Syarat Wajib Kultur Jaringan Tanaman

Syarat Wajib Kultur Jaringan

1. Genotip Sumber Eksplan
2. Media kultur jaringan
3. Lingkungan kultur
4. Kondisi eksplan

A. Genotip Sumber Eksplan

Kultur jaringan tanaman diawali dari potongan kecil bagian tanaman yang disebut eksplan. Potongan tersebut diambil dari bagian tanaman mana pun. Hampir semua bagian tanaman telah berhasil digunakan sebagai sumber eksplan.

Dalam praktiknya, "eksplan" diangkat melalui pembedahan, permukaan disterilkan dan ditempatkan pada media nutrisi kemudian dilakukan teknik kultur jaringan kemudian diperbanyak dengan teknik subkultur yang hasilnya digunakan secara luas dalam budidaya secara komersial. Genotip merupakan faktor yang penting dalam frekuensi embriogenesis pada kebanyakan spesies. 

Perbedaan genotip tanaman donor akan menghasilkan variasi dalam respon embriogenik. Tiap genotip dapat merespon embriogenesis yang berbeda pada tiap tanaman Respon eksplan tanaman terhadap embryogenesis tergantung dari spesies, varietas, atau tanaman asal eksplan tersebut. 

Pengaruh genotip ini berhubungan erat dengan faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan eksplan, seperti kebutuhan nutrisi, zat pengatur tumbuh, dan lingkungan kultur. Oleh karena itu, komposisi media, zat pengatur tumbuh dan lingkungan pertumbuhan yang dibutuhkan oleh masing-masing tanaman dapat bervariasi meskipun teknik kultur jaringan yang digunakan sama. 

Perbedaan respon genotip tanaman tersebut dapat diamati pada perbedaan eksplan masing-masing varietas untuk tumbuh dan beregenerasi. Masing-masing varietas tanaman berbeda kemampuannya dalam merangsang per-tumbuhan tunas aksilar, baik jumlah tunas maupun kecepatan pertumbuhan tunas aksilarnya. 

Hal serupa juga terjadi pada pembentukan kalus, laju pertumbuhan kalus serta regenerasi kalus menjadi tanaman lengkap baik melalui pembentukan organ-organ adventif maupun embrio somatik. Regenerasi dan perkembangan organ adventif dan somatic embrio juga sangat ditentukan oleh varietas tanaman induk. Perbedaan pengaruh genetik ini disebabkan karena perbedaan kontrol genetik dari masing-masing varietas serta jenis kelamin tanaman induk. 

B. Media Kultur Jaringan

Media kultur jaringan merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultur jaringan. Keberhasilan perbanyakan dan perkembangbiakan tanaman dengan metode kultur jaringan secara umum sangat tergantung pada jenis media. Pertumbuhan dan perkembangan eksplan serta bibit yang dihasilkan sangat bergantung pada media pertumbuhan. 

Media pertumbuhan yang diberikan pada eksplan pada dasarnya memberikan nutrisi sesuai dengan kebutuhan sel-sel tanaman secara alami sebagai tanaman utuh yang tumbuh di alam. Tumbuhan dialam bebas bersifat autotrof, memerlukan nutrient berupa garam-garam mineral dan air untuk meneruskan siklus hidupnya. Pada Teknik kultur jaringan sel-sel pada eksplan diberikan nutrient dengan komposisi komplek karena eksplan yang dikultur sedikit banyak telah kehilangan sifat autotrofnya. 

