I.
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Kultur jaringan
adalah teknik pengisolasian bagian tanaman seperti organ jaringan sel dan
produksi yang selanjutnya ditumbuhkan dalam media buatan secara aseptik
sehingga bagian tersebut beregenerasi menjadi tanaman lengkap. Pelaksanaan
teknik kultur jaringan ini berdasarkan teori sel seperti yang ditemukan oleh
scheiden dan schwann, yaitu bahwa sel mempunyai kemampuan autonom, bahkan
mempunyai kemampuan totipotensi. Totipotesi adalah kemampuan setiap sel, dari
mana saja sel tersebut diambil, apabila diletakan dalam lingkungan yang sesuai
akan dapat tumbuh menjadi tanaman yang sempurna (Hendaryono & Wijayani
1994).
Faktor-faktor yang perlu diperhatikan
untuk keberhasilan kultur jaringan yaitu bahan sterilisasinya, kandungan unsur
kimia dalam media, hormon yang digunakan, substansi organik yang ditambahkan
dan terang atau gelapnya saat inkubasi. Dari sekian banyak permasalahan, yang
harus diteliti dan diperhatikan adalah sterilisasi eksplan yang ingin
dikulturkan, karena sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan
perkembangan eksplan serta bibit yang dihasilkannya (Daisy 1994).
1.2 Tujuan
Tujuan pelaksanaan praktikum ini antara lain :
- Mahasiswa dapat melihat dan membandingkan proses inisiasi dan inokulasi pada berbagai jenis eksplan.
- Mahasiswa juga dapat mengetahui pentingnya jenis media yang digunakan pada berbagai jenis eksplan.
II.
TEORI
Pertumbuhan dan
morfogenesis dalam kultur jaringan sangat dipengaruhi oleh keadaan jaringan
tanaman yang digunakan sebagai eksplan. Selain faktor genetis eksplan yang
telah disebutkan di atas, kondisi eksplan yang mempengaruhi keberhasilan kultur
adalah jenis eksplan, ukuran, umur dan fase fisiologis jaringan yang digunakan
sebagai eksplan. Meskipun masing-masing sel tanaman
memiliki kemampuan totipotensi, namun masing-masing jaringan memiliki kemampuan
yang berbeda-beda untuk tumbuh dan beregenerasi dalam kultur jaringan. Oleh
karena itu, jenis eksplan yang digunakan untuk masing-masing kultur
berbeda-beda tergantung tujuan pengkulturannya.
Umur eksplan
sangat berpengaruh terhadap kemampuan eksplan tersebut untuk tumbuh dan
beregenerasi. Umumnya eksplan yang berasal dari jaringan tanaman yang masih
muda (juvenil) lebih mudah tumbuh dan beregenerasi dibandingkan dengan jaringan
yang telah terdiferensiasi lanjut. Jaringan muda umumnya memiliki sel-sel yang
aktif membelah dengan dinding sel yang belum kompleks sehingga lebih mudah
dimodifikasi dalam kultur dibandingkan jaringan tua. Oleh karena itu, inisiasi
kultur biasanya dilakukan dengan menggunakan pucuk-pucuk muda, kuncup-kuncup
muda, hipokotil, inflorescence yang belum dewasa, dll. Jika eksplan diambil
dari tanaman dewasa, rejuvenilisasi tanaman induk melalui pemangkasan atau
pemupukan dapat membantu untuk memperoleh eksplan muda agar kultur lebih
berhasil.
Ukuran eksplan
juga mempengaruhi keberhasilan kultur. Eksplan dengan ukuran kecil lebih mudah
disterilisasi dan tidak membutuhkan ruang serta media yang banyak, namun
kemampuannya untuk beregenerasi juga lebih kecil sehingga dibutuhkan media yang
lebih kompleks untuk pertumbuhan dan regenerasinya. Sebaliknya semakin besar
eksplan, maka semakin besar kemungkinannya untuk membawa penyakit dan makin
sulit untuk diterilkan, membutuhkan ruang dan media kultur yang lebih banyak.
Ukuran eskplan yang sesuai sangat tergantung dari jenis tanaman yang
dikulturkan, teknik dan tujuan pengkulturannya.
Tahap awal ini
amat sangat penting dan menentukan bagi keberhasilan mikropropagasi.
