Kultur Jaringan adalah - Prinsip Dasar, Manfaat, Kerugian, Jenis - Jenis, Media dan Tahapan dalam Kultur Jaringan

Table of Contents

Sumber Gambar: Kompas.com

kultur jaringan adalah teknik memperbanyak tanaman dengan cara mengisolasi bagian-bagian tanaman seperti  daun, batang, akar, yang kemudian ditumbuhkan pada media buatan yang kaya akan nutrisi dan zat pengatur tumbuhan atau disebut hormon, yang secara aseptik atau steril, dalam wadah tertutup yang tembus cahaya (misalnya botol kaca), pada suhu tertentu sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap.

Pada tahun 1969 F.C.Steward mengadakan sebuah  eksperimen untuk mebuktikan apakah ada cara untuk memperbanyak bibit tanaman dengan waktu relatif cepat dan dapat menghasilkan banyak bibit dengan cara mengambil satu sel empulur wortel, kemudian menumbuhkannya ternyata hasil dari percobaannya itu berhasil menjadi individu baru.Kultur jaringan dapat dilakukan karena setiap sel mempunyai sifat Totipotensi.

Teori totipotensi ini dikemukakan oleh G. Heberland pada tahun 1898, namun sekarang teknik kultur jaringan dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan sehari hari seperti kegiatan farmasi dan juga agrobisnis. Agro bisnis yaitu bisnis yang bergerak dalam bidang pertanian dan perkebunan.

Dalam bidang agrobisnis, teknik kultur jaringan menggunakan harga yang relatif lebih murah dan juga dapat menghasilkan banyak bibit dalam waktu yang relatif singkat, lalu tidak memerlukan terlalu banyak lahan atau tempat yang luas untuk melakukan teknik kultur jaringan.

Lalu mengapa kita harus melakukan teknik kultur jaringan dalam menghasilkan individu yang baru? Karena tentu saja kita menginginkan bibit tanaman yang berkualitas dan juga menghasilkan banyak bibit yang sehat dan terbebas dari penyakit atau bakteri .

Keuntungan dari kultur jaringan adalah bibit yang dihasilkan dari kegiatan kultur jaringan bebas penyakit, bibit yang dihasilkan juga mempunyai sifat yang sama persis dengan induknya yaitu meliputi sifat fisiologi dan morfologi, dan proses produksinya memiliki waktu yang relatif lebih cepat daripada menggunakan cara selain kultur jaringan, bibit yang dihasilkan dengan kultur jaringan sama atau seragam antara satu tumbuhan dengan tumbuhan lainnya, pengadaan bibit dengan kultur jaringan juga tidak tergantung musim, biaya untuk melakukan  pengangkutan bibit juga lebih murah dibandingkan teknik lainnya, serta jumlah yang dihasilkan dengan teknik kultur jaringan lebih banyak karena dalam satu tahun satu tunas tumbuhan dapat menghasilkan sepuluh ribu bibit.

Kerugian dari kultur jaringan sendiri adalah tidak dapat merubah sifat dari tanaman atau buah yang dihasilkan jadi jika induk buah rasa asam maka sifat dari individu barunya juga memiliki rasa asam begitu juga dengan tanaman jika tanaman induknya memiliki tinggi batang yang pendek maka individu baru hasil dari pengkulturan akan memiliki tinggi batang yang sama dengan induknya, sedangkan jika pada hewan tidak dapat menghasilkan individu baru dari hasil kultur jaringan karena hewan memiliki daya totipotensi yang sangat rendah, kecuali jika kita menggunakan teknik kultur embrio pada hewan.

Dengan adanya teori dasar dari kegiatan kultur jaringan sendiri yaitu Totipotensi yang memiliki arti lain yaitu setiap organisme memiliki sifat yang sama dengan induknya.

