Produksi Benih pada Tanaman Kultur jaringan
Di susun oleh :
1. Kristaliyas Ginting 155040207111074 2. .Noval Fiki Yoga P. 165040200111146 3. Fadila Nurlaily 165040201111004 4. Palupi Dwi Ramadhani 165040201111013
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG
DAFTAR ISI
Cover...1
DAFTAR ISI...2
BAB I PENDAHULUAN...3
1.1 Latar Belakang...3
1.2 Tujuan...3
1.3 Rumusan Masalah...3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...4
2.1 Pengertian Kultur Jaringan...4
2.2 Macam- Macam Kultur Jaringan...4
2.3 Kelebihan dan Kekurangan Kultur Jaringan...6
BAB III ISI...8
3.1 Tahapan Kultur Jaringan Mawar dan Wortel...8
3.2 Prinsip Genetik...9
3.3 Prinsip Agronomi...11
BAB IV PENUTUP...17
4.1 Kesimpulan...17
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangTeknologi produksi benih tanaman dengan menggunakan teknologi kultur jaringan vitro dengan mengisolasi bagian tanaman kemudian menumbuhkannya di media dalam kondisi steril sering disebut dengan Kultur jaringan. Pada era modern ini perbanyakan benih tidak hanya sebatas dari biji namun juga mengembangkan perbanyakan benih sevcara vegetatif dengan metode yang lebih modern, lebih cepat dan efisiensi lebih tinggi. Faktor penting dalam kultur jaringan adalah bagian tanaman yang dikulturkan dan medianya. Jaringan tanaman yang sering digunakan dalam teknik kultur jaringan adalah kalus, sel, dan protoplasma, dan organ tanaman meliputi pucuk, bunga, daun, batang, dan akar. Dengan perbanyakan tanaman secara kultur jaringan ini, diharapkan benih yang akan dihasilkan terjamin mutunya maupun kesehatan benih itu sendiri.
1.2 Tujuan
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Kultur JaringanKultur jaringan (tissue culture) yaitu suatu teknik mengisolasi bagian-bagian tanaman (sel, sekelompok sel, jaringan, organ, protoplasma, dan sebagainya), ditumbuhkan secara tersendiri, dipacu untuk memperbanyak diri, akhirnya diregenerasikan kembali menjadi tanaman lengkap yang mempunyai sifat sama seperti induknya dalam suatu lingkungan yang aseptik atau steril (bebas hama dan penyakit) (Yuliani, R., 2014).
2.2 Macam- Macam Kultur Jaringan 1. Kultur Meristem
Kultur meristem adalah pertumbuhan aseptik ujung tunas atau meristem secara in vitro yang bertujuan untuk menghasilkan tanaman yang bebas virus atau untuk konservasi plasma nutfah. Kultur meristem telah banyak digunakan dalam tanaman seperti pisang, kentang, krisan, dan stroberi. Penggunaan kultur meristem yang paling meononjol yaitu untuk memproduksi tanaman yang bebas virus seperti pada tanaman kentang, anggrek, dan tebu.
2. Kultur Kalus
3. Kultur Anter
Kultur anter adalah perkembangan kultur kalus haploid dari polen secara in vitro. Tujuan dari kultur anter antara lain produksi haploid untuk memproduksi dengan cepat homozigot dan sleksi bentuk-bentuk mutan.
4. Kultur Embrio
Kultur embrio merupakan pertumbuhan aseptik embrio yang bertujuan untuk mendapatkan tanaman yang viabel. Tujuan dari kultur embrio antara lain mempercepat siklus pemuliaan melalui pengkulturan in vitro bagi embrio yang lambat berkembang, pematahan dormansi bagi biji-biji yang sulit berkecambah, dan mendapatkan tanaman yang viabel setelah persilangan sendiri.
5. Kultur Protoplas
2.3 Kelebihan dan Kekurangan Kultur Jaringan
Menurut Lindsey dan Jones (1990) dalam Yusnita (2004)
a. Kelebihan pada perbanyakan melalui kultur jaringan antara lain:
Tidak membutuhkan ruangan yang luas Perbanyakan dilakukan pada botol-botol kultur sehingga tidak membutuhkan ruangan yang luas. Bebas penyakit, hama, dan virus Karena perbanyakan dilakukan dalam
keadaan aseptik, maka bibit yang dihasilkan terbebas dari bakteri, cendawan, nematoda, maupun hama lain.
Waktu untuk perbanyakan cepat dan tidak terbatas Kondisi untuk perbanyakan melalui kultur jaringan (cahaya, komposisi media, konsentrasi zat pengatur tumbuh, dan suhu) dapat dikontrol, sehingga bibit dapat dihasilkan dalam jumlah banyak pada waktu yang relatif singkat dan tidak terbatas.
