Makalah
KULTUR SEL DAN JARINGAN TUMBUHAN
“PRINSIP DASAR KULTUR SEL DAN TEKNIK KULTUR SEL JARINGAN”
DISUSUN OLEH
NAMA : SYAKILLAH PUTRI LIHAWA NPM : 2120221010
KELAS : FARMASI A22
DOSEN PENGAMPU YOLAN DUNGGIO, S.Pd.,M.Pd
PROGRAM STUDI S1 FARMASI
FAKULTAS SAINS TEKNOLOGI DAN ILMU KESEHATAN UNIVERSITAS BINA MANDIRI GORONTALO
2024
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini dengan baik. Shalawat serta salam senantiasa tercurah kepada Nabi Muhammad SAW, yang telah menjadi teladan bagi umat manusia.Penulis dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Prinsip dasar kultur sel dan Teknik kultur sel jaringan”.
Saya ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini, baik secara langsung maupun tidak langsung. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca, serta menjadi bahan referensi yang dapat digunakan untuk mendalami lebih jauh topik yang dibahas. Kami menyadari bahwa masih terdapat banyak ruang untuk perbaikan, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan demi perbaikan di masa yang akan datang.
Akhir kata, semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan hidayah- Nya kepada kita semua dalam meniti perjalanan ilmu pengetahuan dan kehidupan.
Wassalamu'alaikum Wr. Wb.
Gorontalo, 02 Maret 2024
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ...
DAFTAR ISI ...
BAB I PENDAHULUAN...
1.1 Latar Belakang...
1.2 Rumusan Masalah ...
1.3 Tujuan Masalah ...
BAB II PEMBAHASAN ...
2.1 Definisi Kultur sel dan Kultur sel Jaringan ...
2.2 Prinsip Dasar Kutur sel Jaringan ...
2.3 Manfaat Kultur sel Jaringan………..
2.4 Teknik Kultur sel Jaringan...
BAB III PENUTUP ...
3.1 Kesimpulan ...
3.2 Saran...
DAFTAR PUSTAKA
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Farmasi adalah ilmu yang mempelajari cara membuat, mencampur, meracik formulasi obat, identifikasi, kombinasi, analisis dan standarisasi atau pembakuan obat serta pengobatan, termasuk pula sifat-sifat obat dan distribusinya serta penggunaannya yang aman. Dalam upaya meningkatkan efektivitas dan keamanan pengobatan, pengembangan teknologi farmasi terus mengalami perkembangan, salah satunya melalui pemanfaatan kultur sel dan jaringan tumbuhan.
Kultur jaringan atau kultur in vitro atau tissue culture adalah suatu teknik untuk mengisolasi sel, jaringan, dan organ tanaman kemudian menumbuhkan bagian tersebut pada medium buatan yang banyak mengandung nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam kondisi aseptik.
Medium buatan pada kultur jaringan sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan sehingga bagian-bagian eksplan yang ditanam dapat memperbanyak diri dan berenegerasi menjadi tanaman sempurna. Keberhasilan teknik kultur jaringan dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti seleksi bahan tanaman yang akan digunakan, teknik sterilisasi eksplan, komposisi medium, penambahan zat pengatuh tumbuh, dan faktor lingkungan di mana medium kultur ditempatkan (Tuhuteru et al., 2012).
Kultur sel dan jaringan tumbuhan memungkinkan para peneliti untuk mengisolasi, memanipulasi, dan memperbanyak sel-sel atau bagian-bagian jaringan tumbuhan di lingkungan laboratorium yang dikontrol. Teknik ini tidak hanya memfasilitasi reproduksi tanaman tanpa biji yang sulit, tetapi juga memungkinkan produksi senyawa-senyawa bioaktif dengan efisiensi yang tinggi. Dalam era di mana tantangan lingkungan dan perubahan iklim semakin mengintensif, kultur sel dan jaringan tumbuhan juga menjadi instrumen penting dalam upaya pelestarian keanekaragaman hayati dan pemulihan lingkungan. Dengan menggunakan teknik ini, kita dapat
melestarikan gen-gen berharga dari spesies tumbuhan yang terancam punah dan membangun koleksi tanaman yang beragam untuk tujuan konservasi.