 

Baca Juga: Pengertian Porifera Adalah - Ciri, Struktur Tubuh, Klasifikasi, Reproduksi Porifera dan Alat Pernapasan pada Porifera Secara Lengkap

 

 Prinsip Dasar Kultur Jaringan

Menurut Santoso dan Nursandi (2003), kultur jaringan mengandung dua prinsip dasar yaitu bahan tanam yang bersifat totipotensi dan budidaya yang terkendali. Totipotensi sel merupakan suatu konsep yang menyatakan bahwa setiap sel hidup memiliki potensi genetik untuk menghasilkan organisme yang lengkap (Hartman et al. 1990). Asnawati et al. (2002) menyatakan bahwa totipotensi sel merupakan kemampuan setiap sel untuk tumbuh dan berkembang pada lingkungan yang sesuai dengan membawa karakter masing-masing yang independen. Dengan mengisolasi setiap sel dari tanaman dan meregenerasikannya pada media yang sesuai maka akan diperoleh tanaman baru yang membawa karakter dari masing-masing sel tersebut. Santoso dan Nursandi (2003) menyatakan bahwa dengan sifat totipotensi ini, sel, jaringan, organ yang digunakan akan dapat berkembang sesuai arahan dan tujuan budidaya in vitro yang dilakukan. Sifat totippotensi lebih banyak dimiliki oleh bagian tanaman yang masih juvenile, muda, dan banyak dijumpai pada daerah-daerah meristem tanaman.

 

Manfaat Kultur Jaringan

Teknik kultur jaringan banyak dilakukan karena memberi segudang manfaat. Berikut manfaat yang dapat diperoleh dari teknik kultur jaringan

• Mendapatkan tanaman baru dalam jumlah yang begitu banyak. Selain itu, penggandaan tanaman menggunakan kultur jaringan hanya memerlukan waktu yang relatif singkat.
• Tanaman yang dihasilkan akan memiliki kesamaan secara fisiologis dan morfologis dengan induknya.
• Tanaman baru yang didapatkan melalui kultur jaringan akan lebih unggul. Keunggulan bibit ini terutama pada kesehatan dan mutu.
• Kultur jaringan dapat dipakai untuk menghasilkan tanaman dalam jumlah yang tidak terbatas.
• Bibit yang dihasilkan dari teknik kultur jaringan akan terbebas dari hama dan penyakit.
• Anda tidak perlu menghabiskan banyak waktu untuk mendapatkan tanaman baru. Anda pun dapat melakukan hal lain yang dapat bermanfaat.
• Pengadaan bibit dengan teknik kultur jaringan tidak bergantung pada musim tertentu. Anda bisa melakukannya kapan saja.
• Pengangkutan bibit yang dihasilkan dari teknik yang satu ini relatif lebih mudah. Selain itu, biayanya pun lebih murah.
• Kecepatan tumbuh dari bibit yang dihasilkan oleh teknik kultur jaringan akan menjadi lebih cepat dibandingkan penggandaan menggunakan teknik konvensional.
• Buah yang dihasilkan akan mempunyai keseragaman ukuran. Tidak hanya ukurannya, rasa yang dihasilkan pun akan tetap sama.
• Warna buah yang dihasilkan pun akan lebih menarik. Selain itu, buah akan memiliki sifat lain yang tentu lebih menguntungkan.

 

Kerugian

• Bibit pada proses kultur diatas sangat rentan terhadap patogen dan udara luar
• Kultur jaringan dianggap mahal dan sulit.
• Membutuhkan modal investasi awal yang tinggi untuk bangunan (laboratorium khusus), peralatan, dan aksesori.
• Diperlukan persiapan teknisi yang berpengalaman untuk melakukan augmentasi kultur jaringan untuk mencapai hasil yang memuaskan
• Akar produk kultur jaringan kurang kuat

 

 

Jenis Dari Kultur Jaringan

Jenis Kultur Jaringan

1. Budaya Embrio
Kultur embrio adalah isolasi dan pertumbuhan embrio zigotik dewasa dan belum matang yang ditujukan untuk produksi tanaman yang layak. Kultur embrio belum cukup tua untuk diambil dari semen dengan dua jenis aplikasi. Pertama, ketidakcocokan dengan beberapa jenis atau varietas yang terjadi setelah pembentukan embrio menyebabkan aborsi. Kultur ini dapat mengatasi aborsi embrionik karena ketidakcocokan. Mempercepat siklus pemuliaan melalui kultur in vitro untuk embrio yang berkembang lambat.

