Salah satu keunggulan mikropropagasi adalah perbanyakan organ tanaman yang dihasilkannya. Penggunaan hormon pertumbuhan sintetis memungkinkan perbanyakan eksplan dalam jumlah banyak dan waktu singkat. Perbanyakan di dalam wadah kecil memungkinkan dilakukan perbanyakan cepat ini. Dewasa ini telah dilakukan automatisasi dalam mikropropagasi menggunakan mesin pembuat media dan sterilisasi media, pemotongan dan sterilisasi eksplan yang dikendalikan dengan komputer sehingga dapat dilakukan perbanyakan secara lebih cepat dan lebih efisien.
  • Dapat menghasilkan bibit dengan ukuran seragam. Produksi klon secara in vitro dapat dikontrol lebih mudah dbandingkan produksinya dilapangan karena perbanyakan dilakukan dalam wadah kecil. Oleh karena itu bisa dihasilkan klon dengan ukuran yang seragam dalam saat yang bersamaan. Penanaman bibit yang seragam mempermudah pemeliharaan tanaman di lapangan dan panen dapat dilakukan secara serempak.
  • Tidak membutuhkan eksplan dalam jumlah banyak sehingga menghindari kerusakan tanaman induk. Sebaliknya stek, cangkok, penyambungan/penempelan yang intensif dari satu pohon induk dapat mengganggu pertumbuhan tanaman induk bahkan dapat merusaknya.
  • Dapat digunakan untuk perbanyakan cepat tanaman langka, tanaman dengan nilai ekonomis tinggi, atau varietas unggul hasil pemuliaan tanaman.

Embriogenesis

Embriogenesis adalah proses pembentukan dan perkembangan embrio. Proses ini merupakan tahapan perkembangan sel setelah mengalami pembuahan atau fertilisasi. Embriogenesis meliputi pembelahan sel dan pengaturan di tingkat sel. Sel pada embriogenesis disebut sebagai sel embriogenik. Secara umum, sel embriogenik tumbuh dan berkembang melalui beberapa fase, antara lain:

  • Sel tunggal (yang telah dibuahi)
  • Blastomer
  • Blastula
  • Gastrula
  • Neurula
  • Embrio / Janin

  1. Kultur Embrio

Kultur Embrio adalah memisahkan embrio yang belum dewasa dan menumbuhkan secara kultur jaringan untuk menghasilkan tanaman viable.


  • Tujun Kultur Embrio

Tujuan kultur embrio:

  1. memperpendek siklus permuliaan : mempercepat perkecambahan bijiyang umur kecambah lama
  2. menguji kecepatan viabilitas biji : lebih efektif dari pada tes pewarnaan
  3. memperbanyak tanaman langka : kelapa kopyor
  4. memperoleh hybrid langka : mengatasi kegagalan persilangan karena poliferasi terhalang/fertilisasi normal tetapi embrio pada perkembangnnya mati. Kematian karena sedikitnya endosperm sbg cadangan makanan/endosperm tidak berkembang

  • Faktor Keberhasilan Kultur Embrio

Faktor penentu keberhasilan kultur embrio

  • Factor grnotip : beberapa jenis tanaman mudah di tumbuhkan dan yang sulit ditumbuhkan
  • Tingkat perkembangan embrio pada waktu dipisahkan semakin kecil embrio semakin sulit tumbuh
  • Kecepatan pertumbuhan tanaman induk : tanaman dari rumah kaca lebih terkontrol sehingga menghasilkan endosperma yang lebih baik daripada tanaman dari luar
  • Komposisi media tumbuh : unsure makro, mikro dan gula, ion ammonium dan potassium (penting)
  • Oksigen
  • Cahaya : perlakuan awal pada tempat gelap 7-14hari, tanaman di pindah ke tempat terang untuk pembentukan klorofil
  • Temperature : optimum tergantung jenis (22-28 C)

  1. Kultur Meristem

Meristem merupakan kumpulan sel-sel yang aktif membelah pada tempat tertentu pada tanaman, dimana sel-sel tersebut akan membentuk sistem jaringan secara permanen seperti akar, tunas, daun, bunga dan lain-lain. Sel-sel jaringan meristem mempunyai kemampuan embrionik yang dapat membelah tanpa batas untuk membentuk jaringan dewasa untuk kemudian menjadi organ-organ tanaman.

Bentuk dan ukuran titik tumbuh meristem berbeda antara tanaman yang satu dengan lainnya tergantung kelompok tanaman secara taksonomik. Meristem pada tunas tanaman yang tergolong dikotil mempunyai lapisan sel-sel yang membentuk kubah yang sel-selnya aktif membelah berukuran diameter sekitar 0.1-0.2 mm dan panjang 0.2-0.3 mm.

