Kultur Jaringan Tumbuhan

KULTUR JARINGAN TUMBUHAN
“PERBANYAKAN JERUK SECARA IN VITRO”
Disusun untuk memenuhi tugas terstruktur
dalam Mata Kuliah Kultur Jaringan
Dosen Pengampu:
Prof. Dr. Ir. A . Rafiqi Tantawi, M.Si
Disusun Oleh :
Amrullah M
8136173002
PENDIDIKAN BIOLOGI KELAS A (REGULAR)
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN (UNIMED)
TAHUN 2014

KATA PENGANTAR
Puji Syukur kami ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan
penulis nikmat Iman, kesehatan, serta keselamatan sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas makalah dari mata kuliah Kultur Jaringan yang berjudul
Kultur Jaringan Tumbuhan “Perbanyakan Jeruk Secara In Vitro”.
Makalah ini berisi 3 bab yakni bab 1 berupa pendahuluan yang merupakan
uraian gambaran umum dari kultur jaringan. Bab 2 berupa pembahasan dari kultur
jaringan berupa sejarah kultur jaringan, pengertian kultur jaringan, media serta
alat yang digunakan dalam kultur jaringan dan aplikasi kultur jaringan tumbuhan.
Dan bab 3 berupa kesimpulan yang berupa ringkasan dari pembahasan.
Harapan saya semoga makalah ini membantu menambah pengetahuan dan
pengalaman bagi para pembaca, sehingga saya dapat memperbaiki bentuk maupun
isi makalah ini sehingga kedepannya dapat lebih baik. saya menyadari bahwa
makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kritik dan saran dari semua
pihak yang bersifat membangun selalu diharapkan demi kesempurnaan makalah
ini.
Akhir kata, saya sampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah
berperan serta dalam penyusunan
Medan, 03 Desember 2014
Amrullah M
ii

DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ii
DAFTAR ISI iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 3
1.3 Tujuan 3
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Sejarah Kultur Jaringan Tumbuhan 4
2.2 Pengertian Kultur Jaringan Tumbuhan 9
2.2.1 Konsep Skoog dan Miller 10
2.3 Landasan Kultur Jaringan Tumbuhan 11
2.4 Tujuan Kultur Jaringan Tumbuhan 11
2.5 Jenis Kultur Jaringan Tumbuhan 15
2.6 Media Kultur Jaringan Tumbuhan 21
2.7 Metode Kutur Jaringan Tumbuhan 24
2.8 Hormon Kultur Jaringan Tumbuhan 27
2.9 Kelebihan dan Kekurangan Kultur Jaringan Tumbuhan 36
2.10 Laboratorium Kultur Jaringan Tumbuhan 36
2.11 Aklimatisasi Tanaman Hasil Kultur In Vitro 43
2.12 Kultur Jaringan Pada Jeruk 44
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan 56
DAFTAR PUSTAKA iv
iii

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan bioteknologi salah satunya adalah kultur jaringan, yang
hingga sekarang berkembang begitu cepat dan signifikan. Apa dasar utama yang
menjadikan kultur jaringan berkembang dengan cepat? Salah satunya adalah
teknik pemakaian kultur jaringan yang dengan hanya menggunakan bagian sel
tumbuhan, maka akan didapatkan tanaman yang sempurna yang dapat melakukan
reproduksi. Jadi sebenarnya apa yang dimaksud dengan kultur jaringan? Kultur
Jaringan merupakan suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tumbuhan seperti
protoplasma sel, jaringan atau organ yang serba steril, ditumbuhkan pada media
buatan yang steril dalam botol kultur yang steril dan dalam kondisi yang aseptic,
sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi
menjadi tanaman yang lengkap. Beberapa teknik dalam kultur jaringan menuntut
syarat-syarat tertentu yang harus dipenuhi dalam pelaksanaanya, dan syarat pokok
kultur jaringan adalah laboratorium dengan segala fasilitasnya berupa alat-alat
kerja, sarana pendukung terciptanya kondisi aseptic terkendali dan fasilitas dasar
seperti air, listrik maupun bahan bakar.
Jeruk merupakan salah satu komoditas hortikultura yang mendapat
prioritas untuk dikembangkan karena usaha tani jeruk memberikan keuntungan
maksimal bagi petani. Pada saat ini pertanaman jeruk rakyat didominasi oleh jeruk
keprok dan jeruk pumelo. Kelebihan jeruk keprok dan jeruk pumelo ini antara lain
masa panen jeruk yang cepat,rasanya yang manis, produktivitas cukup tinggi,
morfologi pohon jeruk yang rendah, serta kemampuan adaptasi yang luas, Daging
buahnya mempunyai rasa asam-manis yang merupakan sumber vitamin C alami.
Kelemahan jeruk siam ini adalah kulit buah yang kurang menarik, keeratan
epicarp pada mesocarp yang cukup erat sehingga menghambat pada waktu
pengelupasan serta umumnya berbiji banyak, akibatnya ketika panen harganya
rendah.
1

Meski Indonesia disebut sebagai daerah asli jeruk besar, namun negara yang
dikenal sebagai pusat pengembangan jeruk besar justru Thailand. Hal ini
disebabkan karena usaha pertanaman kebun jeruk di Indonesia kurang didukung
oleh penggunaan bibit yang bermutu. Saat ini, penyediaan bibit jeruk besar
dilakukan dengan persemaian benih dan okulasi. Kelemahan dari bibit hasil
persemaian benih yaitu tidak dapat diperoleh dalam jumlah banyak, sedangkan
bibit hasil okulasi seringkali mengalami inkompatibilitas sehingga proses
okulasinya gagal. Beberapa hal tersebut mengakibatkan ketersediaan bibit jeruk
besar kurang mencukupi.
Berdasarkan hal-hal tersebut, maka diperlukan upaya lain untuk
melestarikan jeruk keprok dan mewujudkan kontinyuitas ketersediaan bibit jeruk
besar yang sesuai dengan tuntutan keadaan pada saat ini. Upaya yang dapat
dilakukan yaitu dengan perbanyakan jeruk secara in vitro atau kultur jaringan.
Perbanyakan secara in vitro pada jeruk mempunyai tingkat keberhasilan yang
tinggi karena pada umumnya tanaman ini dibiakkan secara vegetatif. Menurut
Wattimena dan Mattjik (1992) beberapa keuntungan yang didapat dari
perbanyakan secara in vitro yaitu kemudahan dalam menyimpan, menghemat
pemakaian lahan, tenaga, erosi genetik dapat dicegah, mempermudah pengiriman,
dan bebas dari hama penyakit.
Untuk meningkat produksi jeruk ini dibutuhkan bibit yang baik dan unggul
untuk mendapatkan bibit unggul ini dapat dilakukan dengan cara kultur jaringan.
Dalam budidaya tanaman dengan menggunakan teknik kultur jaringan, pemberian
zat pengatur tumbuh dalam media tanam dan pemilihan eksplan sebagai bahan
inokulum awal yang ditanam dalam media perlu diperhatikan karena
mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan eksplan tersebut menjadi bibit
yang baru.
Perbanyakan jeruk secara in vitro dapat dilakukan dengan menggunakan
eksplan biji dan hipokotil. Biji jeruk mempunyai sifat apomiksis sehingga dapat
membentuk tanaman yang true to type. Media perbanyakan jeruk secara in vitro
yang banyak diujikan dan dipakai yaitu media Murashige dan Skoog yang
dikombinasikan dengan Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) seperti auksin dan sitokinin.
2

1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana pengertian kultur jaringan secara umum?
2. Bagaimana sejarah singkat dari kultur jaringan tumbuhan?
3. Bagaimana teknik dan media sert alat yang digunakan dalam kultur
jaringan tumbuhan?
4. Bagaimana implementasi kultur jaringan pada beberapa species
tumbuhan?
5. Bagaimana keuntungan dan kerugian dari kultur jaringan tumbuhan?
6. Faktor yang mempengarui keberhasilan dalam suatu pengkulturan pada
jeruk
7. Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan ekplan
8. Bagaimana memperoleh kompatibilitas jeruk manis dengan keprok dan
jeruk Pamelo pada penyambungan tunas pucuk secara in vitro
9. pengaruh jenis eksplan terhadap multiplikasi dan pertumbuhan tanaman
jeruk besar secara in vitro
1.3 Tujuan
1. Mengetahui pengertian kultur jaringan secara umum.
2. Mengetahui sejarah singkat dari kultur jaringan tumbuhan.
3. Mengetahui teknik dan media sert alat yang digunakan dalam kultur
jaringan tumbuhan.
4. Mengetahui implementasi kultur jaringan pada beberapa species
tumbuhan.
5. Mengetahui keuntungan dan kerugian dari kultur jaringan tumbuhan.
6. Mempelajari pengaruh jenis eksplan terhadap multiplikasi dan
pertumbuhan tanaman jeruk besar secara in vitro
7. Mendapatkan formulasi media yang sesuai untuk perbanyakan jeruk besar
secara in vitro
8. Untuk memperoleh kompatibilitas antara jeruk YC dan manis dengan
keprok dan jeruk besar/Pamelo pada penyambungan tunas pucuk secara in
vitro
3

BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Sejarah Kultur Jaringan
Prinsip dasar kultur jaringan berpegangan pada teori sel dari Schwan dan
Schleiden pada tahun 1838. Teori sel atau yang lebih dikenal dengan teori
totipotensi menyatakan bahwa setiap sel tanaman hidup mempunyai informasi
genetik dan perangkat fisiologis yang lengkap untuk dapat tumbuh dan
berkembang menjadi tanaman utuh jika kondisinya sesuai. Teori ini menjadi dasar
dari spekulasi Haberlandt pada awal abad ke-20 yang menyatakan bahwa jaringan
tanaman dapat diisolasi dan dikultur hingga berkembang dengan tanaman normal
dengan melakukan manipulasi terhadap kondisi lingkungan dan nutrisinya.
Namun teknik kultur jaringan yang diungkapkan pada teori tersebut mengalami
kegagalan. Tetapi pada tahun 1907-1909 Harrison, Burrows dan Carrel berhasil
mengkulturkan jaringan hewan dan manusia secara in vitro (Zulkarnain, 2009).
Kultur jaringan tanaman pertama kali berhasil dilakukan oleh White pada
tahun 1934 yakni kultur akar tanaman tomat. Pada tahun 1939, White melaporkan
keberhasilannya dalam membuat kultur kalus dari wortel (animasi kultur kalus
wortel) dan tembakau. Pada tahun 1957, tulisan penting Skoog dan Miller
dipublikasikan dimana mereka menyatakan bahwa interkasi kuantitatif antara
auksin dan sitokinin menentukan tipe pertumbuhan dan morfogenik yang akan
terjadi. Penelitian mereka pada tembakau mengindikasikan bahwa perbandingan
auksin dan sitokinin yang tinggi akan menginduksi pengakaran, sedangkan rasio
sebaliknya akan menginduksi pembentukan tunas. Akan tetapi pola respon ini
tidak berlaku universal (Tri Hanggono A.,2009).
Temuan penting lainnya adalah hasil penelitian Morel tentang
perbanyakan anggrek melalui kultur jaringan pada tahun 1960, dan penggunaan
yang meluas media kultur dengan konsentrasi garam mineral yang tinggi,
dikembangkan oleh Murashige dan Skoog tahun 1962.
4

Pierik tahun 1997 mengemukakan beberapa peristiwa penting dalam
sejarah perkembangan teknik kultur jaringan hingga dekade 1980-an, yaitu:
Tahun Peristiwa
1892 Ditemukan fenomena sintesis senyawa-senyawa pembentuk
organ yang didistribusikan secara polar di dalam tanaman.
1902 Usaha pertama aplikasi kultur jaringan tanaman.
1904 Usaha pertama aplikasi kultur embrio sejumlah tanaman
Cruciferae.
1909 Fusi protoplasma tanaman namun produk yang dihasilkan
mengalami kegagalan untuk hidup.
1922 Perkecambahan in vitro biji anggrek secara asimbiosis dan
kultur in vitro ujung akar.
1925 Aplikasi kultur embrio pada tanaman Linum hasil silang
antarspesies.
1929 Kultur embrio Linum untuk menghindari inkompatibilitas
persilangan.
1934 Kultur in vitro jaringan kambium dari sejumlah tanaman pohon
dan perdu mengalami kegagalan karena tidak adanya
keterlibatan auksin dan keberhasilan kultur akar tanaman tomat.
1936 Kultur embrio sejumlah tanaman gymnospermae.
1939 Keberhasilan menumbuhkan kultur kalus secara kontinu.
1940 Kultur in vitro jaringan cambium dari tanaman Ulmus untuk
mempelajari pembentukan tunas adventif.
1941 Air kelapa (yang mengandung faktor pembelahan sel) untuk
pertama kalinya digunakan pada kultur embrio tanaman Datura
dan kultur in vitro jaringan tumor crown-gall.
1944 Untuk pertama kalinya kultur in vitro tembekau digunakan pada
penelitian pembentukan tunas adventif.
1945 Budidaya potongan tunas tanaman Asparagus secara in vitro.
1946 Untuk pertama kalinya diperoleh tanaman Lupinus dan
5

Tropaeolum dari kultur pucuk.
1948 Pembentukan akar dan tunas adventif tanaman tembakau
ditentukan oleh rasio auksin : adenine.
1950 Regenerasi organ tanaman dari jaringan kalus Sequoia
sempervirens.
1952 Aplikasi sambung mikro (micrografting) untuk pertama
kalinya.
1953 Produksi kalus haploid tanaman Ginkgo biloba dari kultur
serbuk sari.
1954 Pengkajian terhadap perubahan – perubahan kariologi dan sifat
– sifat kromosom pada kultur endosperm tanaman jagung.
1955 Penemuan kinetin yaitu suatu hormone perangsang pembelahan
sel.
1956 Realisasi pertumbuhan kultur di dalam sistem multiliter untuk
menghasilkan metabolit sekunder.
1957 Ditemukannya pengaturan pembentukan organ (akar dan
pucuk) dengan mengubah rasio antara auksin dan sitokinin.
1958 Regenerasi embrio somatic secara in vitro dari jaringan nuselus
tanaman Citrus ovules dan regenerasi proembrio dari massa
kalus dan suspensi sel tanaman wortel.
1959 Publikasi buku pegangan mengenai kultur jaringan tanaman
untuk pertama kali.
1960  Keberhasilan pembuahan in vitro pada Papaver rhoeas untuk
pertama kalinya. Degradasi dinding sel secara enzimatik untuk
memperoleh protoplas dalam jumlah besar. Perbanyakan
vegetatif tanaman anggrek melalui kultur meristem. Filtrasi
suspensi sel dan isolasi sel tunggal.
1962 Pengembangan medium dasar Murashige dan Skooge (MS).
1964 Produksi tanaman Datura haploid dari kultur serbuk sari untuk
pertama kalinya dan regenerasi tunas dan akar pada jaringan
6

kalus tanaman Populus tremuloides.
1965 Induksi pembungaan secara in vitro pada tanaman tembakau
dan diferensiasi tanaman tembakau dari isolasi sel tunggal pada
kultur mikro.
1967 Induksi pembentukan bunga pada Lunaria annua dengan
vernalisasi secara in vitro dan produksi tanaman haploid dari
kultur serbuk sari tanaman tembakau (Nicotiana tabacum).
1969 Analisis kariologi tanaman yang diregenerasikan dari kultur
kalus tembakau dan keberhasilan isolasi protoplas dari kultur
suspense Haplopappus gracilis untuk pertama kalinya.
1970 Seleksi mutan biokimia secara in vitro. Pemanfaatan kultur
embrio untuk menghasilkan barley monoploid. Keberhasilan
peleburan protoplas untuk pertama kalinya
1971 Keberhasilan regenerasi tanaman dari kultur protoplas untuk
pertama kalinya.
1972 Hibridisasi antarspesies melalui peleburan protoplas pada dua
spesies Nicotiana.
1973 Sitokinin diketahui mampu memecahkan dormansi pada
eksplan jaringan kapitulum tanaman Gerbera.
1974 Induksi percabangan aksilar oleh sitokinin pada eksplan tunas
tanaman Gerbera. Regenerasi Petunia hybrid haploid dari
kultur protoplas. Diketahui bahwa peleburan protoplas haploid
dapat dilakukan sehingga mendukung hibridisasi.
Biotransformasi pada kultur jaringan tanaman. Penemuan Ti-
plasmid pada Agrobacterium sebagai senyawa penginduksi
pembentukan tumor.
1975 Seleksi positif terhadap kultur talus tanaman jagung yang
resisten terhadap Helminthosporium maydis.
1976 Inisiasi pucuk dari eksplan tunas tanaman anyelir yang berasal
dari penyimpanan pada suhu rendah (kreopreservasi).
Hibridisasi antarspesies melalui peleburan protoplas pada
7

tanaman Petunia hybrida dan P.parodii. Sintesis dan
perombakan oktopin dan nopalin diketahui dikontrol secara
genetis oleh Ti-plasmid Agrobacterium tumefaciens.
1977 Keberhasilan integrasi DNA Ti-plasmid dari Agrobacterium
tumefaciens pada tanaman.
1978 Hibridisasi somatik tomat dan kentang.
1979 Pengembangan prosedur co-cultivation untuk transformasi
protoplas tanaman dengan Agrobacterium.
1980 Pemanfaatan sel untuk biotransformasi digitoksin menjadi
digoksin.
1981 Pengenalan istilah variasi somaklon atau keragaman somaklon
dan isolasi auksotrof melalui skrining berskala besar terhadap
koloni sel yang diperoleh dari protoplas haploid tanaman
Nicotiana plumbaginifolia dengan perlakuan mutagen.
1982 Protoplas dapat bergabung dengan DNA telanjang sehingga
memungkinkan untuk dilakukannya transformasi dengan isolasi
DNA.
1983 Hibridisasi sitoplasma antargenus pada tanaman bit dan
Brassica napus.
1984 Trasformasi sel tanaman dengan DNA plasmid.
1985 Infeksi dan transformasi potongan daun dengan Agrobacterium
tumefaciens dan regenerasi tanaman yang mengalami
transformasi.
Sumber: Zulkarnain. 2009. Kultur Jaringan Tanaman. Jakarta: Bumi Aksara.
Untuk mempelajari teknik dasar kultur jaringan diperlukan pemahaman
dasar tentang anatomi, histologi, fisiologi sel, dan prinsip dasar biokimia.
Perkembangan ilmu biologi molekular menyebabkan sulitnya melihat batas
pemisah antara biologi molekular dan kultur jaringan. Saling bergantungnya
perkembangan masing-masing teknologi ini sukar untuk dinyatakan batas
berhentinya teknologi kultur jaringan dan mulai berkembangnya teknologi biologi
molekular.
8

