KULTUR JARINGAN TANAMAN.

(1)

(2)

KULTUR

JARINGAN

TANAMAN

Dr. Fauziyah Harahap, M.Si

(3)

KULTUR JARINGAN TANAMAN

Penulis: Dr. Fauziyah Harahap, M.Si.

Penata letak: Muhammad Yunus Nasution Perancang sarnpul: Aulia Grafika

Penerbit UNIMED Gedung Lembaga Penelitian Lantai I

]I. Willem Iskandar, Pasar V Kocak Pos 1589- Medan 20221 Telp. (061)6613365 Fax. (061)6614002

Contact person: M.Rizal 0811 60 4291 Enron 0813 6134 1334

Cetakan pertarna: Desember 2011

ISBN 978-602-8848-58-9

Dicetak oleh: Perdana Mulya Sarana jl. Sosro No. 16A Medan 20224

Telp. 061-7347756, 77151020 Faks. 061-7347756 Email: asrulmedan @gmail.com

(4)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT pencipta alam semesta dan merupakan surnber dari segala sumber ilmu, atas izin dan kehendakNya naskah buku teks yang berjudul "KULTUR JARINGAN TANAMAN" ini dapat diselesaikan

Naskah buku teks ini disusun benujuan untukmemerjernahkan, merangkurn, dan mensosialisasikan penelitian yang telah penulis lakukan, juga berbagi pengalaman selarna penulis mengelola dan meneliti beberapa tanaman di laboratoriurn kultur jaringan YAHDI serta pengalaman penulis selama mengajar mata kuliah Kultur Jaringan sejak tahun 2006 hingga sekarang.

Buku inijuga ditujukan untuk penambahan wawasan khususnya untuk kepentingan perkuliahan mahasiswa dan bahan bacaan bagi peminat lainnya. Naskah buku ini relah mulai disusun sejak tahun 2007 hingga sat ini sudah beberapa kali dilakukan penyempumaan. Melalui Kompetisi HIBAH BUKU TEKS penulis mendapatkan kesempatan mewujudkan buku ini.

lsi buku ini terdiri dari Pendahuluan, Desain Laboratorium, Media Kultur Jaringan, Konsep Horman, Pernuliaan Tanamansecara/n Virro, Variasi Somaklonal, Metabolic Sekunde:t; Pelestarian Plasma Nutfah In Vitro dan Aklimatisasi Tanaman Hasil Kultur Jaringan, Kultur Jaringan Manggis, yang mana dalam setiap Bab nya berisi hasil penelitian, pengalaman penulis selama melakukan penelitian, studi literatur dan perkuliahan.

lsi Buku ini disesuaikan dengan materi perkuliahan KULTURJARINGAN TANAMAN serta perkembangan ilmu saat ini. Mudah mudahan buku ini dapat bermanfaat bagi pengguna, khususnya mahasiswa dan peminat lainnya. Kritik dan saran sangat penulis harapkan untuk kesempurnaan isi Buku Teks ini.

v

Medan, 30 Juli 2011

(5)

DAFTAR lSI

Halaman

Kata Pengantar . . . ... .... .. . . ... .. . . .. . . .. . . v

Daftar lsi . . . vi

BAB I BAB II BAB III BAB N BAB

V

BAB VI BAB VII : PENDAHULUAN . . . .. . . ... .. . . 1

: LABORATORIUM KULTUR JARINGAN ... 13

: MEDIA KULTUR JARINGAN ... ... .. . . .. . 34

: KONSEP HORMON ... 61

: PEMULIAAN TANAMAN SECARA IN VITRO . .. . . ... .. . 91

: KERAGAMAN SOMAKLONAL... 126

: PRODUKSI SENYAWA METABOUT SEKUNDER ... 139

BAB VIII : PELESTARIAN PLASMA NUTFAH PADA KULTUR IN VITRO... 146

BAB IX : AKLIMATISASI TANAMAN HASIL KULTUR IN VITRO... 154

BAB X : KULTUR JARINGAN TANAMAN MANGGIS... 160

DAFTAR PUS TAKA ... .. ... ··· 164

INDEKS ... 171

CURRICULUM VITAE... 173

(6)

BAB I

PENDAHU LUAN

Kompetensi Dasar:

1. Mampu mendeskripsikan teori sel yangmerupakan dasar kultur jaringan.

2. Mampu menjabarkan konsep "Totipotensi sel". 3. Mampu menganalisis kegunaan kultur jaringan. 4. Mampu meneskripsi pembagian teknik kultur jaringan.

Perkembangan ilmu Biologi akhir akhir ini sangat pesat dan sejajar dengan bidang- bidang lainnya seperti telekomunikasi dan komputer. Dengan prinsip dasar pemanfaatan sistem biologi pada level sel a tau bagian-bagian sel untuk menghasilkan produk yang diperlukan, maka muncullah cabang ilmu biologi terapan yang disebut kultur jaringan.

Kultur jaringan merupakan terjemahan dari Tissue c ulture. Tissue

dalam bahasa Indonesia adalah jaringan yaitu sekelompok sel yang mem-punyai fungsi dan bentuk yang sama, Culture diterjemahkan sebagai kultur atau pembudidayaan. Sehingga kultur jaringan diartikan sebagai budidaya jaringan/ sel tanaman menjadi tanaman utuh yang kecil yang mempunyai sifat yang sama dengan induknya.

Street (1977) mengemukakan terminologi, Plant tissue culture is generally used for the aseptic culture of cells, tissues, organs, and their components under defined physical and chemical condition

in vitro.

Atau: Kultur Jaringan adalah kultur aseptik dari sel,jaringan, organ, atau bagian lain yang kompeten untuk dikulturkan dalarn komposisi kimia tertentu dan keadaan lingkungan terkendali.

Thorpe (1990) rnelanjutkan definisi tersebut, Plant cell! tissue culture, also referred to as in vitro, aseptik, or sterile culture is an important tool in both basic and applied studies as well as in commercial application.

(7)

2 KULTUR JARINGAN TANAMAN

Artinya, kultur jaringan dapat didefenisikan sebagai metode untuk mengisolasi bagian tanaman seperti protoplasma, sel, sekelompok sel, jaringan dan organ dan menwnbuhkannya dalam media yang tepat dan kondisi aseptik, sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman lengkap.

Kadang kala kultur jaringanjuga disebut sebagai kultur in vitro, mengapa demikian ? , jika kita tarik dari definisi masing-masing kata yaitu: berasal dari in vitro culture. Culture diterjemahkan sebagai kultur (pembudidayaan, budidaya), in diterjemahkan sebagai didalam, vitro berasal dari kata vitrus, yang artinya gelas kaca, transparan, sehingga kultur in vitro adalah budidaya sel, jaringan pada tabung kaca

Yang menjadi penanyaan adalah, mengapa sel a tau jaringan a tau bagian-bagian tanaman tersebut dapat beregenerasi menjadi individu! tanaman utuh ? , sememara di awalnya hanyalah sebuah set a tau sepotong jaringan ? adakah sesuatu yang tersimpan yang dimiliki sebuah sel sehingga sel tersebut dapat beregenerasi menjadi tumbuhan utuh ? .

Keadaan ini dapat terjadi karena adanya kemampuan totipotensi pada sell jaringan. Totipotensi sel adalah kemampuan total suatu sel untuk dapat meregenerasikan dirinya menjadi individu! tanaman utuhjika ditempatkan pada media dan kondisi yang tepat. Pertanyaan lanjutan akan muncul, yaitu mengapa kemampuan total ini dapat dibangun atau dimiliki oleh sel dan sel dapat ber-egenerasi? Hal ini tentulah dikarenakan sel terse but memiliki rnateri/ substansi genetik (DNA).

Kemampuan totipotensi ini belum sepenuhnya berlangsung sukses pada hewan dan manuasia. Sampai saat ini pada sel hewan keberhasilan baru pada tahap ploripotensi, walaupun kita ketahui bersama bahwa "Dolly and Dolly'' hasil kloning berhasil sukses diciptakan namun ada beberapa hal yang perlu dicatat dari eksperimen tersebut, bahwa sel-sel yang digunakan sebagai sumber eksplan untuk menciptakan Dolly adalah bersumber dari sel-sel germinal (sel-sel-sel-sel yang berhubungan dengan sel-sel kelarnin), tepatnya dari sel kelenjar mammae, bukan dari sel somatic, hal lain

yang

dapat dicatat adalah bahwa kesuksesan terse but tidak bertahan lama seperti halnya jika kita meng-kulturkan sel-sel tumbuhan yang kemudian kita akan dapat menghasilkan tumbuhan utuh dan dapat diperbanyak.

(8)

KULTUR JARINGAN TANAMAN

3

diri dalam jumlah besar; namun belum dapat berdifrensiasi lebih lanjut, kecuali jika sumber jaringan tersebut berhubungan dengan sel-sel germinal, seperti kasus domba Dolly yang berasal dari kelenjar mammae.

Teori dasar dari kultur jaringan adalah apa yang diusulkan oleh Gottlieb Habe rlandt dari German Acade my of Sciense pada tahun 1902 dengan eksperimen yang dilakukan dengan "Kultur sel tunggal" yang diisolasi dari sel vegeratif, hingga penelitian berhasil. Haberlandt disebut sebagai Bapak Kultur jaringan (Father of plant tissue culture)

Penelitian dilanjutkan oleh pioneer-pioneer seperti White (1963), Bhojwani (1983), Robb (1922) yang berhasil mengkulturkan ujung akar tomat yang masih sangat meristematis.

Tehnik kultur jaringan ini berkembang didasarkan pada penelitian-penelitian Scheilden dan Schwann temang kompetensi sel secara total yang disebut totipotensial. Scheildein (1833) dan Schwann (1839) mengatakan, sel merupakan unit dari structural dan fungsional dari organisme yang dapat berkembang secara otonorni. Teori ini di uji coba oleh Voching (1878) pada induksi kalus dan akhimya kalus dapat beregenerasi, tumbuh ke bagian atas membemuk tunas dan ke bagian bawah membentuk akar (bipolar)

Kultur jaringan a tau budidaya jaringan merupakan awal revolusi dalam bioteknologi, dan disebur sebagai pionir/ cikal bakal munculnya bioteknologi lanjutan seperti transfer gen dsb. Kloning pada anggrek merupakan sukses yang penama, dimana satu mata tunas yang ditanam dengan media cair dan penggojokan dapat menghasilkan 10 jura tanaman anggrek yang seragam dalam waktu 1 tahun.

