1. Pengertian Kultur Jaringan
Kultur jaringan dalam bahasa Inggris disebut sebagai tissue culture. Kultur adalah budidaya dan jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. Dengan demikian, kultur jaringan dapat berarti membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman baru yang mempunyai sifat seperti induknya. Untuk melakukan kultur jaringan banyak digunakan jaringan meristem dari tumbuhan. Mengapa demikian? Dapatkah Anda mengemukakan alasannya? Jaringan meristem adalah jaringan yang muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu membelah, dindingnya tipis, belum memiliki penebalan dari zat pektin, plasmanya penuh, dan vakuolanya kecil-kecil. Tentunya anda masih ingat bagaimana sifat jaringan meristem. Jaringan meristem memiliki sifat selalu membelah dan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.
Perbanyakan tanaman dengan metode kultur jaringan merupakan cara perbanyakan melalui perkembangbiakan secara vegetatif. Perbanyakan tanaman dengan cara vegetatif memungkinkan dihasilkannya tanaman yang memiliki sifat sama dengan induknya atau kita dapat menggabungkan dua sifat yang berbeda sehingga diperoleh tanaman yang unggul, seperti tahan terhadap penyakit, kuat perakarannya, memiliki bentuk morfologi yang baik, dan dapat berbuah dengan lebat. Perbanyakan tanaman secara vegetatif juga menghasilkan tanaman yang dapat diperoleh dengan waktu yang relatif singkat dibandingkan dengan perbanyakan tanaman secara generatif. Dengan demikian, biaya yang diperlukan lebih sedikit. Teknik kultur jaringan memungkinkan perolehan tanaman baru dengan waktu yang cepat dan murah.
Dalam kultur jaringan dikenal istilah klon. Klon adalah sekumpulan tanaman atau individu atau jaringan-jaringan ataupun sel-sel yang mempunyai sifat keturunan (sifat genetik) yang sama. Apabila tanaman-tanaman yang dihasilkan berasal dari pengembangan suatu jaringan meristem, disebut meriklon. Sifat-sifat dari meriklon sama persis dengan tanaman induknya.
Pada prinsipnya pengerjaan kultur jaringan sederhana saja, yaitu suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang disebut eksplan secara aseptik diletakkan dan dipelihara dalam medium padat atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril. Dengan cara tersebut sebagian sel pada permukaan irisan tersebut akan mengalami proliferasi dan membentuk kalus. Kalus adalah jaringan permukaan pada luka tumbuhan. Apabila kalus yang terbentuk dipindahkan ke dalam medium deferensiasi (pertumbuhan lanjut) yang cocok maka akan terbentuklah planlet. Planlet adalah tanaman kecil yang lengkap. Dengan teknik kultur jaringan ini hanya dari satu irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan kalus yang dapat menjadi planlet dalam jumlah yang besar.
Pelaksanaan teknik kultur jaringan berdasarkan teori sel yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan autonom, bahkan mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan setiap sel apabila diletakkan di lingkungan yang sesuai akan dapat tumbuh menjadi tanaman yang sempurna. Pada prinsipnya setiap sel dapat ditumbuhkan melalui teknik kultur jaringan. Akan tetapi, sebaiknya dipilih bagian tanaman yang masih muda dan mudah tumbuh. Bagian manakah itu? Bagian meristem seperti daun muda, ujung akar, ujung batang, keping biji, dan lain sebagainya.
Budidaya meristem bertujuan untuk menumbuhkan kalus dari eksplan yang ditanam. Kalus ini biasanya muncul dari bagian periderm, periblem, atau plerom, sepanjang tulang daun atau di antara tulang daun. Pembentukan kalus dipengaruhi oleh zat-zat tertentu dalam medium dan cara sterilisasi medium. Setiap eksplan dari suatu jenis tanaman mempunyai kecocokan terhadap suatu medium untuk mampu tumbuh menjadi kalus.