Perkembangan teknologi kultur jaringan kini banyak diarahkan untuk
dapat memberikan simulasi proses biologis yang terjadi pada tubuh manusia,
sehingga tidak hanya digunakan untuk mempelajari proses atau mekanisme yang
terjadi pada sel, namun juga interaksi yang terjadi antara sel dan lingkungan yang
dapat diatur menyerupai berbagai keadaan fisiologis ataupun patologis (Tri
Hanggono A.,2009).
2.2 Pengertian Kultur Jaringan
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 bagianbagian tersebut dapat
memperbayak diri dan beregenerasi menjadi tanaman yang lengkap.
Kultur jaringan tanaman bermula dari pembuktian teori totipotensi sel
yang dikemukakan oleh Schwann dan Schleiden (1838). Menurut teori ini, setiap
sel tanaman hidup mempunyai informasi genetik dan perangkat fisiologis yang
lengkap untuk dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman utuh, jika
kondisinya sesuai.
Kultur jaringan adalah serangkaian kegiatan yang dilakukan untuk
membuat bagian tanaman (akar, tunas, jaringan tumbuh tanaman) tumbuh menjadi
tanaman utuh (sempurna) dikondisi invitro (didalam gelas). Jadi Kultur in vitro
dapat diartikan sebagai bagian jaringan yang dibiakkan di dalam tabung inkubasi
atau cawan petri dari kaca atau material tembus pandang lainnya. Secara teoritis
teknik kultur jaringan dapat dilakukan untuk semua jaringan, baik dari tumbuhan,
hewan, bahkan juga manusia, karena berdasarkan teori Totipotensi Sel (Total
Genetic Potential), bahwa setiap sel memiliki potensi genetik seperti zigot yaitu
mampu memperbanyak diri dan berediferensiasi menjadi tanaman lengkap. Sel
dari suatu organisme multiseluler di mana pun letaknya, sebenarnya sama dengan
sel zigot karena berasal dari satu sel tersebut, setiap sel berasal dari satu sel.
Menurut Suryowinoto (1991), kultur jaringan dalam bahasa asing disebut
sebagai tissue culture. Kultur adalah budidaya dan jaringan adalah sekelompok
9

sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama. jadi, kultur jaringan berarti
membudidayakan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman kecil yang
mempunyai sifat seperti induknya.
Kultur jaringan (Tissue Culture) merupakan salah satu cara perbanyakan
tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan merupakan 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 dan bergenerasi menjadi
tanaman lengkap. Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan
tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media
buatan yang dilakukan di tempat steril.
Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara
vegetatif. Kultur jaringan merupakan 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 dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap.
Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan tanaman dengan
menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media buatan yang
dilakukan di tempat steril.
2.2.1 Konsep Skoog dan Miller
Skoog dan Miller mengemukakan bahwa regenerasi tunas dan akar in vitro
dikontrol secara hormonal oleh ZPT sitokinin dan auksin. Organogenesis adalah
proses terbentuknya organ seperti tunas atau akar, baik secara langsung dari
permukaan eksplan atau secara tidak langsung melalui pembentukann kalus
terlebih dahulu.
Dengan menggunakan eksplan empulur tembakau Skoog dan Miller
mendemonstrasikan bahwa nisbah sitokinin dan auksin yang tinggi mendorong
pembentukann tunas, sedangkan nisbah sitokinin dan auksin yang rendah
10

mendorong pembentukann akar. Jika diberikan dalam jumlah yang seimbang
sitokinin dan auksin akan mendorong pembentukann kalus.
Disamping merangsang pembentukann tunas adventif, sitokinin juga
merangsang multiplikasi tunas aksilar dan melawan dominasi apikal. Sedangkan
auksin merangsang pembentukann akar adventif. Semua perbanyakan tunas
tersebut dirangsang oleh sitokinin benziladenin (BA) dalam media kultur (1957).
2.3 Landasan Kultur Jaringan
Landasan kultur jaringan didasarkan atas tiga kemampuan dasar dari
tanaman, yaitu:
1. Totipotensi adalah potensi atau kemampuan dari sebuah sel untuk tumbuh dan
berkembang menjadi tanaman secara utuh jika distimulasi dengar benar dan
sesuai. Implikasi dari totipotensi adalah bahwa semua informasi tentang
pertumbuhan dan perkembangan suatu organisme terdapat di dalam sel.
Walaupun secara teoritis seluruh sel bersifat totipotensi, tetapi yang
mengekspresikan keberhasilan terbaik adalah sel yang meristematik.
2. Rediferensiasi adalah kemampuan sel-sel masak (mature) kembali menjadi ke
kondisi meristematik dan dan berkembang dari satu titik pertumbuhan baru
yang diikuti oleh rediferensiasi yang mampu melakukan reorganisasi manjadi
organ baru.
3. Kompetensi menggambarkan potensi endogen dari sel atau jaringan untuk
tumbuh dan berkembang dalam satu jalur tertentu. Contohnya embrioagenikali
kompeten sel adalah kemampuan untuk berkembang menjadi embrio funsional
penuh. Sebaliknya adalah non-kompeten atau morfogenetikali tidak mempunyai
kemampuan.
2.4 Tujuan Kultur Jaringan
Saat ini teknik kultur jaringan tumbuhan bukan hanya sebagai sarana
untuk mempelajari aspek-aspek fisiologi dan biokimia tanaman saja, tetapi sudah
berkembang menjadi metode untuk berbagai tujuan yakni :
a. Mikropropagasi (perbanyakan tanaman secara mikro)
11

Teknik kultur jaringan telah digunakan dalam membantu produksi
tanaman dalam skala besar melalui mikropropagasi atau perbanyakan klonal dari
berbagai jenis tanaman. Jaringan tanaman dalam jumlah yang sedikit dapat
menghasilkan ratusan atau ribuan tanaman secara terus menerus. Teknik ini telah
digunakan dalam skala industri di berbagai negara untuk memproduksi secara
komersial berbagai jenis tanaman seperti tanaman hias (anggrek, bunga potong,
dll.), tanaman buah-buahan (seperti pisang), tanaman industri dan kehutanan
(kopi, jati, dll). Dengan menggunakan metoda kultur jaringan, jutaan tanaman
dengan sifat genetis yang sama dapat diperoleh hanya dengan berasal dari satu
mata tunas. Oleh karena itu metoda ini menjadi salah satu alternatif dalam
perbanyakan tanaman secara vegetatif.
b. Pebaikan Tanaman
Dalam usaha perbaikan tanaman melalui metoda pemuliaan secara
konvensional, untuk mendapatkan galur murni diperlukan waktu enam sampai
tujuh generasi hasil penyerbukan sendiri maupun persilangan. Melalui teknik
kultur jaringan, dapat diperoleh tanaman homosigot dalam waktu singkat dengan
cara memproduksi tanaman haploid melalui kultur polen, antera atau ovari yang
diikuti dengan penggandaan kromosom. Tanaman homosigot ini dapat digunakan
sebagai bahan pemuliaan tanaman dalam rangka perbaikan sifat tanaman.
c. Produksi Tanaman yang Bebas Penyakit
Teknologi kultur jaringan telah memberikan kontribusinya dalam
mendapatkan tanaman yang bebas dari virus. Pada tanaman yang telah terinfeksi
virus, sel-sel pada tunas ujung (meristem) merupakan daerah yang tidak terinfeksi
virus. Dengan cara mengkulturkan bagian meristem akan diperoleh tanaman yang
bebas virus.
d. Transformasi Genetik
Teknik kultur jaringan telah menjadi bagian penting dalam membantu
keberhasilan rekayasa genetika tanaman (transfer gen). Sebagai contoh transfer
gen bakteri (seperti gen cry dari Bacillus thuringiensis) ke dalam sel tanaman
akan terekspresi setelah regenerasi tanaman transgeniknya tercapai.
e. Produksi Senyawa Metabolit Sekunder
12

