Wednesday, 5 October 2016

Pengertian Kultur Anther Dan Faktor Yang Mempengaruhi

A. Kultur anther

Anther adalah kepala sari. Anther mengandung serbuk sari (pollen), sehingga kultur anther berarti mengikutsertakan pollen di dalamnya. Pollen yang masih muda (immature) atau mikrospora yang terkandung dalam anther dapat secara langsung beregenerasi membentuk embrio, disebut androgenesis, atau membentuk jaringan kalus yang selanjutnya dapat diinduksi untuk bergenerasi menjadi tanaman di bawah pengaruh zat pengatur tumbuh yang terkandung dalam media tanam. Pollen bersifat haploid, dan tentunya sel-sel yang diproduksi oleh pollen selama dikultur adalah haploid pula (Iswari, 2010).

Tanaman haploid dapat dikembangkan dengan menggunakan teknik kultur in vitro anther dan pollen. Anther diperoleh dari tunas bunga dan dapat dikulturkan pada medium padat atau cair sehingga terjadi embriogenesis. Selain itu pollen juga dapat diambil secara aseptik dan dikulturkan pada medium cair. Proses perbanyakan tanaman haploid dengan menggunakan gametofit jantan semacam ini disebut sebagai androgenesis (Yuwono, 2008).

Tanaman haploid pada kultur antera padi umumnya diperoleh melalui proses androgenesis atau embryogenesis tak langsung, yaitu kaulogenesis yang terdiri atas tahap induksi butir tepung sari menjadi embriorid atau kalus dan tahap diferensiasi kalus menjadi tanaman kecil (plantlet) (Dewi dkk., 2007).

Tanaman haploid yang diperoleh dari kultur anther dapat digunakan untuk mendeteksi mutasi rekombinan yang unik, karena mutasi yang resesif tidak muncul dalam keadaan diploid, dan pada penggandaan jumlah kromosom akan diperoleh tanaman yang homozygot. Tanaman yang homozigot sangat penting untuk menghasilkan hibrida terkendali (Anonymous, 2011).

Zhou (1996) menyatakan bahwa produksi tanaman haploid dari kultur antera tergantung pada empat faktor, yaitu: (1). Induksi kalus atau embriorid dari mikrospora atau pollen, (2). Regenerasi tanaman dari kalus atau embriorid, (3). Persentase tanaman hijau, dan (4). Penggandaan kromosom, baik secara spontan atau diinduksi oleh kolkisin.

Induksi kalus dan regenerasi tanaman dipengaruhi terutama oleh kultur teknik, walaupun keduanya ada di bawah kontrol genetik. Frekuensi induksi kalus dan pembentukan tanaman hijau dikendalikan oleh banyak gen (gen minor/poligenik). Bila dihubungkan dengan kemampuan meregenerasikan tanaman melalui kultur antera (anther culturability), jumlah regeneran tanaman hijau dikendalikan oleh satu region dari kromosom 10, sedangkan pembentukan kalus dikendalikan oleh satu region dari kromosom 1 (Yamagishi et al., 1998).

B. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kultur Antera

1. Eksplan

Eksplan adalah bagian tanaman yang digunakan sebagai bahan untuk inisiasi suatu kultur (Gunawan, 1992). Pertumbuhan eksplan secara in vitro sangat ditentukan oleh: umur tanaman, ukuran tanaman, dan metode inokulasi (Abbas, 2011).

Umur fisiologi dan ontogenetik jaringan tanaman yang dijadikan eksplan juga berpengaruh terhadap potensi morfogenetiknya. Umumnya, eksplan yang berasal dari tanaman juvenile (tanaman muda) mempunyai daya regenerasi tinggi untuk membentuk tunas lebih cepat dibandingkan dengan eksplan yang berasal dari tanaman yang sudah dewasa. Fase pertumbuhan atau umur fisiologis, jaringan dapat dikategorikan muda atau tua tergantung dari bagian tanaman yang diambil pada fase juvenile atau dewasa (Sjahril, 2011). Abbas (2011) menyebutkan bahwa jaringan embrio biasanya memiliki kemampuan regenerasi tinggi untuk tanaman serealia. Dengan demikian embrio atau biji banyak digunakan sebagai bahan penelitian kultur jaringan. Bahan tanaman yang lebih tua kemampuan regenerasinya kurang. Bagian tanaman yang masih juvenil lebih baik digunakan untuk tanaman pepohonan dan perdu.

