Pengertian Kultur Jaringan dan Manfaat Kultur Jaringan Lengkap!

Pengertian Kultur Jaringan

Kultur jaringan merupakan metode guna mengisolasi salah satu bagian dari tanaman seperti sekelompok sel ataupun jaringan yang ditumbuhkan dengan kondisi aseptik, yang dapat menyebabkan bagian tanaman tersebut untuk memperbanyak diri tumbuh menjadi sebuah tanaman yang lengkap kembali. Adanya teknik kultur jaringan menjadi salah satu cara untuk memperbanyak tanaman secara vegetatif. Pengertian kultur jaringan ialah teknik memperbanyak tanaman dengan menggunakan cara isolasi salah satu bagian tanaman seperti daun, mata tunas, dan untuk menumbuhkan bagian-bagian tersebut ke dalam media buatan secara aseptik dimana kaya akan nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah yang tertutup yang dapat tembus cahaya sehingga bagian-bagian tanaman tersebut dapat memperbanyak diri serta bergenerasi menjadi sebuah tanaman lengkap.

Prinsip
Prinsip utama dari kultur jaringan ini adalah perbanyakan tanaman dengan memakai bagian vegetatif tanaman yang menggunakan media buatan dan dilakukan di tempat yang steril. Berbeda dari teknik untuk memperbanyak tanaman secara konvensional, teknik kultur jaringan merupakan teknik yang dilakukan dalam kondisi aseptik di dalam sebuah botol kultur dengan medium serta pada kondisi tertentu. Oleh sebab itu, teknik pengertian kultur jaringan dapat disebut kultur in vitro. Dikatakan in vitro yang merupakan kata dari bahasa latin yang berarti ”didalam kaca”. Teori dasar dari teknik kultur in vitro adalah Totipotensi. Totipotensi mempercayai bahwa setiap bagian-bagian tanaman dapat berkembang biak, hal ini karena seluruh bagian tanaman tersebut terdiri dari jaringan-jaringan hidup. Oleh sebab itu, semua organisme-organisme baru yang berhasil tumbuh akan mempunyai sifat yang sama persis dengan induknya tersebut.

Prasyarat
Kultur jaringan membutuhkan beberapa prasyarat guna mendukung kehidupan jaringan yang dikembangbiakkan tersebut. Salah satu hal yang penting adalah sebuah wadah dan media tumbuh yang cukup steril. Media tersebut akan digunakan sebagai tempat bagi jaringan tanaman untuk dapat tumbuh serta mengambil nutrisi yang dapat mendukung kehidupan jaringan tersebut. Media tumbuh akan menyediakan bahan-bahan yang dibutuhkan jaringan tanaman untuk hidup serta memperbanyak diri.

Syarat-syarat :

- Pemilihan eksplan sebagai bahan dasar dalam pembentukkan kalus, terdapat beberapa syarat tumbuhan eksplan :
1) Jaringan tersebut pada saat sedang aktif pertumbuhanya, diharapkan masih terdapat zat-zat tumbuh yang masih aktif sehingga akan membantu perkembangan jaringan-jaringan selanjutnya.
2) Eksplan yang diambil berasal dari bagian-bagian tumbuhan, seperti : akar, kuncup, mata tunas, daun, umbi, dan ujung batang yang dijaga kelestatriannya.
3) Eksplan yang diambil berasal dari bagian-bagian yang masih muda (apabila ditusuk dengan menggunakan pisau akan terasa lunak sekali).
- Pengaturan udara yang baik terlebih untuk kultur cair.
- Keadaan yang aseptik dan penggunaan medium yang cocok.
- Pilih bagian dari tanaman yang masih muda serta dapat dengan mudah untuk tumbuh yaitu pada bagian meristem, seperti: ujung akar, daun muda, keping biji, ujung batang, dan sebagainya. Jika memakai menggunakan embrio pada bagian bji-biji yang lain sebagai eksplan, perlu diperhatikan juga adalah kemasakan embrio, dormansi, temperatur, dan waktu imbibisi.

Sejarah Kultur Jaringan

Setelah mengetahui tentang pengertian kultur jaringan, berikut ini sejarah kultur jaringan tersebut. Perkembangan kultur jaringan dimulai sejak tahun 1838 ketika Schleiden dan Schwann mengungkapkan mengenai teori totipotensi yang menjelaskan sel-sel bersifat otonom, serta prinsipnya yang dapat beregenerasi menjadi tanaman lengkap. Teori yang dikemukakan tersebut menjadi dasar dari spekulasi Haberlandt pada abad ke-20 awal yang menjelaskan jaringan tanaman yang diisolasi dan dikultur dapat berkembang menjadi sebuah tanaman normal dengan cara melakukan manipulasi terhadap nutrisi dan kondisi lingkungan. Walaupun pada awalnya usaha yang dilakukan oleh Haberlandt pada tahun 1902 mengalami kegagalan, akan tetapi Carrel, Harrison, dan Burrows pada tahun 1907-1909 berhasil untuk mengkulturkan jaringan hewan dan manusia dengan cara in vitro.

