teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur...

12
145 Buletin Teknologi MARDI Bil. 22 (2020): 145 – 156 Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisu (Production of seedling for halia bara via tissue culture technology) Zuraida Ab Rahman, Ayu Nazreena Othman dan Hartinee Abbas Pengenalan Kaedah perubatan melalui penggunaan herba semakin mendapat tempat dalam kalangan masyarakat moden pada masa kini. Perubatan herba dijadikan sebagai alternatif kepada perubatan holistik atau terapi integratif kepada ubat dan rawatan konvensional bagi membantu merawat pelbagai penyakit. Pertubuhan Kesihatan Dunia (WHO) menyatakan bahawa 25% daripada sumber perubatan moden global berasal daripada tumbuh-tumbuhan herba. Sehingga kini, 72,000 daripada spesies tumbuhan di serata dunia telah dikenal pasti mempunyai nilai perubatan serta boleh diaplikasi dalam bidang perubatan moden. Malaysia berpotensi untuk membangunkan industri herba kerana negara ini kaya dengan sumber alam semula jadi. Banyak kajian penyelidikan dan pembangunan (R&D) telah dilakukan ke atas tumbuhan herba, di mana herba terbukti dapat membantu dalam merawat pelbagai jenis penyakit. Kerajaan sentiasa memberi galakan kepada industri herba dalam meningkatkan kapasiti penyelidikan dan teknologi agar industri ini dapat berkembang dan berupaya menjadikan produk herba sebagai salah satu eksport utama negara. Pelbagai usaha telah dilakukan oleh kerajaan bagi menggalakkan R&D, promosi dan pemasaran dalam industri herba di Malaysia. Halia bara merupakan salah satu jenis rempah-ratus yang bukan sahaja banyak digunakan dalam masakan timur dan barat malah antara rempah terpenting yang diniagakan di serata dunia. Di samping itu, tanaman ini juga boleh diproses untuk pengeluaran minyak pati dan penghasilan ekstrak. Bahan aktif utama yang terdapat dalam ekstrak halia bara ialah gingerol dan oleoresin. Minyak pati dan ekstrak halia bara boleh dijadikan sebagai bahan perisa minuman buah-buahan, konfeksioneri, kosmetik dan ubatan. Lebih daripada 100 komponen bahan kimia yang telah diekstrak daripada halia bara dan ini menunjukkan bahawa halia bara mempunyai pelbagai khasiat yang boleh diguna pakai. Penggunaan teknologi kultur tisu halia bara dalam pengeluaran anak benih dilihat mampu memberi penggandaan bahan tanaman dengan jumlah yang besar dalam masa yang singkat. Seterusnya memberi peluang kepada industri dalam memperluaskan pasaran produk tempatan.

Upload: others

Post on 25-Mar-2021

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

145

Buletin Teknologi MARDI Bil. 22 (2020): 145 – 156

Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisu(Production of seedling for halia bara via tissue culture technology)

Zuraida Ab Rahman, Ayu Nazreena Othman dan Hartinee Abbas

PengenalanKaedah perubatan melalui penggunaan herba semakin mendapat tempat dalam kalangan masyarakat moden pada masa kini. Perubatan herba dijadikan sebagai alternatif kepada perubatan holistik atau terapi integratif kepada ubat dan rawatan konvensional bagi membantu merawat pelbagai penyakit. Pertubuhan Kesihatan Dunia (WHO) menyatakan bahawa 25% daripada sumber perubatan moden global berasal daripada tumbuh-tumbuhan herba. Sehingga kini, 72,000 daripada spesies tumbuhan di serata dunia telah dikenal pasti mempunyai nilai perubatan serta boleh diaplikasi dalam bidang perubatan moden. Malaysia berpotensi untuk membangunkan industri herba kerana negara ini kaya dengan sumber alam semula jadi. Banyak kajian penyelidikan dan pembangunan (R&D) telah dilakukan ke atas tumbuhan herba, di mana herba terbukti dapat membantu dalam merawat pelbagai jenis penyakit. Kerajaan sentiasa memberi galakan kepada industri herba dalam meningkatkan kapasiti penyelidikan dan teknologi agar industri ini dapat berkembang dan berupaya menjadikan produk herba sebagai salah satu eksport utama negara. Pelbagai usaha telah dilakukan oleh kerajaan bagi menggalakkan R&D, promosi dan pemasaran dalam industri herba di Malaysia. Halia bara merupakan salah satu jenis rempah-ratus yang bukan sahaja banyak digunakan dalam masakan timur dan barat malah antara rempah terpenting yang diniagakan di serata dunia. Di samping itu, tanaman ini juga boleh diproses untuk pengeluaran minyak pati dan penghasilan ekstrak. Bahan aktif utama yang terdapat dalam ekstrak halia bara ialah gingerol dan oleoresin. Minyak pati dan ekstrak halia bara boleh dijadikan sebagai bahan perisa minuman buah-buahan, konfeksioneri, kosmetik dan ubatan. Lebih daripada 100 komponen bahan kimia yang telah diekstrak daripada halia bara dan ini menunjukkan bahawa halia bara mempunyai pelbagai khasiat yang boleh diguna pakai. Penggunaan teknologi kultur tisu halia bara dalam pengeluaran anak benih dilihat mampu memberi penggandaan bahan tanaman dengan jumlah yang besar dalam masa yang singkat. Seterusnya memberi peluang kepada industri dalam memperluaskan pasaran produk tempatan.

