KULTUR JARINGAN TUMBUHAN

(1)

RENCANA PROGRAM KEGIATAN PEMBELAJARAN

KULTUR JARINGAN TUMBUHAN

UNIVERSITAS GADJAH MADA

RENCANA PROGRAM KEGIATAN PEMBELAJARAN SEMESTER

KULTUR JARINGAN TUMBUHAN

OLEH:

Dr. rer. nat. Ari Indrianto

FAKULTAS BIOLOGI UNIVERSITAS GADJAH MADA

YOGYAKARTA 2003

(2)

INFORMASI KULIAH Kode Matakuliah : BlO 433

Nama Matakuliah : KULTUR JARINGAN TUMBUHAN Beban kredit : 3 (SKS)

Deskripsi dan tujuan serta kompetensi matakuliah:

Matakuliah Teknik Kultur Jaringan Tumbuhan (Teknik Kultur In Vitro Tumbuhan) menjelaskan prinsip dasar dan sejarah perkembangan teknik kultur jaringan, perlengkapan dan peralatan teknis laboratorium kultur jaringan, medium kultur jaringan, teknik aseptis, kultur kalus dan suspensi sel, isolasi fusi dan kultur protoplas, mikrospora embryogenesis, mikropropagasi, prospek dan problematika pada kultur in vitro.

Memberi pengetahuan prinsip dasar teknik-teknik perbanyakan tanaman secara in vitro. Setelah mengikuti kuliah mi diharapkan mahasiswa dapat menerapkan teknik kultur in vitro sebagai salah satu aspek dalam Bioteknologi tanaman, memahami metode analisis perkembangan sel, jaringan atau organ didalam proses perkembangan embrio atau organ in vitro

Pengajar : 1. Dr. An Indnianto, SU

2. Dr. Endang Semiarti, MS., MSc. 3. Eko Agus Suyono, S. Si

4. Fadlila Dewi Rahmawati, S. Si Cara evaluasi dan Penilaian

1. Ujian Sisipan (Midterm) : 25% 2. UjianAkhir 40%

3. Praktikum 25%

(3)

GARIS BESAR PROGRAM PERKULIAHAN KULTUR JARINGAN TUMBUHAN

Satuan Kredit Semester: 3 (2-1)

Minggu Ke

POKOK BAHASAN SUB POKOK BAHASAN Sumber

Pustaka 1 Prinsip dasar, sejarah

perkembangan dan manfaat

Kultur jaringan

1. Prinsip dasar dan pengertian teknik kulturjaringan.

1, 3, 4

2 2. Sejarah perkembangan dan

manfaat kultur jaringan

1, 2, 3

3 Perlengkapan dan peralatan teknis kultur jaringan

1. Laboratorium kultur jaringan 1, 5

4 Medium Kultur jaringan 1. Komponen dasar medium kultur

1, 2

5 Medium Kultur jaringan 1. Komponen dasar medium kultur

1,2

6 Teknis Aseptis 1. Sterilisasi ruang kerja, medium alat-alat dan eksplan

1, 2, 3, 4

7 Kultur Kalus dan suspensi sel 1. Kultur kalus 1, 2, 3, 4, 5 8 UJIAN TENGAH SEMESTER 9 Kulturkalus dan suspensi sel

1. Kultur suspensi sel 1, 2, 3, 4, 5

10 Kultur mikrospora 1. Embriogenesis mikrospora 1, 3, 4, 5

11 1. 2.Faktor-faktor yang

mempengaruhi

embriogenesis mikrospora

1, 3, 4, 5

12 Kultur Protoplas 1. Isolasi clan kultur protoplas 1, 3, 4, 5

(4)

14 Mikropropagasi Mikropropagasi 2, 3, 5 15 Problematika pada

kultur in vitro

Problematika pada kultur in vitro 2, 3, 4, 5

16 UJIAN AKHIR SEMESTER PUSTAKA

1. Indrianto A, 2003. Bahan Ajar Kultur jaringan Tumbuhan, Fakultas Biologi UGM Yogyakarta.

2. George, EF and PD. Sherrington., 1984. Plant propagation by tissue culture. Handbook and Directory of commercial laboratories. Exegetics Ltd. Eversly, Basingstoke, Hants. England