Kultur in vitro banyak digunakan untuk melanjutkan a tau memperbaiki metode pemuliaan tradisional/konvensional dan untuk melakukan modifikasi terhadap tanaman dan perbaikan tanaman.

(9)

4

KULTUR JARINGAN TANAMAN

yang telanjang, yang dinding selnya dihilangkan secara enzymatis dengan selulase dan pektinase, maka budidaya jaringan maju selangkah lagi, yaitu dengan berhasilnya mengadakan fusi protoplas dengan bantuan zat-zat kimia antara lain Poll Etilen Glikol (PEG) atau arus lisnik, maka terjadilah apa yang disebut Somatik Cross.

Beberapa hasil somatic cross yang telah berhasil yaitu: Pomato, suatu silangan an tara kentang (Potato) dan to mat (Tomato). Silangan yang masih berupa jaringan, diperoleh an tara kedele dengan jagung, an tara kedele dengan padi.

Belum tuntas penelitian mengenai fusi protoplas, budidaya jaringan telah maju selangkah lagi, yaitu dengan keberhasilan para ilmuan menghasilkan metabolit sekunder. Metabolit sekunder yang pertama dihasilkan adalah metabolit berberin dari Copti.s japonica, diikuti dengan metabolit lainnya. Ban yak hal dapat dilakukan dengan menggunakan tehnik kultur jaringan antara lain :

1. Membuat perbanyakan tanaman. Dengan menggunakan tehnik in vitro ini kita dapat menghasilkanjumlah tanaman yang berlipat ganda dalam waktu singkat, seragam, bermutu handal. Beberapa penelitian telah dilakukan oleh Harahap (200Sa, 2006a, 2007) pada perbanyakan tunas in vitro tanaman manggis (Garcinia mangostana L.) dengan berbagai modifikasi ZPT dan pola pemotongan eksplan

yang

berbeda dan menunjukkan keberhasilan.

(10)

KUl TUR JARINGAN TANAMAN 5

Media MS MS + Arang Aktif 0,5 g/1 MS + Arang Aktif 1 g/1

MS+A.A 1,5gll MS+AA 2gll MS+AA 3gll

Penggunaan air kelapa pada kultur in vitro juga dapat memacu terbentuknya anakan pada nenas in vitro, namun konsentrasi yang terlalu tinggi dapat menghambat pembentukan tunas anakan.

MS MS +Air Kelapa (AK) 5% MS +A K 10% MS+AK15%

Pada media MS, tanaman nenas tumbuh seperti biasa, tunas/anakan tidak terlalu banyak. Pada media MS +Air Kelapa 5%, tunas/anakan yang tumbuh terlalu rapat. Pada media MS +air kelapa 10%, pertumbuhan tunas lebih banyakdan Iebih segcu: Dan pada media MS +air kelapa 15%, tidakdijumpai adanya tunas/anakan sama sekali dan pertumbuhan nenas juga kurang baik.

(11)

6 KULTUR JARINGAN TANAMAN

menjadi 46 kromosom dengan mengguna.kan

larutan

kolkhisin,juga ditemt.ikan sel-sel yang memiliki dua inti, pembesaran inti dan lain-lain. Harahap (1998), juga menemukan penggandaan jurnlah kromosom akar bawang merah akibat perlakuan kolkhisin dengan dosis tertentu.

a. Sel kacang hijau dengan jumlah kromosom=23, b. kromosom mengalami kelipatan,

c.d. sel menuju pembelahan

4. Mendapatkan tanaman haploid dan double haploid melalui kultur an-ther. Iswari (2000) mendapatkan tanaman padi haploid yang berasal dari anther padi. Suharsono dan Muswita (2004) mendapatkan tanaman cabe haploid yang berasal dari anther cabe.

5. Polinasi yang dilakukan secara in vitro, untk mengatasi em brio- em brio yang secara normal sering mengalami gugur ( abortit).

6. Mendapatkantanamanyangmemilikivariasisomaklonal,dengan mengguna.kan zat pengatur tumbuh atau perlakuan fisik. Harahap (2005a) dengan menggunakan teknik induksi mutasi dengan radiasi si nar gamma mampu meningkatkan variasi genetik tanaman manggis (Garcinia mangostana L.) dan telah dilakukan analisis perubahan I pertumbuhan (Harahap, 2003; 2005a) serta telah didapat lethal dosis 50% (Harahap, 2005b), anal isis perubahan genetikyang dianalisis dengan penanda isozim (Harahap, 2005a; Harahap, 2006b), respon pertumbuhan, perubahan morfologi, perubahan histologi, Harahap, 2006c, 2006d).

(12)

KULTUR JARINGAN TANAMAN 7

8. Sebagai alat untuk Bioteknologi dalam transfer gen-gen tertentu. Kultur jaringan sangat mutlak dibutuhkan, karena dalam setiap transfer gen tertentu, maka mau tidak mau harus melibatkan tahapan kultur jaringan karena pelaksanaan hampir seluruh kegiatan transfer gen semuanya diintegrasikan ke jaringan/ sel tanaman, setelah itu diJakukan pengamatan apakah gen yang ditransfer terintegrasi ke jaringan tanaman terse but dan selanjumya bagaimana ekspresi gen tertentu tersebut padajaringan tanaman itu.

Dalam pelaksanaan metode kultur jaringan syarat-syarat tertentu harus dipenuhi. Syarat pokok adalah laboratorium dengan segala sarana dan prasarana serta fasilitasnya. Laboratorium harus menyediakan alat-alat kerja, seperti autoklap, laminar air flow cabinet, kompor; panci-panci, meja, botol-botol, alat alat tanam dan lain-lain. Kondisi yang tercipta harus aseptik, sarana pendukung lainnya seperti air; listrik dan bahan bakar minyak atau gas harus ready stock.

Untuk melaksanakan tehnik kultur jaringan ini, para pelaksananya harus merniliki Jatar belakang ilmu - ilmu dasar tertentu seperti botani, fisiologi tumbuhan, kimia dan fisika. Untuk penelitian yang berafiliasi kearah terapan, dibutuhkan pengetahuan ilmu ilmu lainnya, seperti biokimia, mikrobiologi, sitologi, histologi, bioteknologi (Suryowinoto, 1994). Para peneliti yang ber-kecimpung dibidang ini dituntut memiliki ketekunan dan kesabaran yang tinggi serta dapat bekerja secara serius dan intensif.

Perbanyakan dengan menggunakan tehnik kulrur jaringan, sangat diperlukan pada tanaman-tanaman yang (Gunawan 1992, Wattimena 2000, Harahap, 2008):

1. Memiliki persentase perkecambahan biji sangat rendah. Dengan bantuan ZPT tertentu hal ini dapat diatasi.

2. Tanaman hibrida yang berasal dari tetua yang tidak steril

3. Hibrida - hibrida yang unik. Hibrida ini merupakan sumber daya genetik untuk kelengkapan koleksi sumber plasma nutfah.

4. Tanaman langka, dilakukan perbanyakan normal dengan kultur sel, kalus, tunas atau dengan mengkombinasikan perlakuan dengan batang bawah dari tanaman lain yag memiliki kecepatan tumbuh jauh lebih cepat sehingga memungkinkan diperoleh percepatan pelestarian pohon unik dan langka tersebut

(13)

8

KUL TUR JARINGAN TAN AM AN

Keuntungan lain dari penggunaan tehnik ini adalah, didapatkannya tanaman dalamjumlah banyak dalam waktu yang singkat, beberapa peneliti telah mendapatkan hasil yang berbeda secara significant dengan menggunakan tehnik ini, didapatkan jumlah tanaman yang beribu -ribu, dimana jumlah sedemikian tidak mungkin dapat dicapai dengan perbanyakan secara konvensional.

Hanya saja dengan tehnik ini terdapat juga faktor pembatas seperti, tenaga kerja, fasilitas yang terbatas, dan terdapatnya kontaminasi. Dalam pelaksanaan metode kulrur jaringan ini, semua kegiatan dilakukan di dalam laboratorium sehingga sangat diperlukan sterilitas yang tinggi.

Seleksi tanaman merupakan kegiatan pertanian yang telah ada sejak manusia mulai mengadakan budidaya pada tanaman. Seleksi tanaman dengan segala tujuannya (mengeliminir penyakit, meningkatkan basil, variasi somaklonal, transfer gen tertentu dan lain-lain) jika dilakukan secara konvensioal, memerlukan jumlah tanaman yang sangat banyak, lahan yang luas, memerlukan pemeliharaan yang intensif dan memerlukan waktu yang lama.

Namun dengan adanya kultur jaringan ini, diperoleh tanaman yang memiliki sifat sesuai keinginan kita, misalnya bebas penyakit, mempunyai hasil tinggi, bervariasi secara genetik, dapat kita hasilkan dalam waktu yang lebih sing kat.

Walaupun banyak tanaman dapat diregenerasikan namun masih banyak tanaman, terutama tanaman tropik, belum sepenuhnya dapat dimengerti mekanisme regenerasinya sehingga masih ada kendala dalam regenerasinya dan sampai saat ini masih terus dilakukan penelitian untuk hal ini, dengan berdasar pada percobaan terdahulu yang memberi latar belakang yang sistema tis untuk pemecahan masalah.

Beberapa teknik Kultur Jaringan yang sudah kita kenai saat ini adalaha: 1. Kultur Organ (Organ Culture) : Kultur yang menggunakan sumber eksplan adalah organ tanaman, seperti: akar, batang, daun, pucuk, tunas aksilar, aksilar, embrio.

2. Kultur Kalus (Callus Culture) : kalus adalah kumpulan sel yang

a mort,

kumpulan sel yang bel urn berdifrensiasi lanjut. Kultur kalus merupakan kultur yang terdiri dari sel-sel yang belum terorganisir, terdiri dari sel dan jaringan parenkim.