Page 2: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

146

Khasiat halia bara dan kandungan fitokimiaHalia bara atau nama saintifiknya Z. officinale var. rubrum merupakan salah satu herba yang dapat membantu merawat pelbagai jenis penyakit. Halia bara tergolong dalam kategori ubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan, memanaskan badan, merawat resdung, menguatkan tenaga batin dan membuang angin yang terdapat di dalam usus. Ia juga boleh mengawal beberapa penyakit lain seperti deman, batuk, migrain, sakit gigi, sakit tulang, senggugut dan sesak dada. Kajian menunjukkan halia bara boleh mengurangkan gejala insomnia, gangguan pencernaan, alahan, tekanan, selsema, gangguan sistem imun, sakit sendi, osteoporosis, batuk dan tumor. Komponen bahan aktif yang terdapat dalam halia bara adalah berbeza mengikut lokasi penanaman, jenis pemprosesan serta keadaan produk sama ada segar atau kering. Analisis fitokimia menunjukkan terdapat lebih daripada 400 sebatian yang berbeza dalam sampel halia bara. Komponen utamanya ialah karbohidrat (50 – 70%), lipid (3 – 8%) dan fitokimia seperti terpene (zingiberene, b-bisabolene, a-farnesene, b-sesquiphellandrene dan a-curcumene) dan fenolik (gingerol, paradols dan shogaol). Gingerol dan shogaol yang terdapat di dalam halia bara mempunyai kandungan fitokimia yang tertinggi dengan nilai peratusan masing-masing sebanyak 23 – 25% dan 18 – 25%. Kedua-dua bahan aktif ini mudah meruap dan memberikan ciri dan bau yang spesifik kepada halia bara.

Asal usul halia bara dan pengeluaranHalia bara berasal dari Asia Tenggara dan sehingga kini telah ditanam secara meluas di seluruh dunia. Antara negara pengeluar halia bara ialah India, China, Nigeria, Australia dan Thailand. Penanaman halia di Malaysia boleh dikatakan masih pada tahap yang rendah dan kebanyakan diusahakan secara kecil-kecilan sebagai tanaman tunggal atau dijadikan tanaman selingan yang ditanam bersama tanaman saka seperti nanas, getah dan kelapa sawit. Kajian Jabatan Pertanian menunjukkan keluasan penanaman halia di Malaysia telah menurun daripada 316 hektar pada tahun 1998 hektar kepada 283 hektar pada tahun 1999. Keluasan penanaman didapati semakin merosot kepada 244 hektar pada tahun 2000. Kekurangan bekalan tempatan bagi memenuhi permintaan domestik yang semakin meningkat menyebabkan Malaysia terpaksa mengimport halia dari negara luar. Kawasan pengeluaran yang kecil, serangan penyakit, kekurangan bahan tanaman dan pembiakan melalui rizom yang lambat adalah antara faktor yang merencatkan pertumbuhan industri herba. Masalah kekurangan bahan tanaman halia akibat serangan penyakit juga semakin meningkat yang menjejaskan penghasilan dan penanaman tanaman halia. Salah satu penyakit utama yang dikenal pasti adalah serangan bakteria Ralstonia solanacearum (dikenali juga sebagai Pseudomonas solanacearum) yang merupakan patogen daripada famili Solanaceae.