Setiap jenis tanaman maupun organ memiliki ukuran optimum untuk dikulturkan. Eksplan yang terlampau kecil akan kurang daya tahannya jika dikulturkan, sementara bila terlalu besar akan sulit mendapatkan eksplan yang steril. Pertumbuhan atau morfogenesis eksplan dapat juga dipengaruhi oleh cara penempatan eksplan dalam medium. Faktor ini erat kaitannya dengan transportasi hara dan zat pengatur tumbuh ke dalam eksplan (Wattimena et al., 1992). Abbas (2011) menyebutkan bahwa umumnya eksplan yang lebih kecil seperti sel, kelompok sel dan meristem (apeks) lebih sulit ditumbuhkan disbanding eksplan yang lebih besar seperti daun, batang, dan umbi. Bagian eksplan yang lebih besar mempunyai cadangan makanan dan ZPT yang lebih banyak dibanding eksplan yang lebih kecil. Eksplan yang ukurannya lebih besar, penambahan nutrisi (sumber karbon dan mineral) dan zat pengatur tumbuh kurang efektif.

Eksplan dapat diletakan pada media dengan cara berbeda. Eksplan dapat diletakan secara polar (tegak dengan bagian pangkal berada pada media) dan apolar (bagian ujung diletakan pada media). Regenerasi akar dan tunas lebih mudah dan lebih cepat pada eksplan yang diinokulasi secara polar . Hal ini disebabkan oleh suplai oksigen yang baik dan juga factor lain. Eksplan yang diinokulasi secara polar mempunyai subtansi terakumulasi pada ujung pangkal yang menyebabkan tidak dapat berdifusi ke agar selama tidak bersentuhan dengan media (Abbas, 2011). Sasmita (2007) menyebutkan bahwa kepadatan eksplan dalam proses induksi kalus pada kultur antera tanaman padi adalah sebanyak 120-150 antera dari 25 spikelet di setiap cawan petri. Adapun dalam proses regenarasi menggunakan kalus berukuran 1-2 mm di setiap botolnya.

2. Media Kultur Jaringan

Media kultur jaringan merupakan salah satu faktor di dalam teknik kultur anter sebagai media untuk menanam eksplan. Medium yang digunakan untuk kultur in vitro tanaman dapat berupa medium padat atau cair. Medium padat digunakan untuk menghasilkan kalus yang selanjutnya diinduksi membentuk tanaman yang lengkap (plantlet), sedangkan medium cair biasanya digunakan untuk kultur sel. Medium yang digunakan mengandung lima komponen utama yaitu senyawa anorganik, sumber karbon, vitamin, zat pengatur tumbuh dan suplemen organik (Yuwono, 2008).

Tiap tanaman memerlukan setidaknya 6 elemen makronutrien, yaitu unsur yang diperlukan dalam jumlah besar meliputi N, K, Mg, Ca, S, P dan 7 elemen mikronutrien, yaitu unsur yang diperlukan dalam jumlah kecil meliputi Fe, Mn, B, Mo, Cl (Wetherell, 1976). Unsur-unsur makro biasanya diberikan dalam bentuk NH4NO3, KNO3, CaCl2 .2H2O, MgSO4.7H2O dan KH2PO4, sedangkan unsur mikro biasanya diberikan dalam bentuk MnSO4.4H2O, ZnSO4.4H2O, H3BO3, KI, Na2MoO4.2H2O5, CuSO4.5H2O dan CoCl2.6H2O (Hendaryono dan Wijayani, 1994).