2. Manfaat Kultur Jaringan
Apakah kegunaan utama kultur jaringan? Kultur jaringan terutama untuk mendapatkan tanaman baru dalam jumlah banyak dan dalam waktu yang relatif singkat, yang mempunyai sifat fisiologi dan morfologi sama persis dengan tanaman induknya. Melalui teknik kultur jaringan ini diharapkan juga diperoleh tanaman baru yang bersifat unggul.
Kultur jaringan bermanfaat dalam bidang farmasi khususnya pada pembuatan obat-obatan. Contohnya, pohon kina melalui kultur jaringan dapat menghasilkan senyawa kimia (anti malaria dan senyawa additif minuman ringan) dan senyawa kinidia (obat penyakit jantung aritmia). Selain itu, kultur jaringan juga bermanfaat di bidang fisiologi tanaman. Pada tanaman anggrek, misalnya diketahui bahwa apabila ujung akarnya diiris melintang akan memperlihatkan warna tertentu. Warna tersebut nantinya merupakan warna bunga yang dihasilkan. Hal ini tentu sangat bermanfaat dalam dunia industri tanaman hias, sebab walaupun tanaman anggrek tersebut belum berbunga tetapi orang sudah bisa mengetahui warna bunga yang akan muncul nantinya. Kultur jaringan juga sangat bermanfaat dalam upaya pelestarian tanaman. Beberapa jenis tanaman yang terancam punah, seperti jenis tanaman pisang, melati, kenanga, kayu jati, dan kayu putih akan diselamatkan melalui kultur jaringan, yaitu melalui jalan kloning. Bahkan populasinya dapat bertambah dan sifat-sifat khas yang dimiliki oleh tanaman tersebut tetap terjamin.
Tujuan dilakukannya kultur jaringan adalah:
Kultur jaringan akan lebih besar keberhasilannya bila menggunakan jaringan meristem. Jaringan meristem adalah jaringan muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu membelah, dinding tipis, plasmanya penuh dan vakuolanya kecil-kecil.
Kebanyakan orang menggunakan jaringan ini untuk tissue culture. Sebab, jaringan meristem keadaannya selalu membelah, sehingga diperkirakan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.
Teknik Kultur Jaringan
Teknik kultur jaringan memanfaatkan prinsip perbanyakan tumbuhan secara vegetatif. Teknik kultur jaringan suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang sering disebut eksplan secara aseptic( in vitro) diletakkan dan dipelihara dalam medium pada atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril.
Cara Kultur Jaringan
Untuk mendapatkan varietas baru melalui kultur jaringan dapat dilakukan dengan cara:
Pada media MS, tidak terdapat zat pengatur tumbuh (ZPT) oleh karena itu ZPT ditambahkan pada media (eksogen). ZPT atau hormon tumbuhan berpengaruh pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Interaksi dan keseimbangan antara ZPT yang diberikan dalam media (eksogen) dan yang diproduksi oleh sel secara endogen menentukan arah perkembangan suatu kultur.
Penambahan hormon tumbuhan atau zat pengatur tumbuh pada jaringan parenkim dapat mengembalikan jaringan ini menjadi meristematik kembali dan berkembang menjadi jaringan adventif tempat pucuk, tunas, akar maupun daun pada lokasi yang tidak semestinya. Proses ini dikenal dengan peristiwa dediferensiasi. Dediferensiasi ditandai dengan peningkatan aktivitas pembelahan, pembesaran sel, dan perkembangan jaringan.
Kultur jaringan dalam bahasa Inggris disebut sebagai tissue culture. Kultur adalah budidaya dan jaringan adalah sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. Dengan demikian, kultur jaringan dapat berarti membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman baru yang mempunyai sifat seperti induknya. Untuk melakukan kultur jaringan banyak digunakan jaringan meristem dari tumbuhan. Mengapa demikian? Dapatkah Anda mengemukakan alasannya? Jaringan meristem adalah jaringan yang muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu membelah, dindingnya tipis, belum memiliki penebalan dari zat pektin, plasmanya penuh, dan vakuolanya kecil-kecil. Tentunya anda masih ingat bagaimana sifat jaringan meristem. Jaringan meristem memiliki sifat selalu membelah dan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.