3. Pierik, RLM, 1987. In Vitro Culture of Higher Plants. Martinus Nijhoff Pubi. Dordrecht, Boston, Lancaster.

4. Dodds, HL and LW. Roberts, 1983. Experiments in plant Tissue Culture, Cambridge University Press, Cambridge.

5. Gamborg, OL and GC. Phillips, 1992. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. Fundamental Methosd. Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York.

6. Journal:

1. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. An International Journal on Biotechnology of higher Plants. Kluwer Acad. Pubi.

(5)

GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN Oleh: Dr. ARI INDRIANTO, SU

JUDUL MATAKULIAH : KULTUR JARINGAN TUMBUHAN NOMOR KODE/SKS : BlO 433/2-i

DESKRIPSI SLNGKAT

Matakuliah Kultur Jaringan Tumbuhan menjelaskan prinsip dasar dan sejarah perkembangan teknik kultur jaringan; perlengkapan dan peralatan teknis laboratorium kultur jaringan; medium kultur jaringan, teknik aseptis, kultur kalus dan suspensi sel; kultur protoplas; kultur mikrospospora; mikropropagasi; prospek dan problematika pada kuttur in vitro.

TUJUAN INSTRUKSIONAL UMUM:

Memberi pengetahuan tentang prinsip dasar teknik perbanyakan tanaman secara in vitro. Setelah mengikuti kuliah ini diharapkan mahasiswa dapat menerapkan teknik kultur in vitro sebagai salah satu aspek datam Bioteknologi tanaman; memahami melode analisis perkembangan set, jaringan atau didalam proses perkembangan embrio atau organ in vitro.

(6)

No. TUJUAN INSTRUKSIONAL KHUSUS

POKOK BAHASAN SUB POKOK BAHASAN WAKTU

PUSTA-KA

1 2 3 4 5 6

1 Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa akan dapat menjelaskan prinsip dasar, pengertian, sejarah

perkembangan serta manfaat teknik kultur jaringan

Prinsip dasar, sejarah perkembangan dan manfaat teknik kultur jaringan

1.1. Prinsip dasar dan pengertian teknik kulturjaringan

1.2. Sejarah perkembangan dan rnanfaat kultur jaringan

2 jam 1,2 dan 3

2 Setelah mengikuti kuliah ini diharapkan mahasiswa dapat menjelaskan dan

menggambarkan skema umum Laboratorium Kultur Jaringan, prinsip serta fungsi masing-masing ruang dan peralatan khusus yang ada didalamnya

Perlengkapan dan Peralatan teknis kultur jaringan

(7)

1 2 3 4 5 6 3 Setelah mengikuti kuliah ini

diharapkan mahasiswa dapat menj elaskan komponen dasar medium kultur jaringan, kebutuhan zat-zat organik dan anorganik, substansi organik kompleks, bahan tambahan lain pada medium kultur dan Proses pembibitan medium ,

Medium Kultur Jaringan 3.1. Komponen dasar medium kultur jaringan.

2 jam 1

4 Setelah mengikuti kuliah ini diharapkan mahasiswa dapat menjelaskan prinsip kerja aseptis, teknik sterilisasi alat-alat, medium kultur, ruang kerja dan eksplan

Teknik Aseptis 4.1. Sterilisasi ruang kerja, I jam medium, alat-alat dan eksplan.

