PARBOABOA – Pertumbuhan dan perkembangan teknologi di era modern ini menambah wawasan dari berbagai inovasi di berbagai bidang, termasuk di dunia bioteknologi.
Salah satu inovasi yang muncul dalam dunia bioteknologi adalah kultur jaringan. Sebagai disiplin ilmu yang berkembang pesat, kultur jaringan menawarkan potensi besar dalam memahami dan memanfaatkan perkembangan sel dan organisme.
Isitlah kultur jaringan dalam bahasa asing sering disebut sebagai tissue culture, weefcel cultuus atau gewebe kultur.
Dikutip dari Bahan Ajar Kultur Jaringan oleh Dr. Marina Silalahi, M.Si (2015), kultur jaringan adalah metode untuk menggandakan sel, jaringan, atau organ tanaman di dalam medium buatan (in vitro) dengan proses aseptik.
Untuk mengetahui lebih dalam lagi apa yang dimaksud dengan kultur jaringan, pada artikel ini Parboaboa ini akan menjelaskan secara komprehensif mulai dari pengertian, manfaat, tahapan, hingga bagian tumbuhan yang dijadikan objek. Yuk, simak pembahasan ini sampai selesai.
Apa itu Kultur Jaringan?
Teknik kultur jaringan adalah suatu teknik dalam bioteknologi yang memanipulasi dan mempertahankan pertumbuhan sel atau jaringan biologis di dalam kondisi laboratorium yang sudah diatur.
Teknik ini memungkinkan peneliti untuk menumbuhkan dan mengembangkan sel atau jaringan dalam lingkungan yang terkontrol dengan baik, seperti suhu, kelembaban, dan komposisi nutrisi yang sesuai.
Hal ini bertujuan untuk memahami, memelihara, atau bahkan memodifikasi sel atau jaringan tertentu untuk berbagai keperluan.
Dalam kultur jaringan, sampel jaringan atau sel ditempatkan dalam media kultur yang mengandung nutrisi yang diperlukan, seperti garam, glukosa, vitamin, dan hormon pertumbuhan.
Proses ini memungkinkan pertumbuhan dan proliferasi sel atau jaringan tersebut di luar organisme asalnya.
Perkembangan sejarah kultur jaringan memiliki urutan yang mungkin bervariasi dalam setiap buku tergantung pada sumber literatur yang digunakan.
Perkembangan teknologi kultur in vitro dimulai dengan spekulasi ilmuwan Jerman bernama Haberlandt pada awal abad ke-20 tentang teori totipotensi.
Haberlandt menyatakan bahwa setiap sel mampu tumbuh dan berkembang menjadi tanaman normal jika dikulturkan dalam nutrisi dan lingkungan yang sesuai.
Manfaat Kultur Jaringan
Pembiakan tanaman secara kultur jaringan memberikan sejumlah manfaat signifikan bagi manusia dan dunia pertanian.
Beberapa manfaat yang diperoleh manusia dari perbanyakan tanaman secara kultur jaringan adalah sebagai berikut:
1. Memproduksi Massal Tanaman
Kultur jaringan memungkinkan produksi massal tanaman dalam waktu yang relatif singkat. Hal ini mendukung kebutuhan akan jumlah tanaman yang besar, seperti dalam pertanian skala besar atau untuk memenuhi permintaan pasar yang tinggi.
2. Reproduksi Tanaman Tanpa Benih
Proses ini memungkinkan reproduksi tanaman tanpa melibatkan biji, sehingga dapat menghemat waktu dan sumber daya yang biasanya diperlukan untuk pembibitan dan pemeliharaan bibit.
3. Mempertahankan Sifat Tanaman Unggul
Manfaat kultur jaringan adalah untuk memperoleh pemeliharaan sifat-sifat unggul dari tanaman induknya.
Tanaman yang dihasilkan akan memiliki karakteristik genetik yang sama dengan tanaman induknya.
4. Pemuliaan Tanaman yang Efisien
Pembiakan melalui kultur jaringan memudahkan dan mempercepat proses pemuliaan tanaman. Sifat-sifat yang diinginkan dapat dikombinasikan dengan lebih efisien, mendukung pengembangan varietas baru.
5. Memulihkan Tanaman yang Terancam Punah
Kultur jaringan dapat digunakan untuk memperbanyak tanaman yang terancam punah atau langka, memberikan kontribusi dalam upaya konservasi dan pelestarian keanekaragaman hayati.
6. Menghilangkan Penyakit dan Patogen
Proses steril kultur jaringan adalah mengurangi risiko penularan penyakit atau patogen yang dapat menginfeksi tanaman secara alamiah. Tanaman yang dihasilkan lebih bersih dan lebih bebas dari penyakit.
7. Mengembangkan Tanaman yang Tahan Terhadap Hama dan Penyakit
Pembiakan melalui kultur jaringan dapat difokuskan pada pengembangan tanaman yang tahan terhadap hama atau penyakit tertentu, mengurangi ketergantungan pada pestisida dan meningkatkan produktivitas pertanian.
8. Mengembangkan Varietas Tanaman yang Lebih Berkualitas
Salah satu keuntungan dari kultur jaringan adalah memungkinkan pengembangan varietas tanaman yang lebih berkualitas, seperti varietas dengan hasil yang lebih tinggi, buah yang lebih besar, atau kandungan nutrisi yang lebih baik.
