PAPER KULTUR ANTHER
AZMI DAROTULMUTMAINNAH B2A016004
KEMENTERIAN RISET, TEKNOLOGI, DAN PENDIDIKAN TINGGI
UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN PROGRAM PASCASARJANA FAKULTAS BIOLOGI PURWOKERTO 2016
1
A. P!"#$%&%#!
Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetative. Kulur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbanyakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetative tanaman menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril. Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit untuk dikembangbiakan secara generative. Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai beberapa keunggulan, antara lain mempunyai sifat yang identik dengan induknya, dapat diperbanyak dalam jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan tempat yang luas, mampu menghasilkan bibit dalam jumlah besar dalam waktu yang singkat dan mutu bibit lebih terjamin. Kecepatan tumbuh bibit lebih cepat dibandingkan dengan perbanyakan konvensional.
alah satu gambaran dan
potensi yang bisa dimunculkan dalam kultur jaringan, yaitu kultur anther bisa menghasilkan anggrek dengan genetik haploid !"n#, sehingga bentuknya lebih kecil jika dibandingkan dengan anggrek diploid !$n#. %engan 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. B. K%&'%( A!'$(
Kultur anther merupakan pembudidayaan tanaman melalui tehnik kultur secara in vitro yang memanfaatkan anther tanaman. &nther adalah kepala sari, anther mengandung serbuk sari !polen#, sehingga kultur anther mengikutsertakan pollen didalamnya. Pollen yang masih muda !immature# atau mikrospora yang terkandung dalam anther dapat secara langsung bergenerasi membentuk embrio disebut androgenesis atau membentuk jaringan kalus yang selanjutnya dapat diinduksi untuk bergenerasi menjadi tanaman di bawah pengaruh zatpengatur 2
tumbuh yang terkandung dalam media tanam. Polen bersifat haploid dan tentunya sel'sel yang diproduksi oleh pollen selama kultur adalah haploid. Kultur anter merupakan salah satu tehnik dasar dalam penerapan bioteknologi untuk pemuliaan tanaman. Kultur anther menghasilkan tanaman haploid
melalui
induksi
embryogenesis
dari pembelahan
berulang
mikrospora(polen tanaman donor antera yang berasal dari persilangan tetua yang memiliki karakter yang diinginkan.Kombinasi karakter kedua tetua terjadi pada tanaman
haploid,
sehingga
bilakromosomnya
digandakan
atau
terjadi
penggandaan spontan selama kultur akandiperoleh tanaman haploid ganda !%)# yang homozigos atau galur murni !)erawati et al , $**+#. Melalui kultur anther akan diperoleh tanaman haploid yaitu melalui pembentukan kalus atau androgenesisi langsung. Menurut rowder !"-+# bahwa haploidisasi melalui kultur anther banyak memberikan sumbangan dalam progam pemuliaan tanaman, diantaranya menghemat waktu untuk memperoleh keturunan homozigot dibandingkan dengan cara biasa !silang balik# serta kondisi yang homozigot untuk semua lokus pada tanaman diploid tersebut mengurangi kesulitan didalam mengidentifikasi dan memenipulasi sifat'sifat genetik yang diinginkan. Keuntungan lain dari melalui kultur anther !&mrullah $*"/#, yaitu 0 ". 1anaman haploid sangat penting bagi pemulia tanaman, yaitu untuk memperpendek masa pemuliaan tanaman. $. Karena hanya ada " set kromosom, maka mudah digunakan untuk mengidentifikasi mutasi resesif. . %apat menghasilkan homozygote double haploid !diploid# atau poliploid dengan diberi colchicin untuk inbreeding dengan hasil hibrida unggul !super#. Kultur anther memiliki kelebihan namun demikian terdapat pula kelemahan, antara lain produksinya regeneran albino dan tidak semua genotif responsive terhadap kultur anther. Pada ku2tur anther yang dikulturkan adalah atnther tanaman yang sedang dalam keadaan kuncup. Ketidakberhasilan dalam kultur anther ini disebabkan karena penyimpanan yang terlalu lama !pra perlakuan sebelum inisiasi#. Kultur anther berpeluang memunculkan sifat resesif unggul yang pada kondisi normal tidak akan muncul karena tertutup oleh yang dominan. 1. P)*%"#+##! T#!#)#! M&#&% K%&'%( A!'$(
3
Keberhasilan kultur anther telah diujudkan pada tanaman seperti %aturainno3ia, nicotiana tabacum, karet, poplar, anggur, tanaman 4ramineae serta padatanaman angrek. 1ingkat perkembangan androgenesis uninucleate paling sesuaibila digunakan sebagai eksplan !uwanto, $*"$#. %alam pelaksanaan tehnik kultur anther, anther terbaik dikoleksi sebelum malai pecah dan sedang memasuki fase bunting dengan kandungan pollen yang berada pada level mid uninucleate stage !5i et al, $*"#.