(8)

diharapkan mahasiswa dapat menjelaskan prinsip dasar pelaksanaan teknik kultur kalus dan suspensi sel, faktor-faktor yang

mempengaruhi pertumbuhan pada kultur kalus dan

suspensi sel

Kultur Kalus dan Suspensi Sel 5.1. KulturKalus

5.2. Kultur Suspensi Sel

2 jam 1,2,4

6 Setelah mengikuti kuliah ini diharapkan mahasiswa dapat menjelaskan prinsip dasar pelaksanaan teknik kultur mikrospora dan faktor-faktor yang mempengaruhi

embryogenesis mikrospora

Kultur Mikrospora 6.1. Embriogenesis mikrospora 6.2. Faktor faktor yang

mempengaruhi induksi embryogenesis mikrospora

(9)

diharapkan rnahasiswa dapat menjelaskan teknik dasar isolasi, fusi dan kultur protoplas, faktorfaktor yang mempengaruhi keberhasilan teknik tersebut serta

manfaatnya

Kultur protoplas 7.1. Isolasi dan kultur Protoplas 7.2. Fusi Protoplas

2 jam 1, 3,4

8 Setelah mengikuti kuiiah ini diharapkan rnahasiswa dapat menjelaskan

tahapan-tahapan teknik

mikropropagasi dan factor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan teknik tersebut

(10)

diharapkan mahasiswa dapat menjelaskan permasalahan yang dihadapi pada kultur in vitro dan upaya

penanggulangannya

Problernatika pada kultur in vitro 9.1. Problematika pada kultur in vitro

2 jam 2, 3, 4, 5

PUSTAKA:

1. Indrianto A., 2002. Bahan Ajar Kultur Jaringan Tumbuhan, Fakultas Biologi UGM Yogyakarta.

2. George, E. F. and P. D. Sherrington, 1984. Plant Propagation by Tissue Culture. Handbook and Directory of Commercial Laboratories. Exegetic Ltd. Eversly. Basingstoke, Hants, Lancaster.

3. Pierik, R. L. M., 1987. In Vitro Culture of Higher Plants. Martinus Nijhoff Publ. Dordrect, Boston, Lancaster.

4. Doods, H. L and L. W. Roberts, 1983. Experiments in Plant Tissue Culture, Cambridge University Press, Cambridge.

5. Gamborg, 0. L. and G. C., Phillips, 1992. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. Fundamental Method. Springer Verlag Berlin, Heidelberg, New York.

6. Journal (anjuran):

(11)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) I

A. 1. Pokok Bahasan : Prinsip dasar, sejaiah perkembangan dan manfaat teknik kultur Jaringan.

2. Perternuan ke : 1 - 2 (2 jam). B. Sub Pokok Bahasan:

1.1. Prinsip dasar dan pengertian teknik kultur jaringan 1.2. Sejarah perkembangan dan manfaat kulturjaringan C. Matriks Pembelajaran:

SPB Penyajian Tujuan Instruksional Khusus Rinci Metode Instruk-Sional

Media Latihan Pustaka

1 2 3 4 5 6 7

1.1 Pendahuluan Menayangkan TIK Rinci, menjelaskan pengertian Bioteknologi secara umum Setelah mengikuti kuliah ini, rnahasiswa akan dapat:

(12)

1 2 3 4 5 6 7 Penyajian

1

Penutup

1. Menjelaskan prinsip dasar kultur jaringan.

2. Menjelaskan istilah-istilah yang umum dipergunakan dalam kultur jaringan 3. Menjelaskan proses pertumbuhan dan

perkembangan (morfogenesis) yang terjadi didalarn kultur in vitro.

Memberitahukan kepada rnahasiswa materi kuliah berikutnya (SPB 1 .2)

1. Jelaskan apa yang menjadi prinsip dasar kultur jaringan 2. Apa yang disebut dengan

dediferensiasi.