Jadi, Kultur jaringan tumbuhan juga dapat digunakan untuk memproduksi
senyawa biokimia (metabolit sekunder) seperti alkaloid, terpenoid, phenyl
propanoid dll. Teknologi ini sekarang sudah tersedia dalam skala industri. Sebagai
contoh produksi secara komersial senyawa “shikonin” dari kultur sel
Lithospermum erythrorhizon.
Kegunaan utama dari kultur jaringan adalah untuk mendapatkan tanaman
baru dalam jumlah banyak dalam waktu yang relatif singkat, yang mempunyai
sifat fisiologi dan morfologi sama persis dengan induknya. Dari teknik kultur
jaringan tanaman ini diharapkan juga memperoleh tanaman baru yang bersifat
unggul.
Secara lebih rinci dan jelas berikut ini akan dibahas secara khusus manfaat
dari kultur jaringan antara lain:
 Mendapatkan tanaman baru dalam jumlah banyak dalam waktu yang
relatif singkat, yang mempunyai sifat fisiologi dan morfologi sama persis
dengan induknya. Dari teknik kultur jaringan tanaman ini diharapkan juga
memperoleh tanaman baru yang bersifat unggul.
 Dapat diperoleh sifat-sifat tanaman yang dikehendaki
 Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu
tanaman dewasa
 Produksi tanaman bebas virus dengan teknik kultur meristem.
 Pelestarian plasma nutfah tanaman juga dapat dilakukan dengan teknik
kultur jaringan dengan penyimpanan untuk jangka panjang dengan
penggunaan nitrogen cair pada temperatur –196oC. Ada juga penyimpanan
sementara, yaitu pada temperatur antara 0oC sampai –9oC.
 Untuk dapat menghasilkan tanaman dengan jumlah banyak dan beragam.
 Perbanyakan tanaman secara besar-besaran telah dibuktikan
keberhasilannya pada perkebunan kelapa sawit dan tebu. Dengan cara
kultur jaringan dapat klon suatu komoditas tanaman dalam relatif cepat.
Manfaat yang dapat diperoleh cukup banyak, misalnya: di luar pulau Jawa
akan didirikan suatu perkebunan yang membutuhkan bibit tanaman dalam
jumlah ribuan, maka sudah dapat dibayangkan betapa mahalnya biayanya
13

hanya untuk trasnportasi saja. Hal ini dapat diatasi denga usaha kultur
jaringan, karena hanya perlu membawa beberapa puluh botol planlet yang
berisi ribuan bibit. Dengan cara ini dapat menghemat waktu dan biaya
yang cukup banyak dalam persiapan pemberangkatan ataupun
transportasinya. Pada ekspor anggrek, misalnya, orang luar negeri
menghendaki bunga anggrek yang seragam baik bentuk maupun
warnanya. Dalam hal ini dapat dipenuhi juga dengan usaha kultur jaringan.
Bibit-bibit tanaman dari usaha mericlono (tanaman hasil budidaya
meristem) akan berharga lebih mahal, karena induknya dipilih dari
tanaman yang mempunyai sifat paling bagus (unggul).
 Usaha yang paling tepat untuk melestarikan tanaman yang terancam
punah. Dengan usaha kultur jaringan ini, populasi dari tanaman tersebut
akan terselamatkan, bahkan dapat bertambah, sekaligus sifat-sifat yang
dimiliki oleh tanaman tersebut tetap terjamin.
 Kultur jaringan juga mempunyai manfaat yang besar dibidang farmasi,
karena dari usaha ini dapat dihasilkan metabolit skunder upaya untuk
pembuatan obat-obatan, yaitu dengan memisahkan unsur-unsur yang
terdapat di dalam kalus ataupun protokormus, misalnya alkoloid, steroid,
dan terponoid. Dengan ditemukannya cara mendapatkan metabolit
skunderdari kalus suatu eksplan yang di tumbuhkan dalam medium kultur
jaringan, maka berarti dapat menghemat waktu dan tenaga. Persenyawaan
yang bermanfaat yang diambil dari kalus dapat ditingkatkan kadarnya
dengan cara memanipulasinya.
 Kultur jaringan juga sangat bermanfaat dibidang fisiologi tanaman. Pada
tanaman anggrek misalnya, telah berhasil diketahui bahwa jika ujung
akarnya diiris melintang akan memperlihatkan warna tertentu. Warna
tersebut nantinya akan sama dengan warna bunganya. Hal ini sangat
berguna dalam bidang perdangan bunga hias, sebab walaupun tanamannya
belum berbunga orang sudah dapat mengetahui warna bunga yang akan
muncul.
14

 Melalui perbanyakan vegetatif dengan kultur jaringan ternyata juga
berpengaruh terhadap devisa negara. Misalnya, dengan terlaksananya
ekspor tanaman anggrek ke negara lain, maka akan menaikkan devisan
negara dibidang pertanian.
 Pelaksanaannya tidak tergantung pada musim
2.5 Jenis Kultur Jaringan Tumbuhan
1. Kultur meristem
Kultur meristem adalah kultur yang menggunakan eksplan yang berasal
dari jaringan meristem, biasanya di peroleh dari meristem apikalnatau meristem
tunas aksilar. Pada ujung pucuk, jaringan ini berada dibagian dalam, oleh karena
itu, untuk mengambil jaringan ini agar dapat digunakan sebagai eksplan, kita
membutuhkan mikroskop.
Jadi pada setiap pengambilan sampel, terlebih dahulu dilakukan pengirisan
bagian pucuk secara transversal, lalu jaringan meristem yang tertutupi oleh
primordia daun akan dapat diambil, semua kegiatan ini dilakukan dibawah
mikroskop. Apabila kultur meristem ini adalah untuk mengeliminir penyakit,
terutama virus, karena jaringannya jauh berada dibagian dalam, sehingga penetrasi
penyakit diharapkan belum menjauhkan jaringan ini, penyimpanan plasma nutfah
bebas virus.
Kultur meristem telah banyak diterapkan pada berbagai tanaman. Pada
anggrek cymbidium, ternyata dengan teknik ini dapat dihasilkan kelipatan jumlah
planlet dibanding kultur lainnya. Tanaman yang dihasilkan dari kultur meristem
ini berasal dari jaringan vegetatif, sehingga planlet yang dihasilkan berupa klon (
seragam ).
Untuk pelaksanaan perbanyakan mikro dengan teknik kultur jaringan ini,
apabila kita mengguanakan eksplannya adalah daerah meristem pucuk (yaitu
bagian ujung dari pucuk, dimana jaringannya terdapat dibagian dalam dan banyak
dilapisi oleh jaringan – jaringan primordial yang nantinya akan membentuk tunas
dan daun ) yang berukuran sangat kecil ( 0,2 mm ), dan dalam pelaksanaanya
15

digunakan perlakuan pemberian zat kimia untuk membunuh penyakit, maka hasi
yang diperoleh kemungkinan besar adalah bebas patogen.
Tanaman yang dihasilkan dari kultur meristem disebut meriklon (
mericlone ). Saat ini sudah banyak beredar anggrek meriklon terutama, vanda dan
cymbidium, karena harganya yang cukup mahal. Namun sayangnya anggrek –
anggrek tersebut adalah hasil import dari negara Taiwan. Tanaman meriklon
lainnya adalah kedelai, kentang, anyelir, capsella.
Melalui kultur m eristem, jaringan meristem sebagai sumber eksplan dapat
langsung diregenerasikan untuk membentuk tunas dengan subkultur berulang dan
menggunakan variasi ZPT, atau melalui fase kalus terlebih dahulu, seperti yang
telah dilakukan ahli kultur jaringan morel, yang memperoleh meristem poucuk
anggrek yang bebas virus, kemudian dikulturkan membentuk kalus, kemudian
dikulturkan untuk membentuk protocorm dan akhirnya dikulturkan untuk
berdiferensiasi lebih lanjut guna membentuk tunas dan akar.
2. Kultur protoplasma
Protoplas adalah sel dalam keadaan telanjang. Fusi protoplas (yang terjadi
didalam sel tanpa campur tangan manusia) adalah proses alamiah yang terjadi
pada tumbuhan rendah sampai tingkat tinngi. Pada proses pembuahan terjadi
penyatuan gamet jantan (sub protoplas) dengan gamet betina (protoplas) menjadi
zigot (hibrida seksual). Sel-sel tanaman tingkat tinggi berhubungan satu dengan
lainnya melalui plasmodesmata, hubungan sel melalui plasmodesmata ini
merupakan fusi protoplas dengan protoplas terapi terjadi secara alamiah.
Modifikasi genetik dengan fusi protoplas bertujuan untuk :
 Mengatasi masalah ilompatibilitas
 Mengatasi masalah sterilitas
 Mendapatkan sifat yang diinginkan
 Melalui fusi sel guna menghasilkan hibrida somatik
 Mendapatkan tanaman bebas virus, penyakit
 Mendapatkan tanaman dengan variasi somaklonal yang baik
Protoplas dapat diisolasi secara mekanik dengan menggunakan prinsip
proses plasmolisis sel, juga dapat diisolasi secara enzimatis. Umummnya saat ini
16