Page 3: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

147

Taksonomi dan ciri-ciri halia baraHalia bara juga dikenali dengan nama lain seperti halia merah dan halia udang, manakala di Indonesia ia dipanggil dengan nama halia emprit atau jahe merah. Nama-nama panggilan seperti halia merah adalah merujuk kepada permukaan kemerahan-ungu yang terdapat pada permukaan rizom. Warna kemerahan pada sebahagian daripada halia bara adalah disebabkan oleh pengumpulan antosianin. Secara umumnya, halia bara kelihatan sama seperti halia biasa dengan batang yang tegak berserta rizom tersebar secara mendatar. Saiz rizom yang dihasilkan pula bergantung pada jenis halia. Halia bara bersaiz lebih kecil dengan rizom yang agak kemerahan, bau yang lebih kuat, daun berbentuk linear tersusun secara berselang, licin dan berwarna hijau cerah ke hijau gelap. Kaedah penanaman halia bara biasanya daripada rizom yang telah matang dan sihat serta mempunyai mata tunas. Ia boleh ditanam di atas batas, pasu atau di dalam polibeg. Genus Zingiber merupakan famili Zingiberaceae bawah order Zingiberales dan tribe Zingibereae. Tribe Zingibereae mempunyi tujuh genera iaitu Boesenbergia, Camptandra, Roscoea, Kaempferia, Amomum, Hedychium dan Curcuma yang berasal dari lapan negara Asia. Zingiber mengandungi 150 spesies dan empat kawasan tersebar di seluruh tropika Asia, China, Jepun dan Australia tropika dan subspesies terdiri daripada Z. officinale var. rubra dan Z. officinale var. rubrum. Z. officinale termasuk dalam kawasan II. Malaysia terletak dalam kawasan hutan hujan tropika yang sangat kaya dengan pelbagai jenis tumbuhan herba. Terdapat lebih 15,500 spesies tumbuhan tropika di Semenanjung Malaysia yang mana 1,200 spesies dikatakan mengandungi nilai perubatan. Jadual 1 menunjukkan beberapa

Jadual 1. Beberapa spesies Zingiber spp. yang penting secara ekonomi

Spesies/subspesies Lokasi KegunaanZ. officinale Roscoe Negara Tropika,

China, USARempah, perasa, perubatan

Z. officinale var. rubrum

Malaysia Perubatan, rempah

Z. officinale var. rubra

Malaysia Perubatan, rempah

Z. mioga Roscoe Jepun Sayuran (pucuk dan bunga)

Z. zerumbet (L.) Smith

Asia Tropika Perubatan, hiasan

Z. montanum (Koenig) Link ex Dietr

India, Malaysia, Sri Lanka, Jawa

Perubatan tradisional

Z. clarkii King Sikkim

Himalaya Tanaman hiasan

Z. aromaticum Val Asia Tropika Tanaman hiasan, perubatan, perisa makanan

Z. rubens Roxb Indo-Malaya Perubatan, tanaman hiasan

Z. griffithii Baker Malaysia Tanaman hiasanZ. ottensii Valet Asia Tenggara Perubatan,

tanaman hiasanZ. corallinum Hance Asia Tenggara

ChinaPerubatan, tanaman hiasan

Z. americanus Bl. Asia Tenggara Perubatan, sayur-sayuran

Z. argenteum (J. Mood and I. Theilade)

Sarawak, Malaysia

Tanaman hiasan

Page 4: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

148

spesies Zingiber spp. yang wujud serta lokasinya yang direkodkan dan sedikit berkaitan kegunaannya. Di Malaysia dan negara-negara Asia Tenggara terdapat dua jenis halia yang dikenal pasti iaitu Zingiber officinale var. roscoe (halia berwarna putih) dan Zingiber officinale var. rubrum (halia bewarna merah). Z. officinale var. rubrum di Malaysia dikenali dengan nama halia bara (Jadual 1).

