Tuesday, 21 June 2016

Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kultur Embrio Somatik

A. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Kultur Embrio Somatik dalam Ilmu Pertanian

1. Faktor Tanaman

Embrio pada spesies tertentu mudah untuk ditumbuhkan karena adanya perbedaan genetik antara kultivar dalam satu spesies. Umur fisiologis dan ontogenetik jaringan tanaman yang dijadikan eksplan juga berpengaruh terhadap potensi morfogenetiknya. Umumnya, eksplan yang berasal dari tanaman juvenil mempunyai daya regenerasi tinggi untuk membentuk tunas lebih cepat dibandingkan dengan eksplan yang berasal dari tanaman yang sudah dewasa.Fase pertumbuhan atau umur visiologis, jaringan dapat dikategorikan muda atau tua tergantung dari bagian mana tanaman yang diambil pada fase juvenil atau dewasa (Sjahril, 2011).

Jaringan embrio biasanya memiliki kemampuan regenerasi tinggi untuk tanaman serelia. Dengan demikian embrio atau biji banyak digunakan sebagai bahan penelitian kultur jaringan. Lingkungan tumbuh tanaman induk mempengaruhi keberhasilan teknik kultur jaringan. Tanaman induk umumnya ditumbuhkan di greenhouse untuk menjaga agar kondisi tetap sehat, tetapi juga dapat tumbuh di lahan kemudian dipindahkan ke kondisi yang terkontrol. Pertumbuhan tanaman induk harus bagus untuk menghasilkan pertumbuhan endosperm dan embrio yang bagus (Bano, 2005).

Ukuran eksplan juga mempengaruhi potensi morfogenetiknya. Ukuran eksplan yang terlampau kecil akan mengakibatkan kurangnya daya hidup bila dikulturkan, sementara jika terlalu besar akan mempersulit untuk mendapatkan eksplan yang steril dan dalam proses manipulasinya (Pratama, 2014). Eksplan yang ukurannya lebih besar, penambahan nutrisi (sumber karbon dan mineral) dan zat pengatur tumbuh kurang efektif.

Peletakan eksplan pada media mempengaruhi kemampuan regenerasi dari eksplan. Eksplan yang diletakan secara polar (tegak dengan bagian pangkal berada pada media) dibandingan dengan eksplan yang diletakan apolar (bagian ujung deletakan pada media). Regenerasi akar dan tunasnya lebih mudah dan cepat. Hal ini disebabkan oleh suplai oksigen yang baik dan juga faktor lain. Eksplan yang diinokulasi secara apolar mempunyai subtansi terakumulasi pada ujung pangkal yang menyebabkan tidak dapat berdifusi ke agar selama tidak bersentuhan dengan media (abbas, 2011).

2. Faktor Media

Kebutuhan hara untuk pertumbuh optimal eksplan yang dikulturkan secara in vitro bervariasai antara tiap-tiap spesies tanaman. Sumber eksplan dari tanaman dengan jaringan yang berbeda juga memerlukan media dengan nutrisi yang berbeda agar pertumbuhannya baik.

Media tumbuh mengandung komposisi garam anorganik dat zat pengatur tumbuh. Terdapat beberapa jenis media yang umum digunakan dalam kultur jaringan antara lain : Murashige dan Skoog (MS), Woody Plant Medium (WPM), Knop, Knudson-C, Anderson. Media yang paling sering digunakan secara luas adalah MS (Murishage dan Skoog, 1962).