Keberhasilan dari teknik kultur jaringan sebagai sebuah sarana untuk memperbanyak tanaman secara vegetatif pertama kali pada tahun 1934 dilaporkan oleh White, yaitu dengan keberhasilannya untuk kultur akar tanaman tomat. Pada tahun berikutnya yakni tahun 1939, White, Nobecourt, dan Gautheret berhasil untuk menumbuhkan kalus tembakau dan wortel dengan cara in vitro. Setelah perang dunia II, perkembangan kultur jaringan menjadi berkembang pesat dan menghasilkan penelitian-penelitian yang mempunyai arti penting untuk dunia pertanian, hortikultura, dan kehutanan.

Pada awalnya, teknik kultur jaringan tanaman yang berada dibelakang kultur jaringan manusia. Keterlambatan tersebut disebabkan karena hormon tanaman. Kemudian ditemukan auksin IAA pada tahun 1934 oleh Haagen-Smith dan Kogl yang membuka peluang besar untuk kemajuan dari teknik kultur jaringan tanaman. Pada tahun 1955 ditemukan kinetin (suatu sitokinin) yang membuat kemajuan teknik kultur jaringan menjadi semakin berkembang pesat.

Kemudian oleh Miller mempublikasikan tulisan “kunci” yang menjelaskan bahwa interaksi kuantitatif yang terjadi antara auksin dan sitokinin memiliki pengaruh untuk menentukan tipe pertumbuhan dan peristiwa morfogenetik yang ada di dalam tanaman. Penelitian kedua yang dilakukan oleh ilmuwan tersebut terhadap tanaman tembakau yang menyatakan bahwa rasio yang tinggi diantara auksin terhadap sitokinin akan menginduksi morfogenesis akar, rasio yang rendah akan menginduksi morfogenesis pucuk. Akan tetapi, pola yang demikian tidak berlaku untuk semua spesies tanaman.

Ditemukannya prosedur perbanyakan dengan cara in vitro terhadap tanaman anggrek Cymbidum pada tahun 1960 oleh Morel, dan diformulasikannya dengan komposisi medium konsentrasi garam mineral tinggi oleh Skoog dan Murashige pada tahun 1962, semakin mempercepat perkembangan teknik kultur jaringan pada berbagai jenis tanaman yang lainnya.

Perkembangan pesat dimulai di negara Prancis dan Amerika, kemudian dikembangkan dibanyak negara, salah satunya di Indonesia, dengan prioritas penggunaan tanaman yang mempunyai arti penting bagi tiap-tiap negara. Dengan berkembangnya penelitian dalam dua dekade terakhir telah memberikan banyak sumbangan yang sangat besar. Jumlah penelitian serta penggunaan dari teknik kultur jaringan akan terus meningkat pada masa mendatang.

Tipe Kultur Jaringan Teknik kultur jaringan merupakan teknik perkembangbiakan tanaman dengan cara vegetatif serta bersifat aseptik yang menggunakan botol/wadah yang dapat tembus cahaya. Untuk menggunakan teknik kultur jaringan, terdapat beberapa teknik kultur sebagai berikut :

1. Kultur Haploid
Kultur haploid adalah kultur yang menggunakan bagian reproduksi suatu tanaman sebagai eksplannya, seperti : tepung sari, ovule, kepala sari, dan lain sebagainya sehingga dapat menghasilkan tanaman haploid.
2. Kultur Protoplasma
Kultur protoplasma menggunakan sel yang telah dilepas dari bagian dinding selnya, hal ini karena enzim tersebut sebagai eksplannya. Kultur protoplasma digunakan pada umumnya untuk keperluan hibridisasi somatik ataupun fusi sel soma.
3. Kultur Suspensi
Kultur suspensi yang dijadikan eksplannya pada umumnya yaitu kalus atau jaringan meristem yang dalam bentuk sel maupun agregat. Pada kultur suspensi pada umumnya memakai media cair dengan pengocokan secara terus menerus dengan menggunakan shaker.
4. Kultur Kalus
Kultur kalus yang dijadikan eksplannya adalah sekumpulan sel, seperti : jaringan parenkim.
5. Kultur Organ
Kultur organ memakai bagian-bagian tertentu dari sebuah tanaman sebagai eksplan seperti buku batang, akar, helaian daun, buah muda, tangkai daun, pucuk,bunga, dan lain sebagainya.
6. Kultur Biji
Kultur biji dengan memanfaatkan biji atau seeding sebagai eksplan.

