MAKALAH KULTUR JARINGAN

BAB I

PENDAHULUAN

1.1        Latar Belakang

Ciri-ciri makhluk hidup salah satunya adalah mampu bereproduksi sehingga menghasilkan keturunan yang akan melestarikan jenisnya di masa depan. Setiap makhluk hidup melakukan reproduksi dengan berbagai cara. Dapat dengan cara seksual yaitu melibatkan dua tipe sel kelamin yang berbeda sehingga terjadilah fertilisasi membentuk zigot, dan zigot selanjutnya akan tumbuh menjadi keturunan yang fertil. Selain itu terdapat pula cara reproduksi aseksual yaitu tidak melibatkan sel kelamin.

Reproduksi aseksual atau vegetatif ini kebanyakan dilakukan oleh tanaman dan oleh beberapa hewan primitif (masih sederhana) tapi tidak termasuk manusia. Reproduksi aseksual pada tumbuhan merupakan proses perbanyakan vegetatif dengan meggunakan organ vegetatif.

Pada bidang pertanian, perbanyakan tumbuhan atau perbanyakan bibit tumbuhan secara besar-besaran kadang–kadang sangat diperlukan. Namun perbanyakan tumbuhan dengan teknik konvensional seringkali menghadapi kendala teknis, lingkungan maupun waktu. Sebagai contoh perbanyakan tanaman dengan menggunakan biji memerlukan waktu yang relatif lama dan seringkali hasilnya tidak seperti tanaman induknya. Kendala lain yang juga sering muncul adalah gangguan alam, baik yang disebabkan oleh jasad hidup, misalnya hama dan penyakit maupun cekaman lingkungan yang dapat menggangu keberhasilan perbanyakan tanaman di lapangan. Sejalan dengan makin berkembangnya ilmu pengetahuan terutama bidang teknologi, kendala-kendala tersebut dapat diatasi  antara lain melalui teknik kultur jaringan.

Kultur Jaringan adalah teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri & bergenerasi menjadi tanaman lengkap.

Kultur jaringan bila diartikan ke dalam bahasa Jerman disebut Gewebe kultur atau

tissue culture (Inggris) atau weefsel kweek atau weefsel cultuur (Belanda). Kultur jaringan

atau budidaya in vitro adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tanaman seperti protoplasma, sel, jaringan atau organ yang serba steril, ditumbuhkan pada media buatan

yang steril, dalam botol kultur yang steril dan dalam kondisi yang aseptik, sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbayak diri dan beregenerasi menjadi tanaman yang lengkap.

Dasar teori yang digunakan adalah teori totipotensi yang ditulis oleh SCHLEIDEN

dan SCHWANN (Suryowinoto dan Suryowinoto, 1977) yang menyatakan bahwa teori totipotensi adalah bagian tanaman yang hidup mempunyai totipotensi, kalau dibudidayakan

di dalam media yang sesuai, akan dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman yang sempurna, artinya dapat bereproduksi, berkembang biak secara normal melalui biji atau spora. Teknik kultur jaringan menuntut syarat-syarat tertentu yang harus dipenuhi dalam pelaksanaannya. Syarat pokok pelaksanaan kultur jaringan adalah laboratorium dengan segala fasilitasnya. Laboratorium harus menyediakan alat-alat kerja, sarana pendukung terciptanya kondisi aseptik terkendali dan fasilitas dasar seperti, air listrik dan bahan bakar. Pelaksanaan kultur jaringan memerlukan juga perangkat lunak yang memenuhi syarat. Dalam melakukan pelaksanaan kultur jaringan, pelaksana harus mempunyai latar belakang ilmu-ilmu dasar tertentu yaitu botani, fisiologi tumbuhan ZPT, kimia dan fisika yang memadai. Pelaksana akan berkecimpung dalam pekerjaan yang berhubungan erat dengan ilmu-ilmu dasar tersebut. Pelaksana akan banyak berhubungan dengan berbagai macam bahan kimia, proses fisiologi tanaman (biokimia dan fisika) dan berbagai macam pekerjaan analitik. Pelaksana juga dituntut dalam hal ketrampilan kerja, ketekunan dan kesabaran yang tinggi serta harus bekerja intensif. Pekerjaan kultur jaringan meliputi: persiapan media, isolasi bahan tanam (eksplan), sterilisasi eksplan, inokulasi eksplan, aklimatisasi dan usaha pemindahan tanaman hasil kultur jaringan ke lapang.