1.2 Rumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan kultur sel dan kultur sel jaringan?
2. Apa prinsip dasar kultur sel jaringan?
3. Apa manfaat Kultur sel Jaringan?
4. Apa saja teknik kultur sel jaringan?
1.3 Tujuan Masalah
1. Agar mahasiswa dapat mengetahui apa yang dimaksud dengan Kultur sel dan Kultur sel jaringan
2. Agar mahasiswa dapat mengetahui prinsip dasar kultur sel jaringan 3. Agar mahasiswa dapar mengetahui manfaat kultur sel jaringan 4. Agar mahasiswa dapat mengetahui Teknik kultur sel jaringan
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Kultur sel & Kultur Sel jaringan
Menurut ma’at, (2011) Kultur sel merupakan suatu proses saat sel hidup ditempatkan kedalam suatu media yang dapat membuat sel tersebut berkembang biak atau tumbuh secara in vitro. Media kultur buatan yang digunakan untuk menumbuhkan sel diluar tubuh organisme dibuat semirip mungkin dengan cairan biologis pada saat sel berada dalam tubuh organisme.
Kultur sel dapat berupa kultur sel primer maupun cell line. Kultur sel primer merupakan kultur yang dimulai dari sel, jaringan, organ yang diperoleh langsung dari organisme asalnya, dan cell line ialah kultur yang diperoleh dari subkular pertama dari kultur primer. Sedangkan definisi dari Kultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tanaman seperti sekelompol sel atau jaringan yang di tumbuhkan dalam kondisi aseptic, sehingga bagian tanaman tersebutb dapat memperbanyak dari tumbuh dan menjadi tanaman lengkap Kembali yang memiliki sifat sama dengan induknya (ziraluo,2021).
2.2 Prinsip Dasar Kultur Sel Jaringan
Prinsip dasar kultur jaringan terdapat pada teori sel yang dikemukakan oleh (schwann dan schleiden pada tahun 1938 ) yang menyatakan bahwa setiap sel tumbuhan memiliki kemampuan untuk mengatur proses fisiologisnya sendiri dan bersifat totipotensi. Totipotensi diartikan sebagai kemampuan dari sel tumbuhan baik itu sel somatik/vegetatif serta sel gamet untuk beregenasi menjadi tanaman lengkap/utuh. Menurut asnawi et al (2002) totipotensi sel merupakan kemampuan setiap sel untuk tumbuh dan berkembang pada lingkungan yang sesuai dengan membawa karakter mang- masing yang indenpenden. Dengan mengisolasi setiap sel dari tanamn dan meregenerasikannya pada media yang sesuai maka akan diperoleh tanaman baru yang membawa karakter dari masing-masing sel tersebut. Kultur jaringan pada saat ini pun dikembangkan untuk membantu mengeliminasi patogen yang terdapat dalam tumbuhan, berguna juga untuk memperbanyak
tanaman secara cepat, biotransformasi, dan manipulasi genetik (Karjadi dan Buchory, 2008).
3.1 Manfaat kultur jaringan
Kultur jaringan memiliki banyak manfaat yang dapat digunakan untuk mendukung dan mempermudah kegiatan manusia. Berikut ini merupakan manfaat-manfaat dari kultur jaringan.
1. Memperbanyak tanaman dalam waktu singkat
Kultur jaringan umumnya dilakukan pada tanaman yangpersentase perkecambahannya rendah atau laju perbanyakannya dengan cara konvensional lambat dengan tujuan mampu menghasilkan tanaman dalam jumlah massal dengan waktu yang singkat dibanding cara konvensional.
Tanaman hibrida yang berasaldari tetua yang menunjukkan sifat male sterility, hibrida-hibrida yang unik, perbanyakan pohon elite atau pohon untuk batang bawah dan tanaman yang selalu diperbanyak secara vegetatif seperti kentang, pisang dan stroberi juga diperbanyak secara kultur jaringan.
2. Memproduksi mutan
Kultur jaringan pada awalnya digunakan dalam usaha perbanyakan tanaman secara cepat, namun saat ini telah berkembang menjadi sarana pendukung program perbaikan sifat tanaman. Kultur jaringan dimanfaatkan untuk menciptakan tanaman dengan bentuk dan sifat berbeda dari induknya yang disukai banyak orang dan membantu manusia memenuhi kebutuhan mereka.
3. Memproduksi metabolit sekunder
Kultur jaringan merupakan metode yang efisien untuk menghasilkan metabolit sekunder atau senyawa yang dimanfaatkan manusia untuk keperluan obat-obatan, parfum, dll. Hal ini dikarenakan melalui kultur jaringan, dilakukan modifikasi media, zat pengatur tumbuh, sumber karbonat sehingga menghasilkan metabolit yang diinginkan. Selain itu, produksi metabolit sekunder dapat diatur, kualitas dan hasil produksi
lebih konsisten, biayaproduksi lebih kecil, dan meminimalisir penggunaan lahan.
4. Memproduksi tanaman haploid
Tanaman haploid adalah tanaman yang mempunyai jumlah kromosom sporofit sama dengan gametofitnya. Haploid dalam dapat digunakan untuk mendeteksi mutasi dan rekombinasi yang unik serta pada penggandaan kromosom akan diperoleh tanaman yang homozigot.