Metode Kultur Jaringan

Teknik kultur jaringan dapat dilakukan dengan metode-metode yang akan dijelaskan dibawah ini. Macam –macam metode pada teknik kultur jaringan dapat ditinjau dari macam media tanam, eksplan yang dipakai atau bahan, dan cara pemeliharaannya. Berdasarkan dari macam media tanam yang dipakai, metode kultur dibedakan sebagai berikut :

1. Metode Padat (Solid Method)
Metode padat atau solid method adalah teknik kultur jaringan dengan menggunakan media padat. Media padat ialah media yang didalamnya terkandung semua komponen-komponen kimia yang dibutuhkan oleh tanaman tersebut yang kemudian akan dipadatkan dengan menambahkan suatu zat pemadat. Zat pemadat dapat berupa agar-agar batangan, bubuk, ataupun sebuah kemasan kaleng yang biasanya dipakai untuk media padat pada teknik kultur jaringan. Metode padat atau solid method ini banyak digunakan guna teknik kloning, untuk menumbuhkan protoplasma setelah diisolasikan, dan kegunaan yang lainnya.
Perlu diketahui juga bahwa penggunaan media yang terlalu padat akibatnya membuat akar sukar untuk tumbuh karena akar akan sulit menembus ke dalam media sehingga membuat proses kultur cenderung gagal.

2. Metode Cair (Liquid Method)
Metode cair atau liquid method adalah teknik kultur jaringan dengan menggunakan media cair. Media cair dapat berupa larutan nutrien tanpa harus memerlukan zat pemadat. Pembuatan media cair ini cenderung lebih cepat, namun kurang praktis sebab apabila terlalu cair dapat menyulitkan pertumbuhan eksplan menjadi kalus sehingga keberhasilannya yang sangat minim. Pertumbuhan tersebut tidak akan terjadi sebab eksplannya tenggelanm. Oleh karena itu, teknik kultur jaringan dengan menggunakan metode cair pada umumnya digunakan pada eksplan satu diantaranya yaitu suspensi sel.

Apabila ditinjau berdasarkan eksplan atau bahan yang dipakai, metode kultur dibedakan menjadi:

• Kultur Antera
• Kultur Meristem
• Kultur Endosperma
• Kultur protoplasma
• Kultur spora
• Kultur Suspensi sel, dan lain sebagainya

Cara Pemeliharaan
Supaya eksplan yang ditanam tersebut dapat tumbuh hingga menjadi kalus dan kemudian dapat menjadi planlet, diperlukan pemeliharaan yang tepat dan rutin. Ketika eksplan sudah waktunya untuk dipindahkan, maka segera dipindahkan eksplan tersebut ke lingkungan hidup luar, jika tidak pertumbuhan eksplan tersebut akan terhenti atau mengalami browing (tekontaminasi oleh bakteri atau jamur).

Tahapan Kultur Jaringan

Untuk membantu proses replikasi tanaman dengan menggunakan teknik kultur jaringan harus dengan melalui serangkaian proses-proses. Adapun tahapan-tahapan kultur jaringan tersebut antara lain :

1. Pembuatan Media
Media adalah faktor yang sangat penting dalam kultur jaingan. Media tersebut dapat berupa hormon, vitamin, atau garam mineral. Media yang digunakan harus steril terlebih dahulu, sehingga sebelum proses kultur jaringan dilakukan, media yang telah disiapkan tersebut ditempatkan di tabung reaksi dan kemudian dipanaskan dengan autoklaf. Media yang diambil harus sudah dipersiapkan di greenhouse supaya bebas kontaminan pada saat dikultur nanti.
2. Inisiasi
Inisiasi merupakan suatu proses pengambilan eksplan dari bagian pada tanaman yang akan dikultur. Sumber eksplan yang harus memenuhi kriteria seperti jelas jenisnya, varietas, bebas dari hama dan penyakit, spesies. Salah satu bagian tanaman yang sering digunakan adalah tunas. Setelah eksplannya sudah dipersiapkan, eksplan tersebut akan dikultur dengan harapan dapat menginisasi pertumbuhan baru sehingga dapat memungkinkan pemilihan salah satu bagian tanaman yang tumbuhnya paling kuat guna perbanyakan tanaman ke tahap yang berikutnya.
3. Sterilisasi
Setiap proses harus dilakukan pada tempat yang steril, yaitu di laminar flow serta memakai berbagai alat yang steril. Peralatan yang digunakan pada umumnya disterilisasi terlebih dahulu dengan cara menyemprotkan etanol ke alat tersebut. Selain itu, orang yang akan melakukan kultur tersebut juga harus dalam keadaan yang steril pula.
4. Multiplikasi
Multiplikasi ialah kegiatan untuk memperbanyak calon tanaman baru dengan cara menanam eksplan yang telah dipilih ke media. Guna mencegah gagal tumbuh eksplan tersebut, proses multiplikasi lebih baik dilakukan pada laminar flow.
5. Pengakaran
Pengakaran adalah tahapan setelah multiplikasi dan merupakan fase dimana eksplan akan membentuk pucuk serta akar tanaman baru yang kuat sehingga mampu untuk bertahan hidup pada saat dipindahkan dari lingkungan hidup in vitro ke lingkungan hidup luar. Peristiwa pengakaran mengindikasikan bahwa proses kultur jaringan berjalan dengan lancar.
6. Aklimatisasi
Aklimatisasi adalah tahap untuk memindahkan eksplan dari awalanya di lingkungan in vitro ke lingkungan luar. Aklimatisasi harus dilakukan secara hati-hati dan juga bertahap, yaitu dengan cara memberikan sungkup. Sungkup tersebut kemudian akan dilepaskan apabila tanaman baru yang sudah berhasil kultur sudah mampu untuk berdaptasi dengan lingkungan luar tersebut. Supaya tanaman baru tersebut tumbuh dengan baik, harus dilakukan pemeliharaan yang prinsip utamanya hampir serupa dengan pemiliharaan pada tanaman generatif.