Tidak tergantung musim atau iklim Perbanyakan bibit dapat dilakukan secara kontinu karena tidak tergantung musim atau iklim.
Menghemat tenaga Karena tidak memerlukan pemeliharaan yang rumit seperti: penyiraman, pengendalian gulma, hama, dan penyakit, maka akan menghemat tenaga.
Tanaman induk dapat disimpan secara in vitro Tanaman induk dapat disimpan secara in vitro (dalam kultur) sehingga tidak membutuhkan pemeliharaan di lapang.
Bibit yang dihasilkan telah berakar (planlet) Bibit hasil kultur jaringan telah memiliki akar sehingga akan cepat tumbuh di lapang, selain itu apabila aklimatisasi dilakukan secara serentak akan diperoleh bibit yang seragam.
b. Kekurangan pada perbanyakan melalui kultur jaringan antara lain:
Untuk tahap awal diperlukan fasilitas-fasilitas yang cukup mahal (misal: ruang kultur, laminar air flow dll.)
Dibutuhkan tenaga ahli yang terampil karena harus bekerja pada kondisi steril dan harus mengetahui kapan kultur harus ditransfer ke media segar (subkultur).
Jika terjadi kontaminasi oleh bakteri atau cendawan, maka akan kehilangan bahan tanaman yang potensial.
Dibutuhkan metode khusus untuk perbanyakan yang efisien, termasuk kondisi untuk pembentukan akar dan planlet.
Ukuran planlet yang dihasilkan kecil.
Dibutuhkan metode khusus untuk menjaga kestabilan genetik (misal: perbanyakan harus secara langsung tidak melalui kalus).
BAB III ISI
3.1 Tahapan Kultur Jaringan Mawar dan Wortel1. Kultur Mawar
Planlet mawar steril hasil kultur mata tunas dibawa ke dalam LAFC (Laminar Air Flow Cabinet)
Planlet dikeluarkan dari botol kultur lalu diletakkan dalam cawan petri
Planlet dipotong dengan pisau bedah pada bagian nodus/buku
Eksplan nodus ke-1 sampai ke-5 dipisah sesuai urutan nodus
Eksplan ditanam pada media perlakuan. Tiap botol ditanam lima eksplan dari masing-masing bagian nodus
Botol kultur ditutup plastik dan aluminum foil lalu diikat karet gelang
Kultur nodus mawar disimpan di ruang inkubasi pada suhu 24-25°C dengan pencahayaan 16 jam terang dan 8 jam gelap
2. Kultur Wortel
Tahap pertam yaitu perkecambahan biji wortel in-vitro. Biji wortel (Daucus carota L) cultivar New Nantes disterilisasi dengan cara merendam di dalam larutan sodium hipoklorit (Sunklin) yang diencerkan dengan aquadest steril perbandingan 1:1 selama 10 menit sambil sesekali digoyang-goyangkan, selanjutnya dicuci dengan cara merendam dalam aquadest steril sebanyak 2 kali masing-masing selama 5 menit. Biji wortel yang telah disterilisasi ditanam pada medium ¼ MS (Murashige & Skoog, 1962) selama 9 hari. Parameter yang diamati pada tahap ini adalah persentase perkecambahan dan panjang hipokotil kecambah wortel. Tahap ke dua yaitu induksi dan pemeliharaan kalus. Bagian hipokotil
kecambah wortel dipotong dengan ukuran 1 cm, kemudian dikulturkan pada medium MS dengan perlakuan 2,4-D 2 mg/l, selama 5 minggu. Parameter yang diamati selama masa kultur adalah efisiensi pembentukan dan kenampakan visual kalus (tekstur dan warna).
3.2 Prinsip Genetik
A. Kultur Jaringan Mawar
1. Menggunakan media yang cocok untuk pertumbuhan kultur jaringan mawar.
Sebelum dilakukan proses pemotongan pada eksplan terlebih dahulu menyiapkan media yang akan digunakan. Menurut Marina dan Rohayati (2009), dalam penelitiannya media dasar yang digunakan adalah MS dan B5 (Gamborg) yang terdiri atas unsur hara makro dan mikro, vitamin, sukrosa dan Fe khelat, dengan penambahan zat pengatur tumbuh sitokinin. Ke dalam media yang ditambahkan agar-agar 7 gram sebagai pemadat dan sukrosa 30 gram. Media MS memiliki unsur-unsur dan persenyawaan yang lebih lengkap dibandingkan dengan media yang lain. Kadar mineral dalam media MS relatif lebih tinggi dibandingkan media lain. Umumnya mineral-mineral ini dapat mendukung pertumbuhan sel-sel tanaman dalam kultur in vitro.
media MS mengandung unsur hara makro dan mikro yang lebih tinggi dibandingkan dengan media B5, sehingga dengan pemberian sitokinin yang rendah, jumlah tunas yang dihasilkan paling banyak.