Keberhasilan tahap ini pertama kali terlihat dari keberhasilan penanaman
eksplan pada kondisi aseptis (bebas dari segala kontaminan) dan harus diikuti
dengan pertumbuhan awal eksplan sesuai tujuan penanamannya (misalnya:
perpanjangan pucuk, pertumbuhan awal tunas, atau pertumbuhan kalus pada
eksplan). Setelah 1 – 2 minggu inkubasi, kultur yang terkontaminasi oleh
bakteri atau jamur (baik pada media maupun eksplannya) dibuang. Tahap ini
selesai dan kultur bisa dipindahkan ke tahap berikutnya bila eksplan yang tidak
terkontaminasi telah tumbuh sesuai dengan harapan (misalnya tunas lateral atau
tunas adventif tumbuh). Untuk eksplan yang mengalami kontaminasi berat atau
yang sulit untuk disterilisasi maka eksplan terlebih dahulu dapat ditanam pada
media inkubasi atau establishment yaitu media yang hanya mengandung gula dan
agar saja dengan tujuan untuk isolasi eskplan yang tidak terkontaminasi sebelum
diinisiasi pada tahap 1 mikropropagasi.
Tujuan dari
tahap ini adalah memproduksi kultur axenic. Untuk kebanyakan pekerjaan
mikropropagasi, eksplan yang dipilih adalah tunas aksilar atau terminal; hanya
pada tanaman terbatas eksplan yang digunakan dapat dari potongan daun seperti
pada Begonia dan Saintpaulia (African violet) atau perbungaan pada tanaman
Gerbera spp. Faktor-faktor yang berpengaruh pada keberhasilan pada tahap ini
adalah:
• Umur tanaman
induk
• Umur
fisiologis dari eksplan
• Tahap
perkembangan dari eksplan
• Ukuran dari
eksplan.
Reaksi
hipersensitif:
Ketika jaringan
tanaman diekspos pada situasi stress seperti luka mekanikal, metabolisme
fenolik komplek tersimulasi. Intervensi ini menyebabkan reaksi hipersensitif,
seperti:
• Melepaskan isi
sel-sel yang rusak.
• Reaksi-reaksi di
dalam sel-sel tetangganya tetapi tanpa menunjukkan gejala adanya luka itu
sendiri.
• Dan / atau mati
premature dari sel-sel yang spesifik dalan lingkungan luka atau tempat infeksi.
Pada umumnya
metabolisme fenolik komplek mempunyai 3 tipe reaksi dalam merespon stress atau
luka, yakni:
• Oksidasi dari
terbentuknya fenolik komplek (mumculnya senyawa quinon dan material
polymerisasi).
• Pembentukan
turunan monomerik.
• Pembentukan
turunan polimer fenolik.
Pembentukan
monomer fenolik di dalam jaringan dapat memacu untuk mengakumulasi sejumlah
besar produk, atau munculnya produk baru yang berperan dalam mekanisme proteksi
dari jaringan yang luka. Peranan dari pruduk ini dapat membentuk pembatas fisik
melawan invasi (seperti lignin), atau senyawa inhibitor dari pertumbuhan
mikrobia (seperti quinon atau fitoalexin).
III.
METODE PELAKSANAAN
3.1
Waktu
dan Tempat
Praktikum dilakukan pada tanggal 20, 27 Januari 2012 dan
3 Februari 2012 di Laboratorium Kultur Jaringan Politeknik Negeri
Lampung.
3.2
Alat
dan Bahan
Alat yang digunakan dalam praktikum ini antara lain pinset panjang, gelas piala, baskom plastik,
nampan, dan lampu bunsen, petridis, dan LAFC.
Bahan yang digunakan dalam praktikum ini antara lain alkohol, eksplan daun kopi, biji
jeruk dan tunas kopi, serta media MS dan growmore.
3.3
Prosedur
Kerja
1. Eksplan
Daun Kopi
- · Ambil pisau dan pinset bakar dengan lampu spritus dan letakan pada cawan petri hingga terbakar diamkan sampai padam.
- · Ambil eksplan yang telah diseterilisasi dengan menggunakan pinset dan pisau yang telah disterilisasi. Letakan eksplan pada cawan petri yang telah diolesi dengan alcohol dan lakukan pemotongan dengan hati-hati. Eksplan diambil dari dua ruas tulang daun, yang dipotong berbentuk persegi dengan ukuran ± 1 cm.