1.2        Ruang Lingkup Masalah

1.     Apa yang dimaksud dengan kultur jaringan?

2.     Apa alat dan bahan yang digunakan dalam kultur jaringan?

3.     Bagaimana cara penanaman kultur jaringan?

4.     Apa yang menyebabkan tanaman pada kultur jaringan tidak berhasil?

5.     Bagaimana pencegahan yang dilakukan agar tanaman berhasil?

1.3        Tujuan

1.     Mengetahui pengertian kultur jaringan.

2.     Mengetahui alat dan bahan yang digunakan dalam kultur jaringan.

3.     Mengetahui cara penanaman kultur jaringan.

4.     Mengetahui penyebab penanaman kultur jaringan tidak berhasil.

5.     Mengetahui cara pencegahan agar penanaman kultur jaringan berhasil.

1.4        Manfaat

1.     Siswa dapat memahami apa itu kultur jaringan.

2.     Siswa dapat mengetahui cara penanaman kultur jaringan.

3.     Sebagai bahan referensi

BAB II

PEMBAHASAN

2.1  Pengertian Kultur Jaringan

   Kultur Jaringan adalah teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri & bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utamanya adalah perbanyakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman, menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril. Teknik kultur jaringan pada saat ini telah berkembang menjadi teknik perkembangbiakan tanaman yang sangat penting pada berbagai spesies tanaman.

Kultur jaringan berawal dari teori totipotensi yaitu kemampuan sel untuk dapat bergenerasi dan berkembang menjadi individu baru melalui sel , tunas dan bagian tubuh yang lain. Teori dasar dari Kultur Jaringan yang diusulan oleh Gottlieb Haberlandt dari German Academy of Science pada tahun 1902 dengan eksperimen yang dilakukan dengan “Kultur Sel Tunggal” pada tanaman anggrek yang di isolasi dari sel vegetative hingga penelitian berhasil. Hingga sekarang beliau di sebut sebagai Bapak Kultur Jaringan ( Father Of Plant Tissue Culture).

2.2  Alat dan Bahan

Peralatan yang dibutuhkan untuk melaksanakan kultur jaringan

Alat Penanaman (Inokulasi)

NO	ALAT	FUNGSI
1.	Laminar air flow/enkas	Untuk menanam eksplan ke dalam botol dalam kondisi steril atau melakukan sub kultur yang dilengkapi dengan blower dan lampu UV.
2.	Pinset	Untuk mengambil eksplan.
3.	Spatula	Untuk mengambil eksplan berupa biji/plb anggrek.
4.	Petridish	Tempat untuk memotong-motong eksplan yang akan di tanam dalam botol kultur.
5.	Bunsen	Untuk menggarang/membakar alat-alat kultur, seperti alat-alat diseksi ketika melakukan penanaman sehingga peralatan tersebut tetap steril.
6.	Pot try	Tempat menanam plantlet.
7.	Kertas koran	Alas untuk mengeringkan tanaman yang sudah di rendam.

Bahan yang digunakan antara lain:

1. Bahan Penanaman (Inokulasi)

• Alkohol
• Air steril
• Betadine
• Eksplan

2.3        Cara penanaman

a)     Hidupkan terlebih dahulu lampu light dan blower pada LAFC

b)     Sediakan media dan tanaman yang sudah di sterilkan

c)     Basuh tangan dengan alcohol

d)     Sterilkan alat dengan pemanas Bunsen

e)     Potong tanaman pada setiap ruas batang , satu persatu

f)      Lalu, tanaman yang sudah dipotong langsung ditanam pada media

g)     Tanaman ditanam dengan posisi berdiri tegap

h)     Sebelum dan sesudah ditutup botol harus dipanaskan dengan pemanas Bunsen

Catatan : setiap alat yang ingin digunakan harus melewati pemanas Bunsen

1.     Biji, daun, dan batang muda dicuci di air mengalir selama 15 menit.

2.     Setelah dicuci di air mengalir selama 15 menit lalu biji, daun dan batang tersebut direndam di air sabun yang ditambah 2 ml larutan bayclean selama 15 menit.

3.     Setelah selesai direndam langkah selanjutnya adalah membilas ekplas dengan air mengalir selama 15 menit.

4.     Setelah dibilas selanjutnya eksplan dibawa ke ruang inkubasi untuk dimasukkan ke dalam laminar air flow untuk dilakukan penanaman pada medium kultur jaringan tumbuhan.