Manfaat Kultur Jaringan

Manfaat kultur jaringan salah satunya sebagai teknik perbanyakan massal tanaman yang pada biasanya lambat dengan menggunakan metode konvensional dalam jumlah yang besar dapat tumbuh dalam waktu singkat, dapat memperoleh tanaman yang bebas dari virus. Untuk lebih lengkapnya, berikut manfaat kultur jaringan :

1) Kultur jaringan merupakan cara cepat untuk memperbanyak tanaman dibandingkan dengan cara konvensional.
2) Bibit tanaman yang lebih bermutu.
3) Sifat dari induk yang tidak hilang.
4) Cara untuk mengembangbiakkannya yang mudah serta ekonomis.
5) Untuk memperoleh bibit baru, tidak tergantung musim pada saat itu.
6) Dapat menghasilkan tanaman yang terbebas dari segala macam penyakit.
7) Bibit tanaman yang dapat tumbuh lebih cepat dibandingkan ditanam di tanah.
8) Waktu dan tempat yang dapat dihemat.
9) Memperoleh bibit baru dalam jumlah yang besar.

Meskipun teknik kultur jaringan mempunyai banyak manfaat kultur jaringan terhadap reproduksi tanaman, namun teknik kultur jaringan ini juga mempunyai dampak negatifnya. Teknik kultur jaringan memerlukan individu yang yang mempunyai keahlian dalam bidang tersebut, hal ini karena tanpa adanya keahlian teknik tersebut cenderung gagal. Modal awal untuk menggunakan teknik tersebut relatif mahal, dan bibit yang dihasilkan juga harus diaklimatasi terlebih dahulu, hal ini karena kondisinya yang cenderung aseptik dan lembab. Oleh sebab itu, perlu diperhatikan juga penggunaan teknik tersebut agar tidak menimbulkan kerugian.

Manfaat kultur jaringan dalam budidaya buah :

1) Buah yang dihasilkan akan memiliki ukuran yang seragam.
2) Rasanya yang seragam antara buah tanaman satu dengan tanaman yang lainnya.
3) Buahnya memiliki warna yang menarik, dan lain sebagainya.

Kerugian menggunakan teknik kultur jaringan dalam budidaya buah :

1) Teknik kultur jaringan tidak dapat mengubah tanaman ataupun buah yang dihasilkan dari tanaman tersebut.
2) Dalam teknik kultur sel hewan, tidak dapat untuk menghasilkan individu baru kecuali dengan teknik kultur embrio.

Dari pengertian kultur jaringan yang telah dijelaskan diatas, kultur jaringan memiliki teori dasar dari teknik kultur in vitro adalah Totipotensi. Teori tersebut menjelaskan bahwa setiap bagian-bagian tanaman dapat untuk dikembangbiakkan, hal ini karena seluruh bagian-bagian tanaman tersebut terdiri dari jaringan-jaringan hidup. Oleh sebab itu, organisme baru yang berhasil untuk ditumbuhkan dapat mempunyai sifat yang sama dengan induknya.

Contoh dari beberapa tanaman yang berhasil untuk dikembangbiakkan dengan memakai teknik dari kultur jaringan antara lain :

• Anggrek cattleya
• Jati mas
• Kelapa sawit
• Pisang abaka
• Pisang lampung

Tanaman pisang lampung merupakan salah satu dari hasil kultur jaringan yang mempunyai sifat baik, yakni dapat tahan terhadap berbagai jenis penyakit dan hama, lebih cepat berbuah, dan lain sebagainya.

Itulah pengertian kultur jaringan dan manfaat kultur jaringan. Masyarakat dapat dimudahkan dan mendapat keuntungan dari adanya kultur jaringan.