Dalam kultur jaringan dikenal istilah klon. Klon adalah sekumpulan tanaman atau individu atau jaringan-jaringan ataupun sel-sel yang mempunyai sifat keturunan (sifat genetik) yang sama. Apabila tanaman-tanaman yang dihasilkan berasal dari pengembangan suatu jaringan meristem, disebut meriklon. Sifat-sifat dari meriklon sama persis dengan tanaman induknya.
Pada prinsipnya pengerjaan kultur jaringan sederhana saja, yaitu suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang disebut eksplan secara aseptik diletakkan dan dipelihara dalam medium padat atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril. Dengan cara tersebut sebagian sel pada permukaan irisan tersebut akan mengalami proliferasi dan membentuk kalus. Kalus adalah jaringan permukaan pada luka tumbuhan. Apabila kalus yang terbentuk dipindahkan ke dalam medium deferensiasi (pertumbuhan lanjut) yang cocok maka akan terbentuklah planlet. Planlet adalah tanaman kecil yang lengkap. Dengan teknik kultur jaringan ini hanya dari satu irisan kecil suatu jaringan tanaman dapat dihasilkan kalus yang dapat menjadi planlet dalam jumlah yang besar.
Pelaksanaan teknik kultur jaringan berdasarkan teori sel yang dikemukakan oleh Schleiden dan Schwann, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan autonom, bahkan mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotensi adalah kemampuan setiap sel apabila diletakkan di lingkungan yang sesuai akan dapat tumbuh menjadi tanaman yang sempurna. Pada prinsipnya setiap sel dapat ditumbuhkan melalui teknik kultur jaringan. Akan tetapi, sebaiknya dipilih bagian tanaman yang masih muda dan mudah tumbuh. Bagian manakah itu? Bagian meristem seperti daun muda, ujung akar, ujung batang, keping biji, dan lain sebagainya.
Budidaya meristem bertujuan untuk menumbuhkan kalus dari eksplan yang ditanam. Kalus ini biasanya muncul dari bagian periderm, periblem, atau plerom, sepanjang tulang daun atau di antara tulang daun. Pembentukan kalus dipengaruhi oleh zat-zat tertentu dalam medium dan cara sterilisasi medium. Setiap eksplan dari suatu jenis tanaman mempunyai kecocokan terhadap suatu medium untuk mampu tumbuh menjadi kalus.
2. Manfaat Kultur Jaringan
Apakah kegunaan utama kultur jaringan? Kultur jaringan terutama untuk mendapatkan tanaman baru dalam jumlah banyak dan dalam waktu yang relatif singkat, yang mempunyai sifat fisiologi dan morfologi sama persis dengan tanaman induknya. Melalui teknik kultur jaringan ini diharapkan juga diperoleh tanaman baru yang bersifat unggul.
Kultur jaringan bermanfaat dalam bidang farmasi khususnya pada pembuatan obat-obatan. Contohnya, pohon kina melalui kultur jaringan dapat menghasilkan senyawa kimia (anti malaria dan senyawa additif minuman ringan) dan senyawa kinidia (obat penyakit jantung aritmia). Selain itu, kultur jaringan juga bermanfaat di bidang fisiologi tanaman. Pada tanaman anggrek, misalnya diketahui bahwa apabila ujung akarnya diiris melintang akan memperlihatkan warna tertentu. Warna tersebut nantinya merupakan warna bunga yang dihasilkan. Hal ini tentu sangat bermanfaat dalam dunia industri tanaman hias, sebab walaupun tanaman anggrek tersebut belum berbunga tetapi orang sudah bisa mengetahui warna bunga yang akan muncul nantinya. Kultur jaringan juga sangat bermanfaat dalam upaya pelestarian tanaman. Beberapa jenis tanaman yang terancam punah, seperti jenis tanaman pisang, melati, kenanga, kayu jati, dan kayu putih akan diselamatkan melalui kultur jaringan, yaitu melalui jalan kloning. Bahkan populasinya dapat bertambah dan sifat-sifat khas yang dimiliki oleh tanaman tersebut tetap terjamin.