MikropropagasiMikropropagasi merupakan satu proses penghasilan dan penyediaan bahan tanaman secara cepat dan banyak dengan menggunakan kaedah kultur tisu yang perlu dijalankan dalam keadaan aseptik. Proses ini melibatkan pemilihan baka yang baik daripada pokok induk dan diperbanyakkan bagi menghasilkan beribu-ribu anak pokok. Ia juga merupakan satu kaedah untuk menghasilkan bahan tanaman atau anak pokok yang lengkap bermula dengan sebahagian kecil tisu tumbuhan seperti daun, batang atau sel yang dikulturkan ke dalam medium. Kultur tisu tumbuhan merupakan salah satu kaedah moden bagi proses propagasi dan ia juga digunakan sebagai alat penelitian dalam R&D. Penggunan teknik ini telah diperkenalkan kepada industri dalam bidang pembiakan bahan tanaman, malah ia berkesan menghasilkan bahan tanaman yang bebas penyakit serta dapat meningkatkan penghasilan metabolit sekunder. Tisu kecil yang dinamakan eksplan digunakan untuk menghasilkan ribuan bahan tanaman dalam satu masa secara berterusan. Satu eksplan boleh digandakan menjadi beberapa ribu anak pokok dalam jangka masa yang singkat, menggunakan ruang yang terhad dalam keadaan terkawal tanpa mengira musim atau perubahan cuaca sepanjang tahun. Eksplan yang sangat kecil ini lazimnya mustahil untuk dihasilkan melalui teknik konvensional yang boleh digunakan dalam mikropropagasi. Keperluan untuk sistem kultur tisu bagi pengeluaran anak benih telah ditekankan di negara membangun bagi diaplikasi secara berskala besar untuk memenuhi permintaan dan keperluan negara. Antara kelebihan-kelebihan teknologi kultur tisu adalah seperti yang berikut:1. Penggandaan dalam jumlah yang besar dan dibiak baik dalam

masa yang singkat2. Membolehkan penghasilan bahan tanaman secara besar-

besaran3. Bahan tanaman dihasilkan dalam kuantiti yang banyak dengan

mudah dan cepat4. Menghasilkan bahan tanaman yang lebih seragam5. Mengurangkan kos pengeluaran di samping meningkatkan

kualiti bahan tanaman6. Penghasilan anak benih serupa seperti pokok induk dan bebas

penyakit7. Kultur tisu dikategorikan status industri ‘berbilion dolar’

melalui pasaran dunia

Page 5: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

149

Proses pengkulturan dan pembiakan halia bara secara in vitroPemilihan eksplanEksplan adalah bahagian tanaman yang digunakan dalam proses penghasilan anak benih kultur tisu. Antara bahagian yang boleh digunakan dalam kaedah ini adalah tunas aksil, ruas daun dan batang, hujung akar, hujung tunas, anter, ovari dan endosperma. Bagi tanaman halia bara, bahagian tunas atau pucuk muda yang digunakan adalah seperti dalam Gambar 1 yang merupakan eksplan paling sesuai untuk dikultur. Bahagian pucuk muda ini perlu dipotong daripada rizom sebelum digunakan untuk proses pensterilan. Pucuk muda yang diperoleh adalah berbeza dari segi panjang dan ketebalan bahagian basal. Perbezaan ini juga memberi kesan kepada proses pensterilan bahan tanaman. Perkara yang perlu diberi penekanan semasa membuat pemilihan adalah dengan memastikan rizom dan pucuk yang digunakan adalah sihat dan bebas penyakit.

Pensterilan eksplanPensterilan merupakan satu proses menyah, membunuh, mematikan atau menghilangkan mikroorganisma seperti kulat, bakteria, virus, spora, organisma eukariotik uniselular seperti plasmodium yang terdapat pada permukaan, objek atau di dalam cecair. Proses ini boleh dilakukan melalui pelbagai cara seperti pemanasan, penggunaan bahan kimia, penyinaran, tekanan tinggi dan penapisan. Selepas proses pensterilan dilakukan pada suatu objek atau permukaan, keadaan tersebut didefinisikan sebagai steril atau aseptik. Eksplan boleh disterilkan dengan menggunakan pelbagai jenis disinfektan seperti natrium hipoklorit, perak nitrat, kalsium hipoklorit, air bromin, merkuri klorida, hidrogen peroksida dan pelbagai jenis antibiotik. Dalam kaedah ini, halia bara perlu disteril menggunakan 20 – 30% komersial Clorox® bagi

