Kultur jaringan adalah suatu teknik isolasi bagian-bagian tanaman, seperti jaringan, organ, ataupun embrio, lalu dikultur pada medium buatan yang steril sehingga bagian-bagian tanaman tersebut mempu beregenerasi dan berdiferensiasi menj menjad adii
tana tanama man n
leng lengka kap. p.
Teknik knik
ini ini
memi memili liki ki
bebe bebera rapa pa
keun keuntu tung ngan an
diband dibanding ingkan kan metode metode perban perbanyak yakan an tanama tanaman n lainny lainnya. a. Jaringa Jaringan n yang yang sering sering digu diguna naka kan n dalam dalam tekni teknik k kult kultur ur jarin jaringa gan n adala adalah h kalu kalus, s, sel, sel, dan dan prot protop opla las; s; sedangkan organ tanamannya meliputi pucuk, bunga, daun, dan akar. Demikian juga praktikum ini i ni mencoba menginisiasi kalus dari benih padi sebagai salah satu aspek dari kultur kalus. Hartman et almenyatakan baha teknik kultur jaringan tanaman didasarkan atas prinsip-prinsip totipotensi sel, pengaturan regenerasi akar dan pucuk oleh hormon, hormon, organoge organogenesis nesis atau embriogenesi embriogenesis, s, serta kompetensi kompetensi dan determinasi determinasi eksplan. !rgano !rganogen genesis esis dan embrio embriogen genesis esis untuk untuk perkem perkemban bangan gan pertani pertanian an sangat sangat tergantung tergantung dari kemampuan kemampuan regenerasi regenerasi sel. Hamberlandt, Hamberlandt, menemui kegagalan kegagalan untuk untuk mempertahankan mempertahankan pertumbuhan pertumbuhan jaringan jaringan dan regenerasi menjadi menjadi tanaman lengkap. "aktor keterbatasan pengetahuan tentang #at pengatur tumbuh pada masa itu, itu, menjadi menjadi penye penyebab bab kegaga kegagalan lan percob percobaan aan pertama pertama Hamber Hamberllan llandt. dt. $etelah $etelah penemuan auksin oleh %e %ent nt yang disusul kemudian dengan penemuan sitokinin oleh $koog dan grupnya, maka proses regenerasi menjadi kenyataan. Totipotensi &total genetic potential' sel telah terbukti. !rganogenesis adalah proses perkembangan pucuk atau akar ad(entif dari dalam dalam sel-s sel-sel el kalu kalus. s. )ros )roses es terseb tersebut ut terjad terjadii setela setelah h peri period odee istir istirah ahat at pada pada pertumbuhan kalus, antara saat pengkulturan eksplan dengan terjadinya induksi. !rganogenesis merujuk kepada proses yang menginduksi pembentukan jaringan, sel, atau kalus menjadi tunas dan tanaman sempurna. )roses ini diaali oleh hormon pertumbuhan. *en#iladenin dan sitokinin lainnya, baik sendiri maupun dengan kombinasi dengan asam naftalenasetat atau asam indolasetat dan kadangkadang dengan asam giberelat menyebabkan diferensiasi tunas. )embentukan akar dapat dapat terjadi terjadi serenta serentak k atau atau dapat dapat diindu diinduksi ksi sesuda sesudahny hnya. a. Kondis Kondisii khas khas yang yang
1
menguntungkan bagi regenerasi tanaman harus dikembangkan untuk masingmasing spesies. +ontoh organogenesis yang dibahas menunjukan beberapa jenis jaringan yang potensial untuk percobaan morfogenetik. *erhasilnya pertumbuhan tunas terutama bergantung pada sumber jaringan, kadar medium, hara, dan jenis serta kadar hormon pertumbuhan yang digunakan. )ada tanaman berkayu dengan daun lebar, jaringan terbaik berasal dari daerah ruas yang belum deasa. *agian tempat melekatnya kotiledon juga mengandung sel-sel yang dapat diinduksikan dengan cepat untuk membentuk tunas. mbriogenesis somatik merupakan suatu proses pembentukan embrio dari sel somatik menjadi tumbuhan baru, tanpa melalui fusi sel gamet. +ara ini dinilai lebih cepat dan efisien, karena setiap sel somatik berpotensi untuk menjadi indi(idu baru. mbrio somatik dicirikan dengan strukturnya yang bipolar, yaitu mempunyai dua calon meristem, meristem akar dan meristem tunas. mbrio somatik dapat