3. Jelaskan proses morfogenesis in vitro

1.2 Pendahuluan Penyajian

Penutup

Menayangkan TIK Rinci

Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa akan dapat:

1. Menjelaskan pencapaian yang mengisi sejarah perkembangan kultur jaringan 2. Menjelaskan manfaat kultur jaringan

Memberitahukan kepada mahasiswa materi kuliah berikutnya (TIK 2)

Kuliah OHP

1. Siapa orang pertama yang membuktikan teori totipotensi sel jelaskan bagaimana teori tersebut dibuktikan

2. Jelaskan dengan singkat manfaat kultur jaringan ditinjau dari segi agnibisnis

(13)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) II

A. 1. Pokok Bahasan : Perlengkapan dan Peralatan Teknis Kultur Jaringan 2. Perternuan ke : 3 (1 jam).

B. Sub Pokok Bahasan:

2.1. Laboratorium Kultur jaringan C. Matriks Pembelajaran:

1 2 3 4 5 6 7

Menerangkan TIK Rinci

Setelah mengikuti kuliah ini. mahasiswa akan dapat:

1. Menjelaskan tahapan kerja di dalam laboratorium kultur jaringan

2. Mnjelaskan dan rnenggambarkan

Kuliah OHP 1. Jelaskan 4 lahapan kerja didalam lab. Kultur jaringan 2. Gambarkan skema urnum

laboratorium kultur jaringan 3. Apa yang menjadi dasar

pembagian ruang didalam lab.

(14)

Penutup

skema umum Laboratorium Kultur jaringan

3. Menjelaskan pembagian ruang, fungsi masing-masing ruang dan peralatan khusus yang ada didalamnya

Memberitahu kepada mahasiswa materi kuliah berikutnya (TIK 3)

(15)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) III

A. 1. Pokok Bahasan : Medium Kultur Jaringan. 2. Perternuan ke : 4 - 5 (2 jam)

B. Sub Pokok Bahasan:

3.1. Komponen dasar Medium Kultur jaringan C. Matriks Pembelajaran:

1 2 3 4 5 6 7

3. 1 Pendahuluan Penyajan

1

Setelah mengikuti kuliah ini, mahasiswa akan dapat:

1. Menjelaskan komponen dasar medium kultur jaringan

Kuliah OHP

1. Sebutkan dan jelaskan 5 komponen dasar medium kultur

(16)

1 2 3 4 5 6 7 2. Menjelaskan komponen dasar medium

kultur jaringan

3. Menjelaskan kebutuhan zat anorganik unsur makro dan mikro pada medium kultur

4. Menjelaskan kebutuhan zat-zat organik: gula, vitamin, asarn-asam amino dan zat pengatur tumbuh didalam medium kultur.

2. Sebutkan dan jelaskan 5 komponen dasar medium kultur

3. Jelaskan dalam bentuk apa zat anorganik diberikan pada medium

4. Jelaskan peranan zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin dalam proses diferensiasi in vitro

1; 2

2.

Penutup

1. Menjelaskan kebutuhan substansi organik kompleks, peranan pH dan bahan pemadat (gelling angent) pada medium kultur

2. Menjelaskan beberapa macam medium dasar dan proses pembuatan medium MS

Kuliah OHP 1. Jelaskan pentingnya

pengaturan pH pada medium kultur Jelaskan apa

keunggulan medium MS dibandingkan medium yang lain.

2. Jelaskan secara skematis proses pembuatan medium MS.

(17)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) IV

A. 1. Pokok Bahasan : Teknik Aseptis 2. Perternuan ke : 6 (1 jam) B. Sub Pokok Bahasan:

4.1. Sterilisasi ruang kerja, medium, alat-alat dan eksplan C. Matriks Pembelajaran:

1 2 3 4 5 6 7

1

1. Menjelaskan teknik sterilisasi ruang kerja dengan Laminar air flow dan entkas

Kuliah OHP

1. Jelaskan bagaimana prinsip kerja laminar air flow

(18)

1 2 3 4 5 6 7

Penutup

2. Menjelaskan teknik sterilisasi media dan alat-alat dengan ultra filtrasi dan autoclave.

3. Menjelaskan teknik sterilisasi ekspIan secara fisik dan kimia

Memberitahukan kepada mahasiswa materi kuliah berikutnya (TI K 5)