Meristem tidak mempunyai vaskuler yang terhubung dengan jaringan phloem dan xylem pada batang. Dibawah sel meristem terdapat sel-sel yang membelah dan memanjang yang berkembang menjadi primordia daun. Kultur meristem merupakan salah satu metoda dalam teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan berupa jaringan meristematik baik meristem pucuk terminal atau meristem dari tunas aksilar. Tujuan utama aplikasi kultur meristem adalah mendapatkan dan memperbanyak tanaman yang bebas virus (eliminasi virus dari bahan tanaman).

Kultur meristem sebagai metoda untuk perbanyakan tanaman yang bebas virus sudah secara luas diaplikasikan terutama pada tanaman hortikultura. Sel-sel meristem pada umumnya stabil, karena mitosis pada sel-sel meristem terjadi bersama dengan pembelahan sel yang berkesinambungan, sehingga ekstra duplikasi DNA dapat dihindarkan. Hal ini menyebabkan tanaman yang dihasilkan identik dengan tanaman donornya (Gunawan, 1988). Jaringan meristem merupakan jaringan vegetatif sehingga plantlet yang dihasilkannyapun merupakan suatu klon. Oleh karena itu kelompok tanaman yang dihasilkan dari kultur meristem sering disebut mericlone.


  1. Kultur Kalus

Kultur kalus merupakan pemeliharaan bagian kecil tanaman dalam lingkungan buatan yang steril dan kondisi yang terkontrol (Pauls, 1995 dalam Kulkarni, 2000). Kalus adalah jaringan yang berproliferasi secara terus menerus dan tidak terorganisasi sehingga memberikan penampilan sebagai massa sel yang bentuknya tidak teratur.

Proliferasi jaringan ini dapat dilakukan secara tidak terbatas dengan cara melakukan subkultur sepotong kecil jaringan kalus pada medium yang segar dengan interval waktu yang teratur (George & Sherrington, 1984). Kalus diinduksi dengan melukai jaringan tanaman. Menurut George & Sherrington (1984), pemotongan atau pelukaan jaringan tanaman dapat merangsang pembelahan sel yang berperan dalam inisiasi pembentukan kalus. Kultur kalus ini merupakan materi penting dalam kultur suspensi sel tanaman (Allan 1996 dalam Gürel, 2002).


  1. Kultur Suspensi Sel

Kultur suspensi sel adalah pemeliharaan sel, tunggal maupun gabungan beberapa sel, dalam medium cair dan lingkungan buatan yang steril. Kultur suspensi sel terdiri atas populasi sel dengan laju pertumbuhan yang cepat karena seluruh permukaan sel dapat kontak langsung dengan medium nutrisi. Hal ini menyebabkan metabolisme sel lebih tinggi jika dibandingkan dengan kultur kalus (George & Sherrington, 1984).

Metode kultur suspensi sel dapat digunakan sebagai sarana untuk produksi metabolit sekunder. Hal ini dapat terjadi karena setiap sel tumbuhan yang diisolasi dari tumbuhan induknya mempunyai potensi genetik dan fisiologi yang sama dengan induknya, atau yang dikenal dengan nama sifat totipotensi. Sifat ini menyebabkan metabolit sekunder yang dihasilkan oleh tanaman induk dapat pula dihasilkan pada sel yang dikultur secara in vitro (Fowler, 1981 dalam Mantell & Smith, 1983).

Potensi kultur sel untuk memproduksi metabolit telah dibuktikan pertama kali oleh perusahaan farmasi Amerika Pfizer Inc pada tahun 1956. Sedangkan potensi kultur sel untuk memproduksi senyawa bermanfaat terutama untuk obat-obatan, telah dimulai pada akhir tahun 1960 (Pétiard & Bariaud-Fontanel, 1987 dalam Sasson, 1991).


  1. Kultur Anther

Anther  atau tepung sari secara alamiah berfungsi menyerbuki maupun membuahi. Teknik kultur Anther relative sederhana dan efisien, yang paling penting dalam metode ini adalah penentuan tingkat perkembangan yang paling tepat untuk dijadikan sebagai eksplan sehingga androgenesis dapat terjadi. Anther  angiospermae  secara skematis  dan pembentukan tanaman haploid melalui kultur  anther sbb:


  • Kegunanaan Kultur Anther

Kultur anther mempunyai kegunaan sebagai berikut:

  1. Mampu menghasilkan tan. haploid (hanya mempunyai satu genom saja (monohaploid)). Tanaman haploid dapat digunakan untuk pemuliaan tanaman selanjutnya, dari tanaman monohaploid diperkirakan dapat menghilangkan sifat resesif.
  2. Dari monohaploid dapat dihasilkan derivate yang dihaploid (diploid) dengan cara : Merangkap kromosom dengan perlakuan colchicin. Mengadakan silangan tanaman monohaploid. · Membuat tanaman homozygote.