melalui dua jalur pembentukan, yaitu secara langsung maupun tidak langsung &melalui fase kalus'. mbriogenesis dimulai dengan pembelahan gel yang tidak seimbang &kalus'. Kalus biasanya terbentuk setelah eksplan dikulturkan dalam media yang mengandung auksin. *anyak faktor yang mempengaruhi embriogenesis antara lain auksin eksogen, sumber eksplan, komposisi nitrogen yang ditambahkan dalam media dan karbohidrat &sukrosa'. $elanjutnya gel membelah terus hingga memasuki tahap globular. )ada saat tersebut sel aktif membelah kesegala arah dan membentuk lapisan terluar yang akan menjadi protoderm &bakal epidermis', kelompok sel
yang
merupakan
prekursor
jaringan dasar
dan
jaringan
pembuluhpun mulai terbentuk. )embelahan kesegala arah tersebut terhenti ketika pembentukan primordia kotiledon, pada saat embrio matang sudah autotrof. mbrio yang matang akan berkecambah dan tumbuh menjadi tumbuhan yang baru pada kondisi yang cocok &*ajaj, /; Dodeman dkk. 0;1its, 23'. )roses pembentukan dan perkembangan embrio &embriogenesis' menentukan pola pertumbuhan, yaitu meristem pucuk ke atas, meristem akar ke baah, dan
2
pola-pola dasar jaringan lainnya berkembang pada 4a5is4 pucuk 6akar ini, namun pada tiap tumbuhan terdapat (ariasi pada proses embriogenesis. $elanjutnya proses embriogenesis adalah bagian dari metode kultur jaringan untuk memperoleh bibit yang banyak dan bebas (irus. )lanlet yang dihasilkan pada mulanya
beragam. $elanjutnya tanaman akan ditanam dilapang dan
diadakan seleksi sesuai dengan metoda pemuliaan berkali-kali sehingga diperoleh tanaman-tanaman yang unggul. Tanaman inilah yang digunakan sebagai sumber eksplan yang bisa diperbanyak dengan berbagai cara dilaboratorium kultur jaringan sehingga didapat bibit dalam jumlah banyak dan seragam, metoda yang digunakan antara lain menginduksi tunas majemuk dan sub kultur. Jika sudah diperoleh sumber eksplan yang unggul dan media yang sesuai maka prosesnya akan berlangsung dalam aktu yang singkat dengan penambahan hormone tumbuh dalam konsentrasi rendah.
$istem regenerasi dalam teknologi kultur jaringan ada dua macam yaitu7 organogenesis dan somatik embriogenesis. )erbedaan antara kedua tipe generasi ini adalah7 organogenesis bersifat unipolar di mana ada hubungan jaringan antara eksplan pohon induk dengan organ yang terdiferensiasi. $ementara itu somatik embriogeneis bersifat bipolar di mana tidak ada hubungan jaringan pembuluh dengan pohon induknya. 8da tiga proses
dasar pada
tipe
regenerasi
organogenesis, yaitu7 pembelahan sel, pembesaran sel dan diferensiasi. $ementara itu terdapat tiga tahap utama dalam organogenesis yaitu7 . )engkulturan. )ada tahap pengkulturan dikenal 3 macam tipe kultur yaitu kultur mesistem apeks, mata tunas, dan kultur tunas terminal &untuk multiplikasi tunas', kultur batang satu buku &untuk multiplikasi tunas dan tunas ad(entif tidak langsung melalui kalus' dan kultur jaringan (egetatif baik dari daun maupun batang &untuk tunas ad(entif langsung maupun tidak langsung'. 9. )erakaran. :. )embentukan plantlet. 3
Tipe regenerasi somatik embriogenesis &$' merupakan proses sel somatik &haploid diploid berkembang membentuk tumbuhan baru melalui rangkaian tahapan perkembangan embrio yang spesifik &menyerupai embrio #igotik' tanpa fusi gamet. Keuntungan regenerasi melalui $ adalah jumlah bibit banyak, mendukung program perbaikan, tanaman lebih cepat, kepastian hasil tinggi. "aktor-faktor yang berpengaruh pada regenerasi melalui $ adalah tipe eksplan, formulasi media, faktor lingkungan, genotip dan kondisi fisiologis pohon induk. Keberhasilan pengunaan teknik $ sangat ditentukan dengan jenis tanaman yang digunakan apakah merupakan tanaman semusim berdinding lunak atau tanaman tahunan berkayu; tanaman dikotil atau monokotil; tanaman 1eguminosae atau
4