Gambar 1. Pucuk muda halia bara yang dihidupkan di atas medium perlit

Page 6: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

150

menyahkuman yang terdapat pada eksplan, namun bergantung kepada saiz eksplan halia bara. Saiz eksplan yang lebih besar memerlukan penggunaan dengan peratusan Clorox® yang lebih tinggi atau masa rendaman yang lebih lama. Eksplan (tunas muda) dengan saiz panjang 2 – 5 cm diambil [Gambar 2(a)], dicuci menggunakan Decon (5%, v/v) [Gambar 2(b)] sehingga bersih. Sampel kemudian diletak di bawah aliran air paip mengalir selama 1 – 2 jam dan dibilas dengan air suling. Eksplan dibawa ke ruang aliran udara lamina, kemudian disteril dalam larutan menggunakan 20% Clorox® (5.25% NaOCL) [Gambar 2(c)] yang ditambah dengan 50 µL Tween-20 [Gambar 2(d)] dan digoncang selama 30 – 40 minit. Eksplan kemudian dibilas beberapa kali dengan air suling yang telah disteril. Lapisan paling luar daun eksplan yang telah disterilkan dibuang dan diikuti lapisan seterusnya satu persatu sehingga meristem berukuran 5 – 8 mm diperoleh atau mempunyai sekurang-kurangnya satu mata tunas.

Gambar 2. Bahan-bahan untuk proses pensterilan dijalankan ke atas eksplan (a) Tunas muda (b) detergen Decon (c) Clorox® (5.25% NaOCL) dan (d) Tween-20

a b

c d

Page 7: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

151

Penyediaan mediumMedium yang digunakan dalam kajian ini ialah Murashige dan Skoog (MS) yang merupakan medium pracampuran (premix media) serta mengandungi vitamin [Gambar 3(a)]. Bagi penyediaan 1 L medium pepejal MS, sebanyak 4.405 g/L medium MS mengandungi vitamin seperti 0.1 g/L asparagin, 0.1 g/L arginin, 0.1 g/L glutamin, 30 g/L sukrosa dan kombinasi hormon pertumbuhan seperti BAP (6-Benzylaminopurin), NAA (1-Naphtalene asetik asid) atau kinetin ditambah mengikut kepekatan 1.0 – 5.0 mg/L. Semua bahan ditimbang dan dimasukkan ke dalam bikar yang mengandungi 800 mL air suling seterusnya dikacau. Nilai bacaan pH diselaraskan menjadi pH 5.7 dengan menggunakan meter pH dan air disukat sehingga larutan medium menjadi 1,000 mL keseluruhannya. Kemudian, sebanyak 9.0 g/L agar ditimbang dan dimasukkan ke dalam larutan medium, dipanaskan sehingga agar mencair dan terus dituang ke dalam kelalang. Larutan yang telah siap, dituangkan sebanyak 30 – 40 mL ke dalam setiap kelalang. Kelalang yang mengandungi medium perlu ditutup dengan penutup atau menggunakan pembalut aluminium. Kemudian, medium dimasukkan ke dalam mesin autoklaf pada suhu 121 °C selama 15 minit dengan tekanan 1.1 MPa untuk proses pensterilan [Gambar 3(b)]. Medium boleh digunakan apabila benar-benar sejuk selepas selesai proses pensterilan. Bagi memastikan tidak berlaku sebarang kontaminasi, wap air yang terdapat pada dinding kelalang perlu dibiarkan kering terlebih dahulu sebelum digunakan bagi mengurangkan kelembapan di dalam kelalang. Penggunaan medium cecair hanya sesuai bagi tanaman yang tertentu sahaja, kerana tidak semua tanaman boleh terendam di dalam medium cecair dalam waktu yang lama. Bagi mengatasi hal ini, agar atau agen pengeras boleh digunakan bagi mengelakkan pokok mati. Sifat agen pengeras perlulah tahan kepada suhu tinggi bagi mengelakkannya mencair semasa proses pensterilan dijalankan pada suhu yang tinggi. Agar ini akhirnya akan membentuk gel yang keras apabila sejuk. Beberapa agen pengeras yang boleh digunakan ialah agar [Gambar 3(c)] atau gelrite [Gambar 3(d)]. Agar [Gambar 3(c)] merupakan pilihan yang baik kerana kosnya yang lebih murah berbanding dengan gelrite di samping menggalakkan pertumbuhan pokok yang memberangsangkan.