digunakan cara terakhir ini. Enzim-enzim digunakan untuk mengisolasi protoplas
antara lain : sellulase, driselase. Zymolase, pectiolyase, pectinase, hemisellulase,
maserase.
Sumber protoplas yang umum untuk diisolasi adalah : daun (paling sering
digunakan), pucuk, buah, akar, nodul akar. Jaringan mesofil daun (diutamakan
berasal dari in-vitro) yang paling mudah diisolasi karena susunannya yang jarang
sehingga penetresi enzim lebih cepat.
Seluruh rangkaian isolasi protoplas, menurut sterilitas lebih tinggi
dibanding dengan kultur in vintro biasa. Hal ini di karenakan kita bekerja dengan
sel telanjang. Media untuk mengkulturkan protoplas maupun hasil fusi hasil
protoplas umumnya adalah media Ms atau Bs dengan berbagai modifikasi garam
mineral ZPT.
Osmotikum sangat dibutuhkan mulai dari prosesi isolasi mengkulturkan
hasil fusi protoplas, hingga terbentuk dinding sel. Larutan osmotikum biasanya
digunakan mannitol dan sorbitol. Setelah dinding sel terbentuk maka harus
diteteskan media tanpa manitol atau sorbitol, untuk menurunkan tekanan osmotik.
Jika tekanan osmotik tetap tinggi dan regenerasi sel menjadi terhambat.
Fusi sel (protoplas) tanaman dilakukan dengan cara memfusikan dua
macam protoplas yang sama atau berbeda. Teknik fusi protoplas yang
dikembangkan saat ini:
 Fusi antara protoplas dengan protoplas
 Fusi antara sub prtoplas dengan protoplas
 Fusi antara sub protoplas dengan sub protoplas sub protoplas terdiri dari
sitoplasma ( protoplas tanpa inti ), inti (karyoplas, protoplas mini), kloroplas
mitokondria.
3. Kultur Kalus
Pada awal kultur kalus bertujuan untuk mempelajari proses dediferensiasi
dan diferensiasi sel dan jaringan pada kultur in vitro dan memperoleh kalus dari
eksplan yang dikulturkan. Saat ini kultur kalus dan suspensi sel banyak dilakukan
dalam penelitian untuk menghasilkan metabolit sekunder.
17

Kalus adalah kumpulan masa sel yang amorphus yang terdiri dari sel-sel
atau jaringan-jaringan yang membelah diri terus menerus. Kalus tersusun oleh sel-
sel parenkim yang mana ikatannya dengan sel lainnya sangat rengggang. Jaringan
ini belum mengalami deferensiasi lanjut. Untuk menginduksi terbentuknya tunas
diperlukan media regenerasi dengan modifikasi ZPT.
Kemampuan jaringan dalam menbentuk kalus sangat terkait dengan:
 Umur fisiologi jaringan waktu isolasi dilakukan. Jaringan yang masih
meristematis lebih mudah penanganannya dibanding jaringan yang sudah
berdeferensiasi
 Musim pada saat tanaman diisolasi
 Jenis tanaman-tanaman berkayu seperti manggis sangat sulit untuk
mendapatkan kalus yang variable.
 Bagian tanaman yang diisolasi, bagian yang sudah tua akan memerlukan
modifikaasi dengan merejuvenilisasikan sel nya kembali.
Medium yang digunakan untuk kultur kalus adalah medium dasar dengan
modifikasi ZPT. Umumnya digunakan auksin 2,4-0, kadang-kadang digunakan
bahan organik kompleks seperti sari pisang, air kelapa.
Eksplan yang digunakan untuk menginduksi kalus adalah : batang, akar,
daun, embrio, kotiledon dan lainnya. Eksplan awal ini kemudian ditempatkan
pada media padat. Kalus yang tumbuh, harus disubkultur ke media baru dalam
kurun waktu tertentu, agar keterwidiaan hara dan airnya tetap ada dan mencegah
terhambatnya pertumbuhan kalus akibat keluarnya senyawa-senyawa hasil
metabolisme kalus tersebut.
Subkultur dapat dilakukan ke media yang sama atau media regenerasi. Hal
ini tergantung kepada tujuan subkultur tersebut. Untuk tujuan menghasilkan
senyawa atau metabolit sekunder maka jangan menggunakan media regenerasi.
Namun subkultur yang berulang-ulang dengan sumber eksplan yang terdiri dari
sel-sel yang heterogen yang dapat menyebebkan perubahan berupa :
 Aberasi kromosom, dapat terjadi pematahan kromosom, mengakibatkan
terjadinya mutasi gen.
18

 Poliploidi, yang disebabkan oleh pembelahan kromosom yang tidak diikuti
dengan terbentuknya dinding sel anak, sehingga terjadi penggandaan jumlah
kromosom.
 Delesi, translokasi, substitusi
Untuk melakukan praktek kultur kalus, dari pengalaman penulis
menunjukkan, penempatan pada daerah gelap tanpa sinar akan lebih memacu
pembentukan kalus. Hal ini dapat kita pahami bersama karena untuk proses
pembentukan kalus, zat pengatur tumbuh yang sangat berperan adalah auksin.
Auksin akan sangat baik bekerja dengan kondisi gelap. Sementara dengan adanya
cahaya maka kerja auksin akan terganggu, sehingga kalus yang dihasilkan juga
tidak baik kualitasnya.
Perlakuan membungkus dengan kain hitam pada tanaman yang akan
diinduksi kalusnya, pada tanaman krisan menunjukkan respon yang sangat baik,
dengan memperlihatkan kumpulan kalus yang terbentuk lebih banyak dibanding
botol yang tidak dibungkus kain hitam.
Kalus yang baik adalah kalus yang uriable dan mempunyai spot-spot hijau
pada permukaan atasnya. Kalus yang padat akan sulit beregenerasi membentuk
emrio somatik dan tunas.
4. Kultur Suspensi
Kultur suspensi sangat berguna dalam penelitian metabolit primer maupun
sekunder, juga untuk regulasi nitrogen didalam organ dan asimilasi sulfur,
metabolisme karbohidrat dan karbon fotosintetik. Namun kultur sel kulit dipakai
untuk penelitian-penelitian path-way (biosintesis) senyawa tertentu.
Penelitian skoog dan miller (1957), mengenai keseimbangan hormon
menjadi dasar penelitian selanjutnya, sampai pada penelitian mengenai
transformasi dengan modifikasi menggunakan agrobacterium T-DNA.
Kultur sel dilakukan dengan menggunakan eksplan adalah kalus. Kalus
dipindahkan ke media cair untuk menginduksi sel-sel independen atau inisiasi
suspensi sel. Pada kutur sel ini juga harus dilakukan subkultur secara periodik,
tergantung tujuannya yaitu ke media yang sama atau modifikasi untuk
memperbanyak suspensi sel atau ke media regenerasi (media padat). Untuk
19

regenerasi harus didahulukan menginduksi munculnya tunas, setelah muncul tunas
kemudian baru diinduksi pembentukan akar.
Umumnya kultur sel digunakan untuk :
 Sumber protoplas
 Perlakuan dengan mutagen kimia, penyakit dan lain-lain.
 Memproduksi metabolit sekunder
 Untuk keperluan seleksi in vitro dalam pemuliaan tanaman
Kultur sel harus terus berkembang terutama untuk melihat hubungan
tanaman dengan mikroba, tidak hanya dalam pembentukan tunas tetapi juga dalam
proses biokimia dan perkembangan virus, phytotoksin, resistensi penyakit.
5. kultur anther/haploid
Kultur anther (anther culture) sering juga disebut kultur haploid jika
serbuk sari yang digunakan sebagai sumber eksplan maka disebut kultur serbuk
sari (polen culture). Kultur serbuk sari ini lebih tepat disebut kultur haploid
dibanding dengan kultur anther. Kultur haploid lain adalah kultur ovul, dimana
sebagai sumber eksplannya adalaah ovul. Kultur haploid adalah kultur yang
menghasilkan tanaman haploid. Tanaman haploid adalah tanaman yang memiliki
jumlah kromosom yang sama dengan jumlah kromosom gamet (N).jadi tidak
harus sama dengan kromosom dasar. Untuk tanaman diploid (2N), jumlah
kromosom gamet (N) adalah sama dengan kromosom dasar, tetapi untuk tanaman
tetraploid (4N) maka jumlah kromosom gamet adalah 2 kali kromosom dasar
(N=2X). Dengan demikian istilah haploid pada tanaman tetraploid dibedakan atas
dihaploid (N=2X) dan monohaploid (N=X)
Keuntungan dari tanaman haploid adalah :
 Semua sifat ditampilkan dalam kondisi monohaploid, baik sifat dominan
ataupun resesif
 Seleksi pada level haploid jauh lebih mudah dibanding level ploidi yang tinggi
 Penggandaan kromosom tanaman haploid akan menghasilkan tanaman
dihaploid yang homozigot, penggandaan kromosom berikutnya akan
menghasilkan tanaman tetraploid homozigot
20

