Katagori Artikel Sains

Kultur jaringan / Biakan jaringan / Kultur In Vitro / Tissue Culture merupakan teknik pemeliharaan jaringan atau bagian dari individu secara buatan (artifisial). Yang dimaksud secara buatan adalah dilakukan di luar individu yang bersangkutan. Karena itu teknik ini sering kali disebut kultur in vitro, sebagai lawan dari in vivo. Dikatakan in vitro (bahasa Latin, berarti "di dalam kaca") karena jaringan dibiakkan di dalam tabung inkubasi atau cawan Petri dari kaca atau material tembus pandang lainnya. Kultur jaringan secara teoretis dapat dilakukan untuk semua jaringan, baik dari tumbuhan maupun hewan (termasuk manusia) namun masing-masing jaringan memerlukan komposisi media tertentu. Teori dasar dari kultur in vitro ini adalah Totipotensi.Teori ini mempercayai bahwa setiap bagian tanaman dapat berkebang biak.karena seluruh bagian tanaman terdiri atas jaringan - jaringan hidup.

Kultur jaringan juga 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. Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media. 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.

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:

¨ Pengadaan bibit tidak tergantung musim

¨ Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan waktu yang relatif lebih cepat (dari satu mata

tunas yang sudah respon dalam 1 tahun dapat dihasilkan minimal 10.000 planlet/bibit)

¨ Bibit yang dihasilkan seragam

¨ Bibit yang dihasilkan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu)

¨ Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murahdan mudah

¨ Dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan lingkungan lainnya

¨ Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa

¨ Sifat identik dengan induk

¨ Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki

Sedangkan ada pula Kerugiannya, yaitu :

1. Bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap hama penyakit dan udara luar

2. Bagi orang tertentu, cara kultur jaringan dinilai mahal dan sulit.

3. Membutuhkan modal ivestasi awal yang tinggi untuk bangunan (laboratorium khusus), peralatan dan perlengkapan.

4. Diperlukan persiapan SDM yang handal untuk mengerjakan perbanyakan kultur jaringan agar dapat memperoleh hasil yg memuaskan

5. Produk kultur jaringan pada akarnya kurang kokoh

Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan adalah:
1) Pembuatanmedia
2) Inisiasi
3) Sterilisasi
4) Multiplikasi
5) Pengakaran
6) Aklimatisasi

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 autoklaf.

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

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.

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.

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).

Aklimatisasi 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.

Keunggulan inilah yang menarik bagi produsen bibit untuk mulai mengembangkan usaha kultur jaringan ini. Saat ini sudah terdapat beberapa tanaman kehutanan yang dikembangbiakkan dengan teknik kultur jaringan, antara lain adalah: Anggrek, Anthurium, dll.

Bibit hasil kultur jaringan yang ditanam di beberapa areal menunjukkan pertumbuhan yang baik, bahkan jati hasil kultur jaringan yang sering disebut dengan jati emas dapat dipanen dalam jangka waktu yang relatif lebih pendek dibandingkan dengan tanaman jati yang berasal dari benih generatif, terlepas dari kualitas kayunya yang belum teruji di Indonesia. Hal ini sangat menguntungkan pengusaha karena akan memperoleh hasil yang lebih cepat.

Perkembangan kultur jaringan di Indonesia

Perkembangan kultur jaringan di Indonesia terasa sangat lambat, bahkan hampir dikatakan jalan di tempat jika dibandingkan dengan negara-negara lainnya, tidaklah heran jika impor bibit anggrek dalam bentuk ‘flask’ sempat membanjiri nursery-nursery anggrek di negara kita. Selain kesenjangan teknologi di lini akademisi, lembaga penelitian, publik dan pecinta anggrek, salah satu penyebab teknologi ini menjadi sangat lambat perkembangannya adalah karena adanya persepsi bahwa diperlukan investasi yang ’sangat mahal’ untuk membangun sebuah lab kultur jaringan, dan hanya cocok atau ‘feasible’ untuk perusahaan.