Senyawa kimia organik yang biasa dipakai sebagai sumber energi dalam kultur in vitro adalah karbohidrat. Karbohidrat tersusun atas unsur-unsur C, H, O sebagai elemen penyusun utama. Bahan-bahan organik yang termasuk karbohidrat meliputi gula, pati dan selulosa. Karbohidrat mempunyai dua fungsi utama yaitu sebagai sumber energi untuk jaringan dan untuk keseimbangan tekanan osmotik dalam medium. Karbohidrat yang sering digunakan adalah sukrosa meskipun kadang-kadang diganti dengan glukosa (Wetherell,1982). Abbas (2011) menyebutkan bahwa beberapa nutrisi yang tidak diketahui komposisinya sering ditambahkan ke media seperti casein hidroksilat (CH), air kelapa, minyak jagung, ekstrak tepung, juice tomat, dan yeast extract. Sumber karbon yang banyak digunakan pada kultur in vitro adalah sukrosa dengan konsentrasi 2-5 %. Glukosa fruktosa juga diketahui dapat mendorong pertumbuhan dengan baik.

Vitamin adalah bahan yang perlu ditambahkan dalam medium kultur in vitro, sebab sel bagian tanaman yang dikulturkan secara in vitro belum mampu membuat vitamin sendiri untuk kehidupannya (Katuuk, 1989). Vitamin yang sering ditambahkan dalam media kultur jaringan adalah Niasin, Glisin, Piridoksin HCl, tiamin HCl, Myoinositol, Asam folat, Sianokobalamin, Riboflavin, Biotin, Kolin klorifa, Kalsium pantotenat, Piridoksin fosfat, Nikotinamida. Penambahan myo-inositol kedalam media bertujuan untuk membantu diferensiasi dan pertu buhan sejumlah jaringan. Penambahan myo-inositol bersama dengan auksin, kinetin dan vitamin dapat mendorong pertumbuhan jaringan kalus (Hendaryono dan Wijayani, 1994).

Pierik (1997) mengemukakan bahwa fitohormon adalah senyawa-senyawa yang dihasilkan oleh tanaman tingkat tinggi secara endogen. Senyawa tersebut berperan merangsang dan meningkatkan pertumbuhan serta perkembangan sel, jaringan, dan organ tanaman menuju arah diferensiasi tertentu. Senyawa-senyawa lain yang memiliki karakteristik yang sama dengan hormone, tetapi diproduksi secara eksogen, dikenal sebagai zat pengatur tumbuh. Beberapa golongan ZPT adalah auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat dan etilen (Abidin, 1985).

Auksin menyebabkan perpanjangan batang, internode, tropism, apical dominan, absisi, dan perakaran. Dalam kultur jaringan auksin digunakan untuk pembelahan sel dan diferensiasi akar. Jenis auksin yang banyak digunakan adalah IBA, NAA, NOA, 2,4,5-T, p-CPA, dan 2,4-D. IBA dan NAA secara luas digunakan untuk perakaran dan interaksi antara sitokinin untuk proliferasi tunas. 2,4-D, dan 2,4,5-T sangat efektif untuk induksi pembentukan kalus. Auksin biasanya dilarutkan ke dalam etanol atau NaOH (Abbas, 2011).

Sitokinin merupakan hormon yang berperanan untuk pembelahan sel, dominasi apical, dan diferensiasi tunas. Pemberian sitokinin ke dalam medium menyebabkan pembelahan sel dan diferensiasi tunas adventif dari kalus menjadi organ. Jenis sitokinin yang banyak digunakan pada kultur jaringan adalah BAP, 2-ip dan kinetin (Abbas, 2011).

Giberelin terdiri dari banyak jenis (± 20) yang diketahui, tetapi yang umum digunakan adalah GA3. Giberelin dilaporkan menstimulasi pertumbuhan planlet secara normal. GA3. Faktor yang paling bervariasi dan perlu disesuaikan dengan kebutuhan tanaman adalah ZPT seperti auksin dan sitokinin baik dari jenisnya maupun komposisi dan konsentrasinya (Abbas, 2011).