Tujuan dilakukannya kultur jaringan adalah:
- Memeroleh bibit tanaman baru yang lebih baik
- Lebih cepat dabn lebih banyak, dalam waktu yang tidak terlalu lama dengan anakan yang seragam
- Memperbanyak tanaman dengan sfat seperti induknya
- Perbanyakan tanaman denngan teknik ini membuat tanaman bebas dari penyakit karena dilakukan secara aseptik
- Penggunaan metode ini sangat ekonomis dan komersial
Kultur jaringan akan lebih besar keberhasilannya bila menggunakan jaringan meristem. Jaringan meristem adalah jaringan muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu membelah, dinding tipis, plasmanya penuh dan vakuolanya kecil-kecil.
Kebanyakan orang menggunakan jaringan ini untuk tissue culture. Sebab, jaringan meristem keadaannya selalu membelah, sehingga diperkirakan mempunyai zat hormon yang mengatur pembelahan.
Teknik Kultur Jaringan
Teknik kultur jaringan memanfaatkan prinsip perbanyakan tumbuhan secara vegetatif. Teknik kultur jaringan suatu sel atau irisan jaringan tanaman yang sering disebut eksplan secara aseptic( in vitro) diletakkan dan dipelihara dalam medium pada atau cair yang cocok dan dalam keadaan steril.
Cara Kultur Jaringan
Untuk mendapatkan varietas baru melalui kultur jaringan dapat dilakukan dengan cara:
- Isolasi protoplas dari 2 macam varietas yang difusikan. Atau dengan cara isolasi khloroplas suatu jenis tanaman yang dimasukkan kedalam protoplas jenis tanaman yang lain, sehingga terjadi penggabungan sifat-sifat yang baik dari kedua jenis tanaman tersebut hingga terjadi hibrid somatic
- Dengan menyuntikkan protoplas dari suatu tanaman ketanaman lain. Contohnya transfer khloroplas dari tanaman tembakau berwarna hijau ke dalam protoplas tanaman tembakau yang albino, hasilnya sangat memuaskan karena tanaman tembakau menjadi hijau pula. Contoh lain adalah keberhasilan mentrasnfer khloroplas dari tanaman jagung ke dalam protoplas tanaman tebu hasilnya memuaskan .
Media Kultur Jaringan
Ada dua penggolongan media tumbuh: media padat dan media cair. Media padat pada umumnya berupa padatan gel, seperti agar, dimana nutrisi dicampurkan pada agar. Media cair adalah nutrisi yang dilarutkan di air. Media cair dapat bersifat tenang atau dalam kondisi selalu bergerak, tergantung kebutuhan.
Komposisi media yang digunakan dalam kultur jaringan dapat berbeda komposisinya. Perbedaan komposisi media dapat mengakibatkan perbedaan pertumbuhan dan perkembangan eksplan yang ditumbuhkan secara in vitro.Media Murashige dan Skoog (MS) sering digunakan karena cukup memenuhi unsur hara makro, mikro dan vitamin untuk pertumbuhan tanaman. Nutrien yang tersedia di media berguna untuk metabolisme, dan vitamin pada media dibutuhkan oleh organisme dalam jumlah sedikit untuk regulasi.
Pada media MS, tidak terdapat zat pengatur tumbuh (ZPT) oleh karena itu ZPT ditambahkan pada media (eksogen). ZPT atau hormon tumbuhan berpengaruh pada pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Interaksi dan keseimbangan antara ZPT yang diberikan dalam media (eksogen) dan yang diproduksi oleh sel secara endogen menentukan arah perkembangan suatu kultur.
Penambahan hormon tumbuhan atau zat pengatur tumbuh pada jaringan parenkim dapat mengembalikan jaringan ini menjadi meristematik kembali dan berkembang menjadi jaringan adventif tempat pucuk, tunas, akar maupun daun pada lokasi yang tidak semestinya. Proses ini dikenal dengan peristiwa dediferensiasi. Dediferensiasi ditandai dengan peningkatan aktivitas pembelahan, pembesaran sel, dan perkembangan jaringan.