C. Lingkungan Kultur

• Suhu

Kebutuhan suhu untuk masing-masing jenis tanaman umumnya berbeda-beda. Tanaman dapat tumbuh dengan baik pada suhu optimumnya. Pada suhu ruang kultur dibawah optimum, pertumbuhan eksplan lebih lambat, namun pada suhu diatas optimum pertumbuhan tanaman juga terhambat akibat tingginya laju respirasi eksplan. Suhu yang digunakan adalah konstan, yaitu 25°C (kisaran suhu 17-32°C). Tanaman

tropis umumnya dikulturkan pada suhu yang sedikit lebih tinggi dari tanaman empat musim, yaitu 27°C (kisaran suhu 24-32°C). Bila suhu siang dan malam diatur berbeda, maka perbedaan umumnya adalah 48°C, variasi yang biasa dilakukan adalah 25°C siang dan 20°C malam, atau 28°C siang dan 24°C malam. Kelembaban relatif 

Kelembaban relatif dalam botol kultur dengan mulut botol yang ditutup umumnya cukup tinggi, yaitu berkisar antara 80-99%. Jika mulut botol ditutup agak longgar maka kelembaban relatif dalam botol kultur dapat lebih rendah dari 80%. 

Sedangkan kelembaban relatif di ruang kultur umumnya adalah sekitar 70%. Jika kelembaban relatif ruang kultur berada di bawah 70% maka akan mengakibatkan media dalam botol kultur (yang tidak tertutup rapat) akan cepat menguap dan kering sehingga eksplan dan plantlet yang dikulturkan akan cepat kehabisan media. 

Namun kelembaban udara dalam botol kultur yang terlalu tinggi menyebabkan tanaman tumbuh abnormal yaitu daun lemah, mudah patah, tanaman kecil-kecil namun terlampau sukulen. Kondisi tanaman demikian disebut vitrifikasi atau hiperhidrocity. Sub-kultur ke media lain atau menempatkan planlet kecil ini dalam botol dengan tutup yang agak longgar, tutup dengan filter, atau menempatkan silica gel dalam botol kultur dapat membantu mengatasi masalah ini. 

• Cahaya 

Pertumbuhan eksplan dalam kultur in vitro dipengaruhi oleh kuantitas dan kualitas cahaya (intensitas), lama penyinaran dan panjang gelombang cahaya. Pertumbuhan pada perbanyakan tanaman secara invitro/ kultur, umumnya diinkubasikan pada ruang penyimpanan dengan penyinaran. 

Tunas umumnya dirangsang pertumbuhannya dengan penyinaran, kecuali pada teknik perbanyakan yang diawali dengan pertumbuhan kalus. Sumber cahaya pada ruang kultur ini umumnya adalah lampu flourescent (TL). Hal ini disebabkan karena lampu TL menghasilkan cahaya warna putih, selain itu sinar lampu TL tidak meningkatkan suhu ruang kultur secara drastis (hanya meningkat sedikit). 

lntensitas cahaya yang digunakan pada ruang kultur umumnya jauh lebih rendah (1/10) dari intensitas cahaya yang dibutuhkan tanaman dalam keadaan normal. lntensitas cahaya dalam ruang kultur untuk pertumbuhan tunas umumnya berkisar antara 600-1000 lux. Perkecambahan dan inisiasi akar umumnya dilakukan pada intensitas cahaya lebih rendah. Selain intensitas cahaya, lama penyinaran atau photoperiodisitas juga mempengaruhi pertumbuhan eksplan yang dikulturkan. 

Lama penyinaran umumnya diatur sesuai dengan kebutuhan tanaman sesuai dengan kondisi alamiahnya. Periode terang dan gelap umumnya diatur pada kisaran 8-16 jam terang dan 16-8 jam gelap tergantung varietas tanaman dan eksplan yang dikulturkan. Periode siang/malam (terang/ gelap) ini diatur secara otomatis menggunakan timer yang ditempatkan pada saklar lampu pada ruang kultur. Dengan teknik ini penyinaran dapat diatur konstan sesuai kebutuhan tanaman. 

D. Kondisieksplan

Pertumbuhan dan morfogenesis dalam mikropropagasi sangat dipengaruhi oleh keadaan jaringan tanaman yang digunakan sebagai eksplan. Selain faktor genetis eksplan yang telah disebutkan di atas, kondisi eksplan yang mempengaruhi keberhasilan teknik kultur jaringan adalah jenis eksplan, ukuran, umur dan fase fisiologis jaringan yang digunakan sebagai eksplan. 