!G#)*#( 1 - S'%'%( K/#&# S#( A!'$( Media dasar yang digunakan untuk tanaman dikotil, umumnya adalah media M, media 6hite dan media 7itsch and 7itsch, dengan berbagai modifikasi dengan penambahan sukrosa sekitar $*'/* gram(liter. 8at Pengatur 1umbuh diberikan dalam konsentrasi serendah mungkin untuk menghindari terbentuknya kalus dari jaringan'jaringan diploid yang tidak diinginkan. 9ntuk mendapatkan double haploid dipergunakan larutan colchicines *,:; dengan waktu perendaman $/'$+ jam. 1anaman monokotil terutama tanaman 4ramineae seperti padi, media M juga dapat digunakan. 1etapi selain M, dikembangkan juga beberapa media lain misalnya media 7<. Media 7< mempunyai ciri perbandingan 7)/ = dan 7> 'yang jauh perbedaannya. &mmonium yang diberikan dalam bentuk !7)/#$>/ hanya sebanyak < mg(l, sedangkan K7> 0 $+* mg(l. Khusus untuk padi, ada beberapa media lain yang dikembangkan di ina, sesuai dengan kultivar padinya, misalnya media K, )e: dan 5B !uwanto, $*"$#. . Kunci keberhasilan kultur anther adalah memacu tahap pertama untuk terjadi pembentukan kalus, setelah itu dilanjutkan pada tahap untuk menumbuhkan plantet dengan beberapa metode. One Step Method adalah metode dimana media tersebut sanggup menumbuhkan eksplan melalui kalus kemudian menjadi plantula, contohnya pada medium ?6 pada kultur jaringan 4
anggrek.
Two Steps Method
adalah
metode
yang
digunakan
untuk
menumbuhkan plantet menjadi plantula dengan pindah media , karena pada media pertama hanya terbentuk kalus kemudian tidak berkembang menjadi tunas atau akar. etelah terbentuk kalus, kalus dipindahkan ke media baru dengan tujuan agar terjadi pertumbuhan yang sempurna. Pada dasarnya tehnik kultur anter meliputi dua tahapan, yaitu fase induksi kalus dan fase regenerasi tanaman
G#)*#( 2. T! K%&'%( A!'$(
2. M#!) R3!(# T#!#)#! M&#&% A!"(3! &ndrogenesis ditujukan pada regenerasi tanaman secara langsung dari
mikrospora di dalam sistem kultur anther maupun kultur mikrospora. Prinsip yang mendasari androgenesis adalah menghentikan perkembangan sel'sel mikrospora, yang pada keadaan normal menjadi sel'sel gamet, dan memaksa perkembangannya langsung menjadi tanaman lengkap. Proses ini menghambat diferensiasi gametofitik, namun justru memungkinkan terjadinya pembelahan dan regenerasi sel. Begitu gametogenesis !perkembangan mikrospora# berlangsung, serbuk sari matang akan terbentuk melalui mitosis. >leh karena lintasan perkembangan belum ditentukan selama proses gametogenesis, ada peluang untuk menginterupsi lintasan gametofitik normal dan menginduksi perkembangan sporofitik. !?icente et al."--$ # dan !Mityk@ et al ."--<# !dalam &mrullah, $*"/# menyatakan bahwa mikrospora dengan kisaran tahap perkembangan uninukleat hingga pertengahan binukleat adalah bahan tanaman yang sesuai untuk induksi perkembangan sporofitik haploid pada berbagai
5
spesies tanaman. 7amun harus diingat bahwa hal ini sangat beragam tergantung pada spesies tanaman. ebagai hasil perkembangan sporofitik, mikrospora multiseluler berkembang di dalam antera. %iferensiasi unit'unit multiseluler ini menghasilkan embrio, yang kemudian berkembang menjadi tanaman lengkap dengan jumlah kromosom haploid !$n A 3# 5. F#'( +#!3 M)/(!3#(%$ T!3#' K*($#&#! K%&'%( A!'$( 1erdapat beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultur anther
!hu, "-+$2 )u dan 8eng, "-+/2 %i3on, "-+: dalam auziyah, $*""2 &mrullah, $*"/# diantaranya0 # T#$#/ P()*#!3#! P&! Pollen pada tanaman padi, frekuensi pembentukan kalus yang tertinggi diperoleh pada kultur anther dengan pollen yang nukleusnya terletak di pinggir sel (mid-uninucleate microspore stage). Pembentukan terbentuknya kalus pada berbagai stage adalah sebagai berikut0 "# :.<; kultur membentuk kalus pada early'uninucleate stage, yaitusesudah $# # /# 5) *
tetrad terbentuk. :,C; kultur membentuk kalus pada mid-uninucleate stage. "*.:; pada saat late-uninucleate stage. <.C; pada saat mitosis pertama dari pollen. *; pada saat polen mencapai bi-nucleat stage.