 

5.     Akan tetapi sebelum laminar air flow digunakan untuk penanaman eksplan, laminar air flow disiapkan dengan cara membersihkan bagian dalam laminar air flow dengan menyemprot bagian dalam laminar air flow dengan menggunakan larutan alkohol 96 % atau larutan spritus setelah itu diseka dengan kertas tissue bersih yang sudah dibasahi dengan larutan alkohol. Selanjutnya alat-alat untuk pelaksanaan penanaman eksplan seperti pinset, skalpel, petridis, lampu bunsen, dimasukkan dengan sebelumnya disemprot dengan alkohol.

6.     Setelah masuk semua ke dalam laminar air flow selanjutnya laminar air flow ditutup dan di sterilisasi dengan menggunakan lampu UV selama 2-3 jam. Setelah disterilisasi dengan lampu UV laminar air flow ½ jam sebelum digunakan blower dihidupkan dan dibiarkan sampai proses penanaman eksplan selesai.

7.     Proses penanaman eksplan biji, daun dan batang muda tumbuhan dimulai pertama-tama dengan memasukkan dalam larutan bayclean dengan konsentrasi 15 % (15 ml bayclean dilarutkan dalam 85 ml aquadest steril) selama 15 menit. Sedangkan untuk biji pertama-tama dimasukkan dalam larutan bayclean dengan konsentrasi 20 % ( 20 ml bayclean yang dilarutkan di 80 ml aquadest steril ) selama 10 menit setelah itu larutan bayclean 20 % dibuang dan diganti dengan larutan bayclean 15 % selama 15 menit. Dan selama waktu itu sambil digojog secara pelan-pelan agar larutan bayclean dapat merata mengenai semua permukaan eksplan yang akan ditanam di media kultur.

8.     Setelah 15 menit larutan bayclean dibuang ke botol penampungan dan selanjutnya eksplan dimasukkan dalam larutan aquadest steril dan digojog pelan-pelan selama 10 menit.

9.     Setelah 10 menit larutan aquadest steril dibuang ke botol penampungan dan eksplan dimasukkan ke dalam aquadest steril dan digojog pelan-pelan lagi.

10.  Langkah pembilasan ini dilakukan sebanyak 3 kali masing-masing selama 10 menit. Langkah pembilasan ini untuk menghilangkan sisa larutan sterilan dari eksplan yang masih menempel di eksplan.

11.  Siapkan skalpel dengan mata pisau yang tajam.

12.  Setelah semua selesai selanjutnya eksplan diletakkan di atas petridis yang sebelumnya sudah disterilisasi dan pada saat dibuka selanjutnya petridis bagian dalamnya disterilisasi dengan cara dibakar di atas lampu bunsen.

13.  Dan di atas petridis eksplan daun dipotong dengan bentuk kotak dengan tulang daun utama tepat berada di tengah dan ukuran potongannya 1 x 1 cm. Sedangkan eksplan batang muda dipotong sepanjang sekitar 2 cm dengan nodus batang berada di tengah-tengah potongan batang tadi dan daun-daun yang menempel di nodus batang dipotong disisakan sedikit bagian dari tangkai daun.

2.3 Penyebab Tanaman Kultur Jaringan Gagal

Masalah-masalah Dalam Kultur Jaringan

Dalam kegiatan kultur jaringan, tidak sedikit masalah-masalah yang muncul sebagai pengganggu dan bahkan menjadi penyebab tidak tercapainya tujuan kegiatan kultur yang dilakukan. Gangguan kultur secara umum dapat muncul dari bahan yang ditanam, dari lingkungan kultur, maupun dari manusianya.

Permasalahan dalam kultur ada yang dapat diprediksi sebelumnya dan ada pula yang sulit diprediksi kejadiannya. Untuk yang tidak dapat diprediksi, car mengatasinya tidak dapat secara preventif tetapi diselesaikan setelah kasus itu muncul.

Adapun masalah-masalah yang terjadi dalam kultur jaringan yaitu:

1) Kontaminasi

Kontaminasi adalah gangguan yang sangat umum terjadi dalam kegiatan kultur jaringan. Munculnya gangguan ini bila dipahami secara mendasar adalah merupakan sesuatu yang sangat wajar sebagai konsekuensi penggunaan yang diperkaya.

Penomena kontaminasi sangat beragam, keragaman tersebut dapat dilihat dari jenis kontaminasinya (bakteri, jamur, virus, dll).

Upaya mencegah terjadinya kontaminsai.

 Biasakan membersihkan berbagai sarana yang diperlukan dalam kultur jaringan.