Planlet tertinggi diperoleh pada perlakuan media dasar B5 (Gamborg) dengan penambahan BAP 2 mg/l sedangkan planlet terendah dihasilkan perlakuan media dasar MS dengan penambahan BAP 0,30 mg/l. Hasil ini menunjukkan bahwa pemberian sitokinin dengan konsentrasi tinggi pada media B5 dapat menginisiasi penambahan tinggi planlet.
2. Menghindari kontaminasi pada kultur jaringan mawar
Pencegahan kontaminasi dikhususkan pada bagian utama sumber kontaminan berdasarkan deteksi kontaminan tahap 1 dan 2. Menurut Sinta et.al (2015), pencegahan kontaminasi dilakukan secara fisik dengan perlakuan (1) kontrol yakni sterilisasi pada autoklaf setelah dirangkai, (2) sterilisasi menggunakan sinar UV dengan panjang gelombang 245nm selama 45 menit lalu diautoklaf, (3) sterilisasi dengan diautoklaf terpisah sebelum dirangkai dan diautoklaf kembali setelah dirangkai, dan (4) sterilisasi dengan direndam dalam larutan alkohol 70% selama 10 menit sebelum dirangkai lalu diautoklaf.
B. Kultur Jaringan Wortel
1. Menggunakan media yang cocok
Sebelum melakukan penanaman eksplan,terlebih dahulu menyiapkan media. Media yang digunakan untuk induksi kalus yaitu media MS. Sebelum induksi kalus menyiapkan perkecambahan biji wortel in-vitro merupakan tahapan awal dari penelitian untuk menghasilkan kecambah wortel steril, yang selanjutnya digunakan sebagai eksplan pada tahap induksi kalus. Indrianto (2003), menyatakan bahwa eksplan terbaik untuk induksi kalus adalah jaringan dari bagian-bagian semai (seedling) yang dikecambahkan secara invitro. Keuntungan dari eksplan yang dikecambahkan secara in-vitro diantaranya adalah kondisi eksplan yang dihasilkan steril, selain itu pada umumnya semua bagian dari kecambah menunjukkan responsifitas yang tinggi untuk diinduksi menjadi kalus karena sifatnya yang masih meristematik.
agar dapat digunakan sebagai bibit, yaitu dengan stratifikasi, stratifikasi merupakan upaya meniru keadaan asli tanaman ini yang melalui musim dingin. Tanpa melalui tahapan stratifikasi biji bunga mawar akan sulit untuk berkecambah.
Bila dibandingkan dengan produksi benih menggunakan metode kultur jaringan dapat dibedakan dengan kuantitas biji yang jauh berbeda. Kultur jaringan merupakan salah satu alternatif dalam perbanyakan tanaman mawar. Perbanyakan tanaman dengan kultur jaringan dapat menghasilkan benih dalam jumlah banyak dalam waktu singkat, seragam, dan bebas penyakit. Keberhasilan teknik kultur jaringan dipengaruhi antara lain oleh jenis eksplan, yaitu bagian tanaman yang digunakan sebagai bahan untuk inisiasi suatu kultur, dan komposisi media yang digunakan. Pada dasarnya, semua tanaman dapat diregenerasikan menjadi tanaman sempurna bila ditumbuhkan pada media yang sesuai. Salah satu komponen media yang menentukan keberhasilan kultur jaringan adalah jenis dan konsentrasi zat pengatur tumbuh yang digunakan. Sitokinin digunakan untuk menumbuhkan dan menggandakan tunas aksiler atau merangsang pertumbuhan tunas adventif (Yusnita 2004). Selain itu teknik perbanyakan dengan kultur jaringan mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan cara tradisional (Santoso dan Nursandi, 2003), antara lain:
a. Budidayanya dimulai dengan sedikit bahan tanaman (eksplan), kemudian dimultiplikasi menjadi sejumlah tunas. Ini berarti hanya diperlukan sedikit bahan untuk penggandaan sejumlah besar tanaman.
b. Perbanyakan ini menggunakan pendekatan lingkungan yang aseptik, bebas dari patogen sehingga merupakan awal seleksi bahan tanaman yang bebas dari penyakit.
c. Meningkatkan efektivitas perbanyakan klonal pada tanaman yang hampir punah dan sulit perbanyakan vegetatifnya.
d. Produktivitas perbanyakan klonal dengan kultur jaringan dapat dilakukan sepanjang tahun tanpa tergantung pada kondisi perubahan iklim.