Inokulasi eksplan dan pertumbuhanEksplan yang telah disteril perlu diinokulasi pada permukaan medium MS yang mengandungi hormon dan agar yang perlu dilakukan dalam keadaan aseptik iaitu bebas daripada sebarang kontaminasi. Aktiviti atau proses ini perlu dijalankan di dalam kebuk aliran udara lamina [Gambar 4(a) dan 4(b)]. Eksplan yang telah diinokulasi di dalam kelalang berisi medium perlu diletakkan di dalam bilik pertumbuhan pokok [Gambar 4(c)] pada suhu 25 °C +/- 2 °C dengan peratus kelembapan relatif 50 – 60% di bawah cahaya lampu selama 16 jam. Selepas 30 – 45 hari,

Page 8: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

152

Gambar 3. Bahan dan alat yang digunakan semasa penyediaan medium (a) medium pracampuran (b) alat autoklaf (c) agar dan (d) Agar gelrite

a b c d

a b

cGambar 4. (a) dan (b) kebuk aliran udara lamina dan (c) bilik pertumbuhan pokok

eksplan perlu dipindahkan ke medium baharu sehingga pucuk kelihatan membiak dengan banyak.

Pemindahan (subkultur) dan pengakaran plantlet (anak pokok)Pucuk pemula yang diperoleh perlu dipindahkan ke medium MS baru dengan kandungan bahan yang sama pada setiap 30 atau 45 hari. Dalam tempoh 1 – 3 bulan pucuk pemula akan membiak [Gambar 5(a) dan 5(b)]. Eksplan dipindahkan ke medium baharu dengan kaedah yang sama semasa inokulasi, tetapi bagi plantlet yang telah mengeluarkan pucuk, daun dan akar yang panjang perlu dipotong terlebih dahulu untuk menggalakkan pertumbuhan pucuk baharu yang lebih banyak [Gambar 5(c),

Page 9: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

153

Gambar 5(d) dan Gambar 5(e)]. Plantlet sedia untuk dipindah ke rumah kaca setelah berada di dalam medium secara in vitro selama 8 – 10 bulan. Sebulan sebelum plantlet dikeluarkan dari bilik kultur untuk dipindahkan ke atas tanah di rumah kaca, ia perlu menjalani proses pengakaran selama sebulan. Plantlet yang dipindah ke medium pengakaran tidak perlu menjalani proses pemotongan pada pucuk. Pucuk dan akar dibiarkan membesar dan berkembang dengan lengkap. Akar akan kelihatan pada bahagian pangkal plantlet [Gambar 5(f) dan Gambar 5(g)]. Pembersihan agar di bahagian akar perlu dilakukan sehingga bersih dan harus dipastikan supaya tiada lagi agar yang terlekat. Ini bagi mengelakkan berlakunya jangkitan kulat. Plantlet yang telah dibersihkan boleh dipindahkan ke dalam polibeg yang mengandungi tanah.

Aklimatisasi atau penyesuaian di rumah kacaAklimatisasi adalah pendedahan secara bertahap atau secara beransur-ansur bagi tanaman yang disediakan secara in vitro bagi menyesuaikan dengan keadaan persekitaran luar (in vivo). Dengan adanya struktur akar yang kuat yang terhasil semasa pertumbuhan secara in vitro, proses aklimatisasi boleh dijalankan dengan mudah melalui pemindahan terus ke tanah di rumah kaca. Di peringkat ini, perubahan suhu pada tanaman tidak menjadi isu namun masih memerlukan pengendalian dan penjagaan yang teliti

Gambar 5. (a) dan (b) pucuk pemula pada peringkat awal pertumbuhan, (c), (d) dan (e) plantlet dengan pertumbuhan pucuk yang banyak setelah disubkultur sehingga 6 – 8 kali, (f), (g) dan (h) pertumbuhan akar selepas dikultur di atas medium pengakaran

a b c

d e f

g h i

Page 10: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

154

selain bekalan air yang mencukupi. Jenis tanah yang digunakan adalah jenis tanah merah, tanah hitam dan pasir pada kadar 3:2:1. Umur yang bersesuaian bagi memindahkan pokok kultur tisu ke tanah adalah apabila ia mencapai umur dua bulan [Gambar 6(a)]. Pokok hanya perlu disiram pada peringkat awal sahaja selepas dipindahkan ke tanah kerana tahap kelembapan perlu dikawal supaya pokok tidak mereput di dalam tanah. Cahaya juga perlu dikawal agar berada sekitar 50 – 60% pada peringkat awal penanaman dan sekitar 70 – 80% pada bulan ketiga. Selepas dua bulan, pokok perlu dipindahkan ke dalam polibeg yang lebih besar [Gambar 6(b) dan Gambar 6(c)]. Apabila umur mencapai 10 bulan, pokok halia bara akan mula mengeluarkan rizom [Gambar 6(d), Gambar 6(e) dan Gambar 6(f)]. Pokok halia bara boleh mencapai kadar pertumbuhan sehingga 96% sekiranya keadaan persekitaran adalah kondusif.