  • Keberhasilan Kultur Anther

Faktor-faktor yg mempengaruhi keberhasilan Kultur Anther

  1. Tingkat perkembangan polen → paling baik digunakan polen pada tingkat pembelahan mitosis pertama (Uninucleat)
  2. Pre-treatmen → beberapa jenis tanaman memerlukan perlakuan pendahuluan berupa temperatur rendah (3 – 10oC) selama 4 hari (bunga padi), merendam dalam air yang ada butir-butir arangnya atau mengurangi tekanan atm 12 mg/hg.
  3. Media tumbuh → terdiri dari media dasar, gula, hormone, penambah bahan organik (ekstrak pisang, air kelapa, endosperm serealia, ekstrak ragi, alanin dan Co-enzym A, merangsang pertumbuhan Anther.
  4. Kondisi tanaman donor → bunga dari tanaman muda pada saat permulaan pembungaan, lebih baik dari pada bunga yang keluar kemudian.

  • Fase Stadium Perkembangan mikrospora

Stadium perkembangan mikrospora dapat dibedakan menjadi beberapa fase, yaitu: ·

  • Uni-nukleat sangat awal, dicirikan oleh inti mikrospora di tengah, dinding mikrospora sangat tipis dan tanpa vakuola
  • Uni-nukleat awal, dicirikan oleh inti mikrospora di tengah, dinding sudah semakin kuat dan vakuola kecil bentuk sferik.
  • Uni-nukleat tengah awal, dicirikan oleh sebagian besar inti mikrospora di tengah sedangkan sebagian kecil inti mikrospora di tepi, vakuola besar. ·
  • Uni-nukleat tengah, hampir sama dengan uninukleat tengah awal tetapi ukuran vakuola dua kali ukuran vakuola pada stadium sebelumnya. ·
  • Uni-nukleat akhir, dicirikan oleh hampir semua mikrospora mempunyai inti di tepi, pada beberapa jenis sudah berkembang menjadi stadium 2 inti, vakuola besar berbentuk bulat telur.

Jenis Tanaman Dalam Kultur Jaringan

Kultur jaringan sudah diakui sebagai metode baru dalam perbanyakan tanaman. Tanaman yang pertama berhasil diperbanyak secara besar-besaran melalui kultur jaringan adalah tanaman anggrek, menyusul berbagai tanaman hias, sayuran, buah-buahan, pangan dan tanaman hortikultura lainnya.

Selain itu juga saat ini telah dikembangkan tanaman perkebunan dan tanaman kehutanan melalui teknik kultur jaringan. Terutama untuk tanaman yang secara ekonomi menguntungkan untuk diperbanyak melalui kultur jaringan, sudah banyak dilakukan secara industrial. Namun ada beberapa tanaman yang tidak menguntungkan bila dikembangkan dengan kultur jaringan, misalnya:

kecepatan multiplikasinya terlalu rendah, terlalu banyak langkah untuk mencapai tanaman sempurna atau terlalu tinggi tingkat penyimpangan genetik. Dalam bidang hortikultura, kultur jaringan sangat penting untuk dilakukan terutama pada tanaman-tanaman yang Prosentase perkecambahan biji rendah diantaranya

  1. Tanaman hibrida yang berasal dari tetua yang tidak menunjukkan male sterility.
  2. Tanaman hibrida yang mempunyai keunikan di salah satu organnya (bentuk atau warna bunga, buah, daun, batang dll).
  3. Perbanyakan pohon-pohon elite dan/atau pohon untuk batang bawah.
  4. Tanaman yang selalu diperbanyak secara vegetatif, seperti: kentang, pisang, stroberry dll.

Masalah Masalah Dalam Kultur Jaringan

Dalam kegiatan kultur jaringan, tidak sedikit masalah-masalah yang muncul sebagai pengganggu dan bahkan menjadi penyebab tidak tercapainya tujuan kegiatan kultur yang dilakukan. Gangguan kultur secara umum dapat muncul dari bahan yang ditanam, dari lingkungan kultur, maupun dari manusianya.

Permasalahan dalam kultur ada yang dapat diprediksi sebelumnya dan ada pula yang sulit diprediksi kejadiannya. Untuk yang tidak dapat diprediksi, cara mengatasinya tidak dapat secara preventif tetapi diselesaikan setelah kasus itu muncul.