Meskipun masing-masing sel tanaman memiliki kemampuan totipotensi, namun masing-masing jaringan memiliki kemampuan yang berbeda-beda untuk tumbuh dan beregenerasi dalam kultur jaringan. Oleh karena itu, jenis eksplan yang digunakan untuk masing-masing kultur berbeda-beda tergantung tujuan pengkulturannya. Umur eksplan sangat berpengaruh terhadap kemampuan eksplan tersebut untuk tumbuh dan beregenerasi. 

Umumnya eksplan yang berasal dari jaringan tanaman yang masih muda (juvenil) lebih mudah tumbuh dan beregenerasi dibandingkan dengan jaringan yang telah terdiferensiasi lanjut. Jaringan muda umumnya memiliki sel-sel yang aktif membelah dengan dinding sel yang belum kompleks sehingga lebih mudah dimodifikasi dalam kultur dibandingkan jaringan tua. Oleh karena itu, inisiasi kultur biasanya dilakukan dengan menggunakan pucuk-pucuk muda, kuncup-kuncup muda, hipokotil, inflorescence yang belum dewasa, dll. 

Jika eksplan diambil dari tanaman dewasa, rejuvenilisasi tanaman induk melalui pemangkasan atau pemupukan dapat membantu untuk memperoleh eksplan muda agar kultur lebih berhasil. Ukuran eksplan juga mempengaruhi keberhasilan kultur. Eksplan dengan ukuran kecil lebih mudah disterilisasi dan tidak membutuhkan ruang serta media yang banyak, namun kemampuannya untuk beregenerasi juga lebih kecil sehingga dibutuhkan media yang lebih kompleks untuk pertumbuhan dan regenerasinya.

Sebaliknya semakin besar eksplan, maka semakin besar kemungkinannya untuk membawa penyakit dan makin sulit untuk disterilkan, membutuhkan ruang dan media kultur yang lebih banyak. Ukuran eskplan yang sesuai sangat tergantung dari jenis tanaman yang dikulturkan, teknik dan tujuan pengkulturannya 

Fasilitas Laboratorium Kultur Jaringan

Teknik kultur jaringan memiliki tahapan yang komplek. Kondisi laboratorium kultur jaringan harus selalu steril baik ruang, peralatan, bahan maupun seluruh rangkaian kerjanya. Hal ini disebabkan karena pertumbuhan eksplan di dalam kultur harus selalu dalam kondisi aseptik. 

Keberhasilan teknik ini didukung oleh adanya fasilitas laboratorium yang lengkap. Fasilitas Laboratorium Kultur jaringan tanaman meliputi ruangan yang dipisahkan berdasarkan fungsi yang dilengkapi dengan peralatan dan media kultur jaringan. Ruangan tersebut wajib ada namun ukuran ruangan dapat bervariasi sesuai dengan kemampuan pengelola laboratorium. 

Antara ruang satu dengan yang lain harus terpisah untuk meminimalisir kontaminasi. Laboratorium kultur jaringan sebaiknya mempunyai pembagian ruangan yang diatur sedemikian rupa sehingga tiap kegiatan terpisah satu dengan yang lainnya, tetapi masih dapat saling berhubungan dan mudah dicapai. 

Standar ruangan kultur yang wajib ada, Diantaranya sebagai berikut: 

a. Ruang persiapan (preparation area) 

Ruang persiapan merupakan ruang yang di set sebagai ruang persiapan sebelum proses kultur jaringan. ruang ini dilengkapi dengan kran air untuk mencuci eksplan, alat sterilisasi, rak penyimpanan alat dan bahan media. Pada pembuatan media dalam kultur jaringan juga dilakukan pada ruang ini sebelum masuk ke ruang penanaman. Contoh ruang persiapan kultur adalah sebagai berikut: 

b. ruang penanaman (transfer area) 

