BIOTEKNOLOGIBIOTEKNOLOGIMIKROPROPAGASI TUMBUHAN

AdiAdi RahmatRahmatAdi Adi RahmatRahmatJurusan Pendidikan BiologiJurusan Pendidikan Biologi

Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamFakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamU i i P didik I d iU i i P didik I d iUniversitas Pendidikan IndonesiaUniversitas Pendidikan Indonesia

MikropropagasiMikropropagasiMikropropagasiMikropropagasi

DefinisiDefinisi :: Perbanyakan tanaman melalui Perbanyakan tanaman melalui DefinisiDefinisi :: Perbanyakan tanaman melalui Perbanyakan tanaman melalui bagianbagian--bagian tanaman, seperti bagian tanaman, seperti jaringan atau sel yang ditumbuhkan jaringan atau sel yang ditumbuhkan

tik d l t t b tik d l t t b secara aseptik dalam suatu tabung secara aseptik dalam suatu tabung reaksi atau kontainer lain dengan reaksi atau kontainer lain dengan nutrisi dan faktor klimatik yang nutrisi dan faktor klimatik yang nutrisi dan faktor klimatik yang nutrisi dan faktor klimatik yang dapat dikontrol.dapat dikontrol.

MetodeMetode : Kultur Jaringan (Tissue Cultured): Kultur Jaringan (Tissue Cultured)

ProsedurProsedur : System : System in vitroin vitro

Kultur JaringanKultur JaringanKultur JaringanKultur JaringanDewasaDewasa iniini telahtelah menjadimenjadi suatusuatu alternatifalternatif teknikteknik bagibagim jm j ff ggpropagasipropagasi tumbuhantumbuhan secarasecara konvensionalkonvensional

2 2 fungsifungsi ::2 2 fungsifungsi ::1). 1). PropagasiPropagasi massamassa secarasecara cepatcepat..

Characterized by potentially very high rates of Characterized by potentially very high rates of clonalclonal multiplication that can be achieved in a multiplication that can be achieved in a clonalclonal multiplication that can be achieved in a multiplication that can be achieved in a relivelyrelively short timeshort time

2).2). MengembangkanMengembangkan, , mempertahankanmempertahankan, , dandanmendistribusikanmendistribusikan klonklon bebasbebas patogenpatogenmendistribusikanmendistribusikan klonklon bebasbebas patogenpatogen

DalamDalam aplikasinyaaplikasinya keduakedua fungsifungsi iniini menjadimenjadi satusatu program program terpaduterpaduterpaduterpadu

Kelemahan MikropropagasiKelemahan Mikropropagasi

1.1. Fasilitas yang digunakan cukup mahalFasilitas yang digunakan cukup mahal2.2. Secara ekonomi tidak dapat diaplikasikan Secara ekonomi tidak dapat diaplikasikan

t k k l k si l b b i j is t k k l k si l b b i j is untuk keperluan komersial berbagai jenis untuk keperluan komersial berbagai jenis tumbuhan (terutama bila dilakukan dalam tumbuhan (terutama bila dilakukan dalam skala kecil)skala kecil)

3.3. Memerlukan keterampilan tertentu yang Memerlukan keterampilan tertentu yang dapat bersifat dapat bersifat species specificspecies specific

44 Kesalahan dalam pemeliharaan seperti Kesalahan dalam pemeliharaan seperti 4.4. Kesalahan dalam pemeliharaan, seperti Kesalahan dalam pemeliharaan, seperti masuknya patogen dapat termultiplikasi masuknya patogen dapat termultiplikasi dalam waktu singkat. dalam waktu singkat.