Adapun masalah-masalah yang terjadi dalam kultur jaringan yaitu:


  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). 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.

  1. Pencoklatan/browning

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.


  1. Vitrifikasi

Vitrifikasi adalah suatu istilah problem pada kultur yang ditandai dengan:

  • Munculnya pertumbuhan dan pertumbuhan yang tidaknormal.
  • Tanaman yang dihasikan pendek-pendek atau kerdil.
  • Pertrumbuhan batang cenderung ke arah penambahan diameter
  • Tanaman utuhnya menjadi sangat turgescent.
  • Pada daunnya tidak memiliki jaringan pallisade

  1. 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. ·
  • Cara mengatasi masalah variasi genetik tentunya tidak sederhana, harus memperhatikan aspek yang dikulturkan.

  1. 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 juga 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.


  1. 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.


  1. Lingkungan Mikro

Masalah lingkungan inkubator juga tidak bisa diabaiakan karena ini juga sering menjadi masalah. Suhu ruangan inkubator sangat menentukan optimasi pertumbuhan eksplan, suhu yang terlalu rendah aatau tinggi dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada eksplan.

Kebutuhan antara satu tananaman dengan tanaman yang lain berbeda, namun demikian 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.


Kelebihan dan Kelemahan Teknik Kultur Jaringan

Ketika kita melakukan teknik kultur jaringan ada beberapa kendala yang mungkin kita hadapi. Usaha untuk memperoleh individu baru dari satu sel atau jaringan disebut kultur jaringan. Prinsip dasar kultur jaringan sama dengan stek. Bagian kecil dari tanaman (sel, jaringan, atau organ) yang digunakan untuk memulai suatu kultur jaringan disebut eksplan.

Eksplan yang digunakan di dalam kultur jaringan harus yang masih muda (primordia), sel-selnya masih bersifat meristematis, dan sudah mengalami proses deferensiasi. Tanaman yang dapat dikembangbiakkan dengan kultur jaringan adalah anggrek, sereal, tanaman palem, karet, dan buah-buahan. Tumbuhan hasil kultur jaringan disebut klon. Sekarang, kultur jaringan tidak digunakan untuk memperbanyak tanaman tetapi digunakan sebagai bioteknologi untuk mendapatkan tanaman bebas virus, untuk produksi obat, produksi tanaman unggul dan sebagainya.

Teknik kultur jaringan secara terperinci akan dibahas pada bab bioteknologi. Dari masalah yang kita hadapi nampak jelas bahwa teknik kultur jaringan tidak hanya memiliki keunggulan atau kelebihan. Berikut ini penjelasan masalah atau kenda menganai teknik kultur jaringan.


  • Masalah (Gangguan) pada Kultur Jaringan

Gangguan kultur jaringan dapat menyebabkan kematian eksplan. Gangguan kultur jaringan secara umum dapat muncul dari bahan yang ditanam, lingkungan kultur maupun manusia yang melakukannya. Masalah yang muncul, antara lain :

  1. Kontaminasi oleh bakteri, jamur, virus, dan lain-lain. Agar terhindar dari kontaminasi maka langkah-langkah pelaksanaan-nya harus mengikuti prosedur yang benar dan dalam keadaan steril.
  2. Browning (pencoklatan), untuk mengatasinya dengan cara mengabsorbsi fenol penyebab pencoklatan dengan arang aktif.

  • Kelebihan Teknik Kultur Jaringan

Perbanyakan tanaman secara kultur jaringan mempunyai kelebihan antara lain seperti berikut.

  • Kultur jaringan merupakan suatu cara menghasilkan jumlah bibit tanaman yang banyak dalam waktu singkat.
  • Kultur jaringan Tidak memerlukan tempat yang luas.
  • Kultur jaringan Tidak tergantung pada musim sehingga bisa dilaksanakan sepanjang tahun.
  • Bibit yang dihasilkan Kultur jaringan lebih sehat.
  • Kultur jaringan Memungkinkan dilakukannya manipulasi genetik.

  • Kelemahan Teknik Kultur Jaringan

Selain mempunyai kelebihan, kultur jaringan ternyata juga mempunyai kekurangan, seperti berikut.

  1. Kultur jaringan Memerlukan biaya besar karena harus dilakukan di dalam laboratorium dan menggunakan bahan kimia.
  2. Kultur jaringan Memerlukan keahlian khusus.
  3. 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.

Demikian Materi dari kami tentang Kultur Jaringan secara lengkap, akurat dan sangat jelas sekali, semoga bermanfaat, jangan lupa di share ya sobat Murid.Co.Id