3. Kultur Suspensi sel (Suspension Culture) : Kultur sel bebas a tau kumpulan sel yang ditempatkan pada media cair, dan dishaker (digojok) dengan kecepatan tertentu. Eksplan awal untuk kultur sel biasanya adalah kalus.

(14)

KULTUR JARINGAN TANAMAN 9

Untuk keperluan hibridisasi somatik, maka difusikan dua macam protoplas intraspesifik ataupun imerspesifik

5. Kulrur Anther : yairu kultur yang berasal dari anther sebagai sumber eksplan (alat reproduktif) tanaman.

6. Kultur Ovul: yaitu kulturyang berasal dari ovul sebagai sumber eksplan (alat reproduktif) tanaman.

7. Kultur em brio. Kultur yang sumber eksplannya adalah embrio tanaman. 8. Dan lain lain

Seleksi tanaman merupakan kegiatan pertanian yang telah ada sejak manusia mulai mengadakan budidaya pad a tanaman. Seleksi tanaman dengan segala tujuannya (untuk mengeliminir penyakit, meningkatkan hasil, variasi somaklonal, transfer gen tertentu dan lain-lain) jika dilakukan secara konvensional, memerlukanjumlah tanaman yang sangat banyak, lahan yang luas, memerlukan pemeliharaan yang intensif dan memerlukan waktu yang lama.

Namun dengan adanya kultur jaringan ini, diperoleh tanaman yang memiliki sifat sesuai keinginan kita, misalnya bebas penyakit, mempunyai hasil tinggi, bervariasi secara genetik, dapat kita hasilkan dalam waktu yang lebih singkat.

Pertanyaan:

1. Isrilah Tissue Culture biasa diartikan sebagai kultur jaringan. Dimana kultur jaringan ialah :

a. Menghasilkan tanaman baru yang berbeda dengan induknya b. Membudidayakan tanaman yang masih kecil

c. Budidaya jaringan/sel tanaman menjadi tanaman utuh yang kecil yang mempunyai sifat yang sama dengan induknya

d. Budidaya sel danjaringan baru yang dihasilkan dari tanaman yang hampir punah tetapi ada perbedaan sifat yang dihasilkan

(kunci jawaban : C, tipe soal C₂)

2. Contoh kultur yang menggunakan bahan eksplan dari Ia pang untuk inisiasi disebut dengan :

a. Kultur kalus b. Kultur organ c. Kultur haploid d. Kultur protoplasma

(15)

10 KUL TUR JARINGAN TANAMAN

3. Banyak hal dapat dilakukan dengan menggunakan teknik kulrur jaringan antara lain kecuali :

a. Membuat perbanyakan tanaman b. Memacu pertumbuhan

c. Memanipulasi jurnlah kromosom, dengan zat ldmia

d. Tidak mempercepat tanaman dalam pertumbuhan dan perkembangan (Kunci jawaban : D, ripe soal C₂)

Test Essay:

1. Kultur jaringan merupakan terjemahan dari Tissue culture. Tuliskan pengertiannya.

2. Mengapa perbanyakan dengan menggunakan tehnik kultur jaringan sangat diperlukan pada tanaman ?

3. Dengan menggunakan rehnik kulrur jaringan, banyak hal dapat dilakukan, tuliskan minimal 5 hal yang dapat dilakukan dengan rehnik ini.

GLOSARIUP1

Kultur jaringan:

Budidayajaringan/sel tanaman menjadi tanaman utuh yang kecil yang mempunyai sifat yang sama dengan induknya

In vitro:

Dari bahasa Latin, berani "di dalam kaca" adalah isrilah yang dipakai dalam biologi untuk menyebutkan kultur suatu ill, jaringan, a tau bagian organ tenentu di dalam laboratorium

Totipotensi:

Kemampuan total suatu sel untuk dapat meregenerasikan dirinya menjadi individu/tanaman untuhjika ditempatkan pada media dan kondisi yang tepat

Ploripotensi:

Sel-sel yang dapat berdiferensiasi menjadi semuajenis sel dalam tubuh, namun tidak dapat membentuk suatu organisme baru

Kloning:

Proses menghasilkan individu-individu dari jenis yang sama (populasi) yang identik secara genetik

Sel germinal:

(16)

KULTUR JARINGAN TANAMAN 11

Sel somatik:

Semua jenis sel yang membenruksuaru organisme, kecuali sel garnet organisme terse but

Regenerasi:

Menumbuhkan kembali bagian tubuh yang rusak atau lepas

Meristematis:

Jaringan yang sel-selnya selalu membelah serta belum berdifferensiasi

Embrio:

Hasil peleburan sel kelarnin jantan dan betina, missal: eukariota diploid multisel dalam tahap paling awal dari perkembangan.

Protoplas:

Sel (tanaman) yang telah kehilangan dinding selnya

Enzim:

Biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik

Selulas e:

Nama bagi semua enzim yang memutuskan ikatan glikosidik beta-1,4 di dalam selulosa, sedodekstrin, selobiosa, dan turunan selulosa lainnya

Pektinas e :

Enzim yang digunakan dalam proses degradasi molekul pektin (sejenis kompleks polisakarida)

Metab o lit sekunder:

Senyawa metabolit yang tidak esensial bagi perrumbuhan organism terse but dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau berbeda-beda antara spesies yang satu dan lainnya

Kromosom:

Struktur di dalam sel berupa deret panjang molekul DNA dan berbagai protein terkait seperti histon dan faktor transkripsi yang terdapat pada beberapa deret, yang merupakan informasi genetik suatu organisme.

Kolkhisin:

Alkaloid toksik dan karsinogenik yang diperoleh dari ekstrak tumbuhan Colchicum autumnale dan beberapa anggota suku Colchicaceae lainnya

Asenaphthen:

Hidrokarbon polisiklik aromatik (PAH) yang terdiri dari naftalena dengan etilen

Endos perm:

(17)

12 KUL TUR JARINGAN T ANAMAN

Haploid :

Kond.isi (individu) denganseparuhjwnlah genomsel nonnal (sel somatiknva); biasa dilambangkan dengan x

=

n.

Polinasi:

Jatuhnya serbuk sari pada permukaan putik (kepala putik).

Variasi genetik:

Variasi yang terjadi pada bahan genetik, umumnya terekspresi pada fenotif

Histologi :

Bidang biologi yang mempelajari tentang struktur jaringan secara detail menggunakan mikroskop pada sediaan jaringan yang dipotong tipis.

Isozim:

(18)

BAB II

LABORATORIUM

KULTUR JARINGAN

Kornpetensi Dasar :

1. Mampumenggarnbarkan ruangan yang terdapat di dalarn laboratoriurn kultur jaringan

2. Marnpu menuliskan alat-alat yang terdapat dalarn berbagai ruangan laboratoriurn kultur jaringan.

3. Marnpu rnendeskripsikan penggunaan alat pada teknik kultur jaringan

Laboratorium kultur jaringan menumut aseptisitas yang sangat tinggi. Seluruh tahapan/ prosedur teknik kultur jaringan juga harus dalam kondisi aseptic. Oleh karena itu seluruh ruangan didalarn laboratoriurn hendaknya dalam keadaan aseptik, terutarna ruangan kultur a tau inkubasi harus dalam kondisi benar-benar aseptic. Pada ruangan kultur seluruh tanarnan hasil perbanyakan/ hasil perlakuan ditumbuhkan.

Laboratoriurn kultur jaringan sebaiknya dibangun pada daerah yang rnemiliki udara bersih,jauh dari debu dan polutan lainnya, hal ini untukrnengelirninir terjadinya kontarninasi. Oleh karena itu biasanya bangunan ini dibuat diternpat jauh dari kerarnaian. Bangunan laboratorium sebaiknya rnerniliki pernbagian ruangan yang teratur sehingga setiap aktivitas yang berbeda dilakukan pada ruang yang berbeda, tetapi seluruh ruangan harus saling berhubungan.

Ruangan-ruangan pada laboratorium kultur jaringan rnenghendaki beberapa ruangan standart, narnun dalarn kenyataannya selalu dilakukan rnodifikasih dan hal ini sudah dilakukan oleh penulis dalam rnendesain beberapa laboratorium kultur jaringan. Dibawah ini adalah beberapa ruangan yang hams ada dalarn sebuah laboratorium kultur jaringan:

1. Ruangan Analisa

(19)

14 KUL TUR JARINGAN TANAM AN

2. Ruangan Sterilisasi 3. Ruangan Preparasi 4. Ruangan Stok

5. Ruangan lsolasi/Transfer 6. Ruangan Kultur

1.

Ruan gan Analis a/ Ruangan S erba G una

Ruangan ini biasanya digunakan untuk tern pat menganalisis, mengamati mendiskusikan hasil perlakuan terhadap eksplan yang telah ditanam terdahulu. Hasil perlakuan yang telah dilakukan terhadap eksplan tertentu perlu diamati untuk melihat perbedaannya dan untuk membandingkannya dengan keadaan awal eksplan sewaktu ditanam. Oleh sebab itu dibutuhkan alar- alar dan ruangan untuk analisa lebih lanjut.

Nat- alat dan bahan yang ada diruangan analisa, antara lain adalah 1). Gambar- gambar informasi tentang kultur jaringan, 2). Bahan-bahan media: (di dalam lemari), 3). Alat- alat yang dibutuhkan untuk pengamatan hasil kultur jaringan (mili meter blok, jangka sorong, mistar) biasanya disimpan di lemari. Didalam ruangan ini urnurnnya terdapat :

Mikroskop

Object glass dan cover glass Microtome dan perlengkapannya Loupe

Untuk kebutuhan yang lebih tinggi/canggih, alat-alat yang berhubungan dengan pengamatan DNA juga diperlukan seperti : inkubator/water bath, lemari es, sentrifuge, elektroforesis, pipet mikro dengan berbagai ukuran, eppendorf 1,5

mJ

dan 25 j.Ll, ujung tip dengan berbagai ukuran dan perlengkapan pengamatan (larutan etidium bromide), kamera fo ro folaroid tipe tertentu atau komputer yang dilengkapi dengan kamera khusus untuk pengamatan DNA.