3. Kondisi Ruang Kultur

Suhu di dalam ruang kultur biasanya dipertahankan konstan antara 24- 26 0C tergantung pada species yang diteliti. Suhu optimal untuk pertumbuhan dan perkembangan secara in vitro umumnya 3-40C lebih rendah dari pada di luar ruang kultur. Pada umumnya pertumbuhan yang baik untuk tanaman tropis dalam kultur in vitro diperlukan suhu 250C ± 30C (22-28 0C).(dari buku fadli)Abas 2011 Suhu di dalam ruang kultur oleh banyak peneliti dilaporkan pada kisaran 25 ± 20C untuk induksi kalus dan 22 ± 20C untuk regenerasi memberikan pengaruh yang terbaik dalam kultur antera (Sasmita 2007).

Kelembaban di dalam kultur in vitro relative tinggi dan hanya sedikit diketahui pengaruhnya terhadap kultur in vitro. Kelembaban dalam tabung gelas atau botol kultur dapat terlihat adanya kondensasi (titik air) pada dinding botol kultur. Kelembaban yang terlalu tinggi dapat menyebabkan infeksi yang tinggi dan media kehilangan air melalui evaporasi (Abbas 2011).

Cahaya merupakan factor yang kompleks termasuk panjang hari, penyinaran, dan warna penyinaran. Efek panjang hari pada kultur in vitro hanya sedikit diketahui. Panjang hari yang biasa digunakan pada kultur in vitro adalah 14-16 jam dan penyinaran yang terus menerus. Contoh pada tanaman Rhododendron memperlihatkan pertumbuhan yang baik pada eksplan yang diberi penyinaran secara terus menerus disbanding dengan eksplan yang diberi penyinaran 16 jam dan lebih tidak baik lagi pada eksplan yang hanya diberi penyinaran 8 jam. Pada tanaman begonia yang diberi penyinaran 3 w/m2 lampu pijar tidak mengalami regenerasi (Abbas, 2011).

Flourescent tube biasanya digunakan untuk kultur in vitro karena memberikan hasil yang baik. Lampu yang memancarkan sinar ultra violet tinggi menghambat pertumbuhan tunas adventif (Abbas, 2011).

Sumber referensi/Daftar pustaka:

Abbas. B. 2011. Prinsip Dasar Teknik Kultur Jaringan. Alfabeta, Bandung.
Abidin, Z. 1985. Dasar-dasar Pengetahuan tentang Zat Pengatur Tumbuh. Bandung: Angkasa.
Dewi, et al. 2007. Regenerasi Tanaman pada Kultur Antera Padi: Pengaruh Persilangan dan Aplikasi Putresin. Buletin Agronomi (35) (2) 68-74.
Gunawan, L.W. 1992. Teknik Kultur Jaringan Tumbuhan. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Pusat antar Universitas Bioteknologi Institute Pertanian Bogor, Bogor.
Hendaryono, S.P.D dan Wijaya A. 1994. Teknik Kultur Jaringan, Kanisius. Yogyakarta.
Sasmita, P. 2007. Aplikasi Teknik Kultur Antera Pada Pemuliaan Tanaman Padi. Apresiasi Hasil Penelitian Padi 2007.
Sjahril, R. 2011. Pembiakan in vitro. Universitas Hasanuddin. Makasar.
Wattimena, G. A., L. W. Gunawan, N. A. Mattjik, E. Sjamsudin, N. M. A. Wiendi dan Ernawati. 1992. Bioteknologi Tanaman. Institut Pertanian Bogor, Bogor.
Wetherell DF. 1982. Pengantar Propagasi Tanaman Secara in Vitro. Penerjemah: Koensumardiyah. New Jersey:Avery Plublishing Group Inc.
Yamagizshi, M., M. Otani, M. Higashi, Y. Fukuta, K. Fujui, M. Yano, T. Shimada. 1998. Chromosomal regions controlling anther culturability in rice (Oryza sativa L.). Euphytica. 103: 227-234.
Yuwono, T. 2008. Bioteknologi Pertanian. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta.



No comments:

Post a comment