Ketepatan memilih medium yang sesui dengan jenis tanaman dan kondisi fisiologis dari eksplan atau jaringan yang ditumbuhkan perlu diperhatikan dalam memilih medium dasar. Hal ini dikarenakan setiap jenis dan jaringan tanaman mempunyai respon tersendiri terhadap pemberian medium dasar Komposisi unsur penyusun media yang dapat digunakan untuk kultur jaringan bervariasi tergantung dari jenis tanaman, tujuan kultur, jenis eksplan, dan sumber eksplan. 2-5% konsentrasi sukrosa yang banyak digunakan sebagai sumber karbon dalam kultur in vitro. Selain itu, terdapat glukosa dan fruktosa yang di ketahui mampu meningkatkan pertumbuhan dengan baik pada teknik kultur jaringan.
3. ZPT (Zat Pengatur Tumbuh)

Komposisi dan jumlah konsentrasi ZPT yang ditambahkan dalam media sangat mempengaruhi arah pertumbuhan dan regenerasi eksplan yang dikulturkan. Komposisi dan konsentrasi hormon pertumbuhan yang ditambahkan ke dalam media kultur sangat tergantung dari jenis eksplan yang dikulturkan dan tujuan pengkulturannya. Dalam menentukan komposisi dan konsentrasi penambahan ZPT ke dalam medium kultur dapat merujuk pada percobaan-percobaan yang telah dilakukan sebelumnya serta melakukan percobaan untuk mengetahui komposisi hormon pertumbuhan yang sesuai dengan kebutuhan  dan arah pertumbuhan eksplan yang diinginkan.

Pada dasarnya, penambahan ZPT sangat penting dilakukan pada media kultur karena kegunaannya untuk menunjang dalam peningkatan pertumbuhan yang baik. Kelompok auksin, dan sitokinin adalah golongan ZPT yang paling sering digunakan dalam kultur jaringan.

Auksin menyebabkan perpanjangan batang, internodus, tropism, apikal dominan, absisi dan perakaran. Kegunaan auksin dalam kultur jaringan yaitu untuk pembelahan sel dan diferensiasi akar. 2,4-D adalah jenis auksin yang paling sering digunakan dalam kultur embrio pada tahap inisiasi dan multiplikasi sel. Perkembangan embrio somatik umummya terjadi jika pertumbuhan kalus pada medium yang diperkaya 2,4-D. Ada jenis auksin lain selain 2,4-D yaitu NAA dan IBA yang dapat digunakan untuk menginduksi embrio somatik.

Sitokinin merupakan hormon yang berperan untuk pembelahan sel, dominan apikal, dan diferensiasi tunas. Fungsi sitokinin dalam kultur jaringan embrio somatik adalah untuk pembelahan sel dan diferensiasi tunas adventif dari kalus menjadi organ. Jenis sitokinin yang paling banyak digunakan pada kultur jaringan adalah BAP, 2-ip (N6-2-Isopentanyl adenin atau 6-(t,t-Dimetyl Allyl Amino Purine), dan Kinetin (Zulkarnain, 2009).

4. Faktor Lingkungan Tumbuh Kultur Jaringan

a. Kelembaban

Kelembaban relatif dalam botol kultur dengan mulut botol yang ditutup umummnya cukup tinggi, yaitu berkisar antara 80-99%. Apabila mulut botol ditutup sedikit longgar meka kelembaban relatif dalam botol kultur dapat lebih rendeh dari 80%. Sedangkan kelembaban relatif di ruang kultur umumnya adalah sekitar 70%, jika berada dibawaj 70% maka akan mengakibatkan media dalam botol kultur (yang tidak tertutup rapat) akan cepat menguap dan kering sehingga eksplan dan planlet yang dikulturkan akan cepat kehabisan media. Namun kelembaban udara dalam botol kultur yang terlalu tinggi menyebabkan tanaman tumbuh abnormal yaitu daun lemah, mudah patah, tanaman kecil-kecil namun terlampau sekulen. Kondisi tanaman demikian disebut vitrifikasi atau hiperhidrocity (Zulkarnain, 2009).
b. Cahaya

Ruang kultur sebagai penyimpanan botol dari perbanyakan secara in vitro membutuhkan penyinaran yang cukup. Pada awal inokulasi eksplan untuk menjadi kalus tidak membutuhkan cahaya sama sekali. Akan tetapi pada saat kalus untuk membentuk tunas, sangat membutuhkan pencahayaan yang cukup agar merangsang pertumbuhannya dengan baik. Intensitas cahaya dalam ruang kultur  untuk pertumbuhan tunas umumnya berkisar antara 600-1000 lux. Perkecambahan dan inisiasi akar umumnya dilakukan pada intensitas cahaya lebih rendah (Yusnita, 2003).