- · Buka penutup botol kultur dan arahkan botol kelampu Bunsen, tetapi membelakangi blower agar kotoran tidak masuk kedalam botol kultur, begitu pula dengan penutupnya dipanaskan diatas lampu Bunsen.
- · Masukan eksplan yang telah dipotong ke dalam media tanam kemudian tutup botol kultur sekencang mungkin agar sumber kontaminan tidak masuk.
- · Beri label yang berisi nama, tanggal penanaman untuk mempermudahkan dalam pengamatan, kemudian letakan botol kedalam ruang pertumbuhan.
2.
Penanaman Tunas Kopi
- · Ambil pisau dan pinset bakar dengan lampu spritus dan letakan pada cawan petri hingga terbakar diamkan sampai padam.
- · Ambil eksplan yang telah diseterilisasi dengan menggunakan pinset dan pisau yang telah disterilisasi. Letakan eksplan pada cawan petri yang telah diolesi dengan alcohol dan lakukan pemotongan dengan hati-hati. Eksplan yang dipakai adalah dari mata tunas yang dipotong hingga hanya ada tunas dan sedikit batang.
- · Buka penutup botol kultur dan arahkan botol kekelamp Bunsen, tetapi membelakangi blower agar kotoran tidak masuk kedalam botol kultur, begitu pula dengan penutupnya dipanaskan diatas lampu Bunsen.
- · Ambil eksplan yang telah dipotong tadi lalu dimasukan kedalam media tanam dengan posisi berdiri. Tutup botol kultur sekencang mungkin agar sumber kontaminan tidak masuk.
- · Beri label yang berisi nama, tanggal penanaman untuk mempermudahkan dalam pengamatan. Kemudian letakan botol kedalam ruang pertumbuhan.
3.
Penanaman Biji Jeruk
- · Ambil pisau dan pinset bakar dengan lampu spritus dan letakan pada cawan petri hingga terbakar diamkan sampai padam.
- · Ambil eksplan yang telah diseterilisasi dengan menggunakan pinset dan pisau yang telah disterilisasi. Letakan eksplan pada cawan petri yang telah diolesi dengan alcohol dan lakukan pemotongan dengan hati-hati. Eksplan yang adalah mata tumbuh pada biji jeruk.
- · Buka penutup botol kultur dan arahkan botol kelampu Bunsen, tetapi membelakangi blower agar kotoran tidak masuk kedalam botol kultur, begitu pula dengan penutupnya dipanaskan diatas lampu Bunsen.
- · Masukan eksplan yang telah dipotong ke dalam media tanam kemudian tutup botol kultur sekencang mungkin agar sumber kontaminan tidak masuk.
- · Beri label yang berisi nama, tanggal penanaman untuk mempermudahkan dalam pengamatan. Kemudian letakan botol kedalam ruang pertumbuhan.
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Jenis explan
|
Jenis media
|
Minggu
ke1
|
Minggu ke2
|
Minggu ke3
|
Minggu ke4
|
Daun Kopi
|
Growmore
MS
|
––
––
|
|||
Tunas Kopi
|
MS
Gandasil
|
++
+–
|
+–
+–
|
+–
––
|
––
|
Biji Jeruk
|
MS
|
+–
|
+–
|
––
|
|
Aklimtisasi anggrek yang hidup 100%
|
Keterangan :
- ++ = Hidup tidak terkontaminasi
- +– = Hidup terkontaminasi
- –– = Tidak tumbuh/mati
Dari hasil
pengamatan selama 7 minggu dapat dilihat perkembangan eksplan yang telah di
tanam di ruang pertumbuhan. Pada minggu
pertama pengamatan eksplan daun kopi terlihat tidak dapat tumbuh dan
terkontaminan oleh jamur. Sedangkan minggu kedua tunas kopi dapat tumbuh akan
tetapi pada minggu ke-2 terlihat eksplan tunas kopi juga mengalami kontaminasi
walaupun eksplan tunas kopi sudah mulai tumbuh. Terlihat pada botol kultur
dipenuhi dengan jamur putih hal ini terjadi karena botol eksplan yang sudah
terkontaminasi oleh jamur tidak cepat dipisahkan. Sehingga botol eksplan yang
masih steril tertular dan terkontaminasi. Pada eksplan biji jeruk dapat tumbuh
namun terkontaminasi oleh jamur.