Umumnya, tanaman haploid pada alam terbentuk dikarenakan tumbuhnya gamet jantan atau betina yang tidak mengalami fertilisasi. Kultur haploid merupakan kultur yang diperoleh dengan teknik kultur in vitro dan berasal dari bagian reproduktif tanaman yaitu; mikrospora/anther, tepung sari/pollen, dan ovule.
5. Transformasi genetik
Transformasi genetik tanaman adalah suatu prosesmemindahkan gen asing ke dalam tanaman dan gen tersebut dapatmenampilkan sifat pada tanaman yang ditransformasi tersebut.Tanaman dengan sifat yang diinginkan dapat diciptakan dengan caramemasukkan gen dengan sifat tertentu ke dalam tanaman yangmemiliki sifat lain, sehingga dihasilkan tanaman dengan sifat unggulan.
6. Menghilangkan penyebab penyakit pada tanaman
Kultur jaringan selain digunakan untuk perbanyakan tanaman, juga digunakan untuk mengeliminasi virus. Kultur jaringan mampu menciptakan tanaman bebas patogen dengan kualitas unggulan karena melalui proses yang steril dan terkontrol lingkungannya yang dengan cara konvensional sukar untuk dilakukan. Seperti pada metode in vitro kultur kalus yang mampu mengeliminasi virus penyebab penyakit garis kuning (Sugarcaneyellow leaf virus) mencapai 100% dan kultur meristem apikalmampu mengeliminasi virus tersebut sebesar 64%
7. Konservasi Tanaman
Beberapa tanaman yang terancam punah atau tanaman yanglambat pertumbuhannya dan sulit berkembang akan disimpanmelalui metode
kultur jaringan sehingga bila suatu saat tanamantersebut punah, maka tanaman dapat dimunculkan dan ditumbuhkankembali. Penerapan konservasi in-vitro dilakukan melalui beberapa teknik yaitu Penyimpanan dalam keadaan tumbuh (jangka pendek) dengan cara pemeliharaan pemindahan tanaman (subkultur) secara rutin pada media yang sama agar tetap hidup danpemberian zat pengatur tumbuh seminimal mungkin untukmenghindari mutasi serta menjaga viabilitas tanaman (Tan,2021).
4.1 Teknik Kultur sel jaringan
Teknik Kultur jaringan pada Tumbuhan adalah teknik yang sangat menjanjikan untuk produksi/perbanyakan bibit tanaman dalam jumlah besar/massal dan seragam, juga dapat digunakan untuk mendapatkan tanaman unggul. Perbanyakan tanaman secara generatif/kawin, perkecambahan bijinya juga dapat dibantu dengan perkecambahan biji in vitro (di dalam tabung). Karena banyak biji yang sulit dikecambahkan secara alami, misalnya biji yang bersifat rekalsitran. Perbanyakan tanaman secara vegetatif dengan menumbuhkan sel soma/sel tubuh dengan kultur jaringan dapat dilakukan dengan kultur protoplas (sel yang telah dihilangkan dinding selnya), sel tunggal, jaringan, maupun organ (Suryowinoto, 2013).
Berdasarkan bahan tanaman yang digunakan dan tujuannya, Teknik Kultur Jaringan dibedakan menjadi 2 tipe, yaitu untuk Produksi dan untuk Perbaikan sifat tanaman. Yang termasuk dalam tipe 1 untuk produksi:
1). Perbanyakan tanaman/Mikropropagasi 2). Produksi metabolit sekunder,
3). Pembuatan biji sintetis.
Tipe 2 untuk perbaikan sifat, meliputi : 1). Kultur embrio
2). Kultur Anther, Pollen, Mikrospora 3). Transformasi genetik
4). Fusi Protoplas (Haque et al. 2022).
Gambar 1. Teknik Dasar Kultur Jaringan pada Tumbuhan
Secara umum Teknik Kultur jaringan mengikuti prosedur umum seperti yang tampak pada Gambar 1. Pertama harus dipilih tanaman donor dengan elite genetik yang baik sebagai sumber eksplan (bahan tanaman yang dikultur), eksplan bisa berupa sel, protoplas, jaringan atau organ (daun, akar, bunga).
