TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman
Sistematika bahan tanaman anggrek Cattleyamenurut Steenis (2005) adalah sebagai berikut : Kingdom : Plantae, Divisio: Spermatophyta, Subdivisio : Angiospermae, Kelas : Monocotyledoneae, Ordo : Asparagales, Famili : Orchidaceae, Subfamili : Epidendroideae, Suku : Epidendrea, Subsuku : Laeliinae , Genus : Cattleya,Spesies: Cattleya trianaeLindl & Rchb.fil.
Akar anggrek pada umumnya lunak dan mudah patah dengan ujung akar meruncing. Akar anggrek mempunyai lapisan velamen yang bersifat spongy (berongga) yang dibawahnya mengandung klorofil. Pada jenis monopodial,
terdapat banyak akar aerial yaitu akar yang keluar dari batang di atas (Gunawan, 1992).
Anggrek memiliki dua macam pola pertumbuhan, yaitu pertumbuhan monopodial dan simpodial. Anggrek yang memiliki pola pertumbuhan monopodial, batang berbentuk tunggal dengan bagian ujung batang tumbuh lurus tidak terbatas. Vanda, Arachnis, dan Aranda merupakan anggrek yang termasuk pola monopodial. Selain monopodial, terdapat pola pertumbuhan simpodial, pada pola ini pertumbuhan ujung batang anggrek terbatas karena hanya akan tumbuh hingga mencapai batas maksimum. Pertumbuhan baru akan dilanjutkan oleh anakan yang tumbuh di sampingnya. Pada anggrek simpodial terdapat suatu penghubung yang disebut rizom atau batang dibawah tanah. Contoh anggrek simpodial adalah Cattleya (Gunawan, 1992).
dengan daun pada buku berikutnya atau berpasangan (Gunawan, 1992). Berdasarkan pertumbuhannya, anggrek Cattleya termasuk golongan evergreen yaitu daun tetap segar dan hijau, serta tidak gugur secara serentak. Daunnya berbentuk lebar, tebal, dan berdaging (Widiastoety, 2005).
Bunga terdiri atas 5 bagian utama yaitu sepal (kelopak bunga), petal (mahkota bunga), benang sari, putik dan ovari (bakal buah). Sepal merupakan pelindung bunga terluar sewaktu bunga masih kuncup. Sepal berjumlah 3 helai dengan letak membentuk segitiga. Setelah sepal, ada tiga helai petal yang juga terletak dalam bentuk segitiga. Dua helai yang diatas membentuk 1200 dengan lembar ke-3 yang lebih besar yang disebut labelum atau bibir. Labelum membentuk semacam platform tempat serangga hinggap (Gunawan, 1992).
Gambar 1. Struktur bunga anggrek Cattleya trianae Sumber: Orchidswiki (2009)
Bunga anggrek Cattelya terbentuk pada pucuk tanaman. Jenis Cattleya berdaun satu memiliki 1−2 kuntum bunga yang berukuran besar, sedangkan jenis Cattleyaberdaun 2−3 mempunyai 3−8 kuntum dengan ukuran kecil. Panjang tangkai bunga anggrek ini termasuk pendek. Bunga Cattleya memiliki diameter 5 hingga lebih dari 16 cm, memiliki daya tahan 1-2 minggu bila tidak dipotong, atau
Petal
Anther cap
dasarnya, struktur bunga pada genus Cattleya sederhana, sepal berbentuk lebar, petal menjuntai di atas labellum yang besar, dan biasanya labellum memiliki warna yang berbeda dengan sepal dan petal (Hawkes, 1965).
Gambar 2. Anggrek Cattleya trianae Lindl & Rchb.fil. Sumber: Orchidswiki (2009)
Buah anggrek merupakan buah capsular (seperti butiran) yang berbelah enam. Biji-biji anggrek di dalam buah tidak memiliki endosperm yaitu cadangan makanan seperti biji tanaman lainnya. Cadangan makanan ini diperlukan dalam perkecambahan dan pertumbuhan awal biji (Gunawan, 1992).
Kultur Jaringan
Teknik kultur jaringan berkembang didasarkan pada penelitian-penelitian Schleiden dan Schwann tentang kompetensi sel secara total yang disebut totipotensial. Schleiden (1833) dan Schwann (1839) mengatakan, sel merupakan unit dari struktural dan fungsional dari organisme yang dapat berkembang biak secara otonomi. Teori ini diuji coba oleh Voching (1878) pada induksi kalus dan
akhirnya dapat bergenerasi tumbuh ke bagian atas membentuk tunas dan ke bagian bawah membentuk akar (bipolar).
