Kultur Jaringan

Mata Kuliah : Kultur JaringanProdi : StifarSKS : 2 (1,1)Waktu : 08.00 11.40

Aturan Perkuliahan yang disepekatiDiberi waktu keterlambatan masuk ruang kelas untuk dosen/mahasiswa 10 menitPakaian : Rapi dan sopanPenilaian : a. kuis 10% b. tugas 10% c. Kehadiran 10% d. Praktikum 30% e. Ujian (UTS dan UAS 40%)

Range nilai :A = > 80B = 66 -

ReferensiKultur Jaringan Tanaman, solusi perbanyakan tanaman budidaya. Prof. Dr. H. ZulkarnainTeknik Kultur Jaringan, pengenalan dan petunjuk perbanyakan tanaman secara vegetatif modern. Ir. Daisy P.S. Hendaryono, Ir. Ari WijayaniPrinsip Dasar Teknik Kultur Jaringan. Dr. Ir. Barahima Abbas, MsiBioteknologi Tanaman. G.A. Wattimena, dkk. Institut Pertanian Bogor

Kultur jaringan atau budidaya in vitro adalah suatu metode untuk mengisolasi dan menumbuhkan bagian-bagian tanaman seperti protoplasma, sel, jaringan atau organ yang ditumbuhkan pada media buatan dan dalam kondisi yang aseptik, sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbayak diri dan beregenerasi menjadi tanaman yang lengkap. Prinsip Dasar Kultur Jaringan Tanaman

Dasar teori adalah teori totipotensi yang ditulis oleh SCHLEIDEN dan SCHWANN (Suryowinoto dan Suryowinoto, 1977) yaitu : dari bagian tanaman manapun suatu sel diambil, akan dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman yang sempurna, jika ditumbuhkan pada lingkungan yang mendukung pertumbuhannyaAwal pelaksanaan kuljar adalah untuk pembuktian teori TOTI POTENSI SEL

Bagian tanaman yang mampu beregenerasi menjadi tanaman lengkap Sel / protoplasma Jaringan Tanaman Organ Bagian Tanaman

Sel Tumbuhan

Tiga kemampuan dasar tanamanToti Potensi (Total Genetik Potential) Potensi atau kemampuan bawaan sel tanaman untuk berkembang menjadi tanaman lebgkap pada kondisi yang sesuaiRediferensiasi Kemampuan sel dewasa untuk kembali menjadi kondisi meristematik dan berkembang menjadi titik tumbuh baru, diikuti rediferensiasi yang dapat mengatur untuk membentuk organ tanaman baru3. Kompetensi Potensi dalam tanaman untuk membentuk sel atau jaringan berkembang sesuai sifat masing-masing

Sejarah Kultur Jaringan

1938-39Teori sel (sel autonom & totipotensi)Schleiden-Schwann1902Percobaan pertama kultur jaringanHaberlandt1939Dapat menumbuhkan kalus, penemuan zat pengatur tumbuhWhite1946Menumbuhkan tanaman lebgkap dari pucukBall1950Regenerasi organ dari kalusBall1954Tanaman dari sel tanaman tunggalMuir

Sejarah Kultur Jaringan

1960Isolasi ProtoplasmaCocking1962MS mediaPenemuan Kinetin (sitokinin)Murashige - Skoog1964Perbanyakan klonal anggrekMorel1964Kultur haploid dari polenGuha1970Fusi protoplasmaPower1971Tanaman dari protoplasmeTakebe1981Variasi somaklonalLarkin

Jaringan tanaman

Jaringan meristem

Kecepatan perbanyakan melalui kultur jaringan Anggrek cymbidum (Morel, 1964) : 4 juta/tahun/pucuk

Asparagus (Murashige) : 700.000/tahun

Pisang (Taiwan) : 1 juta / tahun

Pembatas : tenaga, fasilitas, kontaminasi

Kelebihan kultur jaringanTidak tergantung musim dan faktor lingkungan lainTidak perlu daerah pembibitan yang luasHanya menggunakan bagian kecil dari tanamanMembantu dalam usaha eliminasi patogenMemudahkan pertukaran plasma nutfah internasional