2. Jelaskan cara sterilisasi medium dalam jumlah banyak yang ditambah dengan asam-amino dan gibberellins 3. Jelaskan cara sterilisasi

eksplan pucuk daun tebu yang berasal dan kebun

(19)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) V

A. 1. Pokok Bahasan : Kultur Kalus dan suspensi sel 2. Perternuan ke : 7 - 8 (2 jam).

B. Sub Pokok Bahasan: 5.1. Kultur Kalus

5.2. Kultur Suspensi Sel C. Matriks Pembelajaran:

1 2 3 4 5 6 7

1

1. Menjelaskan cara induksi kalus

Kuliah OHP

1. Jelaskan cara induksi kalus dan umbi akar wortel

(20)

1 2 3 4 5 6 7 Penutup 2. Menjelaskan perubahan-perubahan

kariologis yang terjadi pada kalus 3. Menjelaskan faktor faktor yang

mempengaruhi pertumbuhan kalus Memberitahukan kepada mahasiswa materi kuliah berikutnya (SPB 5. .2)

2. Jelaskan akibat yang terjadi pada kalus yang dipelihara pada jangka waktu yang panjang

3. Jelaskan mengapa pada kultur kalus perlu dilakukan subkultur

5..2 Pendahuluan 1

Penutup

1. Menjelaskan teknik pembuatan kultur suspensi sel

2. Menjelaskan metoda pengukuran laju pertumbuhan sel

3. Menjelaskan metoda sinkrosnisasi pada kultur suspensi sel

1. Jelaskan prosedur pembuatan kultur suspensi sel

2. Jelaskan bagaimana mengukur laju pertumbuhan sel.

3. jelaskan metode yang digunakan untuk sinkronisasi pada kultur suspensi sel

(21)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) VI

A. 1. Pokok Bahasan : Kultus Mikrospora 2. Perternuan ke : 9 - 10 (2 jam). B. Sub Pokok Bahasan:

6.1. Embriogenesis mikrospora

6.2. Faktor-faktor yang mempengaruhi induksi embryogenesis mikrospora C. Matriks Pembelajaran:

1 2 3 4 5 6 7

1

1. Menjelaskan beberapa kelebihan pada embriogenesis mikrospora

Kuliah OHP

1. Sebutkan kelebihan kultur mikrospora dibandingkan dengan kultur anther

(22)

1 2 3 4 5 6 7

Penutup

2. Menjelaskan tiga jalur utama ontogenik embrio dan mikrospora

3. Menjelaskan fenomena albinisme, tingkatan ploidi tanaman yang berasal dari mikrospora dan aplikasi

embryogenesis mikrospora

Memberitahukan kepada mahasiswa materi kuliah berikutnya (SPB 6. .2)

2. Jelaskan tiga jalur ontogenik embrio pada kultur mikrospora 3. Jelaskan penyebab terjadinya

albinisme pada kultur mikrospora

4. Mengapa plantlet hasil kultur mikrospora tidak selalu haploid

5. Jelaskan aplikasi praktis kultur rnikrospora

1; 2; 3

1

1. Menjelaskan kondisi fisiologis tanaman donor pada pembentukan pollen dimorfisme,

2. Menjelaskan peranan stadium perkembangan mikrospora pada induksi ernbryogenesis rnikrospra

Kuliah OHP

1. Jelaskan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi pollen dimorfisme

2. Jelaskan pentingnya stadium perkembangan mikrospora pada induksi embryogenesis

(23)

1 2 3 4 5 6 7

Penutup

3. Menjelaskan peran praperlakuan stres dan medium kultur pada induksi embryogenesis rnikrospora. 4. Menjelaskan teknik induksi

embryogenesis mikrospora Memberitahukan kepada mahasiswa materi kuliah berikutnya (TIK 7)

3. jelaskan perubahan-perubahan sitologis yang terjadi pada mikrospora yang dihadapkan pada stres 4. Jelaskan cara induksi