Eksplan yang berasal dari luar disterilisasi secara kimiawi menggunakan NaClO, atau secara fisik dengan dicelupkan Alkohol 70% kemudian dibakar 3 kali. Selanjutnya eksplan dipotong-potong dan ditanam pada media tumbuh sesuai dengan jenis tanaman yang ditanam. Media padat digunakan untuk menanam eksplan yang umumnya diinduksi pertumbuhan kalusnya, kemudian dipindahkan ke medium induksi tunas, setelah keluar tunas dipindahkan ke medium induksi akar sampai tumbuh membentuk plantlet (tanaman hasil kultur jaringan) yang masih di dalam botol. Untuk induksi metabolit sekunder kalus dapat dipisah-pisahkan kemudian ditanam pada medium cair, digoyang pada shaker, setelah terbentuk banyak, sel dan metabolit dapat dipanen untuk pembuatan obat herbal. Kultur cair juga dapat digunakan untuk menginduksi pembentukan embrio dari sel soma (embrio somatik) yang selanjutnya ditanam pada medium dengan tambahan hormon auksin dan sitokinin untuk membentuk plantlet. Plantlet juga dapat diinduksi secara langsung dari organ yang ditanam, Dimana eksplan ditanam langsung pada medium dengan tambahan auxin dan sitokinin. Plantlet yang terbentuk selanjutnya dapat ditanam di greenhouse setelah diaklimatisasi untuk menyesuaikan tanaman dari kondisi di dalam botol (in vitro) ke kondisi di luar botol (ex vitro) (Ichihashi, 2002).
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
Berdasarkan tujuan dari makalah ini, maka dapat disimpulkan bahwa Kultur sel merupakan suatu proses saat sel hidup ditempatkan kedalam suatu media yang dapat membuat sek tersebuut berkembang biak atau tubuh secara in vitro. Media kultur buatan yang digunakan untuk menumbuhkan sel diluar tubuh organisme dibuat semirip mungkin dengan cairan biologis pada saat sel berada dalam tubuh organisme. Manfaat dari kultur jaringan yakni dapat menghasilkan tanaman dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang singkat.
Selain itu tanaman yang dihasilkan mempunyai sifat yang sama dengan induknya. Dengan kelangkaan tanaman yang dibudidayakan dilahan, kultur jaringan merupakan solusi yang tepat bagi perbanyakan tanaman tersebut.
Manfaat lain yang dapat dihasilkan dengan perbanyakan secara kultur jaringan yaitu tanaman bebas hama dan penyakit (sistemik maupun non sistemik) serta virus. Teknik Kultur Jaringan dibedakan menjadi 2 tipe, yaitu untuk Produksi dan untuk Perbaikan sifat tanaman.
3.2 Saran
Kami berharap para pembaca bisa memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan penulisan makalah dikesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi para penulis khususnya juga para pembaca pada umumnya.
DAFTAR PUSTAKA
Haque MI., Singh PK, Ghuge S., Kumar A., Rai A.C., Kumar A., and Modi A.(2022). A general introduction to and background of plant tissue culture:
Past, current, and future aspects. A chapter in: A Chapter in: Advances In:
Plant Tissue Culture Current Developments and Future Trends, ISBN: 978- 0-323-90795-8 Edited by A.C. Rai, A. Modi, M.Singh, Academic Press, UK, Elsevier Inc. p. 1-20.
Semiarti, Endang. "Optimalisasi Pemanfaatan Teknik Kultur Jaringan Tumbuhan Dalam Mendukung SDGs 2030 Melalui Sains dan Entrepreneurship." Seminar Nasional Sains dan Entrepreneurship. 2022.
Ichihashi S. (2002). Mass Propagation of Orchid Technology to Support Global Market. International
Khumairoh, I., & Puspitasari, I. M. (2016). Kultur sel. Farmaka, 14(2), 98-110.
Karjadi, K. A., dan A. Buchory 2008. Pengaruh auksin dan sitokinin terhadap pertumbuhan dan perkembangan jaringan meristem kentang kultivar Granola. Jurnal Hortikultura. Bogor. Vol. 18 (4): 380-384
Ma’at , suprato 2011 .Teknik Dasar Kultur Sel. Surabaya: Airlangga University Press
Nurimala. F. 2018. Buku Ajar Kultur Jaringan. Penerbit Universitas Nusa Bangsa.Bogor. Seminar on Orchid. Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta
Suryowinoto, M.2013. Kultur Jaringan Tumbuhan dan Manfaatnya. Fakultas Biologi Universitas
Tan, Angelista Einsthan, et al. "Kultur Jaringan Tanaman dan Aplikasinya Dalam Dunia Bisnis." (2021).
Tuhuteru, S. Hehanussa, M. L. Raharjo, S. H. T. 2012. Pertumbuhan DanPerkembangan Anggrek (Dendrobium anosmum) Pada Media Kultur In VitroDengan Beberapa Konsentrasi Air Kelapa. Agrologia. 1(1): 1-12
Ziraluo, Yan Piter B. "Metode perbanyakan tanaman ubi jalar ungu (Ipomea batatas poiret) dengan teknik kultur jaringan atau stek planlet." Jurnal inovasi Penelitian 2.3 (2021): 1037-1046.