A. ANGGREK

Indonesia memiliki keanekaragaman hayati yang luar biasa, salah satunya adalah anggrek, diperkirakan sekitar 5000 jenis anggrek spesies tersebar di hutan wilayah Indonesia. Potensi ini sangat berharga bagi pengembang dan pecinta anggrek di Indonesia, khususnya potensi genetis untuk menghasilkan anggrek silangan yang memiliki nilai komersial tinggi. Potensi tersebut akan menjadi tidak berarti manakala penebangan hutan dan eksploitasi besar-besaran terjadi hutan kita, belum lagi pencurian terang-terangan ataupun “terselubung” dengan dalih kerjasama dan sumbangan penelitian baik oleh masyarakat kita maupun orang asing.

Sementara itu hanya sebagian kecil pihak yang mampu melakukan pengembangan dan pemanfaatan anggrek spesies, khususnya yang berkaitan dengan teknologi kultur jaringan. Tidak dipungkiri bahwa metode terbaik hingga saat ini dalam pelestarian dan perbanyakan anggrek adalah dengan kultur jaringan, karena melalui kuljar banyak hal yang bisa dilakukan dibandingkan dengan metode konvensional.

Secara prinsip, lab kultur jaringan dapat disederhanakan dengan melakukan modifikasi peralatan dan bahan yang digunakan, sehingga sangat dimungkinkan kultur jaringan seperti ‘home industri’. Hal ini dapat dilihat pada kelompok petani ‘pengkultur biji anggrek’ di Malang yang telah sedemikian banyak.

Beberapa gambaran dan potensi yang bisa dimunculkan dalam kultur jaringan diantaranya adalah :

Kultur meristem, dapat menghasilkan anggrek yang bebas virus,sehingga sangat tepat digunakan pada tanaman anggrek spesies langka yang telah terinfeksi oleh hama penyakit, termasuk virus.

Kultur anther, bisa menghasilkan anggrek dengan genetik haploid (1n), sehingga bentuknya lebih kecil jika dibandingkan dengan anggrek diploid (2n). Dengan demikian sangat dimungkinkan untuk menghasilkan tanaman anggrek mini, selain itu dengan kultur anther berpeluang memunculkan sifat resesif unggul yang pada kondisi normal tidak akan muncul karena tertutup oleh yang dominan

Dengan tekhnik poliploid dimungkinkan untuk mendapatkan tanaman anggrek ‘giant’ atau besar. Tekhnik ini salah satunya dengan memberikan induksi bahan kimia yang bersifat menghambat (cholchicine)

Kloning, tekhnik ini memungkinkan untuk dihasilkan anggrek dengan jumlah banyak dan seragam, khususnya untuk jenis anggrek bunga potong. Sebagian penganggrek telah mampu melakukan tekhnik ini.

Mutasi, secara alami mutasi sangat sulit terjadi. Beberapa literatur peluangnya 1 : 100 000 000. Dengan memberikan induksi tertentu melalui kultur jaringan hal tersebut lebih mudah untuk diatur. Tanaman yang mengalami mutasi permanen biasanya memiliki nilai ekonomis yang sangat tinggi

Bank plasma, dengan meminimalkan pertumbuhan secara ‘in-vitro’ kita bisa mengoleksi tanaman anggrek langka tanpa harus memiliki lahan yang luas dan perawatan intensif. Baik untuk spesies langka Indonesia maupun dari luar negeri untuk menjaga keaslian genetis yang sangat penting dalam proses pemuliaan anggrek.

B. ANTHURIUM

Salah satu tanaman yang berfamily aracheae ini bukan barang baru dalam dunia persilatan pertanaman di Indonesia. Sejak kemunculannya kembali pada tahun 2006, sang bunga ekor hadir memeriahkan pesta tanaman hias di tingkat Nasional melalui banyaknya kelahiran bibit-bibit baru hasil silangan para breeder, merekapun turut meningkatkan pamor anthurium dikalangan hobiis maupun pedagang, bahkan sempat terjadi fenomena yang ditimbulkan akibat tingginya harga jual Anthurium. Kondisi ini memotivasi para hobiis dan masyarakat awam untuk membudidayakannya. Salah satu cara untuk membudidayakannya tanpa merubah sifat asli dari tetua maupun indukannya adalah dengan menggunakan teknik kultur jaringan.