2 . Ruangan Sterilisasi

Ruangan sterilisasi adalah ruangan tempat dimana seluruh alat kultur jaringan dibersihkan. Sebaiknya ruangan sterilisasi dibagi dua bagian, yaitu

ruangan pertama digunakan untukmensterilkan alat-alatyang tidak terkontaminas~

(20)

KULTUR JARINGAN TANAMAN 15

Unruk mensteriJkan alat-alat/ botol yang terkontaminasi haruslah dipisahkan ruangan dan peralatan yang digunakan. Pada laboratorium berskala besar, ruangan ini dilengkapi dengan autoklafyang khusus digunakan unruk mensterilkan botol yang terkontaminasi,jadi botol-botol yang berisi tanaman yang terkontaminasi terlebih dahulu di autoklaf sebelum dicuci secara bersih di westafel.

Pengalaman penulis selama melakukan penelitian, alat -alar yang digunakan untuk mencuci botol yang terkontaminasi haruslah dibedakan/dipisah dengan alat untuk mencuci botol yang tidak terkontaminasi, baik kain pencuci, batang kayu dan wadahnya.

Jika kita tidak memiliki autoklaf dalamjum1ah banyak, kondisi ini dapat diatasi dengan cara memisahkan rempat dan alat pencucian botol terkontaminasi dengan borol yang tidak terkontaminasi. Penga1aman menunjukkan botol terkomaminasi harus dicuci 2 kali untuk memastikan botol benar-benar bersih sebelum dilanjutkan dengan mengautoklafnya.

Pembagian ruangan sterilisasi dapatjuga dengan cara sebagai berikut:

Kamar mandi, digunakan unruk tempat pencucian botol yang terkontarninasi.

Ruangan yang merniliki westafel, untuk tern pat pencucian alat- alat yang bersih

Alat dan bahan yang harus ada pada ruangan ini antara lain: alat pencuci botol seperti kain! sabut pencuci, sikat gigi, sikat panjang, batang kayu (untuk mencuci botol besar), autoclaf.

Autoclaf ada beberapajenis, autoklaf sederhana dengan sumber listrik dan dengan kompor gas dan autoklaf programmable. Autoklafjenis ini memiliki perangkat pengukur tekanan dan timer untuk mengukur waktu.

Gam bar 1: Proses sterilisasi tahap pertama dengan mencuci

menggunakan detergen dan air mengalir,

(21)

16

3 . Ruangan Pr eparasi

Ruangan preparasi adalah ruangan yang digunakan untuk mempersiapkan eksplan, membuat media dan hallainnya. Pada ruangan ini dibutuhkan fasilitas, seperti meja untuk mempersiapkan bahan tanaman, untuk meletakkan alat-alat. Ruang persiapan dibutuhkan untuk :

Mempersiapkan/ membuat media kultur jaringan Mempersiapkan dan mensterilisasi eksplan dari lapang yang akan digunakan

Tempat mencuci alar pembuatan media

Tempat penyimpanan alat - alat gelas.

Tempat penyimpanan zat kimia, media kultur jaringan.

Gam bar 3. Bahan-bahan kimia yang diperlukan untuk pembuatan media kultur jaringan

[image:21.595.33.388.41.533.2]

(22)

[image:22.595.29.382.34.348.2]

KUL TUR JARINGAN TANAMAN 17

Gambar 5. Tempat membuat media, seluruh bahan dicampur ditempat ini

Gambar 6. Berturut-turut: a) Eksplan asam kandis yang sedang dipersiapkan umuk disterilisasi, b) Sterilisasi eksplan: mencuci eksplan dengan detergen, c). Tahapan lanjut sterilisasi dengan bak-rerisida dan fungisida. (seluruhnya dilakukan pada ruang preparasi)

Alat - alat kultur jaringan yang umumnya terdapat dalam ruangan preparasi ini adalah :

1. Alat gelas standard:

Beaker glass dengan berbagai ukuran, misalnya: 100 ml, 500 ml Gelas ukur: 10 ml, 25 ml, 50 ml, 100 ml, 500 ml, 1000 ml. Pipet tetes

Pipet dengan berbagai ukuran

Erlenmeyer: 100 ml, 500 ml, 1000 ml. Petridish.

Pipet mikro

(23)

18

KUL TUR JARINGAN TANAMAN

2. Alat tanam yang telah bersih: gunting, pinset, pisau, spatula, petri dish, skalpel dll.

3. Spatula

4. Timbangan analitik

5. Lemari es: untuk menyimpan larutan stok, vitamin dan zat pengatur tumbuh.

6. Hot plate dengan magnetik stirrer 7. Larnpu bunsen

8. Oven/Incubator

9. pH meter (pH meter manual a tau digital) atau kertas indikator. 10. Autoklaf

11. Panci 12. Alat pencuci

13. Rak piring kecil untuk pengeringan alat

14. Lemari, tempat alat-alat, bahan kirnia dan alat lain seperti alumunim foil, karet, plastik.

15. Sentrifuse (untuk pengembangan laboratorium) 16. Shaker (untuk pengembangan laboratorium) 17. Lemari as am Gika diperlukan)

18. Kereta dorong atau troli, unruk mengangkat media dan alat setelah di autoklaf ke ruangan isolasi/transfer.

(24)

[image:24.595.31.378.66.560.2]

KUL TUR JARINGAN TAN AM AN 19

Gambar 8. Timbangan analitik, a) Timbangan analitik digital, b) Timbangan analitik manual, c) Proses penimbangan

(25)

[image:25.595.33.382.37.631.2]

20 KUL TUR JARINGAN T ANAMAN

Gambar 10. a). Autoklaf listrik, b). Autok.laf dengan pemanasan kompor. c) Proses sterilisasi media kultur jaringan

(26)

KUL TUR JARINGAN TANAMAN 21

Garnbr 12.a. Stiner dan magnetic stirrer, untuk melarutkan zat tertentu. b. Kerta pH meter beserta larutan penstabil KOH lN dan HCl 1 N .

Cara mengukur pH media, yaitu dengan mencelup kertas pH, lalu disetarakan dengan kertas blanko

4.

Ruang Transfer

Pada ruangan transfer ini, kondisi harus benar- benar aseptik. Di dalarn ruangan inilah dilakukan isolasi bagian tanaman yang hendak ditanam, sterilisasi eksplan tahap ke dua, dan penanaman eksplan ke media tanam. Pintu - pintu penghubung harus senantiasa tenutup rapat sehingga kemungkinan debu yang akan masuk sangat kecil.

Ruangan ini harus berhubungan dengan ruangan kultur, karena setelah penanaman, maka botol berisi tanaman dibawa ke ruang kultur. Juga harus berhubungan dengan ruang preparasi, untuk kemudahan pengangkatan botol berisi media, alat tanam dan yang lainnya. Ruangan inijuga harus berhubungan dengan ruang analisa, untuk keperluan pengamatan mikroskopis. Ruangan senantiasa dibersihkan dengan desinfektan seperti karbol. Idealnya ruangan-ruangan di dalam laboratoriurn hendaknya saling berhubungan.

(27)

22 KULTUR JARINGAN TANAMAN

Mikroskop

Meja dorong

Gika

dalam skala besar digunakan troli) unruk mengangkat media yang akan digunakan.

Alat-alat tanam seperti: pisau, guming, pinset, petridish, botol mini tempat alkohol, disposible filter a tau milipore, yang berguna untuk sterilisasi bahan - bahan yang tidak tahan terhadap suhu tinggi.

[image:27.595.28.376.36.553.2]

Hand sprayer yang diisi alkohol 70 % Lampu Bunsen beserta isinya yaitu spiritus. Lemari: tempat alat-alat dan alkohol. Timbangan digital

Gambar 13. a). Laminar Air Flow Cabinet (I.AFC) dalam posisi tertutup dan lampu UV menyala untuk mensterilkan ruangan I.AFC. b). Alat tanam yang digunakan, kondisi steril, pada Laminar Air Flow Cabinet yang terbuka, siap untuk digunakan

(28)

KUL TUR JARINGAN TANAMAN

5. Ruang Kultur

Ruangan ini merupakan ruangan terbesar dari seluruh ruangan yang diperlukan dan harus dimungkinkan umuk melakukan perluasan, karena kemungkinan senantiasa terjadi pertarnbahan kultur setiap peri ode rertentu. Kultur yang tumbuh dan mampu memperbanyak diri, maka harus senantiasa di sub kultur setelah 2 - 3 bulan tergantung jenis tanamannya.

Tingkat aseptisitas ruangan ini harus lebih baik dari seluruh ruangan

yang

ada, hal ini dikarenakan di ruangan inilah seluruh tanaman botol diletakkan. Botol kultur berisi tanarnan disusun pad a rak- rak. Jarak an tar rak harus diatur sedernikian rupa, sehingga memudahkan kita memeriksa tanarnan di rak kultur.

Pad a ruangan ini senantiasa AC hid up, yang berguna untuk penyaringan udara yang masuk dan juga untuk mempertahankan tanaman supaya tetap hidup dengan mempertahankan pada kondisi suhu tertentu.

Ruang kultur harus memiliki pengaturan terhadap suhu ( dengan menggunakan AC) dan cahaya ( dengan pemberian lampu) . Walaupun diketahui bahwa proses pad a tanaman yang ditanam pada kultur jaringan bukanlah fotosintesis murni, melainkan foto organogenesis melalui pernenuhan kebutuhan karbohidrat dari guladanjugabahanharalainnyadidalammedia, namuncahayasangatdiperlukan umuk mengendalikan perkembangan eksplan.

Kualitas cahaya yang baik untuk perkembangan tanaman

harus

diperhatikan. Lampu flourescens jauh lebih baik dibanding larnpu pijar, karena panasnya relatif rendah. Intensitas cahaya yang dibutuhkan berkisar: 1000 - 4000 lux. Intensitas cahaya diatur dengan menempatkan larnpu dengan kekuatan tertentu, dengan jarak 40- 50 em dari tabung kultur dan untuk luas tertentu. Umurnnya tanarnan kultur jaringan membutuhkan sekitar 14- 16 jam untuk panjang penyinaran yang dibutuhkan. Untuk laboratoriurn berskala besar dan untuk akurasi penyinaran, timer otomatis digunakan untukmengukur lamanya penyinaran.

