Tahapan Proses Kultur Jaringan – Apa yang dimaksud dengan kultur jaringan dan contohnya? Apa itu Bioteknologi Kultur Jaringan? Apa itu kultur jaringan apa saja tahapannya? Apa itu pemuliaan tanaman kultur jaringan? Apa saja manfaat dari kultur jaringan? Tanaman kultur jaringan apa saja? Apa saja teknik kultur jaringan?
Agar lebih memahaminya, kali ini kita akan membahas tentang pengertian kultur jaringan menurut para ahli, macam, teknik, syarat, tahapan proses, keuntungan dan contoh kultur jaringan secara lengkap.
Baca Juga : Pengertian Bioteknologi
Pengertian Kultur Jaringan
Kultur jaringan (tissue culture) adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian tanaman seperti sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan dengan kondisi aseptik sehingga bagian tanaman bisa memperbanyak diri menjadi tanaman yang lengkap kembali.
Kultur jaringan merupakan cara membudidayakan tanaman menjadi tanaman baru yang memiliki sifat sama seperti induknya. Kultur jaringan juga bisa diartikan dengan memelihara dan menumbuhkan organ tanaman seperti embrio,tunas, bunga dan lain sebagainya atau jaringan tanaman seperti sel, kalus dan protoplast pada kondisi aseptik. Contoh tanaman yang dapat di kultur jaringan yaitu anggrek, pisang dan lain sebagiannya.
Definisi kultur jaringan adalah metode untuk megisolasi/memisahkan bagian tanaman seperti sel, jaringan atau organ (tunas, akar, batang, daun dan lainnya) juga membudidayakannya di lingkungan yang terkendali atau secara invitro dan aseptik sehingga bagian tanaman bisa beregenerasi atau memperbanyak diri.
Kultur jaringan iyalah teknik perbanyakan tanaman secara vegetatif buatan berdasarkansifat titopotensi tumbuhan, yaitu kemampuan sel tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang menjadi individu baru jika ditempatkan pada media dan lingkungan yang tepat.
Kultur jaringan tanaman adalah istilah yang dipakai untuk kultur protoplas, sel, jaringan dan organ tanaman. Teknik kultur jaringan tanaman sudah berkembang menjadi alat perbanyakan dan pemuliaan berbagai spesies tanaman.
Lebih singkatnya, kultur jaringan adalah cara perbanyakan tanaman secara vegetatif dengan mengisolasi bagian tanaman seperti mata tunas, daun atau yang lainnya lalu menumbuhkannya dalam media buatan secara aseptik.
Pengertian Kultur Jaringan Menurut Para Ahli
Schawann dan Scheleiden (1838)
Total genetic potential sel adalah ciri khas sel tanaman yang hidup dilengkapi dengan informasi genetik sehingga mempunyai kondisi yang utuh.
Suryowinoto (1991)
Kultur jaringan (tissue culture) adalah jenis budidaya dan jaringan yang digabungkan dalam sekelompok sel-sel sehingga memiliki persamaan bentuk dan fungsi.
Tujuan Kultur Jaringan
Tujuan dilakukannya kultur jaringan, diantaranya yaitu:
- Memperoleh bibit tanaman baru yang lebih baik.
- Memperbanyak tanaman dengan sifat seperti induknya.
- Membuat tanaman bebas dari penyakit karena dilakukan secara aseptik.
- Menggunakan metode kultur jaringan sangat ekonomis dan komersial.
Pemuliaan tanaman kultur jaringan penting dilakukan sebab dengan teknik tersebut sangat bermanfaat bagi bidang pertanian seperti penyediaan bibit dalam jumlah besar, menghasilkan bibit unggul, mengasilkan bibit yang bebas hama dan penyakit dan memperbaiki sifat tanaman.
Manfaat Kultur Jaringan
Manfaat kultur jaringan, diantaranya yaitu:
- Untuk memperbanyak klon tanaman dengan sifat genetik yang identik secara masal.