Eksplan atau bahan tanaman yang digunakan bisa berupa daun, tunas, bonggol, dan akar dengan syarat kondisi eksplan sehat (sel-selnya hidup) dan tidak memiliki tingkat kontaminasi yang tinggi. Tahapan kultur jaringan yang dilakukan meliputi pembuatan media, pengambilan eksplan (inisiasi), sterilisasi eksplan, penanaman, sub kultur, aklimatisasi, perawatan pasca aklimatisasi.

Media yang digunakan untuk tahap awal penanaman adalah media Murashige and Skoog (MS). Ketika memasuki tahap sub kultur atau perbanyakan (multiplikasi), media MS tersebut di tambah dengan Zat Pengatur Tumbuh Sitokinin (MS+BA 0,5-2ppm). Setelah pembuatan media multiplikasi, eksplan dipindah ke media pengakaran (MS + Auksin + arang aktif).

Tahap selanjutnya adalah inisiasi eksplan, yaitu kegiatan mengisolasi eksplan dari tanaman induk. Setelah dilakukan pengambilan eksplan. Selanjutnya dilakukan sterilisasi eksplan dengan menggunakan bahan sterilan seperti deterjen, clorox (20%, 15%, dan 10%) selama 7 menit, HgCl₂ 0,01% selama 5 menit, alkohol, dan air steril. Lalu eksplan tersebut ditanam pada media yang telah dibuat sebelumnya. Botol yang telah ditanam diletakkan di ruang ber-AC, dengan suhu kisaran 26 ± 2^oC.

Setelah kurang lebih 3 bulan setelah penanaman, dilakukan sub kultur dengan memindahkan eksplan ke media multiplikasi (tujuan perbanyakan atau pengakaran). Jika kondisi eksplan sudah memiliki organ lengkap maka eksplan tersebut telah siap untuk diaklimatisasikan ke kondisi lingkungan luar.

Pada tahap aklimatisasi ini diperlukan perhatian yang ekstra. Hal ini dikarenakan tingkat keberhasilan hidup tanaman tergantung pada proses perawatan pasca aklimatisasi yang dilakukan.Diantaranya dengan dilakukan penyungkupan kurang lebih selama 2 minggu. Penyungkupan dihentikan jika sosok tanaman tampak tegar dan sehat. Penyiraman dilakukan setiap hari. Pemupukan dilakukan setiap 1 minggu sekali dengan ½ dosis penggunaan

C. ABAKA

Baka (Musa tekstilis) merupakan tanaman penghasil serat yang banyak digunakan dalam industri kertas bermutu tinggi (kertas rokok, kertas uang, cek, kertas peta, kertas teh celup, dan kertas cologne), tali kapal, pembungkus kabel, tekstil, dan popok bayi. Saat ini tanaman abaka tengah dipacu pengembangannya dalam skala luas. Dalam pengembangan tersebut diperlukan bibit dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang relatif singkat. Salah satu teknologi yang dapat diaplikasikan dalam mendukung usaha tersebut adalah perbanyakan melalui kultur jaringan. Dengan teknologi tersebut, bibit dapat diproduksi secara cepat dalam jumlah banyak. Dari 1 tunas dapat digandakan menjadi 10-20 tunas dalam waktu sekitar 3 bulan, sehingga dalam 1 tahun, dari satu tunas dapat diproduksi

sekitar 10.000-160.000 tunas baru. Tingkat multiplikasi ini jauh lebih tinggi daripada cara konvensional, yaitu dari 1 tunas (bibit) hanya dapat menghasilkan antara 20-25 anakan baru dalam 1 tahun.

Untuk memproduksi bibit melalui kultur jaringan diperlukan suatu laboratorium dan rumah kaca untuk aklimatisasi bibit sebelum ditanam di lapang. Dengan demikian, pada tahap awal diperlukan investasi yang relatif besar.

LABORATORIUM

Persyaratan Lokasi

Laboratorium kultur jaringan hendaknya jauh dari sumber polusi, dekat dengan sumber tenaga listrik dan air. Untuk menghemat tenaga listrik, ada baiknya bila laboratorium kultur jaringan ditempatkan di daerah tinggi, agar suhu ruangan tetap rendah.

Kapasitas Labotarium

Ukuran laboratorium tergantung pada jumlah bibit yang akan diproduksi. Untuk ukur-an laboratorium sekitar 250 m2, bibit yang dapat diproduksi tiap tahun sekitar 400–500.000 planlet/bibit, yang dapat memenuhi pertanam- seluas +500–800 ha.