Tahapan Kultur jaringan

Kultur jaringan sangat diperlukan pada tanaman yang : Persentase perkecambahan biji yang rendahTanaman hibrida dari tetua yang tidak menunjukkan male sterility Hibrida-hibrida yang unikPerbanyakan pohon-pohon elite atau untuk batang bawahTanaman yang selalu diperbanyak secara vegetatif

Manfaat Kultur JaringanUmum : untuk mendapatkan tanaman baru dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang relatif singkat yang mempunyai sifat fisiologi dan morfologi yang sama persis dengan induknyaMembantu perbanyakan vegetatif tanaman dalam rangka penyediaan bibit dari induk superior. Misalnya untuk memperbanyak anggrek yang secara konvensional pertumbuhan dan perkembangannya sangat lambatMembersihkan bahan tanaman/bibit dari virus yang ada dalam tubuh induk, terutama virus. Misalnya menggunakan meristemMembantu pemuliaan tanaman untuk menghasilkan tanaman yang lebih baikMembantu proses konservasi dan preservasi plasma nutfah tanamanProduksi persenyawaan kimia (metabolit sekunder) untuk keperluan farmasi dan pewarna industri makanan dan kosmetik dalam kultur sel

Secara in vitro Persenyawaan yang bermanfaat yang diambil dari kalus dapat ditingkatkan kadarnya dengan cara memanipulasinya, antar lain :Memakai medium lain yang sesuaiMengubah salah satu kadar komponen dalam mediumMemberi zat tambahan tertentu ke dalam medium, misalnya penambahan zat pengatur tumbuh auksin atau sitokinin

Dalam pelaksanaannya dijumpai beberapa tipe-tipe kultur, yakni:

Kultur Biji (seed culture), kultur yang bahan tanamnya menggunakan biji atau seedling.

2. Kultur Organ (organ culture), merupakan budidaya yang bahan tanamnya menggunakan organ, seperti: ujung akar, pucuk aksilar, tangkai daun, helaian daun, bunga, buah muda, inflorescentia, buku batang, akar dll.

3. Kultur kalus (callus culture), merupakan kultur yang menggunakan jaringan (sekumpulan sel) yang belum terorganisir; biasanya berupa jaringan parenkim sebagai bahan eksplannya.

4. Kultur Suspensi Sel(suspension culture) adalah kultur yang menggunakan media cair dengan pengojogan yang terus menerus menggunakan shaker. Eksplan : sel tunggal atau aggregat sel yang diperoleh dari kalus

5. Kultur protoplasma. eksplan yang digunakan adalah sel yang telah dilepas bagian dinding selnya menggunakan bantuan enzim. Menggunakan media padat membelah diri dan membentuk dinding selnya kembali. Kultur protoplas biasanya untuk keperluan hibridisasi somatik atau fusi sel soma (fusi 2 protoplas baik intraspesifik maupun interspesifik).

6. Kultur haploid adalah kultur yang berasal dari bagian reproduktif tanaman, yakni: kepalasari/ anther (kultur anther/kultur mikrospora), tepungsari/ pollen (kutur pollen), ovule (kultur ovule), sehingga dapat dihasilkan tanaman haploid.

Faktor yang mempengaruhi Regenerasi :Bentuk regerasi kultur (kultur organ misal pucuk aksilar, pucuk adventif, akar, buah, embriosomatik, dsb)EKSPLAN adalah bahan tanaman yang digunakan sebagai bahan perbanyakan dalam kultur jaringan.MEDIA TUMBUH. Di dalam media tumbuh mengandung komposisi garam anorganik, zat pengatur tumbuh, dan bentuk fisik media. Terdapat 13 komposisi media dalam kultur jaringan, antara lain: Murashige dan Skoog (MS), Woody Plant Medium (WPM), Knop, Knudson-C, Anderson dll. Media yang sering digunakan secara luas adalah MS.ZAT PENGATUR TUMBUH (senyawa organik yang aktif dalam konsentrasi relatif kecil, yang memberikan pengaruh fisiologis pada eksplan yang diberikan perlakuan ZPT). Diantaranya NAA, IBA, IAA (Auksin), GA3 (Gibberellin), BAP, 2iP, BA, Kinetin, Zeatin (Sitokinin), golongan zat penghambat tumbuh Ancymidol, Paclobutrazol, TIBA, CycocelLINGKUNGAN TUMBUH. Lingkungan tumbuh yang dapat mempengruhi regenerasi tanaman meliputi temperatur, panjang penyinaran, intensitas penyinaran, kualitas sinar, dan ukuran wadah kultur.

Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan adalah : 1) Pembuatan media 2) Inisiasi 3) Sterilisasi 4) Multiplikasi 5) Pengakaran 6) Aklimatisasi

Bahan tanam yang digunakan dalam kultur jaringan biasanya disebut dengan eksplan. Kalus : a. suatu jaringan yang tersusun oleh sel-sel terdediferensiasi yang umumnya dihasilkan oleh jaringan yang luka atau kultur jaringan pada media yang berisi auxin tertentu ataub. Pertumbuhan aktif massa sel yang belum dan terdiferensiasi dan tidak terorganisir yang berkembang dari jaringan luka atau kultur jaringan yang ditanam pada media dengan tambahan zat pengatur tumbuh.

Istilah dalam kultur jaringan

Pemindahan eksplan dari media satu ke media lain (baik jenis medianya sama atau lain) dikenal dengan istilah subkultur.

Eksplan yang ditanam pada media tumbuh yang tepat, dapat beregenerasi melalui proses yang disebut organogenesis atau embriogenesis. organogenesis adalah proses terbentuknya organ-organ seperti pucuk dan akar.

Pucuk yang terbentuk pada tempat yang bukan jaringan asalnya (origin) yang biasa, disebut pucuk adventif. Seperti pucuk yang terbentuk dari kalus, hipokotil, kotiledon dan akar.

Apikal meristem : kelompok sel meristematik (apeks, ujung akar, ujung tunas) yang aktif membelah dan merupakan prekursor pembentukan jaringan tunas dan akar

Aseptik : bebas dari semua mikroorganisme (jamur, bakteri, ragi, mikoplasma, virus dsb.

Embriogenesis : proses perkembangan embrio yang berasal dari pembuahan sel telur atau secara aseksual perkembangan embrio dari sekelompok sel tumbuh

Inisiasi : pembentukan struktur atau organ (primordia akar atau tunas)

Inokulasi : ditempatkan atau ditanam pada suatu medium nutrisi

Meristem : kelompok sel yang aktif membelah seperti apikal, pucuk, daun, bunga

Meriklon : klon dari anggrek yang berasal dari bagian meristem atau organ lain yang diinisiasi secara in vitro

Klon : kelompok sel, jaringan atau tanaman yang memiliki sifat genetik yang identik dengan dengan tetuanya

Planlet : tumbuhan lengkap (ada akar, daun, dan batang) yang dihasilkan melalaui kultur jaringan

Protocorm : bentuk struktur yang menyerupai umbi, bila biji senggerk dikecambahkan atau kultur meristem dari anggrek

Aksilar : pertumbuhan tunas di ketiak daun

Hormon: senyawa organik yang disintesis di dalam tanaman yang pada konsentrasi rendah dapat mendorong pertumbuhan tanaman dan menghambat pada konsntrasi tinggi

Embriogenesis adalah proses terbentuknya embrio somatik.

Embrio somatik (nonzygotic embryo) adalah embrio yang bukan berasal dari zigot, tetapi dari sel tubuh tanaman.Plantula yang akan dipindah ke lapangan dan diperlakukan sebagai bibit, harus mengalami masa adaptasi dari kultur heterotropik menjadi kultur autotropik. Masa adaptasi plantula disebut dengan aklimatisasi.

Ruang StockTempat penyimpanan bahan-bahan kimia yang belum digunakan dan media yang sudah dibuat dan belum digunakan

Ruang Transfer

Ruang Kultur

**