 Hibridisasi seksual dengan tanaman diploid akan menghasilkan tanaman
triploid
2.6 Media Kultur Jaringan Tumbuhan
Media Kultur Jaringan merupakan faktor penentu dalam perbanyakan
kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis
tanaman yang akan diperbanyak. Media kultur yang baik seharusnya menyediakan
unsur hara baik makro maupun mikro, sumber vitamin dan asam amino. Sumber
karbohidrat , zat pengatur tumbuh, senyawa organik sebagai tambahan seperti air
kelapa, ekstrak buah, dll. Bahan pemadat berupa agar-agar dan gelrite dan juga
menyediakan arang aktif untuk kasus tertentu beberapa tanaman.
Unsur hara makro dan mikro diberikan dalam bentuk garam-garam
anorganik. Pada umumnya biasa diberikan dalam komposisi tertentu seperti media
berupa MS, WPM, BS dll, tergantung dari jenis tanaman yang akan dikulturkan.
Vitamin yang banyak digunakan adalah vitamin B12 (thiamin), nicotinic acid,
vitamin B6, dan vitamin E atau C untuk antioksidan. Asam amino yang akan
dipakai sebagai sumber N organik, yang biasa digunakan adalah glycine,
asparagin, glutamine, alanin dan threonin.
Media yang baik harus selalu berada pada PH yang optimal yaitu 5,5 – 5,8.
Selain itu, harus dibuat dalam tempat steril, autoclave sering dipakai untuk
sterilisasi dalam pembuatan media kultur jaringan.
Salah satu media kultur jaringan adalah :
A. Garam-Garam Anorganik
Garam-garam mineral merupakan gabungan unsur-unsur esensial makro
dan mikro. Konsentrasi optimum dari tiap-tiap komponen untuk mencapai
kecepatan pertumbuhan yang maksimal untuk berbagai tanaman sangatlah
bervariasi. (1) Unsur Makro Merupakan unsur yang dibutuhkan dalam jumlah
besar yang terdiri atas : C, H, O, N, S, P, K, Ca, dan Mg; (2)Unsur Mikro
Merupakan unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit yang terdiri atas : Cl, B,
Mo, Mn, Cu, Fe, Zn, Co.
21

B. Zat-Zat Organik
Zat-zat organik yang biasanya ditambahkan pada medium kultur jaringan
adalah gula, myo-inosito, vitamin, asam-asam amino, dan zat pengatur tumbuh.
 Gula
Gula diberikan pada medium kultur jarinagan berfungsi untuk sumber
energy yang diperlukan untuk induksi dan pertumbuhan sel, kalus, tunas
tanaman.
 Myo-inositol
Myo-inositol ditambahkan pada medium untuk membantu differensiasi
dan pertumbuhan jaringan. Myo-inositol merupakan perantara pada
perubahan glukosa menjadi asam galakturonat, juga berperan sebagai
precursor untuk pembentukan pektin dan penyusunan dinding sel.
 Vitamin
Vitamin ditambahkan pada medium untuk mempercepat pertumbuhan dan
differensiasi kalus, serta menurunkan stress tanaman/eksplan. George dan
Sherringtone mengungkapkan beberapa macam vitamin yang umum
digunakan pada berbagai macam medium dasar antara lain : Thiamin-HCl,
Nicotinic, Acid, Pyridoxin HCl, Ca D-Pantotenate, Biotic, Folic, dan lain-
lain.
 Asam-asam Amino
Asam amino merupakan sumber N organik yang lebih cepat diambil
daripada N anorganik didalam medium yang sama. Sumber N yang
berbeda ini, akan memberikan pengaruh yang berbeda juga. Adapun asam-
asam amino yang sering digunakan pada medium dasar, pada umumnya
adalah : L-Argarin, L-Apartic acid, L-Cystein, L-Glutamate, L-Asparagin,
L-Methionine, L-Tyrosine, Glycine.
 Zat Pengatur Tumbuh
Merupakan komponen yang dibutuhkan untuk pembuatan media.
22

C. Substansi Organik Kompleks
Banyak jenis subtansi organic kompleks yang telah dicobakan ke medium
kultur jaringan antara lain yeast ekstraks, mal ekstraks, bermacam-macam bahan
tanaman seperti air kelapa, endosperm jagung, orange juice, tomato juice, dll.
Beberapa yang sudah digunakan adalah air kelapa, yang diindikasikan
mengandung sitokinin endogen yang tinggi sehingga diharapkan dapat
menginduksi tunas tanaman. Penelitian terakhir mendapatkan kandungan air
kelapa yaitu asam amino, asam organic, asam nukleat, purin, gula, gula alcohol,
vitamin, mineral, zat pengatur tumbuh.
ZPT yang terdapa didalam air kelapa adalah :
1. 9-B-D ribofuranosyl zeatin
2. Zeatin
3. N-N-Diphenyl urea
4. 2(3-methyl but 2-eyl amino)-purin 6-one
Beberapa kelemahan subtansi organik kompleks ini (kecuali air kelapa)
adalah tidak konsisten kadarnya dan tidak diketahui dengan pasti komposisinya.
Media kultur jaringan tumbuhan sangat ditentukan oleh :
PH Media
PH tertentu dibutuhkan untuk pertumbuhan jaringan tanaman agar tidak
mengganggu fungsi membrane sel dan PH sitoplasma. Jaringan yang
ditumbuhkan pada medium kultur biasanya mempunyai PH berkisar antara 4,8-
5,8. PH ini perlu dipertahankan selama medium kultur digunakan.
Bahan Pemadat
Medium yang komposisinya sudah ditetapkan, diberi bahan pemadat.
Bahan pemadat yang sering digunakan adalah agar-agar sejumlah 7-10 gr/l. Bahan
pemadat lain yang jarang digunakan adalah gelrite, yakni bahan yang lebih bening
dari pada agar-agar. Pemakaian gelrite juga lebih sedikit dibanding dengan agar-
agar untuk mencapai kepadatan yang sama sekitar 2 gr/l.
Penggunaan bahan pemadat baik gelrite maupun agar-agar memiliki
banyak kelemahan yaitu :hanya sebagian eksplan yang kontak dengan medium
23

terjadi gradient nutrisi yang tidak sama, mobilitas zat hara menjadi kurang baik
dan terjadi akumulasi zat-zat toksik yang dikeluarkan oleh eksplan.
Arang Aktif
Arang aktif merupakan arang yang dihasilkan dari proses pemanasan yang
menggunakan uap atau udara yang panas. Bahan ini dapat mengabsorbsi berbagai
bahan(zat). Banyak digunakan dalam medium inisiasi, regenasi, dan pengakaran
tanaman kultur.
Beberapa pengaruh zat arang aktif didalam kultur jaringan tumbuhan
adalah :
 Mengabsorbsi senyawa toksik yang terdapat dalam media.
 Mengabsorbsi ZPT.
 Merangsang perakaran.
 Memacu pertumbuhan jumlah anakan.
2.7 Metode Kultur Jaringan Tumbuhan
Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak
tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara
generatif. Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai beberapa
keunggulan, antara lain: mempunyai sifat yang identik dengan induknya, dapat
diperbanyak dalam jumlah yang besar sehingga tidak terlalu membutuhkan
tempat yang luas, mampu menghasilkan bibit dengan jumlah besar dalam waktu
yang singkat, kesehatan dan mutu bibit lebih terjamin, kecepatan tumbuh bibit
lebih cepat dibandingkan dengan perbanyakan konvensional.
Teknik kultur jaringan memanfaatkan prinsip perbanyakan tumbuhan
secara vegetatif. Berbeda dari teknik perbanyakan tumbuhan secara konvensional,
teknik kultur jaringan dilakukan dalam kondisi aseptik di dalam botol kultur
dengan medium dan kondisi tertentu. Karena itu teknik ini sering kali disebut
kultur in vitro. Dikatakan in vitro (bahasa Latin), berarti "di dalam kaca" karena
jaringan tersebut dibiakkan di dalam botol kultur dengan medium dan kondisi
tertentu. Teori dasar dari kultur in vitro ini adalah Totipotensi. Teori ini
mempercayai bahwa setiap bagian tanaman dapat berkembang biak karena seluruh
24

bagian tanaman terdiri atas jaringan-jaringan hidup. Oleh karena itu, semua
organisme baru yang berhasil ditumbuhkan akan memiliki sifat yang sama persis
dengan induknya.
Metode perbanyakan tanaman secara in vitro dapat dilakukan melalui tiga
cara, yaitu melalui perbanyakan tunas dari mata tunas apikal, melalui
pembentukan tunas adventif, dan embriogenesis somatik, baik secara langsung
maupun melalui tahap pembentukan kalus. Ada beberapa tipe jaringan yang
digunakan sebagai eksplan dalam pengerjaan kultur jaringan. Pertama adalah
jaringan muda yang belum mengalami diferensiasi dan masih aktif membelah
(meristematik) sehingga memiliki kemampuan regenerasi yang tinggi. Jaringan
tipe pertama ini biasa ditemukan pada tunas apikal, tunas aksiler, bagian tepi
daun, ujung akar, maupun kambium batang. Tipe jaringan yang kedua adalah
jaringan parenkim, yaitu jaringan penyusun tanaman muda yang sudah mengalami
diferensiasi dan menjalankan fungsinya. Contoh jaringan tersebut adalah jaringan
daun yang sudah berfotosintesis dan jaringan batang atau akar yang berfungsi
sebagai tempat cadangan makanan.
Tahapan Pelaksanaan Kultur Jaringan
Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur
jaringan adalah:
1) Pembuatan media
Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan.
Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan
diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin,
dan hormon. Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan
lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik
jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang
dilakukan. Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-
botol kaca. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara
memanaskannya dengan autoklaf.
25