2. Budaya Endosperma
Yang diharapkan dari tanaman ini adalah tanaman triploid. Dalam menumbuhkan budaya ini, pertama-tama dicoba untuk memindahkan endosperma untuk membentuk kalus dan kemudian mencoba untuk berdiferensiasi untuk merangsang pertumbuhan pucuk dan akar.

3. Budaya Ovarium
Budaya ovarium adalah kegiatan yang menghasilkan tanaman haploid. Eksplan yang biasanya digunakan untuk memulai budaya embrio somatik. Budaya ini dapat mengatasi aborsi embrio hibrida karena hambatan ketidakcocokan pada tahap awal pengembangan. Fertilisasi in vitro untuk produksi hibrida yang berkaitan erat mencegah stigmatisasi dan ketidakcocokan pena, yang menghambat perkecambahan serbuk sari dan pertumbuhan tabung serbuk sari.

4. Kultur Protoplas
Kultur ini adalah isolasi protoplas yang steril (sel-sel muda yang telah dikeluarkan dari dinding sel dengan bantuan enzim). Biasanya, budaya ini dimaksudkan untuk hibridisasi somatik. Kultur ini biasanya disebut sebagai kultur suspensi karena terdiri dari media cair dan sel agregat terdispersi karena media selalu terguncang. Selama inkubasi, jumlah sel meningkat secara maksimal.

5. Kultur Organ
Kultur organ adalah kultur yang dapat digunakan organ apa pun sebagai eksplan untuk memulai kultur seperti ujung pucuk, tunas ketiak, ujung akar, hipokotil, dan embrio.

6. Kultur Benih
Kultur benih bermanfaat untuk meningkatkan efisiensi perkecambahan biji, yang sulit untuk berkecambah secara in vivo. Ini juga dapat mempercepat perkecambahan melalui penggunaan zat pengatur tumbuh (hormon). Produksi benih bebas dan h untuk eksplan atau kultur meristem.

7. Budaya Kalus
Kultur ini merupakan induksi kalus aseptik dan pertumbuhan in vitro. Kalus biasanya terdiri dari akumulasi sel parenkim yang tidak lagi berbentuk dan berasal dari sel yang aktif pada tanaman induk. Faktor pendorong yang terlibat dalam reproduksi kalus adalah hormon auksin dan sitokinin. Menggunakan teknik kultur jaringan, kalus dapat dibentuk oleh jaringan tanaman, yang biasanya tidak dapat membentuk kalus. Bahan tanaman yang digunakan dalam kultur kalus adalah jaringan vaskuler kambium, parenkim, pulpa akar, kotrimidon, jaringan mesofil dan provaskular. Pertumbuhan kalus, umumnya dalam kultur jaringan, melibatkan hubungan yang sangat kompleks antara bahan tanaman yang digunakan, komposisi medium, dan kondisi lingkungan selama periode inkubasi. Produk kultur kalus adalah varian genetik baru yang bermanfaat dan menghasilkan produk kimia yang bermanfaat.

8. Budaya Meristem (Shoot Apex)
Menurut Cutter (1965), perbedaan dibuat antara meristem apikal dan ujung pucuk. Meristem pucuk adalah titik pertumbuhan, sedangkan tunas pucuk adalah titik pertumbuhan ditambah beberapa daun primer. Kultur pucuk ini berguna ketika penyakit tanaman harus diminimalkan untuk mendapatkan, misalnya, tanaman bebas virus dalam dahlia dan kentang. Karena titik pertumbuhan adalah bagian yang belum memiliki jaringan vaskular, virus atau penyakit lain di area pucuk ini tidak dapat ditransplantasikan. Beberapa faktor makanan yang terlibat dalam keberhasilan kultur meristem termasuk auksin, sitokinin, dan hormon lain yang membantu pertumbuhan dan perkembangan tanaman.

Budaya meristem dan budaya menembak dapat dilakukan baik dalam media padat maupun cair. Saat menggunakan media cair, kertas saring juga bisa dilipat seperti huruf M, dan ujung kaki hidung lipatan terpapar ke media cair, sehingga hanya bahan tanaman yang merembes melalui media di ujung lipatan kertas.