(24)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) VII

A. 1. Pokok Bahasan : Kultur Protoptas 2. Perternuan ke : 11 - 12 (2 jam). B. Sub Pokok Bahasan:

7.1. Isolasi dan Kultur Protoplas 7.2. Fusi Protoplas

C. Matriks Pembelajaran:

1 2 3 4 5 6 7

1. Menjelaskan permasalahan yang dihadapi pada isolasi protoplas

Kuliah OHP

1. Sebutkan dan jelaskan permasalahan yang dihadapi pada isolasi protoplas

(25)

1 2 3 4 5 6 7

Penutup

2. Menjelaskan prinsip kerja isolasi protoplas secara mekanik dan ensimatik serta faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultur protoplas.

3. Menjelaskan manfaat dan protoplas Memberitahukan kepada mahasiswa materi kuliah berikutnya (SPB 7. .2)

2. Jelaskan prinsip kerja isolasi protoplas secara ensimatik 3. Jelaskan manfaat dan

protoplas

1

Penutup

1. Menjelaskan tatacara pemilihan protoplas sebagai pasangan fusi 2. Menjelaskan proses induksi fusi

protoplas dengan fusogen kimia dan medan listrik

3. Menjelaskan cara identifikasi dan kultur protoplas hasil fusi

4. Menjelaskan keuntungan dan kerugian silangan somatik melalui fusi protoplas. Memberitahukan kepada mahasiswa nateri kuliah berikutnya (T1K 8)

Kuliah OHP

1. Jelaskan mengapa perlu dilakukan pemilihan protoplas untuk pasangan fusi

2. Sebutkan dan jelaskan

tahapan fusi protoplas dengan medan listrik

3. Jelaskan bagaimana inengidentifikasi protoplas basil fusi

4. Jelaskan keuntungan dan kerugian silangan somatic

(26)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) VIII

A. 1. Pokok Bahasan : Mikropropogasi 2. Perternuan ke : 13 (1 jam).

B. Sub Pokok Bahasan : 8.1. Mikropropagasi C. Matriks Pembelajaran:

1 2 3 4 5 6 7

8. 1 Pendahuluan Penyajian

1

Menayangkan TIK Rinci, menjelaskan konsep mikropropagasi

1. Menjelaskan tahapan pemilihan sumber eksplan untuk mikropropagasi

Kuliah OHP

1. Jelaskan bagian tanaman yang memenuhi syarat sebagai

sumber eksplan, bagaimana cara mendapatkannya

(27)

1 2 3 4 5 6 7

Penutup

2. Menjelaskan tahapan sterilisasi, isolasi dan inisiasi eksplan

3. Menjelaskan tahapan multiplikasi propagul 4. Menjelaskan tahapan produksi plantlet 5. menjelaskan tahapan aklimatisasi

2. Tahap inisiasi pada mikrospropagasi meliputi apa saja, jelaskan’ 3. Jelaskan mengapa tanaman hasil kultur jaringan perlu di akilmatisasi

(28)

SATUAN ACARA PENGAJARAN (SAP) IX

A. 1. Pokok Bahasan : Problematika pada Kultur In Vitro 2. Perternuan ke : 14 (1 jam).

B. Sub Pokok Bahasan : 8.1. Problematika pada Kultur In Vitro C. Matriks Pembelajaran:

1 2 3 4 5 6 7

9.1 Pendahuluan

Penyajian

1

Menayangkan TIK Rinci, menjelaskan permasalah yang dihadapi pada kultur jaringan secara umum.

1. Menjelaskan masalah kontaminasi dan cara penanggulangannya

Kuliah OHP

1. Jelaskan penyebab timbulnya kontaminan dan cara

penanggulangannya

(29)

1 2 3 4 5 6 7

Penutup

2. Menjelaskan masalah pencoklatan pada kultur in vitro dan cara penanggulangannya

3. Menjelaskan masalah vitrifikasi pada plantlet in vitro dan cara

penanggulangannya

2. Jelaskan mengapa pada medium disekitar eksplan sering timbul pencoklatan 3. Jelaskan penyebab terjadinya