Ruang penanaman merupakan ruang yang steril digunakan untuk isolasi, inokulasi dan subkultur pada ruang ini terdapat Laminar Airflow (LAP) yang 

merupakan kotak steril untuk pemotongan eksplan, melakukan penanaman dan subkultur. Dapa saat memasuki ruang ini diwajibkan untuk menggunakan jas laboratorium yang bersih untuk mengurangi kontaminasi. 

c. ruang pertumbuhan (growing area) 

Ruang Pertumbuhan merupakan ruang penyimpanan hasil kultur yang dilengkapi dengan lampu TL dan AC yang dapat dikontrol sesuai dengan jenis tanaman. Dalam ruang ini terdapat banyak rak untuk menyimpan hasil kultur jaringan. tanaman hasil kultur disimpan hingga tumbuh dan berkembang sesuai dengan tujuan kultur. kondisi cahaya dan temperatur yang terkontrol. 

d. Rumah Kaca/ Green House 

Rumah kaca merupakan bangunan tempat menumbuhkan tanaman pada lingkungan terkontrol. Rumah kaca terdiri atas struktur atap dan dinding bersifat tembus cahaya sehingga disebut rumah kaca. Tujuan adanya ruang tembus cahaya yaitu agar cahaya yang dibutuhkan tanaman bisa masuk dan tanaman terhindar dari kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan seperti hujan, angina dan perubahan suhu. 

Rumah kaca digunakan untuk dua hal pertama persiapan tanaman yang akan digunakan sebagai eksplan dapat ditumbuhkan terlebih dahulu pada ruang ini. Selanjutnya rumah kaca digunakan ketika eksplan sudah berhasil ditumbuhkan menjadi tanaman utuh untuk beraadaptasi pada lingkungan luar dan memasuki tahap selanjutnya yang disebut aklimatisasi. 

Secara umum Rumah kaca ini dapat berpengaruh pada: 

1. Peningkatan suhu udara di dalam rumah kaca.
2. Melindungi tanaman dari siraman hujan secara langsung.
3. Melindungi tanaman dari berbagai jenis hama serta pengaruh dari perubahan intensitas cahaya matahari yang mengenai tanaman. 

Penggunaan rumah kaca sebagai pelindung tanaman memungkinkan tingkat mutu dan produksi tanaman lebih baik dan tanaman dapat ditanam di luar musimnya. Selain itu adanya rumah kaca, kebersihan lebih mudah dijaga, tanaman dapat menghasilkan terus menerus tanpa takut serangan hama dan penyakit. Bentuk rumah kaca bervariasi tergantung pada keadaan lingkungan dan jenis tanaman yang dibudidayakan. Berikut beberapa tipe rumah kaca yang sering digunakan untuk keperluan kultur jaringan: 

1. Tipe tunnel 

Rumah kaca tipe tunnel berbentuk seperti lorong setengah lingkaran dengan bentuk atap melengkung. Fungsi atap ini yaitu menghindari angina kencang. Rumah kaca Type tunnel banyak digunakan di daerah sub tropis dan baik digunakan pada cuaca suhu rendah seperti musim dingin dan salju. 

2. Tipe piggy back 

Karakteristik Rumah kaca tipe piggy back yaitu adanya banyak bukaan pada atap. Bukaan ini berfungsi sebagai ventilasi untuk pertukaran udara dan mempertahankan suhu dan kelembaban udara. Tipe piggy back banyak digunakan di daerah tropis sehingga sering juga disebut tropical green house. 

3. Tipe multispan 

Dari istilah Bahasa multi artinya lebih dari satu, sehingga rumah kaca multispan adalah campuran antara tipe tunnel dengan tipe piggy back dengan kelebihan memiliki strukturnya kuat dan tetap memili ventilasi yang maksimal. Anitasari (2018: hlm 25-37) 

Daftar Pustaka

Anita sari, septrini dian (2018). Dasar teknik kultur jaringan tanaman. Yogyakarta. Deepublish.