Dalam suatu laboratorium minimal terdapat 5 ruangan terpisah, yaitu gudang (ruang) untuk penyimpanan bahan, ruang pembuatan media, ruang tanam, ruang inkubasi (untuk pertunasan

dan pembentukan planlet/bibit tanaman) dan rumah kaca.

Peralatan dan Bahan Kimia

Untuk memproduksi bibit melalui kultur jaringan peralatan minimal yang perlu disediakan adalah: laminar air flow, pinset, pisau, rak kultur, AC, hot plate + stirer, pH meter, oven, dan kulkas serta bahan kimia (garam makro + mikro,vitamin, zat pengatur tumbuh, asam amino, alkohol, clorox).

PROSES PRODUKSI

Proses perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan terdiri atas seleksi pohon induk (sumber

eksplan), sterilisasi eksplan, inisiasi tunas, multiplikasi, perakaran, dan aklimatisasi seperti terlihat pada diagram berikut:

Pohon induk unggul untuk sumber bahan tanaman IPembentukan tunas in vitro Perbanyakan tunas (10-20 tunas/3 bulan) Pembentukan planlet Aklimatisasi di rumah kaca/pesemaian Pertanaman di lapang skala luas

Sumber eksplan.

Eksplan berupa mata tunas, diambil dari pohon induk yang fisiknya sehat. Tunas tersebut selanjutnya disterilkan dengan alkohol 70%, HgCl2 0,2%, dan Clorox 30%.

Inisiasi tunas.

Eksplan yang telah disterilkan dikulturkan dalam media kultur (MS + BAP). Setelah terbentuk tunas, tunas tersebut disubkultur dalam media multiplikasi (MS + BAP) dan beberapa komponen organik lainnya.

Multiplikasi.

Multiplikasi dilakukan secara berulang sampai diperoleh jumlah tanaman yang dikehendaki, sesuai dengan kapasitas laboratorium. Setiap siklus multiplikasi berlangsung selama 2–3 bulan. Untuk biakan (tunas) yang telah responsif stater cultur, dalam periode tersebut dari 1 tunas dapat dihasilkan 10-20 tunas baru. Setelah tunas mencapai jumlah yang diinginkan, biakan dipindahkan (dikulturkan) pada media perakaran.

Perakaran.

Untuk perakaran digunakan media MS + NAA. Proses perakaran pada umumnya berlangsung selama 1 bulan. Planlet (tunas yang telah berakar) diaklimatisasikan sampai bibit cukup kuat untuk ditanam di lapang.

Aklimatisasi.

Dapat dilakukan di rumah kaca, rumah kasa atau pesemaian, yang kondisinya (terutama kelembaban) dapat dikendalikan. Planlet dapat ditanam dalam dua cara.

Pertama,planlet ditanam dalam polibag diameter +10 cm yang berisi media (tanah + pupuk kandang) yang telah disterilkan. Planlet (dalam polibag) dipelihara di rumah kaca atau rumah kasa.

Kedua,bibit ditaruh di atas bedengan yang dinaungi dengan plastik. Lebar pesemaian 1-1, 2m, panjangnya tergantung keadaan tempat. Dua sampai tiga minggu sebelum tanam, bedengan dipupuk dengan pupuk kandang (+4 kg/m2) dan disterilkan dengan formalin 4%. Planlet di-tanam

dengan jarak 20 cm x 20 cm. Aklimatisasi berlangsung selama 2-3 bulan. Aklimatisasi cara pertama dapat dilakukan bila lokasi pertanaman letaknya jauh dari pesemaian dan cara kedua dilakukan bila pesemaian berada di sekitar areal pertanaman.

SUMBER :

http://id.wikipedia.org/wiki/Kultur_jaringan

http://arifinbits.files.wordpress.com/2008/02/mengenal-kuljar.pdf

http://www.dephut.go.id/INFORMASI/setjen/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_11.htm

http://www.tamanmundu.com/budidaya-tanaman/28-budidaya/40-kultur-jaringan.html

http://www.anggrek.org/sekilas-kultur-jaringan-anggrek.html

http://eshaflora.com/index.php?option=com_content&task=view&id=61&Itemid=61

http://belchunk.blogspot.com/