Suhu di dalam ruang kultur juga merupakan aspek penting yang harus diperhatikan, urnumnya suhu 18-25 °C selalu diterapkan, namun beberapa tanarnan membutuhkan temperatur yang lebih rendah. Untuk penelitian dan perlakuan tertentu rnisalnya pengumbian ken tang yang dilakukan di PPSHB Bioteknologi IPB, suhu 20 °C dan penggunaan ruang gelap mudak diperlukan untuk proses mendapatkan umbi mikro kentang (Wattimena, 2005)

Alat yang harus tersedia di ruang kultur adalah:

(29)

24

AC, untuk pengaturan suhu dan penyaringan udara. Mikroskop, Loupe, penggaris, milimeter blok Shaker

Rak kultur berisi tanaman borol

6.

Ruang

Stok.

Untuk pembuatan media kultur jaringan, dibutuhkan zat hara makro, mikro dan trace element lainnya. Untuk kemudahan pembuatan media dan mengeliminir kesalahan, maka zat - zat hara yang hanya dibutuhkan dalam jumlah sangat sedikit tersebut, dibuat dalam bentuk stok larutan, artinya dilakukan pemekatan larutan, sehingga dalam pembuatan media, kita hanya melakukan pemipetan dalam jumlah kecil sesuai dosis yang dibutuhkan. Oleh karena itu dibutuhkan ruangan yang berfungsi untuk menyimpan stok yang telah dibuat tersebut. Ruangan ini berhubungan dengan ruang preparasi dan ruang kultur. Umumnya alat yang ada di ruangan ini adalah lemari es, untuk menyimpan stok dalam bentuk larutan dan beberapa zat kimia lainnya.

Desain laboratorium kultur Jaringan

(30)

KULTUR JARINGAN TANAMAN 25

-1. Laboratorium skala kecil yang dimodifikasi : Ruang kultur dimungkinkan diperluas dengan memindahkan ruang isolasi ke ruang preparasi seterusnya perluasan k~ bagian belakang (sisa areal tanah)

Teras

,,.

I

a. Ruang Kultur

Jf#/,:-'..r~

... ~·. ~ ~ ~ ~ ..

.

'

.

Rak - Rak Kultur

,,

b. Ruang transfer

..,

c. Ruang Stok

4

h. Ruang serbaguna/

analisa/ pertemuan.

d. Ruang Preparasi

e. Ruang Sterilisasi

F. Musolla

(31)

26

-Meja

Kulkas

~UA~C?

ST()I\

Pintu

• rol

Pintu

TERAS

I

AI.Jtoela

~uane~

Sterlllsasl

Alat

~uant~

St.er111sasl

bahan

Westafe

T diet

1

~uant~ Sti()IA. T

[][][]

(32)

KUL TUR JARINGAN TANAMAN 27

15m

/ / / / / / / /

• , .

._____,/

.___.,V

Rak-rak kultur Ruang Analisa/ Ruang Ruang Kultur

Ruang Stok Ruang Analisa/ Ruang Pertemuan

8m

E

0

('l

·v;

d

L

a

~

Clo)

L

0..

en

s::: a

:J

a.

Kulkas R. Sterilisasi

3m _8,5m

5m

Westafe/ I kran

(33)

2. Laboratorium skala besar (modern)

RUANG

KULTUR

,....--- r

-R

R

A

K

u

L

T

u

R

.---R A K K

u

L T

u

R

-

,...---R

A

K

u

L

T

u

R

-

.---R

A

K

u

L

T

u

R

RUANG

STOK

m

e

MICROSCOPE

I

Lemari es j a t i m b

a

L

n A

RUANG-

g

F

TIMBANG

t - -

C

I~

MEJA KERJA

KANTOR

RUANG

TRANSFER

Westafel

I

Rak/lemari

RUANG PREPARASI

(34)

KULTUR JARINGAN TANAMAN

29

2. Tahapan:

(35)

30

(36)

KULTUR JARINGAN TANAMAN 31

Sterilis asi botol yang terkontaminasi

Altematif 1: botol kontam di autoklaf lalu dicuci bersih Altematif 2: (pencucian 2 kali)

: Botol - botol dan alat yang sudah

terkontaminasi dicuci dengan terlebih

l

dahulu mengeluarkan isi botol yaitu

media yang telah tcrkontaminasi.

Menggosok seluruh bagian botol dan alat hingga bersih dengan menggunakan detergen.

Membilas botol dan alat dengan air mengalir, agar benar-benar bersih

Meletakkan botol dan alat yang sudah dicuci bersih dalam wadah dan menunggu hingga kering

Botol hasil pencucian ulang, siap untuk di sterilisasi dengan autoklaf

•

(37)

32

Pert anyaan:

1. Ruangan yang dibutuhkan untuk menjadi tempat penambahan koleksi tanaman kultur yang juga rnerupakan ruang terbesar ialah :

a. Ruang kultur

b. Ruang transfer

c. Ruang preparasi d. Ruang analisa

(Kunci Jawaban : A, Tipe Seal C₂)

2 . Dalam laboratoriurn kultur jaringan terdapat beberapa ruangan yang dibedakan berdasarkan fungsinya antara lain, kecuali :

a. Ruang Preparasi

b. Ruang transfer

c. Ruang kultur d. Ruang kultivasi

(Kunci Jawaban : D, tipe soal C₁)

3. Jelaskan mengapa ruang kulrur lebih tinggi tingkat aseptisitasnya dibandingkan ruangan lainnya?

Jawab:

Karena pada ruangan inilah seluruh tanaman setelah diperbanyak dilketakkan, oleh karena itu ruang ini aseptisitasnya lebih tinngi di bandingkan dengan ruang yang lainnya, seperti: pada ruangan ini senantiasa AC hidup, yang berguna unruk penyaringan udara yang masuk dan juga unrukrnernpertahankan tanarnan supaya tetap hid up dengan mempenahankan pada kondisi suhu tenentu. Ruangan kultur jaringanjuga harus memperhatikan suhu dan cahaya karena unruk mengendalikan perkernbangan eksplan.

GLOSARIUM

Aseptik:

Bebas dari infeksi/ bersih, steril.

Sitologi:

Ilrnu tentang susunan dan fungsi sel

Bioteknologi:

Cabang ilrnu

yang

rnernpelajari pemanfaatan makhluk hid up (bakteri, fungi,

(38)

33

Parenkim:

Jaringan dasar karena banyak dijumpai harnpir ditiap bagian tumbuhan, dengan karakteristiksel berupa sel hid up, strukturdan fungsisangat bervariasi, bervakuola besat; dinding sel tip is, terdapat kloroplas dan pigmen lainnya.

Suspensi:

Campuran heterogen dari zat cair dan zat padat yang dilarutkan dalam zat cair.

Sterilisasi:

Proses pemusnahan atau eliminasi semua mikroorganisme, termasuk spora bakteri, yang sangat resisten

Desinfektan:

Bahan kimia yang d igunakan untuk mencegah terjadinya infeksi atau pencemaranjasad renikjuga untukmembunuh atau menurunkanjumlah mikroorganisme atau kuman penyakit lainnya

Fotosintesis:

Suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi dengan menggunakan karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari

Organogenesis:

Proses pembentukan organ (tunas, daun, akar)

Zat hara makro:

Unsur yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah besar, yaitu C, H, 0, N, S, P, K, Ca, Mg, (pendapat sebagaian ahli: Fe)

Zat hara mikro:

Unsur yang hanya dibutuhkan tanaman dalam jumlah sangat sedikit, dibutuhkan untuk kebutuhan kerja enzim esensial, yaitu B, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Na, V, dan Zn

Elektroforesis:

Teknik pemisahan komponen a tau molekul bermuatan berdasarkan perbedaan tingkat migrasinya dalam sebuah medan listrik

Ruang isolasi:

(39)

BAB

IV

KONSEP HORMON

Kompet ensi D asar :

1. Mampurnenganalisis peranan beberapa zat pengatur turnbuh. 2 . Mampu menjelaskan fungsi fisiologis zat pengatur tumbuh. 3. Marnpu rnenerapkan penggunaan zat pengatur tumbuh

tertentu untuk pertumbuhan tanaman tertentu.

Istilah hormon mula-mula dipakai oleh ahli fisiologi hewan. Mereka maksudkan hormon adalah senyawa-senyawa organik, efektif d<:~lam konsentrasi rendah dibuat didalam sel pada bagian tertentu dari organisme dan diangkut ke bagian lain dari organisme tersebut dimana dihasilkan suatu perubahan fisiologis yang khusus. Oleh karena hewan rnempunyai sistem sirkulasi yang lebih teratur, hormon-hormon itu dapat dikoleksi dalam jurnlah yang ban yak dan diidentifikasi. Para ahlijuga dapat menelusuri tempat-tempat pernbuatan horrnon itu dan tempat-tempat yang menjadi sasaran hormon tersebut.

Ahli-ahli fisiologi tumbuhan sangat dipengaruhi oleh konsep-konsep hormon hewan ini dan mereka mencari zatzat yang serupa pada tumbuh -tumbuhan. Sifat beberapa zat pada tumbuh-tumbuhan dianggap menyerupai sifat-sifat hormon hewan sehingga meyakinkan para ahli untuk memakai nama fitohormon a tau hormon turnbuhan. Penelitian akhir-akhir ini memungki.nkan bahwa model hormon hewan tidak sesuai untuk model hormon tumbuhan.

Pada turnbuh-tumbuhan, setiap sel yang aktif berrnetabolisme sanggup mernbuat hormon- hormon tumbuhan pada kondisi tertentu. Tidak demikian pad a hewan dimana sekumpulan sel- sel tertentu a tau jaringan (kelenjar) berfungsi membuat hormon tersebut. Selanjutnya walaupun ada system transport fitohormon melalui jaringan xylem dan flo em pada kebanyakan hal fitohormon yang dibuat di dalam sel-sel tertentu dapat mengubah proses -proses metabolisme pada sel-sel tersebut atau sel-sel sekitamya.