2) Inisiasi
Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan
dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur
jaringan adalah tunas.
3) Sterilisasi
Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus
dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat
yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan
etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan. Teknisi
yang melakukan kultur jaringan juga harus steril.
4) Multiplikasi
Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam
eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk menghindari
adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan. Tabung
reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di
tempat yang steril dengan suhu kamar.
5) Pengakaran
Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya
pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan
mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat
pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi
oleh bakteri ataupun jamur. Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan
gejala seperti berwarna putih atau biru (disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan
bakteri).
6) Aklimatisasi
Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan
aseptic ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu
dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari
udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur jaringan sangat
rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar. Setelah bibit mampu
26

beradaptasi dengan lingkungan barunya maka secara bertahap sungkup dilepaskan
dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan cara yang sama dengan pemeliharaan
bibit generatif.
2.8 Hormon Kultur Jaringan Tumbuhan
Istilah hormon mula-mula dipakai oleh ahli fisiologi hewan. Mereka
maksudkan hormon adalah senyawa-senyawa organik, efektif dalam konsentrasi
rendah dibuat didalam sel pada bagian tertentu dari organisme dan diangkut
kebagian lain dari organisme tersebut dimana dihasilkan suatu perubahan fisiologi
yang khusus. Oleh karena hewan mempunyai sistem sirkulasi yang lebih teratur,
hormon-hormon itu dapat dikoleksi dalam jumlah yang banyak dan diidentifikasi.
Para ahli juga dapat menelusuri tempat-tempat yang menjadi sasaran hormon
tersebut.
Ahli-ahli fisiologi tumbuhan sangat dipengaruhi oleh konsep-konsep
hormon hewan ini dan mereka mencari zat-zat yang serupa pada tumbuh-
tumbuhan. Sifat beberapa zat pada tumbuh-tumbuhan. Sifat beberapa zat pada
tumbuh-tumbuhan dianggap menyerupai sifat-sifat hormon hewan sehingga
meyakinkan para ahli untuk memakai nama fithohormon atau hormon atau
hormon tumbuhan. Penelitian akhir-akhir ini memungkinkan bahwa model
hormon hewan tidak sesuai untuk model hormon tumbuhan.
Konsep hormon yang dikembangkan oleh para ahli fisiologi hewan bahwa
hormon adalah bahan bukan nutrisi yang aktif dalam konsentrasi rendah dapat
termasuk baik senyawa-senyawa organik maupun ion-ion anorganik.
Kebanyakan ahli fisiologi tumbuhan menggunakan istilah Zat Pengatu
Tumbuh tanaman (plant growth substance) daripada istilah hormon tanaman.
Karena istilah tersebut dapat mencakup baik zat-zat endogen maupun zat eksogen
(sintetic) ypertumbuhan tnaman. Zat pengatur tumbuh yang dapat mengubah
pertumbuhan tanaman. Zat pengatur tanaman (ZPT) yang dihasilkan oleh tanaman
disebut fitohormon, sedangkan yang sintetic disebut zat pengatur tumbuh tanaman
sintetic.
27

Hormon tanaman harus memenuhi beberapa syarat berikut, yaitu :
1). Senyawa organik yang dihasilkan oleh tanaman sendiri
2) Harus dapat ditranslokasikan
3) Tempat sintesis dan kerja berbeda
4) Aktif dalam konsentrasi rendah.
Dikenal 5 golongan fitohormon yaitu: auksin, giberelin, sitokinin, asam
absitat dan etilen. Fitohormon ini terdapat di dalam tanaman dalam berbagai
bentuk, sehingga sulit untuk mengerti cara kerja fitohormon itu dengan cara baik.
Selain itu tanaman juga mengandung senyawa-senyawa lain yang turut aktif
dalam berbagai proses pertumbuhan dan perkembangan. Senyawa-senyawa itu,
antara lain adalah asam polifenolik, vitamin, siklitol dan berbagai senyawa lain.
A. Auksin
1. Pengaruh Fisologis dari Auksin
IAA dan auksin lain berperan pada berbagai aspek pertumbuhan dan
perkembangan tanaman. Beberapa aspek diuraikan secara singkat sebagai berikut:
a. Pembesaran Sel
Studi mengenai pertumbuhan koleoptil menunjukkan bahwa IAA dan
auksin-auksin yang lain mendorong pembesaran sel tersebut. Perpanjangan
koleoptil atau batang merupakan hasil dari pembesaran sel tersebut.
Penyebaran yang tidak sama dari auksin ini menyebabkan pembesaran sel
yang tidak merata dan terjadi pembengkokan dari koleoptil atau organ
tanaman (geotropisma dan fototropisma.
b. Penghambatan mata tunas samping
Pertumbuhan dari mata tunas samping dihambat oleh IAA yang diproduksi
pada meristem apical yang diangkut secara basepetal. Konsentrasi auksin
yang tinggi menghambat pertumbuhan mata tunas tersebut. Jika sumber
auksin ini dihilangkan dengan jalan memotong meristem apical itu maka
tunas samping ini akan tumbuh menjadi tunas.
c. Absisi (pengguran daun)
Pengguran daun terjadi sebagai akibat dari proses absisi (proses-proses
fisik dan biokimia) yang terjadi didaerah absisi. Daerah absisi adalah
28

kumpulan sel yang terdapat pada pangkal tangkai daun. Proses absisi ada
hubungannya dengan IAA pada sel-sel didaerah absisi.
d. Aktivitas daripada kambium
Pertumbuhan sekunder termasuk pembelahan sel-sel di daerah kambium
dan pembentukan jaringan xylem dan floem dipengaruhi oleh IAA.
Pembelahan sel-sel di daerah kambium dirangsang oleh IAA.
e. Pertumbuhan akar
Selang konsentrasi auksin untuk pembesaran sel-sel pada batang, menjadi
penghambat pada pembesaran sel-sel akar. Selang konsentrasi yang
mendorong pembesaran sel-sel pada akar adalah sangat rendah.
B. Giberelin
Zat pengatur tumbuh (ZPT) lain yang sering ditambahkan kedalam
medium adalah giberelin, ZPT yang dalam bentuk larutan pada temperatur tinggi
mudah kehilangan sifatnya sebagai ZPT. Giberelin dalam dosis tinggi
menyebabkan gigantisme, sesuai dari penemuan awal yang menunjukkan bahwa
ZPT ini berefek meningkatkan pertumbuhan sampai beberapa kali. Giberelin
berpengaruh terhadap pembesaran dan pembelahan sel, pengaruh giberelin ini
mirip dengan auksin yaitu antara lain pada pembentukan akar. Giberelin dapat
menyebabkan terjadinya peningkatan jumlah auksin endogen.
1. Giberelin pada Tumbuhan Berhijau Daun
Dengan dikembangkannya cara-cara analisis yang baru di dapat bahwa
ekstrak dari kebanyakan tumbuhan mempunyai aktivitas GAL. Studi
selanjutnya men unjukkan bahwa tumbuh-tumbuhan yang berhijau daun
mengandung jenis-jenis GA yang serupa dengan GA yang disolasi dari
Gibberella fujikuroi maupun bebrapa jenis GA yang baru.
GA yang paling umum adalah GA, GA3-8, dan GA17-20. Jadi GA hukan saja
hasil metabolisme dari cendawan dengan pengaruh fisiologis yang menarik
pada tumbuh-tumbuhan, tetapi juga merupakan zat pengatur tumbuh yang
endogen. GA ini terdapat pada berbagai organ dan jaringan tumbuhan seperti
akar, tunas, mata tunas, daun, bunga, bintil akar, buah dan jaringan kalus.
29

2. Pengaruh Fisiologis dari Giberelin
Pengaruh GA terutama didalam perpanjangan ruas tanaman yang
disebabkan oleh bertambah besar dan jumlah sel-sel pada ruas-ruas tersebut.
Selain perpanjangan batang, giberelin juga memerperbesar luas daun dari
berbagai jenis tanaman, jika disemprot GA. Demikian juga terhadap besar
bunga dan buah. Besar bunga dari tanaman Camelia dan Gerannium akan
bertambah besar jika diberi GA. Giberrelin juga mendorong pembentukan
buah partenokapri (tanpa biji) pada buah anggur dan pada buah-buahan lain.
Telah diselidiki juga bahwa proses dormansi dari beberapa biji dan mata tunas
dapat dihilanhgkan dengan pemberian GA. Pada biji-biji tersebut
perkecambahan dapat diawali dengan naiknya kadar GA endogen biji. Pada
biji-biji tersebut dormansi disebabkan oleh rendahnya kadar GA endogen
sehingga dormansi dapat diatasi dengan pemberian GA eksogen. Mekanisme
yang serupa juga terdapat pada mata tunas tidur (dorman).
C. Sitokinin
Sitokinin berperan penting dalam pengaturan pembelahan sel dan
morfogenesis. Sitokinin yang pertama kali ditemukan adalah kinetin. Kinetin
bersama-sama dengan auksin memberikan pengaruh interaksi terhadap
diferensiasi jaringan. Pada pemberian auksin dengan konsentrai relatif tinggi,
diferensiasi kalus cenderung kearah pembentukan primordia akar, sedangkan pada
pemberian kinetin yang relatif tinggi, diferensiasi kalus cenderung ke arah
pembentukan primordia batang atau tunas.
1. Efek Fisiologis dari Sitokinin
Sitokinin memepengaruhi berbagai proses fisiologis di dalam tanaman.
Aktivitas yang terutama ialah mendorong pembelahan sel dan aktivitas ini yang
menjadi kriteria utama untuk menggolongkan suatu zat ke dalam sitokinin.
Baik efek yang menghambat maupun efek yang mendorong proses pembelahan
sel oleh sitokinin tergantung oleh adanya fitohormon lainnya terutama auksin.
Sitokinin memperlambat proses penghancuran butir-butir klorofil pada daun-
ddaun yang terlepas dari tanaman dan memperlambat proses senence pada daun,
buah dan organ-organ lainnya.
30

