MATERI 7 "Tissue Culture Techniques & Applications In Plant Production and Quality"

Teknik dan Aplikasi Kultur Jaringan dalam Produksi dan Kualitas Tanaman

Jevanya Erinne Angelique Manurung | 23025010022 | A025

Teknik kultur jaringan yang digunakan dalam produksi dan peningkatan kualitas tanaman. Kultur jaringan merupakan metode perbanyakan tanaman secara in vitro yang memungkinkan reproduksi tanaman dalam kondisi steril dan terkontrol. Beberapa teknik yang dibahas meliputi pembentukan benih sintetis, produksi tanaman haploid melalui kultur anter dan mikrospora, serta konservasi embrio pada persilangan antarspesies. Masing-masing teknik ini memiliki peran penting dalam pengembangan tanaman dengan karakter unggul, baik untuk keperluan komersial maupun penelitian.

1. Pembentukan Benih Sintetis

Benih sintetis merupakan benih buatan yang dihasilkan dari embrio somatik yang dilapisi dengan bahan pelindung buatan. Teknologi ini memungkinkan perbanyakan tanaman tanpa harus melalui proses pembentukan biji secara alami, sehingga sangat berguna dalam konservasi dan produksi tanaman dengan karakteristik tertentu. Pembuatan benih sintetis dilakukan dengan mencampurkan medium MS yang mengandung fitohormon dan sumber karbon dengan natrium alginat. Eksplan tanaman kemudian direndam dalam larutan alginat sebelum ditempatkan dalam larutan kalsium klorida (CaCl₂), yang menyebabkan terbentuknya lapisan pelindung keras di sekitar embrio somatik. Lapisan ini berfungsi sebagai pelindung yang menyerupai endosperma alami.

Teknik ini telah digunakan dalam beberapa produksi tanaman, seperti pisang dan anggrek. Pada pisang, tuna sepanjang 4 mm diisolasi dari kultur multipel, kemudian dienkapsulasi dengan larutan natrium alginat 3%, yang memungkinkan konversi 100% dari tuna menjadi plantlet. Sementara itu, pada anggrek, teknik yang digunakan melibatkan media N6 yang dimodifikasi dan agen kapsulasi natrium alginat, dengan tingkat konversi mencapai 93,3%. Keberhasilan teknik ini menunjukkan potensinya dalam produksi massal tanaman yang memiliki nilai ekonomi tinggi.

2. Produksi Tanaman Haploid

Produksi tanaman haploid merupakan salah satu teknik penting dalam kultur jaringan yang memungkinkan pengembangan tanaman dengan hanya setengah jumlah kromosom normalnya. Metode ini sering digunakan dalam program pemuliaan tanaman untuk mempercepat produksi tanaman dengan sifat genetik yang diinginkan. Beberapa teknik yang digunakan untuk memperoleh tanaman haploid meliputi kultur anter, kultur mikrospora, dan kultur bakal biji.

A.     Kultur Anter dan Mikrospora

Kultur anter atau mikrospora dilakukan dengan mengisolasi dan menumbuhkan anter atau butiran serbuk sari (mikrospora) pada media kultur yang sesuai. Teknik ini bertujuan untuk mengarahkan perkembangan mikrospora dari jalur gametogenesis menjadi embrionogenesis, sehingga dapat menghasilkan tanaman haploid yang berkembang dari satu mikrospora tunggal. Faktor-faktor yang mempengaruhi keberhasilan teknik ini meliputi genotipe tanaman, kondisi pertumbuhan induk, tahap perkembangan serbuk sari yang tepat, perlakuan awal pada anter (seperti perlakuan suhu dingin atau panas), serta komposisi media kultur.

Setelah tanaman haploid diperoleh, mereka sering kali memiliki kelemahan seperti kemandulan dan pertumbuhan yang lemah. Oleh karena itu, untuk mendapatkan tanaman yang subur dan dapat berkembang secara normal, kromosomnya perlu digandakan menjadi dihaploid. Proses penggandaan kromosom ini dapat dilakukan secara alami melalui penggandaan spontan atau dengan perlakuan kolkisin, yang secara kimiawi menghambat pembelahan sel untuk meningkatkan jumlah kromosom. Keberhasilan penggandaan kromosom sering kali dikonfirmasi menggunakan teknik flow cytometry.

b. Kultur Ovula

Teknik kultur ovule melibatkan penumbuhan ovule yang belum dibuahi dalam kondisi in vitro. Dalam beberapa kasus, bakal biji dapat "ditipu" agar berpikir bahwa mereka telah dibuahi, sehingga merangsang perkembangan embrio dan menghasilkan tanaman haploid. Metode ini berguna dalam perbanyakan spesies tanaman tertentu yang sulit diperbanyak secara generatif.

 

3. Penyelamatan Embrio (Penyelamatan Embrio)

Teknik penyelamatan embrio digunakan dalam pemuliaan tanaman untuk menyelamatkan embrio hasil persilangan antarspesies yang mungkin tidak dapat berkembang secara alami. Dalam beberapa kasus, embrio yang terbentuk dari persilangan spesies yang berbeda mengalami kegagalan perkembangan akibat inkompatibilitas genetik antara kedua induk. Dengan menumbuhkan embrio tersebut dalam kondisi kultur jaringan yang dikontrol secara ketat, peluang untuk mendapatkan hasil persilangan yang sukses dapat ditingkatkan. Teknik ini sering digunakan dalam produksi tanaman alloploid, seperti triticale, yang merupakan hasil persilangan antara gandum (Triticum) dan rye (Secale). Selain itu, metode konservasi embrio juga bermanfaat dalam pemuliaan tanaman yang memiliki tingkat kegagalan perkecambahan tinggi akibat hambatan reproduksi alami.

 RFERENSI :

Yuniardi, F. (2019). Aplikasi Dimmer Switch pada Rak Kultur Sebagai Pengatur Kebutuhan Intesitas Cahaya Optimum Bagi TanamanIn Vitro.  Jurnal Laboratorium Indonesia , 1 (4), 8-13.   

Zulkarnain, H. (2024).  Kultur Jaringan Tanaman: Solusi perbanyakan tanaman budi daya . Bumi Aksara.