- Dapat menyediakan bahan tanaman yang bebas pantogen dalam jumlah besar.
- Dapat meregenerasi tanaman yang bebas dari virus.
- Membuka peluang untuk memperbanyak tanaman sepanjang tahun.
- Pelestarian plasma nutfah.
- Dapat memperbanyak tanaman yang sulit diperbanyak secara vegetatif konvensional.
Macam-Macam Kultur Jaringan
Berbagai bagian tanaman dapat digunakan sebagai eksplan dalam kultur jaringan. Berikut ini jenis jenis kultur jaringa, diantaranya:
Kultur Meristem
Kultur meristem adalah jenis kultur yang menggunakan jaringan seperti akar, batang, daun yang masih muda.
Kultur Enter
Kultur enter adalah jenis kultur yang menggunakan kepala sari sebagai eksplan.
Baca Juga : Pengertian Fermentasi
Kultur Embrio
Kultur embrio adalah jenis kultur yang menggunakan embrio. Misalnya embrio kelapa kopyor.
Kultur Protoplas
Kultur protoplas adalah jenis kultur yang menggunakan sel jaringan hidup sebagai eksplan tanpa dinding.
Kultur Kloroplas
Kultur kloroplas adalah jenis kultur yang menggunakan kloroplas. Kultur ini biasanya dilakukan untuk memperbaiki atau membuat varietas baru.
Kultur Polen
Kultur polen adalah jenis kultur menggunakan serbuk sari sebagai eksplan.
Teknik Kultur Jaringan
Teknik kultur jaringan memanfaatkan prinsip perbanyakan tumbuhan secara vegetatif. Teknik kultur Jaringan suatu sel atau irisan jaringan tanaman atau yang sering disebut dengan ekspoaln secara aseptik (in vitro) diletakkan dan di rawat pada medium padat atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril.
Dengan cara tersebut, sebagian sel pada permukaan irisan akan mengalami proliferasi dan membentuk kalus. Jika kalus yang terbentuk dipindahkan ke medium diferensiasi yang cocok, maka akan terbentuk tanaman kecil yang lengkap yang disebut planlet.
Dengan teknik kultur jaringan, hanya satu irisan kecil jaringan tanaman bisa dihasilkan kalus yang bisa menjadi planlet dalam jumlah yang besar.
Pelaksanaan teknik kultur jaringan tanaman ini berdasarkan teori sel yang dikemukakan oleh Schleiden yaitu “sel memiliki kemampuan autonom, bahkan memiliki kemampuan totipotensi”. Totipotensi yaitu kemampuan setiap sel yang diambil darimana saja, Jika diletakkan di lingkungan yang sesuai akan tumbuh menjadi tanaman yang sempurna.
Kultur jaringan pertama kali dilakukan oleh Gottlieb Haberland dengan menggunakan tanaman mesofil yang ada pada tumbuhan monokotil.
Syarat-Syarat Kultur Jaringan
1. Sebagai bahan dasar pembentukan kalus, maka tumbuhan eksplan harus memenuhi syarat berikut :
- Jaringan tersebut pertumbuhanya sedang aktif,diharapkan masih memiliki zat tumbuh yang aktif sehingga dapat membantu perkembangan jaringan berikutnya
- Eksplan yang diambil berasal dari bagian daun, akar, mata tunas, kuncup, ujung batang dan umbi.
- Eksplan yang diambil dari bagian yang masih muda (apabila ditusuk pisau akan terasa lunak)
2. Gunakan medium yang cocok, keadaan yang aseptik dan pengaturan udara yang baik terutama bagi kultur cair.
3. Bagian tanaman yang digunakan yaitu bagian yang masih muda dan mudah tumbuh yakni bagian jaringan meristem, seperti: daun muda, ujung akar, ujung batang, keping biji dan sebagainya. Jika menggunakan embrio bagian biji yang lain sebagai eksplan, namun perlu diperhatikan kemasakan embrio, waktu imbibisi, temperatur dan juga dormansi.