P(&#%#! F S*&%) I!%&# Perlakuan temperatur rendah sebelum inokulasi, meningkatkan
keberhasilan kultur anther dalam Nicotiana tabacum, Datura innoxia, !osciamusniger" ordeum #ulgare dan Or!$a sati#a. Pada umumnya, temperatur antara D'"*D. Bila dipergunakan temperatur rendah D':D, maka waktu perlakuan dapat dipersingkat, sedangkan pada terperatur rendah "*D'":D, waktu perlakuan lebih panjang. Percobaan 6ang dan grupnya
!hen, "-+<# dalam
kultur padi hsien menunjukkan bila
temperature D':D digunakan, dibutuhkan "* hari. Bila temperatur
P(&#%#! K)# S*&%) I!%&# &nther yang dikultur dalam media cair yang ditambah dengan :*'$:*
mg(l colchisine selama / hari, meningkatkan frekuensi pembentukkan kalus dan diferensiasi. olchicine dapat meningkatkan tanaman double haploid hingga C-;, sedangkan anther tanpa perlakuan pendahuluan, hanya menghasilkan :,+;t anaman. Eika konsentrasi colchicine ditingkatkan 6
hingga :** mg(l akan mengakibatkan frekuesi tanaman anakan yang abnormal seperti albino akan meningkat. elain senyawa tersebut senyawa ethrel juga sering digunakan untuk praperlakuan pada media cair = : g(l ethrel. "
M"# T%)*%$ Komposisi media dasar tidak begitu kritis, namun dalam kultur
anther, 7)/= yang tinggi !:mM# akan menghambat pembentukan kalus. ukrosa yang diberikan, berkisar $'"$;. Pada serealia digunakan <'-;, sedangkan pada tanaman diploid $'/;. 8at Pengatur 1umbuh pada kultur anther olanaceae tidak diperlukan cukup media dasar 7<. 8P1 yang biasa digunakan untuk memacu pertumbuhan embriogenesis pada kultur anther adalah senyawa 1FB& !1ri iodobenzoic acid#. %isamping itu penambahan $ mg(l $,/% pada media dasar digunakan untuk kultur anther padi, dan kombinasi 8P10 / mg(l 7&& = " mg(l $,/% dan "' mg(l kinetin sering ditambahkan pada media dasar untuk kultur anther. Penambahan bahan' bahan organik seperti0 ekstrak pisang, air kelapa, ensdosperm serealia, ekstrak ragi, alanin, folic acid dan o'enzym &, dapat memacu pertumbuhan pada kultur anther. Penambahan $; arang aktif dapat memperbaiki androgenesis
G!'/ T#!#)#! D!( 1idak semua kultuvar dari setiap tanaman
organ anthernya
dapatmenghasilkan tanaman haploid, seperti kultivar dari %!copersicon esculentum dari / kultivar hanya kultivar saja yang anthernya dapat ditumbuhkan. Triticumaesti#um hanya "* kultivar saja yang anthernya dapat ditumbuhkan menjadi tanaman haploid dari $" kultivar yang ada. 7
K!" T#!#)#! D!( 9mur fisiologi tananam
donor
ternyata
dapat mempengaruhi
pertumbuhan tanaman enther. Bunga dari tanaman muda pada saat permulaan pembungaan,ternyata lebih baik dari pada bunga yang keluar kemudian 3
C#(# P&'##! A!'$( Pada berbagai jenis tanaman, bagian yang melakukan kontak dengan
media ada bagian yang mendatar dan beberapa menghendaki bagian yang melengkung.
&nther
tanaman
yang
diletakan
dengan
mendatar 7
memungkinkan seluruh permukaan anther dapat menyerap nutrisi yang terdapat dalam media dengan lebih baik $ j
L#)# P!+!#(#! I!'!'# C#$#+# "#( T#!#)#! D!( L!3%!3#! I!%*#
DAFTAR PUSTAKA
&mrullah, M., $*"/. &plikasi Kultur &nther Pada 1anaman Padi. &rticle )anarida et all.
$**$.
Fnduksi
Kalus
dan Gegenerasi
1anaman
Melalui
Kultur &nterapada ilangan Padi 1ipe Baru. Balai Penelitian Bioteknologi danumberdaya 4enetik Pertani ?olume(7omor 0 PP$"(* )erawati, G., Purwoko, B,., Khumaida, 7., %ewi, F.. $**+. Pembentukan 4alur)aploid 4anda Padi 4ogo dengan ifat'ifat 1ipe Baru melalui Kultur&ntera. Bul. &gron. !<# !# "+ H "+C !$**+# Fswari et all. $*"*. 4alur Padi Beras )itam )asil Kultur &ntera.http0((pustaka.litban g.deptan.go.id. %iakses pada tanggal "" april $*"" 5i,
6ang.,
5in
4ang,
8hao
%eming,
6ang
eng,
and
hen
Eiabin.
!$*"#. 1issueulture ystem for %ifferent )ybrid of Fndica Gice. Eournal of 7ortheast &gricultural 9niversity ?ol. "+ 7o. $ "'"C uwanto. $*"$. Kultur )aploid. &rticle
8