Pertanyaan penting yang perlu dikemukakan baik pada sistem hormon

(40)

62

hewan a tau fitohormon adalah sebagai berikut: Apa yang mengawali sintesis hormon iru? Bagian mana yang menjadi sasaran harmon itu? Bagaimana respons dari bagian yng menjadi sasaran iru? (fisik dan biokimia). Hal lain lagi yang menyulitkan di dalam sistem fitohormon ini adalah bahwa suatu respons fisiologis merupakan kerja sama beberapa fitohormon daripada fitohormon tunggal. Hal ini menyebabkan sangat sulit untuk menghubungkan suatu respons fisiologis terrentu dengan fitohormon tertentu.

Konsep hormon yang dikembangkan oleh para ahli fisiologi hewan bahwa hormon adalah bahan bukan nutrisi yang aktif dalam konsentrasi rendah dapat termasuk baik senyawa-senyawa organik maupun ion -ion anorganik.

Dilihat dari segi fitohormon defenisi ini terlalu umum dan tidak dapat mencakup konsep-konsep tertentu di dalam pengaturan dan perkembangan tanaman. Hal yang lebih penting untuk diperhatikan adalah prinsip kerja hormon itu, bahwa hormon adalah zat - zat yang dapat menggerakkan (trigger) suaru perubahan-perubahan metabolisme yang seterusnya menjurus pada suaru respon fisiologis.

Kebanyakan ahli fisiologi tumbuhan menggunakan istilah zat pengatur rumbuh tanaman (plant growth substance) dari pada istilah harmon tanaman. Karena istilah ~ ersebut dapat mencakup baik zat-zat endogen maupun zat eksogen (sintetik) yang dapat mengubah perrumbuhan ranaman. Zat pengatur tumbuh tanaman (ZPT) yang dihasilkan oleh tanaman disebut fitohormon, sedangkan yang sintetik disebut zat pengatur rumbuh tanaman sintetik.

Harmon tanaman didefenisikan sebagai senyawa organik bukan nutrisi yang aktif dalam jumlah yang kecil (10·6 _- _10·5 _{mM) yang disintetiskan}

pada bagian tertentu dari tanaman dan pada umumnya diangkut ke bagian lain tanaman dimana zat tersebut menimbulkan tanggapan secara biokimia, fisiologis dan morfologis.

Zat pengatur tumbuh adalah senyawa organik bukan hara, yang dalam jumlah sedikit (lmM) dapat merangsang, menghambat dan mempengaruhi

pol a perrumbuhan dan perkembangan tanaman (Wattimena 2000).

Zat pengarur tumbuh ada yang berasal dari tumbuhan itu sendiri (zat pengatur tumbuh endogen) dan bersifat alami dan ada juga yang berasal dari luar tumbuhan tersebut dan disebut sintetis.

(41)

KUl TUR JARINGAN TAN AM AN

63

Menurut defenisi diatas, harmon tanaman harus memenuhi beberapa syarat berikut, yaitu :

1) Senyawa organik yang dihasilkan oleh tanaman sendiri 2) Harus dapat ditranslokasikan

3) Tempat sintetis dan kerja berbeda 4)

Aktif

dalam konsentrasi rendah.

Dengan batasan-batasan terse but vitamin dan gula tidak termasuk dalam harmon tanaman. Gula diproduksi di daun dan bagian lain yang mengandung butir hijau daun dan ditranslokasi ke bagian lain, tapi aktif dalam jumlah besar (10·3 _mM)._{Vitamin juga bahan organik yang}_aktif_{dalam jumlah kecil,}

tetapi pada umumnya tidak ditranslokasi. Tempat sintetis dan tempat kerja adalah sama.

DikenalS golongan fitohormon yaitu: auksin, giberelin, sitokinin, asam absisik dan etilen. Fitohormon ini terdapat di dalam tanaman dalam berbagai bentuk, sehingga sulit untuk mengerti cara kerja fitohormon itu dengan cara baik. Selain itu tanamanjuga mengandung senyawa-senyawa lain yang turut aktif dalam berbagai proses pertumbuhan dan perkembangan. Senyawa-senyawa iru, antara lain adalah asam polifenolik, vitamin, siklitol dan berbagai senyawa lainnya.

A. Auksin

(42)

64

Pada tahun 1907 Fitting menunjukkan bahwa penggoresan secara lateral di bawah ujung koleoptil tidak dapat mencegah pembengkokan koleoptil ke arah datangnya sinar. Boysen Jensen menunjukkan jika ujung koleoptil dipotong dan selapis gelatin a tau agar disisipkan an tara potongan itu, maka koleoptil itu tetap tumbuh. Tetapi jika bahan yang tidak tembus air (mika) yang disisipkan maka koleoptil itu tidak akan tumbuh.

Pada tahun 1918 Peal mendemonstrasikan bahwajika potongan ujung koleoptil itu diletakkan kembali pada salah satu sisi dari tunggak koleoptil, maka penumbuhan akan lebih cepat pada sisi tersebut. Akhirnya Went pada 1928 mendemonstrasikan dengan beberapa seri percobaan bahwa ujung koleoptil itu mengandung zat yang dapat mendorong elongasi dari koleoptil yang dipotong itu.

Went mempergunakan koleoptil tanaman obat Oat (Avena sativa).

Percobaan-percobaan itu dilakukan di dalan gelap. Ujung-ujung koleoptil dipotong-potong dan diletakkan di atas lembaran agar untuk beberapa jam. Sesudah itu ujung-ujung koleoptil itu diangkat dari lembaran-lembaran agar tersebut dan dipotong menjadi potongan kecil - kecil. Jika potongan agar itu diletakkan pada tunggak koleoptil untuk beberapa jam maka koleoptil itu akan tumbuh sama cepat dengan koleoptil yang tidak dipotong. Went juga mendemonstrasikanjika potongan agar itu diletakkan pada salah satu sisi dari tunggak koleoptil untuk beberapa jam maka koleoptil itu akan membengkok, dan tingkat pembengkokan itu sesuai dengan konsentrasi zat tumbuh yang terdapat dalam agar tersebut. Percoban Went ini menjadi dasar percobaan bio-assay untuk mengukur aktivitas-aktivitas auksin .

Auksin didefinisikan sebagai zat tumbuh yang mendorong elongasi jaringan kol~optil pada percobaan-percobaan bio-assay dengan Avena atau tanaman lainnya. Indole Asetic Acid (IAA) adalah auksin endogen atau auksin yang terdapat pada tanaman.

(43)

KULTUR JARINGAN TANAMAN

6S

1. Pengaruh Fisiologis dari Auksin

IAA dan Auksin lain berperan pada berbagai aspek pertumbuhan dan perkembangan tanarnan. Beberapa aspek diuraikan secara singkat sebagai berikut:

a. Pembesaran sel

Studi mengenai perturnbuhan koleoptil menunjukkan bahwa IAA dan auksin- auksin yang lain mendorong pembesaran set tersebuc. Perpanjangan koleoptil a tau batang merupakan hasil dari pembesaran sel terse but. Penyebaran yang tidak sarna dari auksin ini menyebabkan pembesaran sel yang tidak merata dan terjadi pembengkokan dari koleoptil atau organ tanaman (geotropisma dan fototropisma)

b. Penghambatan mara tunas samping

Pertumbuhan dari mata tunas samping dihambat oleh IAA yang diproduksi pada meristem apical yang diangkut secara basepetal. Konsentrasi auksin yang tinggi menghambat pertumbuhan mara tunas tersebut. Jika sumber auksin ini dihilangkan denganjalan memotong meristem apical itu rnaka tunas sarnping ini akan tumbuh menjadi tunas.

c. Absisi (pengguguran daun)

Pengguguran daun terjadi sebagai akibat dari proses absisi (proses-proses fisik dan biokimia) yang terjadi di daerah absisi. Daerah absisi adalah kumpulan sel yang terdapat pada pangkal tangkai daun. Proses absisi ada hubungannya dengan IAA pada sel - sel di daerah absisi.

d. Aktivitas daripada kambium

Pertumbuhan sekunder termasuk pembelahan sel-sel di daerah kambium dan pembentukanjaringan xylem dan floem dipengaruhi oleh IAA. Pembelahan sel - sel di daerah kambium dirangsang oleh IAA.

e. Pertumbuhan akar

Selang konsentrasi auksin untuk pembesaran sel - sel pada batang, menjadi pengharnbat pada pembesaran sel-sel akar. Selang konsentrasi yang mendorong pembesaran sel- sel pada akar adalah sangat rendah.

(44)

66

2. Ikatan Indo! lainnya

Thmbuhan mengandung beberapa macam senyawa-senyawa indollainnya selain asam indol asetat. Senyawa indo! tersebut berupa basil amara dari biosintesis IAA, basil katabolisme IAA, bentuk-bentuk cadangan dari IAA dan bentuk IM yang ditranslokasikan.

IAA dalam bentuk cadangan umumnya IAA asam aspartat, IAA-rnioinositol dan IAA glukosa. Bentuk-bentuk cadangan ini tidak aktif sebagai auksin kecuali bila dihidrolisis kembali menjadi IAA bebas. Di dalam tanaman terdapat berbagai enzirn yang dapat rnengubah IAA dari bentuk yang satu ke bentuk yang lain ata u dari bentuk yang aktif ke bentuk yang non aktif dan sebaliknya. Adanya enzirn-enzirn terse but, penting bagi tanarnan di dalam pengaturan konsentrasi IM di dalarn tanarnan sesuai dengan kebutuhan tanaman.

3. Auksin Tanarnan Bukan Indol

Walaupun auksin bentuk in dol yang umumnya terdapat di dalarn tanaman, ada beberapa tanaman rnernpunyai auksin bukan senyawa indol seperti asam fenil asetat yang mempunyai peranan serupa dengan asam indol asetat. Dengan teknik analisa yang lebih baik, auksin bukan senyawa indol akan dapat ditemukan pada tanaman - tanaman lainnya.