9. Budaya Antera dan Serbuk Sari
Tujuan dari kultur antera dan serbuk sari adalah untuk menghasilkan tanaman haploid dari spora monoploid, mikrospora atau serbuk sari yang belum matang, yang penting untuk tujuan pemuliaan. Juga hampir mungkin untuk berbagi spesies. Produksi strain diploid homozigot oleh perbanyakan kromosom dengan demikian mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan strain bawaan. Tanaman haploid yang dihasilkan kemudian diduplikasi dengan colenchyme atau dengan teknik regenerasi menjadi homozigot diploid yang subur.

 

Media Kultur Jaringan

Media yang digunakan dalam kultur jaringan biasanya ada dua. Berikut jenis-jenis media dalam kultur jaringan.

1. Media Padat

Media padat yang dimaksud merupakan media yang terdiri atas semua komponen kimia yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan dipadatkan menggunakan zat pemadat.  Zat ini dapat berupa agar-agar batangan, bubuk, atau agar-agar kemasan kaleng khusus.Penggunaan agar-agar kemasan kertas sebagai medium kultur jaringan perlu penghitungan teliti agar medium tidak terlalu padat atau lembek. Jumlah yang digunakan biasanya 8-10 gram per liter.Media yang terlalu padat akan membuat akar sulit untuk tumbuh. Sementara media yang terlalu lembek akan membuat eksplan tenggelam sehingga akan membusuk dan mengundang bakteri dan jamur.

Metode padat ini dapat digunakan untuk kloning, menumbuhkan protoplas pasca-isolasi, menumbuhkan planlet dari protokormus setelah dipindahkan dari suspensi sel, serta untuk menumbuhkan planlet dari protoplas yang telah difusikan.Tujuan dari metode ini adalah untuk mendapatkan kalus dan dengan metode diferensiasi setelah itu, kalus dapat tumbuh menjadi planlet.

2. Media Cair

Jenis media ini sama halnya dengan media padat. Bedanya, tidak dilakukan penambahan zat padat pada media ini. Metode ini dinilai kurang praktis sebab untuk menumbuhkan kalus secara langsung dari eksplan akan sangat sulit.Keberhasilan metode ini pun sangat kecil dan kadang hanya bekerja pada tanaman tertentu saja. Oleh karena itulah metode ini lebih menekankan pada suspensi sel untuk menumbuhkan protokormus.Selain menumbuhkan protokormus, media ini juga dipakai untuk memperbanyak kalus dengan jalan berulang kali melakukan sup kultur.

 

Tahapan dalam Kultur Jaringan

1. Pemilihan dan persiapan tanaman induk sebagai sumber eksplan

Itu adalah hal yang sangat penting. Pilihan tanaman dimulai dengan spesies, jenis dan varietas yang jelas. Tanaman juga harus sehat dan bebas dari hama dan penyakit. Persiapan untuk seleksi dapat dilakukan dalam aliran udara laminar atau di rumah kaca, sehingga tanaman yang ingin Anda tanam dapat tumbuh dengan baik.

2. Inisiasi kultur

Tujuan inisiasi kultur ini adalah untuk memenuhi prinsip aseptik dan aksenik. Aseptik bebas dari mikroorganisme, sedangkan aksenik bebas dari mikroorganisme yang tidak diinginkan. Eksplan yang dibudidayakan dapat memicu pertumbuhan tanaman baru, sehingga kita dapat memilih bagian terbaik dari tanaman untuk proses budidaya atau kultur berikutnya.

3. Sterilisasi

Sterilisasi ini dilakukan guna memenuhi persyaratan bahwa semua upaya yang dilakukan dalam proses kultur jaringan harus bebas dari kontaminan. Di lokasi steril dalam aliran udara laminar, perangkat yang ingin Anda gunakan juga harus dibuang dengan larutan etanol, dan orang atau teknisi yang melakukan kultur jaringan ini juga harus steril.

4. Multiplikasi

Dalam fase ini, bahan tanaman digandakan atau digandakan dan bahan tanaman yang akan digunakan pada waktu tertentu dipertahankan. Perbanyakan dapat dengan merangsang pertumbuhan tunas cabang dan aksila dan dengan merangsang pembentukan tunas pucuk adventif , baik dengan cara langsung atau juga dengan stimulasi kalus terlebih dahulu.