Eksplan
Eksplan adalah bagian tanaman yang digunakan sebagai bahan untuk inisiasi suatu kultur. Eksplan yang digunakan harus dalam keadaan aseptik melalui prosedur sterilisasi dengan berbagai bahan kimia. Dari eksplan aseptik kemudian diperoleh kultur aseptik yaitu kultur dengan hanya satu macam organisme yang diinginkan (Gunawan,1992).
bodies (plb)merupakan struktur yang menyerupai protocrom yang terbentuk dari jaringan eksplan dan atau kalus dari in vitro (Yusnita,2003).
Dalam perbanyakan tanaman secara kultur jaringan, eksplan merupakan faktor penting penentu keberhasilan. Umur fisiologis, umur ontogenetik, ukuran eksplan, serta bagian tanaman yang diambil merupakan hal-hal yang harus dipertimbangkan dalam memilih eksplan yang akan digunakan sebagai bahan awal kultur. Umumnya, bagian tanaman yang digunakan sebagai eksplan adalah jaringan muda yang sedang tumbuh aktif. Jaringan tanaman yang masih muda mempunyai daya regenerasi lebih tinggi, sel-sel masih aktif membelah diri, dan relatif lebih bersih (mengandung lebih sedikit kontaminan) (Yusnita, 2003).
Ada beberapa fase dalam pertumbuhan dan perkembangan biji anggrek menjadi plantlet yang diamati pada perkecambahan biji dan perkembangan plantlet dari tanaman anggrek. Pertama, biji (fase 0) yang berubah menjadi protocorm (fase 1) menandakan biji berkecambah. Fase pekembangan selanjutnya merupakan pembentukan primordia daun pada bagian atas protocorm (fase 2). Primordia daun kemudian berkembang menjadi daun pertama (fase 3). Akhirnya, anggrek melanjutkan pertumbuhan dan perkembangan beberapa daun berkembang (fase 4) menjadi tanaman kecil yang disebut sebagai plantlet (fase 5).
Media Kultur Jaringan
asam organik, metabolit dan ekstrak tambahan tidak mutlak, tetapi dapat menguntungkan ketahanan sel dan perbanyakannya (Wetter dan Constabel, 1991).
Media kultur merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan perbanyakan tanaman secara kultur jaringan. Berbagai komposisi media kultur telah diformulasikan untuk mengoptimalkan pertumbuhan dan perkembangan
tanaman. Kebutuhan nutrisi mineral untuk tanaman yang dikulturkan secara in vitro pada dasarnya sama dengan kebutuhan hara tanaman yang ditumbuhkan
ditanah, meliputi hara-hara makro dan mikro (Yusnita, 2003).
Medium yang digunakan untuk kultur in vitro tanaman dapat berupa medium padat atau cair. Medium padat digunakan untuk menghasilkan kalus yang selanjutnya diinduksi membentuk tanaman yang lengkap (plantlet), sedangkan medium cair biasanya digunakan untuk kultur sel. Medium yang digunakan mengandung lima komponen utama, yaitu: senyawa anorganik, sumber karbon, vitamin, zat pengatur tumbuh, dan suplemen organik (Yuwono, 2006).
baik karena nutrisi dapat diserap secara bersamaan dalam proporsi seimbang (Kasi dan Sumaryono, 2008).
Menurut Sumaryono et al.,(2007) penggunaan medium padat pada fase proliferasi kalus tebu merupakan teknik yang umum digunakan saat ini. Namun penggunaan medium padat dianggap tidak efisien dalam hal tingkat produksi planlet, tenaga kerja dan ruang. Penggunaan medium cair dapat mengatasi kelemahan tersebut dengan dimungkinkannya otomatisasi sehingga dapat meningkatkan skala produksi secara massal (HvoslefEide et al., 2003).
Medium padat dapat digunakan untukproliferasi kalus karena mempercepatpembentukan kalus sekunder dan pembentukankalus embriogenik remah yanglebih banyak. Sementara pada SPS (sistem perendaman sesaat) danmedium cair, pembentukan kalus embriogenikremah relatif sedikit, sehinggaterbentuk lebih banyak sel embriogenikyang menunjang proses pendewasaanmenjadi embrio somatik. Oleh karena itu, penggunaan medium cair dan mediumSPS (sistem perendaman sesaat) dapat direkomendasikan sebagaimedium tumbuh untuk pendewasaan kalusembriogenik menjadi embrio somatik (Kasi dan Sumaryono, 2008).
diperoleh langkah efisiensi dalam penggunaan bahan kimia untuk media dasar MS sebagai pemicu multiplikasi tunas.