4. Auksin Sintetik

Setelah diketemukan IAA sebagai salah satu fitohormon yang penting, maka disintesis senyawa-senyawa serupa dan diuji keaktifan biologis dari senyawa- senyawa terse but. Golongan- golongan senyawa sintetik yang pertama dibuat adalah substitusi-substitusi indol seperti propi-onate dan asam indol butirat. Keduanya mempunyai keaktifan biologis dan dipergunakan sebagai hormon akar; untuk mendorong pembentukan akar pada stek. Keduanya mempunyai ciri-ciri'indol dan gugus karboksilat pada rantai samping. Perbedaannya terletak pada panjang rantai sam ping. Jika rantai sarnping iru lebih panjang dari butirat senyawa-senyawa tersebut kehilangan aktivitas biologisnya.

Beberapa spesies tumbuhan mempunyai enzim yang dapat memotong rantai salnping itu sehingga dapat mengubah senyawa in dol berantai sam ping yang panjang yang tidak aktif rnenjadi senyawa indol yang aktif.

(45)

diper-KUL TUR JARINGAN TANAMAN

67

gunakan sebagai hormon akar, sedangkan 2,4- D adalah auksin yang paHng aktif dan dipergunakan sebagai herbisida, pada dosis rendah digunakan untuk induksi kalus .

Senyawa- senyawa karbonat mula- mula dikembangkan sebagai fungisida tetapi ternyata senyawa tersebut mempunyai aktivitas sebagai auksinjuga. Karbonat tidak mempunyai bentuk ciri - ciri tetapi mempunyai gugus asam asetat.

Ratusan senyawa - senyawa lain telah disintesiskan dan diuji aktivitas auksinnya. Hanya beberapa senyawa saja yang mempunyai aktivitas biologis. Apa yang paling perlu untuk suatu senyawa mempunyai aktivitas auksin. Jika dilihat senyawa-senyawa terse but mempunyai ukuran dan bentuk yang sama . Selanjurnya senyawa-senyawa terse but mempunyai struktur elektron yang

serupa,

dimana bagian terrentu lebih elektro negatif daripada bagian yang lain. Sifat- sifat di atas itu penting bagi senyawa- senyawa tersebut untuk mengatur molekulnya pada tempat tenentu di dalam sel.

Selain hal-hal tersebut di atas faktor- faktor lain yang mempengaruhi aktivitas dari auksin sintetik adalah :

1) Kesanggupan senyawa tersebut untuk dapat menembus iapisan kutikula atau epidermis yang berlilin

2) Sifat translokasi di dalam tanaman

3) Pengubahan auksin menjadi senyawa yang tidak aktif di dalam tanaman (destruksi atau pengikatan)

4) Berinteraksi dengan hormon turnbuh lainnya 5) Spesies tanaman

6) Fase pertumbuhan

[image:45.595.22.383.112.664.2]

7) Ungkungan (suhu, radiasi dan kelembaban)

Gambar nanas dengan perlakuan: a. IAA 0,1 NAA 0 c. 0,2 lAA 0,2 NAA 0,2

(46)

68

Gam bar a. Tanaman daun dewa umur 12 MST tanpa perlakuan auksin mampu menghasilkan akar (artinya tanaman ini cukup merniliki auksin endogen untuk menginduksi akar). b. Manggis dengan 5 ppm 1M hanya menghasilkan 1 sampai 2 akar

B.

Giberelin

Zat pengatur tumbuh (ZPT) lain yang sering ditambahkan kedalam medium adalah Giberellin, ZPT yang dalam bentuk larutan pad a temperarur tinggi mudah kehilangan sifamya sebagai ZPT. Giberellin (asam Giberellate) dalam dosis tinggi menyebabkan gigantisme, sesuai dari penemuan awal yang menunjukkan bahwa ZPT ini berefek meningkatkan pertumbuhan sampai beberapa kali. Giberellin berpengaruh terhadap pembesaran dan pembelahan sel, pengaruh Giberellin ini mirip dengan auksin yaitu antara lain pada pembentukan akar. Giberellin dapat menyebabkan terjadinya peningkatan jumlah auksin endogen.

Sekitar tahun 1920 beberapa ahli Jepang menyelidiki suatu penyakit cendawan pada bibit padi. Penyakit ini menyebabkan elongasi batang padi. Diketahui bahwa cendawan yang menyebabkan penyakit tersebut adalah Gibberella fujikuroi. Pada tahun 1926 E. Kurosawa mendapatkan bahwa cendawan tersebut mengeluarkan suatu zat ke dalam kultur media yangjika diberikan kepada tanaman padi sehat akan memberi gejala penyakit yang sama. Zat terse but diberi nama giberelin A, temyata dapat juga menyebabkan perpanjangan batang pada berbagai tanaman.

Penyelidikan orang- orang Jepang ini tidak banyak menarik perhatian orang di luar Jepang. Sampai pada akhir perang dunia II beberapa team ahli dari Inggris dan Amerika Serikat mengunjungi Jepang dan menyadari akan penelitian- penelitian mengenai giberelin ini. Sesudah studi yang mendalam di tiga Negara tersebut diketahui bahwa giberelin A terdiri dari sekurang-kurangnya 6 macam giberelin yang disebut G~, G~, G~, GA+' GA,, dan G~.

(47)

KULTUR JARINGAN TANAM AN

ini yang banyak dipergunakan pada penelitian- penelitian fisiologi tumbuhan. Di dalarn diskusi giberelin a tau GA dipakai untuk giberelin yang telah diketahui struktur kimianya (GAl' GA₃, GA

7 dan seterusnya) sedangkan zat- zat yang

aktivitas biologisnya seperti GA tetapi belurn diketahui struktur kimianya disebut gibberellin like compounds (GAL)

1 . Giberelin pa daTumbuhan Berhijau Daun

Dengan dikembangkannya cara- cara anal isis yang baru didapat bahwa ekstrak dari kebanyakan tumbuhan mempunyai aktivitas GAL. Srudi selanjumya menunjukkan bahwa rurnbuh- rumbuhan yang berhijau daun mengandung jenis - jenis GA yang serupa dengan GAyang diisolasi dari Gibberellafujikuroi maupun beberapa jenis GA yang baru.

Pada saat ini telah diketahui lebih dari 50 GA dan lebih dari 40 GA yang terdapat pada turnbuhan. GA yang paling urn urn adalah GA, GA_{3 8},

dan GA_{17 20}dan yang lain hanya terdapat pada spesies tumbuhan tertentu. Jadi GA bukan saja basil metabolisme dari cendawan dengan pengaruh fisiologis yang menarik pada turnbuh - turnbuhan, tetapi juga merupakan zat pengatur tumbuh yang endogen. GA ini terdapat pada berbagai organ dan jaringan tumbuhan seperti akar, tunas, rnata tunas, daun, bunga, bintil akar, buah dan jaringan kalus.

2 . Pengaruh Fisiologis da ri Gibere lin

Kebanyakan tanaman berespons terhadap pernberian GA dengan perrarnbahan panjang batang. Pengaruh GA terutama di dalam perpanjangan ruas tanarnan yang disebabkan oleh benambah besar dan jurnlah sel - sel pad a ruas - ruas terse but. Brian dan Hemming melihat bahwa GA rnempunyai pengaruh yang berbeda terhadap tanaman yang normal dan tanaman yang kate. Bila tanaman kapri dari kultivar yang kate disemprot dengan GA rnaka terjadi perpanjangan batang dan tinggi tanarnan tersebut serupa dengan tanarnan yang normal. Sebaliknya jika tanarnan dari kultivar yang normal diberi GA, rnaka tanarnan tersebut tidak berespons. Ada kurang lebih 20 kultivar jagung kate (sifat genetik) diberi perlakuan GA. Sebagian dari kultivar - kutivar terse but berespons terhadap pemberian GA dan sebagian tidak. Mungkin jagung - jagung kate yang berespons, kekurangan GA endogen dan yang tidak berespons mempunyai proses biokimia yang lain untuk sifat kate yang tidak ada kaitannya dengan kandungan GA endogen.

Selain perpanjangan batang, giberelin juga memperbesar luas daun

(48)

70 KUL TUR JARINGAN TANAMAN

dari berbagai jenis tanaman, jika disemprot dengan GA. Demikian juga terhadap besar bunga dan buah. Besar bunga dari tanaman Camelia dan Gerannium akan bertambah jika diberi GA eksogen. Ukuran buah dari beberapa tanaman buah-buahan seperti anggur akan bertambah besar jika diberi GA. Giberelinjuga mendorong pembentukan buah partenokarpi (tanpa biji) pada buah anggur dan pada buah - buahan lainnya.

Di samping mempengaruhi besamya organ tanaman, GA juga mempengaruhi proses - proses fisiologis lainnya. Kebanyakan tanaman memerlukan suhu dingin (2° sampai 4°C) selama periode waktu tertentu diikuti hari panjang umuk dapat berbunga. Pad a tanaman-tanaman tersebut suhu dingin menyebabkan terjadinya "baiting" (perpanjangan batang) yang mengawali proses pembungaan tersebut. GA dapat mengganti pengaruh suhu dingin pada tanaman-tanaman tersebut dan dapat mendorong terjadinya pembungaan.

Telah diselidiki juga bahwa proses dormansi dari beberapa biji dan mata tunas dapat dihilangkan dengan pemberian GA. Pada biji - biji terse but perkecambahan dapat diawali dengan naiknya kadar GA endogen biji. Pada biji-biji tersebut dormansi disebabkan oleh rendahnya kadar GA endogen, sehingga dormansi dapat diatasi dengan pemberian GA eksogen. Mekanisme yang serupa jnga terdapat pada mata tunas tidur (dorman).

Pada proses pembelahan sel dan pembesaran sel bukan saja dipengaruhi oleh GA tetapijuga oleh auksin. Perbedaan antara giberelin dan auksin dalam proses tersebut adalah bahwa GA lebih efektif pada tanaman yang utuh sedangkan auksin pada potongan-potongan organ tanaman seperti pada stek akar, stek tunas, dan lain-lain.