5. Perpanjangan tunas, induksi dan pengembangan akar

Tunas tunas dipindahkan ke lingkungan eksternal untuk proses pemanjangan tunas dari media in vitro yang steril. Setelah tumbuh cukup lama, tunas ini bisa diakarkan. Ekstensi tunas dan akar dapat dilakukan sekaligus atau langkah demi langkah. Keberhasilan fase ini tergantung pada kualitas yang dicapai dalam proses sebelumnya.

6. Aklimatisasi

Aklimatisasi adalah pengkondisian planlet atau tunas mikro (saat akar dilakukan secara ex vitro) di lingkungan baru. Lingkungan baru yang dimaksud di sini adalah lingkungan non-aseptik, seperti botol tanah atau media pakis, sehingga planlet dapat terus bertahan hidup karena tanaman siap ditanam.

Aklimasi adalah proses yang sangat penting dan kritis di seluruh proses atau langkah kultur. Keberhasilan kultur ini bisa dikatakan berhasil jika plantlet dapat disesuaikan dengan lingkungan luar dengan tingkat keberhasilan yang besar.

 

Baca Juga: Pengertian Sperma adalah Struktur, Proses Terbentuknya, dan Kelainan pada Sel Sperma

 

Contoh Kultur Jaringan

Kultur jaringan adalah teknik yang digunakan untuk mengisolasi dan mengembangkan sel-sel atau jaringan hidup di dalam kondisi yang terkendali di laboratorium. Berikut adalah beberapa contoh kultur jaringan yang umum:

1. Kultur Jaringan Tanaman: Kultur jaringan tanaman digunakan untuk menghasilkan tanaman yang identik secara genetik dengan tanaman induknya. Contohnya adalah kultur jaringan untuk produksi bibit tanaman yang tahan terhadap hama atau penyakit, atau untuk menghasilkan tanaman yang memiliki sifat-sifat khusus seperti kekayaan nutrisi yang tinggi.

2. Kultur Jaringan Hewan: Kultur jaringan hewan melibatkan isolasi dan perkembangan sel-sel atau jaringan hewan dalam kondisi laboratorium. Contoh kultur jaringan hewan termasuk kultur sel untuk penelitian medis, seperti pengembangan sel-sel kanker dalam tujuan penelitian atau pengembangan vaksin.

3. Kultur Jaringan Mikroba: Kultur jaringan mikroba melibatkan pertumbuhan dan perkembangan mikroorganisme seperti bakteri atau jamur dalam kondisi laboratorium. Kultur jaringan mikroba sering digunakan dalam penelitian mikrobiologi untuk mempelajari sifat-sifat mikroorganisme, produksi antibiotik, atau pengembangan teknologi bioteknologi.

4. Kultur Jaringan Manusia: Kultur jaringan manusia melibatkan isolasi dan perkembangan sel-sel manusia dalam kondisi laboratorium. Teknik ini digunakan dalam penelitian biomedis untuk mempelajari sifat-sifat sel manusia, pengembangan obat, pengobatan penyakit, dan pengembangan terapi regeneratif.

5. Kultur Jaringan Alga: Kultur jaringan alga melibatkan pertumbuhan dan perkembangan alga dalam kondisi laboratorium. Kultur jaringan alga digunakan dalam penelitian alga dan bioteknologi alga, seperti produksi biofuel atau pengembangan produk makanan dan kosmetik yang berbasis alga.

Contoh-contoh di atas hanya beberapa contoh umum dari berbagai jenis kultur jaringan yang ada. Kultur jaringan dapat dilakukan untuk berbagai tujuan penelitian dan aplikasi dalam berbagai bidang ilmu hayati.

 Penelusuran yang terkait dengan kultur jaringan adalah

• proses kultur jaringan
• contoh kultur jaringan
• artikel kultur jaringan
• manfaat kultur jaringan adalah untuk memperoleh
• tujuan kultur jaringan
• kultur jaringan adalah brainly
• media kultur jaringan
• tahapan kultur jaringan