55 B i k j di difik i B i k j di difik i 5.5. Berpotensi untuk terjadinya modifikasi Berpotensi untuk terjadinya modifikasi genetik dan/atau epigenetik genetik dan/atau epigenetik

4 dan 5 memerlukan adanya verifikasi kultivar4 dan 5 memerlukan adanya verifikasi kultivar

Prinsip Kerja Mikropropagasi

System Kultur JaringanSystem Kultur Jaringan

l hl hIstilahIstilah ::Diawali dengan eksisi potongan kecil jaringan Diawali dengan eksisi potongan kecil jaringan ((eksplaneksplan) dan membebaskannya dari kontaminasi ) dan membebaskannya dari kontaminasi

ik i T t k l t b t k ik i T t k l t b t k mikroorganisme. Tunas atau kalus yang terbentuk mikroorganisme. Tunas atau kalus yang terbentuk pada eksplan disebut sebagai pada eksplan disebut sebagai propagulpropagul. Seringkali akar . Seringkali akar atau tunas dan akar atau tunas dan akar yang baru dapat terbentuk yang baru dapat terbentuk secara langsung (secara langsung (plantletplantlet))secara langsung (secara langsung (plantletplantlet))

Propagul + plantlet Propagul + plantlet adventitiousadventitious

Klasifikasi umum :Klasifikasi umum :1) Struktur vegetatif1) Struktur vegetatif) g) g

Kultur meristem, apeks pucuk, tunas adventif, Kultur meristem, apeks pucuk, tunas adventif, mikrografting, jaringan, kalus, sel (suspensi), mikrografting, jaringan, kalus, sel (suspensi), protoplast.protoplast.p pp p

2) Struktur reproduksi2) Struktur reproduksiKultur antera/polen, ovul, embrio, biji, sporaKultur antera/polen, ovul, embrio, biji, spora

Interelasi perkembangan dalam kultur jaringanInterelasi perkembangan dalam kultur jaringanp g j gp g j g

Organogenesis

Kalus

Organogenesis

Eksplant

Suspensi selEmbriogenesis

Suspensi sel

Protoplast

Kultur AntheraKultur Anthera

Kultur Apeks

Inisiasi pembentukan tunas padaKultur daun

A

B

Production of haploid plants through organogenesis of Lilium anther cultureon MS-Medium. Store Heddinge, Denmark (Duchefa, Netherland)

OrganogenesisShoot forming

from callus(indirect organogenesis)

Shoot forming from differentiated cells

Cdifferentiated cells

(direct organogenesis)

Bulbformationformation

in tulipculture

Plant regeneration through organogenesis

Rooting from bulb of Lilium

Somatic EmbryogenesisEmbryo formation in anther

culture

Proliferation of Ginseng embryo callus

Embryo-suspensor massesof P. teada

Mature somaticembryo of P. teada

Somatic Embryogenesis: the gate to biotechnology of conifers

Induktion and ProliferationInduktion and Proliferation

Perkembangan Embrio Somatik

Waktu Inkubasi (A. Alba) (d)0 14 30 45 680 14 30 45 68

0 14 40 52 75Waktu Inkubasi (A. Nordmanniana) (d)

Somatic Embryogenesis: the gate to biotechnology of conifers

Konversion/Germination

Somatic embryos zygotic embryos

Synthetic Seed Alginate encapsulation of somatic embryos

Single layer Hollow beadSingle layer Hollow bead

Double layers

Genetic Transformation Particle bombardementAgrobacterium mediated Transformation

uidA

1 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

hpt

λ pst I L7 L6 L5 L4 K2 P2 W L8 L9 L10λ pst I L7 L6 L5 L4 K2 P2 W L8 L9 L10

Genetic Transformation

Expression of transgene

GUS/uidA

GFPGFP

Actually: Transgenic tree with low content of lignin - Papules

Target of genetic transformation in plant breeding

- Modification of composition and content of the plant (e.g.: lignin i d f t ti d l / t b lit d )in wood for construction and pulp/paper, metabolite secondary)

- Quality and perform improvement of plant (e.g.: quality of wood, perform of the ornamental plant)

- Resistant plant for herbicide and insecticide- Tolerant on abiotic stress and can be used as a bioremediation

(fotoremediation) agent(fotoremediation) agent