3. Bentuk-bentuk Giberelin dalam Tanaman

Telah diketahui bahwa lebih dari 50 jenis GA telah diisolasi dan diidenti.fikasikan. Tiap - tiap jenis tanaman mempunyai beberapa jenis GA tertentu. Metzger dan Zeev Vart (1980) mendaparkan 6 macam GA pada akar bayam Amerika (spinach) yaitu : GA₁₇, GA₁₉, GA₂₀, G~

9

GAw dan GA

53• Jenis - jenis GA

yang sama juga terdapat pada biji muda dari Vicia faba. Pada biji kacang kapri (Cv Progrees No. 9) yang sedang mengalami proses pematangan terdapat 7 jenis GA yaitu : GA₉, GA₁₇, G~ G~

9

, G~

8

, GA.w dan GA

51

(Sponsel dan McMillan, 1978). Pada waktu biji tersebur marang tidak terdapat GA- GAyang be bas lagi, hanya terdapat "giberelin like" yang tidak mempunyai aktivitas biologis lagi.

(49)

KULTUR JARINGAN TANAMAN 71

GA yang terikat. Contoh: glukosa yang mengikat GA bebas, yang satu melalui gugus hidroksil (GA, -glukosida) dan yang lain melalui gugus karboksil (GA₄

-glukosil ester). Belum begitujelas apakah bentuk terikat ini berfungsi sebagai GA cadangan atau GA untuk ditranslokasikan atau kedua - duanya .

Sampai saat ini belum bisa dipahami mengapa tumbuh - tumbuhan mempunyai begitu banyak GA. Apakah itu bukan suatu "artifac" (tetjadi selama prosedur ekstrak). Mungkin tidak semua GA yang terdapat dalam tanaman itu aktif. Perlu penelitian lanjutan mengenai aktivitas dari jenis -jenis GA yang be bas itu, juga terhadap bentuk - bentuk rerikat dari GA - GA terse but.

Gamba GA diberikan dengan konsentrasi rendah pada berbagai jenis tanaman (a). gaharu, (b) anggrek phalaeonopsis sp, (c) vanili sp) memberikan efek pemanjangan dan pembesaran pada tanaman

C.

Sitokinin

Sitokinin berperan penting dalam pengaturan pembelahan sel dan morfogenesis. Sitokinin yang pertama sekali ditemukan adalah kinetin. Kinetin bersama-sama dengan auksin memberikan pengaruh interaksi terhadap d iferensiasi jaringan. Pa da pemberian a uksi n d eng an konse ntrasi rei a tif ti nggi, diferensiasi kalus cenderung ke arah pembentukan primordia akar, sedangkan pada pemberian kinetin yang relatif tinggi, diferensiasi kalus cenderung ke arab pembentukan primordia batang atau tunas.

(50)

72 KULTUR JARINGAN TANAMAN

saja. Media dasar ditambahkan dengan air kelapa, ekstrak ragi dan IAA sangat mendorong pertumbuhan kalus dalam waktu yang lama.

Asarn nuklet terutarna RNA temyata kaya akan zat- zat yang mendorong perturnbuhan kalus tersebut. Di dalam penelitian selanjumya zat yang aktf itu dapat diisolasi dan diidentiftkasikan kemudian dibuat secara sintetik. Zat tersebut diberi nama kinetin, karena menyebabkan proses pembelahan sel (sitokinesis).

Kinetin adalah N6 - furfuril adenine suatu turunan dari basa adenine. Senyawa sintetik yang mempunyai struktur yang serupa dengan kinetin juga dapat mendorong pembelahan sel - sel kalus tembakau tersebut. Ahli - ahli fisiologi tumbuhan memberi nama sitokinin yang menggarnbarkan fungsinya dalarn pembelahan sel (sitokinesis). Kinetin bel urn pemah diisolasi dari jaringan jaringan tanaman, tetapi dari hasil - hasil khromatografi ekstrak ranaman diduga kinetin juga terdapat dalam tanaman dalam konsentrasi yang rendah.

Zat-zat dengan aktivitas sitokinin (diuji dengan metode kalus) dapat diisolasi dari berbagai jenis turnbuhan. I..etharn mengisolasi dan mengidentifikasikan sitokinin yang terdapat dalam biji jagung muda yang diberi nama zeatin. Zeatin didapatjuga dari hasil hidrolisis RNA dari kacang buncis, bayam Am erika, gandum, umbi kentang dan lain-lain tanaman. Salah satu fraksi RNA yaitu tRNA sangar kaya akan ~eatin. Zeatin terdapat dalam bentuk trans maupun cis, tetapi bentuk trans lebih umum. Juga bentuk nukleosida dan nukleotida dari zeatin banyak terdapat dalam ranaman. Hal ini tidak mengherankan sebab cincin sitokinin yaitu adenine juga terdapat dalarn bentuk nukleosida dan nukleotida.

Sitokinin lainnya yang banyak terdapat dalam tanaman adalah isopentanil adenine beserta turunannya isopentenil adenosine. Kedua bentuk isopentenil ini merupakan bagian dari pada tRNA. Pada zeatin terdapat gugusan hidroksil (OH) pada rantai samping isopentenil sedangkan pada isopentenil adenine tidak terdapat

gugusan

hidroksil pada rantai sarnping isopentenil. Semua sitokinin endogen rnerniliki isopentenil adenine sebagai struktur dasar. Modifikasi hanya terdapat pada rantai samping isopentenil atau penambahan gugus pada posisi 9 dari cincin adenine. Golongan Sitokinin

yang

lebih sering digunakan adalah Kinetin dan Benzil amino purin dibanding dengan Zeatin dan 2 iP.

1 . Efek Fisiologis dari Sitokinin

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

KUL TUR JARINGAN TAN AM AN

77

Pada keadaan "stress" fisik maupun kimia kandungan ABA itu meningkat dan segera turun kembali setelah hilangnya "stress". Pad a keadaan "stress" air daun kehilangan turgor dan layu, kandungan ABA meningkat dan stomata menutup. Jika tanaman diairi, turgor daun menjadi normal kembali dan konsentrasi ABA menurun. Di sini terlihat bahwa ABA terbentuk di dalam daun pada waktu "stress" dan diuraikan dan diinaktifkan sesudah tidak ada "stress" lagi.

F.

Senyawa-senyawa Organik Tanaman Lainnya yang

Secara Biologis A.ktif

Selain auksin, giberelin, sitokinin, asam absisik dan etilen, tanaman juga mengandung banyak senyawa organik lainnya. Banyak dati senyawa-senyawa tersebut menunjukkan aktivitas seperti zat turnbuhjika diuji pada ranaman, organ, jaringan a tau sel. Beberapa dian tara senyawa tersebut dapat meningkatkan hasil tanaman pangan dan tanaman sayuran.

1. Fenolik

Sejumlah besar senyawa-senyawa dapat dikelompokkan ke dalam senyawa-senyawa fenolik terdapat di dalam tanaman. Seyawa- senyawa fenolik sangat beragam dalam struktur kimianya, mulai dari senyawa- senyawa seperti katecol, asam kafeik dan aeskulin sampai kepada anthosianidin dan senyawa-senyawa fenolik yang kompleks. Banyak fenolik merupakan warna pigmen (biru, merah, kuning,jingga) dan berfungsi dalam pewarnaan tajuk bunga, daun danjaringan-jaringan. Fenol kebanyakan terdapat dalam bentuk terikat dengan gula dalam bentuk glukosida (anthosianidin

+

guJa = antosianin). Beberapa fenol yang sederhana berfungsi sebagai fungisida dan bakterisida yang kuat yang melindungi tanaman dati serangan cendawan dan bakteri.

Percobaan dengan berbagaijenis senyawa-senyawa fenoliksintetik ( eksogen) menunjukkan bahwa senyawa - senyawa fenolik menghambat pembelahan sel, pembesaran sel, pertumbuhan dan perkecambahan biji. Apakah senyawa-senyawa fenolik endogen mempunyai pengaruh yang serupa, masih terus diadakan penelitian ke arah itu.

2. Vitamin

(56)

KUL TUR JARINGAN TANAMAN

dalam air termasuk vitamin C (asam askorbat) dan golongan vitamin B yang terdiri dari vitamin B₁(thiamine), vitaminB₂(riboflavin), vitamin B₆(pyrodoxine), asam folat, nicotianamide, asam pantetonat, vitamin B₁₂(kobalamin) dan biotin. Termasuk vitamin yang larut dalam lemak adalah vitamin A (carotene), vitamin D, vitamin E, vitamin K, vitamin Q (ubiquinone) dan vitamin F.

Fungsi dari vitamin tersebut pada hewan cukup jelas. Golongan vita-min B merupakan komponen penting dari koenzim - koenzim yang penting dalam metabolisme sel- sel, thiamin pirofosfat adalah bagian yang aktif dari enzim karboksilase; nicotianarnide sebagai komponen NAD dan NADP dan asam panthetonat adalah bagian dari koenzim A. Vitamin A berpengaruh pada sistem pigmen, vitamin K adalah komponen dari guinone ( elektro transpor pada proses fotosintesis). Karena vitamin berfungsi sebagai ko-faktor dalarn reaksi - reaksi enzim, vitamin biasanya terdapat di dalam sel dalarn jumlah yang kecil.

3. Cyclitols

Steward dkk, rnernpelajari komposisi air kelapa, didapat bahwa fraksi dari air kelapa mengandung beberapa jenis cyditols yaitu myoinositol dan suelonositol dalam jumlah yang cukup tinggi. Inositol secara tersendiri tidak dapat rnendorong pertumbuhan kalus dari wortel, tetapi bersama-sama dengan fraksi air kelapa yang aktif, inositol dapat mendorong perturnbuhan kalus tersebut. Inositol juga dapat mendorong pertumbuhan tanaman kalus lainnya, jika diberi tambahan auksin, kinetin dan vitamin. Tidak diketahui apakah semua jenis kalus memerlukan inositol, tetapi sekurang-kurangnya beberapa jenis kalus mutlak rnemerlukan inositol.

Peranan inositol di dalam pertumbuhan kalus belum diketahui sampai saat ini. Penemuan-penemuan akhir-akhir ini menunjukkan bahwa inositol ikut berperan di dalam beberapa proses rnetabolisme penting yang berhubungan dengan pertumbuhan sel. Inositol adalah suatu bahan ant