Lingkungan In vitro
Pemuliaan tanaman in vitromencakup semua teknik kultur sel dan jaringan yang meliputi perbanyakan, pengamatan dan manipulasi genetik tanaman tanpa melibatkan siklus seksual. Pada dasarnya kulturin vitromerupakan suatu proses perbanyakan sel, jaringan, organ atau proptoplas dengan teknik steril (Nasir, 2002).
Pekerjaan mengisiolasi dan mentransfer bahan tanaman biasanya diruangan khusus atau didalam lemari dimana mikroorganisme dapat dikecualikan. Lemari yang digunakan untuk isolasi dapat ditempatkan dalam rancangan laboratorium, tetapi jauh lebih baik di ruangan inokulasi atau transfer ruangan khusus yang disediakan. Pada saat ditempatkan di inkubator pencahayaan, suhu dan kelembaban dapat dikontrol. Laju pertumbuhan tergantung pada suhu dan juga pencahayaan yang diadopsi (George et al., 2007).
Kondisi lingkungan yang menentukan keberhasilan dalam pembiakan tanaman dengan kulturjaringan meliputi cahaya, suhu, dan komponen atmosfer.
Cahaya dibutuhkan untuk mengatur proses morfogenetik tertentu. Dalam teknik kultur jaringan, cahaya dinyatakan dengan dimensi lama penyinaran, intensitas,
Kualitas cahaya yang baik untuk perkembangan tanaman harus diperhatikan. Lampu flourescens jauh lebih baik dibanding lampu pijar, karena
panasnya relatif rendah. Intensitas cahaya yang dibutuhkan berkisar 1000-4000 lux. Intensitas cahaya diatur menempatkan lampu dengan kekuatan
tertentu dengan jarak 40-50 cm dari tabung kultur untuk luas tertentu (Pardal, 2012).
Suhu juga berpengaruh terhadap kesehatan tanaman yang dikulturkan. Suhu yang umum digunakan untuk pengkulturan berbagai jenis tanaman adalah 26 ± 20C. Untuk kebanyakan tanaman, suhu yang terlalu rendah (kurang dari 200C) dapat menghambat pertumbuhan, dan suhu yang terlalu tinggi (lebih dari 320C) menyebabkan tanaman merana. Namun, pada kultur tanaman yang biasanya memerlukan suhu rendah untuk pertumbuhan terbaiknya (Yusnita, 2003).
Zat Pengatur Tumbuh
Hormon diperlukan dalam konsentrasi yang rendah untuk mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Banyak molekul sintesis zat alami yang telah dikenal memiliki aktivitas serupa perangsang tumbuh. Senyawa sintesis perangsang tumbuh yang secara alami ada dikenal dengan zat pengatur tumbuh. Dalam kultur jaringan, tambahan (exogenous) zat pengatur tumbuh diberikan untuk memperoleh efek pertumbuhan (Pandiangan, 2011).
sintetik, misalnya NAA(napthaleneacetic acid), 2,4D (2,4 dichlorophenoxyacetic acid) dan MCPA (2-methyl-4chlorophenoxyacetic acid) (Dewi, 2008).
Sitokinin merupakan zat pengatur tumbuh yang mendorongpembelahan (sitokinesis), pertumbuhan danperkembangan kulktur sel tanaman. Sitokininjuga menunda penuaan daun, bunga dan buahdengan cara mengontrol dengan baik proseskemunduran yang menyebabkan kematian sel-seltanaman. Pada tumbuhan, efek sitokinin seringdipengaruhi oleh keberadaan auksin, misalnyajumlah akar yang banyak akan menghasilkan sitokinin dalam jumlah banyak. Peningkatankonsentrasi sitokinin ini akan menyebabkansistem tunas membentuk cabang dalam jumlahyang lebih banyak(Lawalata, 2011).