Sumber
kontaminasi kultur adalah eksplan, disamping komponen media, faktor manusia dan
lingkungan. Karena itu, eksplan harus dibersihkan dari kotoran terluar dan
disterilisasi. Sterilisasi eksplan hanya sebatas sterilisasi permukaan atau
disinfestasi (menghilangkan infestasi kontaminan), bukan disinfeksi
(menghilangkan infeksi kontaminan dalam eksplan). Dalam proses sterilisasi
eksplan, yang dibersihkan adalah debu, cendawan dan bakteri, atau kontaminan
dari bagian permukan eksplan, bukan yang berada di bagian dalam eksplan.
Proses
sterilisasi eksplan harus disesuaikan dengan jenis eksplan, tingkat kelunakan
jaringan dan kandungan kontaminan pada eksplan yang digunakan. Satu hal yang
penting dalam sterilisasipermukaan eksplan adalah mengompromikan antara usaha
untuk mendapatkan eksplan yang steril dan menjga agar jaringan eksplan tidak
rusak akibat tingginya kosentrasi disinfektan. Karena itu, selain pengetahuan
dasar tentang bagian tanaman yang digunakan sebagai eksplan dan cara
sterilisasinya, diperlukan juga the art of propagation (seni memperbanyak
tanaman).
V.
KESIMPULAN
5.1
Kesimpulan
Proses sterilisasi eksplan harus
disesuaikan dengan jenis eksplan, tingkat kelunakan jaringan dan kandungan
kontaminan pada eksplan yang digunakan. Satu hal yang penting dalam
sterilisasipermukaan eksplan adalah mengompromikan antara usaha untuk
mendapatkan eksplan yang steril dan menjga agar jaringan eksplan tidak rusak
akibat tingginya kosentrasi disinfektan. Karena itu, selain pengetahuan dasar
tentang bagian tanaman yang digunakan sebagai eksplan dan cara sterilisasinya,
diperlukan juga the art of propagation (seni memperbanyak tanaman).
Untuk meminimalkan tingkat
kontaminasi dan mendapatkan pertumbuhan eksplan yang cepat, beberapa perlakukan
terhadap tanaman induk sumber eksplan dapat diterapkan. Pemeliharaan tanaman
induk dalam keadaan yang lebih higienis yaitu dengan menumbuhkannya dalam rumah
kaca intensif terbukti dapat mengurangi kontaminasi eksplan yang diambil dari
tanaman induk tersebut, terutama yang disebabkan oleh cendawan. Umur fisiologis
dan umur ontogenetic juga sangat berpengaruh terhadap keberhasilan perbanyakan
tanaman secara kultur jaringan. Eksplan dari jaringan yang muda secara
fisiologis, umumnya lebih baik daripada jaringan tanaman tua. Eksplan dari
tanaman juvenile juga mempunyai daya regenerasi yang lebih tinggi daripada
eksplan tanaman dewasa.
Masalah yang sering dihadapi pada
kultur jaringan yaitu terjadinya percokelatan atau penghitaman bagian eksplan.
Pada waktu jaringan tanaman terkena stress mekanik, seperti pelukaan pada waktu
proses isolasi eksplan dari tanaman induk atau proses sterilisasi eksplan,
metabolisme senyawa berfenol pada eksplan sering bersifat toksik, menghambat
pertumbuhan, atau bahkan dapat mematikan jaringan eksplan. Untuk mengatasi hal
itu maka perlu pengondisian pada tanaman induk dilingkungan yang bersih (sehat)
karena pada tahap ini sangat membantu, karena tidak diperlukan sterilisasiyang
terlalu kuat.
Akibat suatu keterbatasan
tertentu, eksplan yang digunakan jumlahnya sangat sedikit dan tidak bisa
diinisiasi menjadi kultur yang aseptic. Maka yang terpenting adalah eksplan
awal harus bisa ditumbuhkan terlebih dahulu, walaupun terkontaminasi oleh
bakteri. Setelah itu pucuknya dipotong dengan hati-hati sebagai propagul atau
eksplan baru. Jika kultur berikutnya
masih terkontaminasi maka subkultur berikutnya yang dipakai yaitu pucuknya
lagi, demekian seterusnya hingga kultur terbebas dari kontaminasi. Namun,
penyelamatan kultur sangat tidak dianjurkan jika kultur terkontaminasi oleh
cendawan berspora, karena hal ini sangat potensial untuk terjadinya kontaminasi
kultur dalam jumlah yang lebih banyak.
:-)
BalasHapusYg di tanya beda yg di jawab beda
BalasHapus