KesimpulanIndustri herba global mencatatkan perkembangan pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Laporan dari Pertubuhan Kesihatan Sedunia (WHO) menyatakan pasaran perubatan herba dunia pada tahun 2016 adalah bernilai USD71.19 bilion dan dijangka mencapai USD5 trilion menjelang 2050. Malaysia juga berpotensi untuk sama-sama meluaskan pasaran perubatan herba kerana negara ini mempunyai banyak spesies tumbuhan yang boleh dijadikan ubatan. Halia bara merupakan herba yang digunakan dalam perubatan tradisional. Di Malaysia tanaman ini masih kurang dikenali walaupun terbukti mempunyai banyak khasiat. Ini berpunca daripada bekalan anak benih yang kurang berikutan teknik pembiakan yang dilakukan secara tradisional mengeluarkan hasil agak lambat dan tidak dapat memenuhi permintaan pasaran berskala besar yang semakin meningkat.

Gambar 6. (a) Pokok kultur tisu halia bara yang dipindahkan ke tanah berumur dua bulan (b) dan (c) pokok dipindah ke dalam polibeg yang lebih besar (d), (e) dan (f) rizom halia bara yang dihasilkan selepas berumur 10 bulan ke atas

a b c

d e f

Page 11: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

155

Kaedah penanaman secara konvensional bagi membiak anak benih halia bara memerlukan masa yang panjang dan kos yang tinggi. Namun, melalui teknologi kultur tisu, sehingga 10,000 pokok dapat dihasilkan daripada satu tunas. Kaedah ini sangat menguntungkan malah dapat membantu industri herba bagi penghasilan serta pengeluaran berskala besar dan bagi tujuan pengkomersialan. Melalui teknologi ini, secara tidak lansung dapat memberi manfaat kepada negara melalui peningkatan eksport bahan mentah, bahan tanaman dan produk berasaskan herba serta menyediakan penyelesaian kepada industri perubatan dan penjagaan kesihatan dalam jangka panjang.

BibliografiAkin-Idowu, P.E., Ibitoye, D.O., Ademoyegun, O.T. (2009). Tissue culture as

plant production technique for plant horticultural crop. Afr. J. Biotechnol. 8(16): 3,782 – 3,788

Wan-Ibrahim, W.I., Sidik, K. dan Kuppusamy, U.R. (2010). A high antioxidant level in edible plants is associated with genotoxic properties. Food Chem. (122): 1,139 – 1,144

Ibrahim, H., Awang, K., Ali, N.A.M., Malek, S.N.A., Jantan, I. dan Syamsir, D.R. (2008). Selected Malaysian aromatic plants and their essential oil components. University of Malaya, Malaysia

Mesomo, C.M., Scheer, A.P., Perez, E., Ndiaye, P.M. dan Corazza, L.M. (2012). Ginger (Zingiber officinale Red Ginger R. Extracts obtained using supercritical CO2 and compressed propane: kinetics and antioxidant activity evaluation. The Journal of Supercritical Fluids 71: 1 – 5

Zuraida, A.R., Mohd Shukri, M.A., Erny Sabrina, M.N., Ayu Nazreena, O., Che Radziah, C.Z, Pavallekoodi, G. dan Sreeramanan, S. (2016). Micropropagation of ginger (Zingiber officinale var. Rubrum) using buds from microshoots. Pakistan Journal of Botany 48(3): 1,153 – 1,158

Firnanda, I.D. dan Manik, R.W. (2018). Inhibitory activity of zingiber officinale var rubrum Extract against Staphylococcus aureus Aktivitas daya hambat ekstrak jahe merah (Zingiber Officinale var rubrum) terhadap pertumbuhan kuman Staphylococcus aureus. Journal of Vocational Health Studies 01: 113 – 116

Murashige, T. dan Skoog. (1962). A revised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue cultures. Physiol Plant 15: 473 – 497