9. Memproduksi Tanaman Hortikultura dengan Sifat-Sifat Khusus
Dalam bidang hortikultura, kultur jaringan memungkinkan produksi tanaman dengan sifat-sifat khusus, seperti bunga hias yang unik atau tanaman hortikultura lainnya dengan karakteristik tertentu.
10. Mengembangkan Tanaman Transgenik
Kultur jaringan memainkan peran penting dalam pengembangan tanaman transgenik, yang dapat memberikan karakteristik khusus seperti ketahanan terhadap kondisi lingkungan tertentu atau produksi protein yang bermanfaat bagi manusia.
Tahapan Kultur Jaringan
Setelah memahami apa itu kultur jaringan dan manfaatnya, langkah selanjutnya adalah dengan mengulik proses kultur jaringan secara menyeluruh. Beberapa tahapan dari kultur jaringan adalah sebagai berikut:
1. Pembuatan Media Tumbuh
Media tumbuh memainkan peran krusial dalam perbanyakan kultur jaringan. Media tumbuh disiapkan dengan mencampurkan garam mineral yang mengandung unsur makro dan mikro, asam amino, vitamin, gula, serta hormon tumbuhan dengan proporsi yang tepat.
2. Inisiasi
Inisiasi merupakan langkah awal pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang umumnya digunakan untuk kultur jaringan adalah tunas.
3. Sterilisasi
Sterilisasi untuk menghilangkan kontaminasi bakteri, jamur, atau patogen lainnya. Ini dapat dilakukan dengan menggunakan bahan kimia sterilisasi atau perlakuan panas.
Eksplan yang telah dipilih biasanya akan disubkultur atau direndam dalam larutan pemutih atau disanitasi menggunakan agen sterilisasi lainnya sebelum ditanamkan pada media tumbuh.
4. Multiplikasi
Multiplikasi adalah proses untuk menghasilkan lebih banyak tanaman dengan menanam eksplan pada media tumbuh.
Langkah ini harus dilakukan di dalam aliran laminar agar terhindar dari kontaminasi yang dapat menghambat pertumbuhan eksplan.
Tabung reaksi berisi eksplan ditempatkan di rak-rak dan disimpan di area steril dengan suhu kamar.
5. Aklimatisasi
Tanaman hasil kultur jaringan yang telah tumbuh cukup harus diaklimatisasi untuk beradaptasi dengan kondisi lingkungan luar laboratorium.
Langkah tersebut melibatkan penurunan konsentrasi hormon pertumbuhan dan penyesuaian terhadap suhu dan kelembaban yang berbeda.
Bagian Tumbuhan yang Dijadikan Objek Kultur Jaringan
Bagian tumbuhan yang baik untuk dijadikan objek kultur jaringan tergantung pada tujuan dari kultur jaringan tersebut.
Beberapa bagian tumbuhan yang baik untuk dijadikan objek kultur jaringan adalah sebagai berikut:
1. Meristem Apikal
Meristem apikal adalah ujung pucuk tumbuhan yang aktif tumbuh. Bagian ini sering digunakan karena mengandung sel-sel yang sangat aktif secara mitosis, memungkinkan pertumbuhan yang cepat dan pembentukan banyak sel.
2. Nodal
Bagian nodal atau daun muda yang terdapat di sekitar ketiak daun seringkali menjadi pilihan dalam kultur jaringan. Daun muda ini memiliki kemampuan untuk menghasilkan tunas baru.
3. Kalus
Kalus adalah massa sel-sel yang tumbuh secara acak dan tidak terorganisir sebagai respons terhadap luka atau kondisi stres. Kalus dapat digunakan sebagai sumber sel untuk menginisiasi kultur jaringan.
4. Embrio
Bagian embrio tumbuhan, seperti zigot atau embrio somatik, sering digunakan untuk kultur jaringan dalam rangka pembentukan bibit atau pembiakan tanaman secara vegetatif.
Keistimewaan pembiakan vegetatif tumbuhan dengan cara kultur jaringan adalah memungkinkan reproduksi tanaman tanpa melibatkan biji atau spora, meningkatkan kecepatan pertumbuhan tanaman, dan menjaga tanaman dari hama atau penyakit,
5. Biji
Bagian biji, terutama embrio dalam biji, dapat digunakan untuk kultur jaringan. Proses ini dikenal sebagai kultur embriogenesis somatik dan digunakan untuk menghasilkan tanaman dari embrio tanaman tertentu.
6. Rhizome atau Batang Bawah Tanah
Rhizome atau bagian batang bawah tanah yang memiliki kumpulan tunas atau mata dapat digunakan untuk kultur jaringan. Ini dapat menjadi metode efektif untuk reproduksi tanaman tertentu.
7. Daun Dewasa
Meskipun daun dewasa memiliki potensi mitosis yang lebih rendah dibandingkan dengan bagian aktif tumbuh, namun pada beberapa jenis tanaman, kultur jaringan dari daun dewasa dapat berhasil dilakukan.
8. Aksilar Bud
Aksilar bud, yaitu tunas yang terletak di ketiak daun, dapat menjadi sumber yang baik untuk kultur jaringan tumbuhan karena dapat menghasilkan tunas baru.
9. Apoplas Tumbuhan
Apoplas tumbuhan, seperti sel-sel kulit atau serat, dapat digunakan untuk kultur jaringan tertentu yang fokus pada pembentukan serat atau bahan baku lainnya.
Demikian penjelasan tentang apa itu kultur jaringan tumbuhan, lengkap dengan pengertian, manfaat, dan tahapannya. Bagaimana tertarik menerapkan teknik kultur jaringan ini?