b. Perbandingan Kuantitas Benih Wortel Secara Konvensional dan Kutur Jaringan
Pada produksi benih wortel tidak jauh berbeda dengan produki benih mawar, kita harus menunggu hingga bunga mengering dan menghasilkan biji, hal tersebut membutuhkan waktu selama ± 2 bulan dengan jumlah setiap gram benih berisi ± 200 biji. Agar dapat menghasilkan benih tanaman wortel tanaman wortel memilliki persyataran tubuh sebagai berikut :
1. Tanah
Sifat fisik tanah yang diperlukan untuk budidaya wortel adalah tanah yang memiliki tekstur struktur tanah yang baik. Jenis tanah yang sesuai adalah andosol, alluvial, regosol dan latosol yang kebanyakannya terdapat di dataran tinggi, namun tidak menutup kemungkinan di dataran rendah dapat diusahakan. Derajat keasaman tanah yang sesuai untuk budidaya wortel adalah 5.5 – 6.5. Tanah dengan topografi/tingkat kemiringan kurang dari 30% masih dapat dianggap layak untuk budidaya wortel, sedangkan pada kemiringan di atas 30% dianggap tidak menguntungkan.
2. Suhu
Suhu sangat berpengaruh terhadap proses metabolisme tanaman baik respirasi, fotosintesis, transpirasi, aktifitas enzim, absorpsi (penyerapan air), hara, pembelahan sel, dll. Suhu optimal yang diperlukan untuk pertumbuhan dan pembentukan umbi yang normal adalah 15.6 – 21.1 °C, namun demikian pada suhu 26 °C dengan ketinggian 500 m dpl, namun produksi umbi kurang memuaskan. Pada suhu yang terlalu tinggi, tanaman wortel akan menghasilkan umbi yang pendek dan kecil-kecil.
3. Curah Hujan
demikian tanaman wortel masih toleran terhadap iklim sangat basah ( 0 – 1.5 bulan kering dalam satu tahun).
4. Kelembaban
Kelembaban udara yang sesuai bagi pertumbuhan wortel adalah 80 – 90%. Kelembaban yang terlalu tingigi akan merangsang pertumbuhan cendawan penyebab penyakit. Kelembanan yang terlau tinggi juga stomata tertutup sehingga penyerapan CO2terhambat. Terbatasnya penyerapan CO2 akan membatasi proses fotosintesis tanaman yang pada gilirannya akan menghambat pertumbuhan tanaman.
5. Intensitas Penyinaran Matahari
Cahaya matahari merupakan sumber energy dalam proses fotosintesis. Kekurangan sinar matahari menyebabkan proses fotosintesis terganggu sehingga proses pembelahan organ vegetative dan generative terganggu. Gejala tanaman yang kurang sinar matahari akan menujukan gejala etiolasi sehingga tanaman akan tumbuh memanjang, kurus, lemah dan pucat. Kondisi seperti ini menyebabkan tanaman tidak akan membentuk umbi. Semakin besar energy cahaya matahari yang dapat diterima tanaman, semakin besar pula pengaruhnya terhadap kenaikan hasil. Semakin besar intensitas cahaya matahari yang diterima tanaman, semakin besar pula pengaruhnya dalam mempercepat proses pembentukan umbi dan waktu pembungaan. Untuk kegiatan fotosintesis, tanaman wortel memerlukan penyinaran cahaya matahari penuh selama 9 – 10 jam per hari.
adalah bagian umbi wortel dan kecambah in vitro. Bagian umbi wortel sering digunakan sebagai eksplan untuk meneliti biosintesis metabolit sekunder karotenoid dalam kalus wortel dan kecambah in vitro digunakan sebagai eksplan untuk tujuan propagasi. Hanchinal et al. (2008) melaporkan bahwa kalus dari eksplan kambium dalam umbi wortel mengandung β-karoten. Sementara itu, kecambah in vitro digunakan oleh Pant & Munandhar (2007) sebagai eksplan untuk propagasi tanaman wortel melalui inisiasi tunas pada medium MS (Murashige & Skoog) dengan penambahan BAP (Benzyl Amino Purine) dan NAA (Naphthalene Acetic Acid).
BAB IV PENUTUP
4.1 KesimpulanDAFTAR PUSTAKA
George E.F., Hall M.A., Jan De Clerk G. 2008. Plant propagation by tissue culture 3rd edition. Volume 1. The background. Springer. P: 183-197
Indrianto A. 2003. Kultur jaringan tumbuhan. Yogyakarta : Universitas Gadjah Mada Fakultas Biologi.
Marlina Nina dan Rohayati Euis. 2009. Teknik Perbanyakan Mawar dengan Kultur Jaringan. Buletin Teknik Pertanian, vol. 4, no. 2 (65-67)
Sinta et.al. 2014. Identifikasi dan Pencegahan Kontaminasi pada Kultur Cair Sistem Perendaman Sesaat. Menara Perkebunan, 82(2): 64-69