RingkasanKultur tisu halia bara adalah satu teknik pembiakan mikro yang melibatkan proses penghasilan tisu tumbuhan yang kecil (eksplan) menggunakan medium bernutrien dalam keadaan steril bagi pengeluran bahan tanaman itu dalam kadar yang lebih banyak dan seragam. Kaedah in vitro ini perlu menjalani beberapa proses penting. Antara proses yang terlibat dalam penghasilan kultur tisu halia bara adalah pemilihan eksplan, pensterilan, inokulasi, subkultur, pengakaran dan aklimatisasi. Saiz dan umur bahan tanaman atau eksplan sangat mempengaruhi proses pengkulturan tisu. Umur eksplan sebaiknya tidak terlalu muda atau tua. Umur yang terlalu muda atau mata tunas yang terlalu kecil menyebabkan sel atau tisu tersebut mudah mati. Eksplan yang tua pula melambatkan pertumbuhan semasa proses pengembangan tisu. Eksplan yang baik adalah eksplan yang bersih dan sihat malah ia mudah membiak dengan cepat. Semasa proses pengkulturan dijalankan, terdapat eksplan yang gagal berkembang berpunca daripada masalah kontaminasi yang tinggi. Oleh itu, kaedah

Page 12: Teknologi penghasilan anak benih halia bara secara kultur tisuebuletin.mardi.gov.my/buletin/22/Zuraida.pdfubat-ubatan tradisional Melayu yang dikatakan dapat membantu penghadaman makanan,

156

yang optimum bagi pensterilan memainkan peranan yang sangat penting bagi meminimumkan kontaminasi. Medium yang sesuai merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kecepatan pertumbuhan eksplan. Medium propagasi dan pengakaran dengan gabungan hormon yang sesuai berjaya meningkatkan hasil 10,000 anak benih daripada satu pucuk. Aklimatisasi plantlet/anak benih kultur tisu dilakukan di dalam rumah kaca dengan kelembapan, cahaya dan suhu terkawal. Pemilihan plantlet yang sihat untuk ditanam adalah berdasarkan kepada warna daun yang lebih kepada hijau pekat/tua dan mempunyai akar yang banyak. Penjagaan yang terkawal dan penggunaan medium penanaman tanah yang sesuai berjaya membiakkan pokok kultur tisu halia bara pada kadar kehidupan mencapai 96%.

SummaryTissue culture technique is a suitable method for the uniform multiplication of red ginger plants. The process is initiated from a small segment of the plant tissue (an explant), which is grown in a nutrient medium under sterile conditions. The in vitro microculture method of producing whole red ginger plants involves various essential steps of explant selection, sterilization, inoculation, sub-culture, plantlet rooting, and plantlet acclimatization. The size and age of the initiating plant material have a strong influence on the success of the tissue culture work. Ideally, the explant should neither be too young nor too old. An overly young explant bearing an underdeveloped vegetative bud may not survive well, whereas explant tissue that is too old could be ill-disposed to differentiation and subsequent development. The ideal explant is the one that is healthy and free from contaminants to enable vigorous growth. Failure of explants in tissue culture is often attributed to contaminants. Hence, a good sterilization process plays an important role in minimizing contamination. Selection of an appropriate culture medium is another factor that affects the success of explant development. The adoption of the correct propagation and rooting media incorporating appropriate plant hormones can give rise to as many as 10,000 propagules from a single shoot. The subsequent acclimatization stage for the cultured plantlets takes place in a glasshouse where humidity, light, and temperature are regulated. Plantlets with a large number of mature green leaves and strong roots are preferred for field planting. Suitable soil and good horticultural practice have enabled 96% viability in the propagation of in vitro cultured red ginger plants.

PengarangZuraida Ab Rahman (Dr.)Pusat Penyelidikan Bioteknologi dan Nanoteknologi, Ibu Pejabat MARDIPersiaran MARDI-UPM, 43400 Serdang, SelangorE-mel: [email protected] Nazreena OthmanPusat Penyelidikan Bioteknologi dan Nanoteknologi, Ibu Pejabat MARDIPersiaran MARDI-UPM, 43400 Serdang, SelangorHartinee Abbas (Dr.)Pusat Penyelidikan Padi dan Beras, MARDI Seberang PeraiJalan Paya Keladi/Pinang Tunggal13200 Kepala Batas, Pulau Pinang