Selain intensitas cahaya, lama penyinaran atau photoperiodisitas juga mempengaruhi pertumbuhan eksplan yang dikulturkan. Lama penyinaran umumnya diatur sesuai dengan kebutuhan tanaman sesuai dengan kondisi ilmiahnya. Periode lama penyinaran terang dan gelap (siang dan malam) dapat diatur dengan timer otomatis yang dihubungkan pada saklar lampu dalam ruang kultur pada kisaran 8-16 jam terang dan 16-8 jam gelap tergantung pada varietas tanaman dan eksplan yang dikulturkan.
c. Suhu

Sejatinya tanaman tumbuh pada lingkungan dengan suhu yang berbeda antara suhu siang dan suhu malam. Dalam kultur in vitro suhu tersebut dapat diatur, namun pada sebagian laboratorium suhu ruang di atur konstan yaitu berkisar 25 derajat celcius (kisaran suhu 17-32 derajat celcius) baik siang maupun malam. Tanaman tropis umumnya dikulturkan pada suhu yang sedikit lebih tinggi dari tanaman dengan empat musim, yaitu 27 derajat celcius (kisaran suhu 24-32 derajat celcius). Bila suhu siang dan malam diatur berbeda, maka perbedaan umumnya adalah 4-8 derajat celcius, variasi yang biasa dilakukan adalah 25 derajat celcius siang dan 20 derajat celcius malam, atau 28 derajat celcius siang dan 24 derajat celcius malam (Young, 2003). Walaupun hampir semua tanaman dapat tumbuh dengan suhu tersebut, namun setiap masing-masing tanaman membutuhkan suhu yang berbeda-beda. Tanaman dapat tumbuh dengan baik pada suhu optimumnya. Pada suhu ruang kultur dibawah optimum, pertumbuhan eksplan lebih lambat, namun pada suhu diatas optimum pertumbuhan tanaman juga terhambat akibat tingginya laju respirasi eksplan (Zulkarnain, 2009).

5. Sterilisasi Bahan Eksplan

Sumber kontaminasi yang paling sulit diatasi adalah yang berasal dari eksplan. Oleh karena itu, dalam memilih suatu metode sterilisasi haruslah selektif. Mencegah jamur dan bakteri yang tidak diinginkan agar tidak terjadi kontaminasi. Untuk menghilangkan sumber infeksi, bahan tanaman harus disterilkan sebelum ditanam pada media tumbuh. Jaringan atau organ yang terinfeksi jamur atau bakteri sistematik hendaknya dibuang (Zulkarnain, 2003). 

Sumber rujukan/Daftar pustaka:

Abbas B. 2011. Prinsip dasar teknik kultur jaringan. Alfabeta, Bandung.

Bano S, Jabeen M, Rahim F, Ilahi I (2005). Callus induction and regeneration in seed explants of rice (Oryza sativa cv. Swat-II). Pak.J. Bot. 37:829-836.

Murashige, T. and Skoog, F. 1962. A rivised medium for rapid growth and bioassay with tobacco tissue culture. Physiol. Plant., 15: 473-479.

Sjahril, R. 2011. Pembiakan in vitro. Universitas Hasanudin. Makasar.

Yusnita, 2003. Kultur jaringan cara memperbanyak tanaman secara efisien. Agromeda Pustaka, Jakarta.

Zulkarnain. 2003. Perbanyakan tanaman Guichenotia machantha Turch. Secara kultur jaringan I. penelitian pendahuluan terhadap metode sterilisasi bahan tanaman dan komposisi medium dasar. Majalah ilmiah Unja. 48.

Zulkarnain. 2009. Kultur jaringan tanaman. Bumi Aksara. Jambi


No comments:

Post a comment