 Yakinkan bahwa proses sterilisasi media secara baik dan benar.

 Lakukan proses penanaman bahan pada keadaan anda nyaman dan cari waktu yang longgar.

2) Pencoklatan/browning

Pencoklatan adalah suatu karakter munculnya warna coklat atau hitam yang sering membuat tidak terjadinya pertumbuhan dan perkembangan eksplan. Peristiwa pencoklatan sesunggguhnya merupakan peristiwa alamiah yang biasa yang sering terjadi.

Pencoklatan umumnya merupakan suatu tanda-tanda kemunduran fisiologi eksplan dan tidak jarang berakhir pada kematian eksplan.

3) Vitrifikasi

Vitrifikasi adalah suatu istilah problem pada kultur yang ditandai dengan:

 Munculnya pertumbuhan dan pertumbuhan yang tidaknormal.

 Tanaman yang dihasikan pendek-pendek atau kerdil.

 Pertrumbuhan batang cenderung ke arah penambahan diameter

 Tanaman utuhnya menjadi sangat turgescent.

 Pada daunnya tidak memiliki jaringan pallisade..

4) Variabilitas Genetik

Bila kultur jaringan digunakan untuk upaya perbanyakan tanaman yang seragam dalam jumlah yang banyak, dan bukan sebagai upayapemuliaan tanaman maka variasi genetik adalah kendala. Variasi genetik dapat terjadi pada kultur in vitro karena:

 Laju multiflikasi yang tinggi, variasi terjadi karena terjadinya sub kultur berulang yang tidak terkontrol

 Penggunaan teknik yang tidak sesuai.

Variasi genetik yang paling umum terjadi pada kultur kalus dan kultur suspensi sel, hal tersebut terjadi karena munculnya sifat instabilitas kromosom mungkin akibat teknis kultur, media atau hormon.

Cara mengatasi problem variasi genetik tentunya tidak sederhana, harus memperhatikan aspek yang dikulturkan.

5) Pertumbuhan dan Perkembangan

Problem utama berkaitan dengan proses pertumbuhan adalah bila eksplan yang ditanam mengalami stagnasi, dari mulai tanam hingga kurun waktu tertentu tidak mati tetapi tidak tumbuh.

Untuk menghindari hal itu dapat dilakukan dengan preventif menghindari bahan tanam yang tidak juvenil atau tidak meristematik. Karena awal pertumbuhan eksplan akan dimulai dari sel-sel yang muda yang aktif membelah, atau dari sel-sel tua yang muda kembali.

Media juag dapat menjadi sebab terjadinya stagnasi pertumbuhan, karena dari kondisi medialah suatu sel dapat atau tidak terdorong melakukan proses pembelahan dan pembesaran dirinya.

Pada proses klutur jaringan yang bersifa inderict embriogenesis, tahapan pembentukan kalus harus dilanjutkan dengan mendorong induksi embriosomatik dari sel-sel kalus. Terjadinya embrio somatik dapat secara endogen atau eksogen.

6) Praperlakuan

Masalah pada kegiatan in vitro bukan hanya dari penanaman eksplan saja, pertumbuahn dan perkembangannya dlama botol saja tetapi juga sangat bisa dipengaruhi oleh persyaratan kegiatan prapelakuan. Pada kasus ini masalah akan muncul bila kegiatan prapelakuaan tidak dilakukan.

Prapelakuan dilakukan umumnya untuk tujuan-tujuan tertentu, secara umum adalah dalam rangka menghilangkan hambatan. Hambatan apat berupa hambatan kemikalis, fisik, biologis. Hambatan berupa bahan kimia penanganannya harus dimulai dari pengenalan senyawa aktif, potensi gangguan, proses reaksi dan alternatif pengelolaannya.

7) Lingkunagn Mikro

Masalah lingkungan inkubator juga tidak bisa diabaiakan karena ini juga sering menjadi masalah. Suhu ruangan inkubator sangat menentukan optimasi pertumbuhan eksplan, suhu yang terlalu rendah aatau tinggi dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada eksplan.

Kebutuhan antara satu tananaman dengan tanaman yang lain berbeda, namunddemikian solusinya sulit dilakukan mengingat umumnya ruangan inkubator suatu ruangan laboratorium kultur jaringan tidak bisa dibuat variasi antara satu ruangan dengan bagian ruangan yang lainnya.

Sehingga optimasi pertumbuhan tidak bisa diharapkan sama antara kultur yang satu dengan kultur yang lain.