Tahap-Tahap Kultur Jaringan
Adapun tahapan atau proses kultur jaringan, diantaranya yaitu:
Pembuatan Media Kultur
Media merupakan faktor penting dalam kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan bervariasi tergantung jenis tanaman yang akan diperbanyak. media yang digunakan bisa berupa mineral, garam, vitamin, hormon, gula, arang dan bahan organik lainnya.
Intisiasi
Intisiasi yaitu pengambilan eksplan dari bagian tanaman. Biasanya yang sering digunakan yaitu tunas.
Sterilisasi
Sterilisasi yaitu melakukan kultur jaringan ditempat dan menggunakan bahan dan alat yang steril. Eskplan dapat direndam dengan menggunakan bahan kimia steril untuk membunuh mikroba.
Multiplikasi
Multiplikasi yaitu tahapan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media kultur yang terbuat dari agar. Media kultur tersebut sudah diperkaya dengan unsur makro dan mikro serta hoemon pertumbuhan lainnya.
Pengakaran
Pengakaran yaitu munculnya kalus pada eksplan. Pertumbuhan kalus tersebut menadakan bahwa kultur jaringan mulai berjalan baik. Subkultur bisa dilakukan hingga beberapa kali hingga kalus tumbuh menjadi plantet.
Lebih lengkapnya, tahapan yang dilakukan dalam teknik kultur jaringan yaitu:
Tahapan Persiapan dan Sterilisasi Eksplan
Pada tahap ini dilakukan pembuatan media tanam dan sterilisasi alat. Media tanam berupa media agar-agar yang diberi tambahan unsur makro dan mikro, asam amino, vitamin, gula, serta hormon pengaturtumbuh. Media harus disterilkan menggunakan uap panas bersuhu 140°C dan bertekanan 1 atm dengan waktu yang telah ditentukan agar aseptis. Alat yang digunakan untuk sterilisasi media dan peralatan disebut autoklaf. Selanjutnya, dilakukan pengambilan eksplan dari tanaman yang sehat.
Baca Juga : Pengertian Metabolisme
Tahap Inokulasi
Pada tahap ini dilakukan penanaman eksplan dalam ruangan tertutup dan telah disterilkan. Ruang penanaman dapat berupa entkas (ruangan tertutup dan terbuat dari kaca) atau laminar air flow. Ruang penanaman harus disterilkan dahulu menggunakan alkohol atau formalin. Demikian pula peralatan untuk menanam seperti pinset, dan dissecting set juga harus disterilkan dengan cara mencelupkannya pada alkohol 90% ialu dibakar sebelum digunakan. Selanjutnya eksplan disterilkan menggunakan larutan hipoklorit dan dipotong-potong kecil kemudian diinokulasi dalam media tanam. Eksplan dalam meda kultur ini kemudian dipelihara di dalam ruangan aseptis yang terkontrol lingkungan fisiknya.
Tahap Subkultur
Setelah terbentuk calon tumbuhan (akar/tunas) maka dilakukan pemindahan ke media yang baru. Komposisi hormon dalam media tanam yang baru biasanya berbeda dengan komposisi hormon pada media yang digunakan untuk subkultur. Hasil kultur dapat berupa tunas atau kalus. Kalus adalah massa sel yang tidak terdiferensiasi.Selanjutnya, kalus dipindahkan ke dalam media yang diberi hormon auksin dan hormon sitokinin yang seimbang. Kalus akan berdiferensiasi membentuk organ tumbuhan sehingga individu baru terbentuk.
Tahap Aklimatisasi
Bibit tanaman yang dihasilkan dari teknik kultur jaringan berupa tumbuhan yang berukuran kecil yang disebut plantlet. Plantlet harus diaklimatisasi sebelum ditanam di lahan tanam. Aklimatisasi dilakukan agar plantlet beradaptasi dengan lingkungannya yang baru. Plantlet ditanam dalam polybag dan diletakkan di tempat yang teduh. Seiring dengan pertumbuhannya, intensitas cahaya yang mengenai tanaman hasil kultur ditambah.