Auksin dan sitokinin ditambahkan dalam media kultur untuk menginduksi perkembangan eksplan. Auksin yang umum digunakan dalam media kultur jaringan adalah IAA (indole acetic acid), IBA (3-indolebutyric acid), 2,4D (2,4- dichlorophenoxyacetic acid), dan NAA (1-naphthylacetic acid). Auksin berperan dalam merangsang pembelahan dan pembesaran sel yang terdapat pada pucuk tanaman, dan menyebabkan pertumbuhan pucuk-pucuk baru (Wetherell, 1982).
Menurut Wattimena (1988)sitokinin yang sering dipakai dalamperbanyakan in vitrotanaman adalah BAP. Hal ini dikarenakan BAP lebih
stabil,tidak mahal, mudah tersedia, bisa disterilisasi, dan efektif. Menurut Yuswanti et al.,(2014) pemberian BAP 1 ppm dapat meningkatkan pertumbuhan
plantlet anggrek Cattleyasp, yang dapat ditunjukkan pada variabel tertinggi yaitu: tinggi plantlet (5,67 cm), jumlah daun (4,67 helai ), panjang akar (2,07 cm) ,berat basah (0,36 g) dan berat kering oven (0,043 g).
Anggrek yang diperbanyak secara in vitro membutuhkan nutrisi yang penting bagi pertumbuhan planlet selain nutrisi, juga dapat menambahkan hormon tumbuh yang dibutuhkan bagi pertumbuhan planlet, sumber nutrisi yang dapat mengantikan peran ZPT yang mahal. Sumber Nutrisi berasal dari Ekstrak buah dan air kelapa. Ekstrak buah yang digunakan antara lain buah pisang, nenas, tomat dan pepaya (Yanti, 2014).
Menurut (Widiastoety 1997) pemberian air kelapa pada pembuatan media Vacin dan Went mampu menstimulasi pembelahan sel dan pertumbuhan anggrek Bulan. Penggunaan ekstrak buah dilakukan karena ekstrak buah mengandung karbohidrat, protein, lemak dan vitamin serta unsur hara yang berfungsi sebagai sumber energi yang berguna untuk pertumbuhan planlet.
respirasi. Oleh karena itu air kelapa mempunyai kemampuan besar untuk mendorong pembelahan sel dan proses deferensiasi. Menurut Bey et al., (2006) perlakuan tunggal air kelapa dapat mempercepat munculnya plb pada tanaman anggrek bulan (Phalaenopsis amabilis sp.).Hasil penelitian Syafi’i (2006) saat munculnya plb lebih cepat pada perlakuan tunggal air kelapa pada konsentrasi 200 ml/l dimana plb tumbuh pada rentang waktu 14 – 18 hsp pada tanaman anggrek bulan.
Perbanyakan Anggrek Secara Konvensional
Perbanyakan anggrek dapat dilakukan secara vegetatif dan generatif. Perbanyakan secara vegetatif dianggap kurang efektif karena jumlah anakan yang relatif sedikit, sedangkan perbanyakan secara generatif dengan biji memerlukan waktu tumbuh yang lama. Perbanyakan secara vegetatif dilakukan dengan cara memisahkan tanaman anakan dari tanaman induknya. Tanaman anakan dapat berupa tunas yang tumbuh dari pangkal batang atau dapat juga berupa keki. Keki merupakan tunas yang tumbuh dari nodus batang atau tangkai bunga (Arditi dan Ernst, 1994).
Kajian Kultur Jaringan Tanaman Anggrek
Perbanyakan anggrek secara generatif lebih banyak dilakukan dalam laboratorium secara in vitro yaitu dengan menyebar dan mengecambahkan biji anggrek di dalam media agar yang steril (Hendaryono dan Wijayani, 1994). Biji anggrek dapat tumbuh jika ditanam pada media yang mengandung nutrisi yang cukup untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Kultur secara in vitro digunakan untuk perbanyakan tanaman yang endemik atau terancam punah. Kultur biji anggrek pada media yang sesuai akan menghasilkan tanaman anggrek yang berlimpah (Abbas et al., 2011).
Air kelapa 150 ml/l pada media VW mampu mendorong pembentukan plb(protocorm like bodies) sebagai calon tanaman. Protocorm adalah bentukan bulat yang siap membentuk pucuk dan akar sebagai awal perkecambahan anggrek. Air kelapa terkandung hormone sitokinin 5,8 mg/l, auksin 0,07 mg/l dan giberalin yang dapat menstimulasi perkecambahan dan pertumbuhan tanaman, berfungsi sebagai penstimulir dalam proliferasi jaringan, memperlancar metabolisme dan respirasi (Gunawan, 1992).