Cermati tahapan-tahapan dalam teknik kultur jaringan melalui gambar berikut.
Semua peralatan dan kegiatan yang dilakukan dalam kultur jaringan harus aseptik agar bagian tanaman yang dikultur bisa tumbuh menjadi individu baru. Jika tidak steril, akan terjadi kontaminasi oleh bakteri, jamur, atau virus yang dapat mengakibatkan eksplan menjadi rusak.
Keberhasilan kultur jaringan ditentukan oleh beberapa faktor, diantaranya:
- Eksplan yang digunakan berupa jenis tanaman, jenis jaringan, ukuran eksplan, kondisi tanaman induk, genetik eksplan, dan musim.
- Perbandingan komposisi senyawa kimia dalam media tanam.
- Kondisi lingkungan, misal cahaya, suhu, kelembapan, pH, dan kepadatan media.
- Kondisi kultur dan lingkungan yang steril.
Aklimatisasi
Aklimatisasi yaitu tahapan memindahkan plantet keluar dari tuang aseptic ke bedengan. Akar plantet dicuci lalu ditanam pada pot kecil dan ditempatkan pada tempat yang tidak terkena sinar matahari secara langsung. Setelah tanaman tumbuh kuat barulah dipindahkan ke lahan tanam yang terkena sinar matahari secara langsung.
Keuntungan Kultur Jaringan
Keuntungan kultur jaringan, diantaranya:
- Memperoleh tanaman baru dengan jumlah banyak dalam waktu yang relatif singkat, namun memiliki sifat fisiologi dan morfologi sama persis dengan induknya.
- Tanaman baru yang dihasilkan bersifat unggul
- Jumlah yang dihasilkan banyak dan tidak terbatas
- Bibit terhindar dari hama dan penyakit
- Dapat dilakukan dengan cepat dan hemat waktu
- Pengadaan bibit tidak tergantung pada musim
- Bibit bisa diproduksi dalam jumlah banyak
- Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah
Kelebihan dan Kekurangan Kultur Jaringan
Kelebihan teknik kultur jaringan, diantaranya:
- Merupakan cara untuk menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah banyak dengan waktu singkat.
- Tanaman anakan lebih cepat dihasilkan.
- Tanaman anakan yang dihasilkan sama seperti tanaman induknya.
- Dapam Menghasilkan tanaman langka yang sulit tumbuh dari benih.
- Kualitas tanaman yang dihasilkan dapat dikendalikan.
- Tidak membutuhkan tempat yang luas.
- Tidak bergantung pada musim sehingga bisa dilaksanakan sepanjang tahun.
- Bibit yang dihasilkan lebih sehat dan seragam.
- Memungkinkan untuk dilakukan rekayasa genetika.
Baca Juga : Pengertian Anabolisme
Kerugian kultur jaringan, diantaranya:
- Tak ada keragaman genetik pada tanaman anakan.
- Tidak bisa menghasilkan varietas baru.
- Akarnya lebih lemah dari metode seperti pencangkokan.
- Membutuhkan biaya besar karena harus dilakukan di dalam laboratorium yang steril serta menggunakan bahan-bahan kimia.
- Membutuhkan keahlian khusus.
- Membutuhkan aklimatisasi ke lingkungan luar karena tanaman hasil kultur berukuran kecil dan bersifat aseptik.
Contoh Tanaman Kultur Jaringan
Berikut ini beberapa tanaman yang bisa diperbanyak melalui kultur jaringan, diantaranya yaitu:
- Anggrek.
- Krisan.
- Pisang.
- Kelapa sawit.
- Kecambah tanaman hias.
- Tebu.
- Dan lain sebagainya.
Demikian artikel pembahasan tentang pengertian kultur jaringan, macam, teknik, syarat, tahapan proses, keuntungan dan contoh kultur jaringan secara lengkap. Semoga bermanfaat