2. Sitokinin Sintetik
Didapat sejumlah senyawa-senyawa substansi adenin yang mempunyai
aktivitas seperti sitokinin didalam peertumbuhan kalus tembakau. 6-Benzile
adenin (BA) mempunyai struktur yang serupa dengan kinetin. BA ini sangat aktif
dalam mendorong pertumbuhan kalus tembakau. Bentuk isomernya 1-benzil
adenin harus diubah menjadi 6-benzil adenin.
D. Etilen
Etilen adalah suatu gas dari pembakaran gas yang tidak sempurna dari
senyawa-senyawa yang kaya akan ikatan karbon seperti batu bara, minyak bumi
dan gas alam. Merupakan komponen dari asap-asap yang dikeluarkan oleh
kendaraan-kendaraan bermotor dan industri-industri yang mempergunakan bahan
bakar gas.
Efek Fisiologi dari Etilen
Telah diketahui bahwa etilen menjadi penyebab beberapa respon tanaman
seperti pengguran daun, pembengkakan batang , pemasakan bauah dan hilangnya
warna buah. Etilen mengahambat pertumbuhan kearah memanjang (longitudinal)
dan mendorong pertumbuhan ke arah melintang (transversal) sehingga batang
kecambah terlihat membengkak. Etilen juga merubah respon geotropisma,
mendorong pengguran daun, bunga dan buah. Respon geotropisma bukan saja
dipengaruhi oleh etilen tetapi juga oleh auksin, demikian juga dengan proses
penuaan. Etilen sangat berperan dalam aspek-aspejk praktis penyimpanan buah.
E. Asam Absisat
Asam absisat adalah molekul seskuiterpenoid (memiliki 15 atom karbon)
yang merupakan salah satu hormon tumbuhan. Selain dihasilkan secara alami oleh
oleh tumbuhan, hormon ini juga dihasilkan oleh alga hijau dan cendawan.
Hormon ini ditemukan pada tahun 1963 oleh Frederick Addicott. Addicott
berhasil mengisolasi senyawa abscisin I dan II dari tumbuhan kapas. Senyawa
abscisin II kelak disebut dengan asam absisat, disingkat ABA. Pada saat yang
bersamaan, dua kelompok peneliti lain yang masing-masing dipimpin oleh Philip
Wareing dan Van Steveninck juga melakukan penelitian terhadap hormon
tersebut.
31

Hormon asam absisat merupakan senyawa yang bersifat inhibitor
(penghambat) yang cara kerjanya berlawanan dengan hormon auksin dan
giberelin. Salah satu fungsi auksin adalah untuk memacu proses pemanjangan sel
dan pembentukan buah tanpa biji. Sedangkan salah satu fungsi dari giberelin
adalah untuk mengakhiri proses dormansi pada biji yang terpengaruhi oleh asam
absisat.
Tahapan lain dalam kehidupan suatu tumbuhan yang menguntungkan
apabila pertumbuhan dihentikan adalah pada saat permulaan dormansi biji, dan
kemungkinan asam abisatlah yang bertindak sebagai penghambat pertumbuhan.
Biji akan berkecambah ketika ABA dihambat dengan cara membuatnya tidak
aktif, atau dengan membuangnya atau melalui peningkatan aktivitas giberelin. Biji
beberapa tumbuhan gurun mengakhiri dormansinya ketika hujan lebat
melunturkan ABA dari biji. Biji tumbuhan lain memerlukan cahaya atau stimulus
lain untuk memicu perombakan asam abisat. Pada sebagian besar kasus, rasio
ABA terhadap giberelin akan menentukan apakah biji itu akan tetap dorman atau
berkecambah.
Hormon tanaman yang dianggap sebagai hormon stress diproduksi dalam
jumlah besar ketika tanaman mengalami berbagai keadaan rawan diantaranya
yaitu ABA. Keadaan rawan tersebut antara lain kurang air, tanah bergaram, dan
suhu dingin atau panas. ABA membantu tanaman mengatasi dari keadaan rawan
tersebut.
Tempat produksi atau lokasi hormon asam absisat pada tumbuhan yaitu di
daun, batang, akar dan buah hijau. Fungsi utama asam absisat yaitu menghambat
pertumbuhan, menutup stomata selama kekurangan air, menghambat pemutusan
dormansi.
Pada daun, ABA berada pada 3 bagian sel yang berbeda, yakni : (1) pada
sitosol, dimana disintesis, (2) pada kloroplas dimana ABA diakumulasikan, dan
(3) pada dinding sel. Para ahli fisiologi berpendapat bahwa ABA dapat
merangsang penutupan stomata adalah ABA yang berada pada dinding sel. ABA
pada dinding sel ini berasal dari sel-sel mesofil daun tempat di mana ABA ini
disintesis.
32

Asam Absisat diangkut oleh tumbuhan secara alami melalui xilem floem
dan parenkim baik itu naik atau turun, proses pengangkutan menuju daun dalam
penutupan stomata dari akar menuju floem yang dekonsentrasi pada daun yang
dapat dipengaruhi oleh tingkat kegaraman yang tinggi. Begitupun dari daun
menuju akar dan menuju batang dalam penghambatan penambahan panjang dan
lebar batang pada tanaman.
Pembentukan Asam Absisat pada Tumbuhan dan Cara Kerjanya
Hormon Asam Absisat pada tumbuhan dapat diperoleh dengan cara alami
melaui proses di dalam tumbuhan itu sendiri (endogen) dan melalui pemberian
dari luar oleh campur tangan manusia (eksogen). Namun secara alami tumbuhan
dapat menghasilkan hormon Asam Absisat di dalam tubuhnya walaupun tidak
dalam jumlah yang besar dengan beberapa proses yaitu :
 Biosintesis/pembentukan ABA pada sebagian besar tumbuhan terjadi
secara tak langsung melalui peruraian karotenoid (zat warna merah,
kuning dan Orange) tertentu (40 karbon) yang ada di plastid. ABA
pergerakannya dalam tumbuhan sama dengan pergerakan giberelin yaitu
dapat diangkut secara mudah melalui xilem floem dan juga sel-sel
parenkim di luar berkas pembuluh.
 Rangkaian pose secara kimia, yaitu
a. Jalur Asam mevalonat : Asam mevalonat → farnesylpyrofosfat → ABA
b.Jalur Violaxanthin : Violaxanthin → Xanthoxin → ABA - Cahaya
Secara non-alami, Asam Absisat diperoleh melalui pemberian dari luar
tubuh baik itu Asam Absisat Sintetik maupun yang diekstrak dari tumbuhan lain,
misalnya Alga.
Cara kerja dari asam absisat ini seperti merangsang penutupan stomata
pada waktu kekurangan air, mempertahankan dormansi dan biasanya terdapat di
daun, batang, akar, buah berwarna hijau. Pengangkutan hormon ABA dapat
terjadi baik di xilem maupun floem dan arah pergerakannya bisa naik atau turun.
Transportasi ABA dari floem menuju ke daun dapat dirangsang oleh salinitas
(kegaraman tinggi). Pada tumbuhan tertentu, terdapat perbedaan transportasi ABA
dalam siklus hidupnya. Daun muda memerlukan ABA dari xilem dan floem,
33

sedangkan daun dewasa merupakan sumber dari ABA dan dapat ditranspor ke luar
daun.
Daun dan buah pada tumbuhan dapat menjadi rontok karena adanya
pengaruh kerja hormon Asam Absisat (ABA). hormon ini menghambat
pertumbuhan dan pembelahan sel. karena itu, jika hormon ini bekerja, proses yag
terjadi di dalam sel akan berkurang dan kelamaan akan berhenti. berhentinya
aktivitas sel, berarti juga berhentinya asupan nutrisi ke dalam sel tumbuhan
tersebut, sehingga, bagian tumbuhan seperti daun akan kekurangan nutrisi, dan
kering karena penguapan terus terjadi, namun tidak ada asupan air, dan kelamaan
daun akan rontok.
Gambar : Tumbuhan kekeringan tanpa asam absisat (atas) dan cambah (A) yang tumbuh cepat
dengan ditiadakannya asam absisat (bawah)
Hormon ini dapat menutup stomata pada daun dengan menurunkan
tekanan osmotik dalam sel dan menyebabkan sel turgor. Akibatnya, cairan
tanaman hilang yang disebabkan oleh transpirasi melalui stomata dapat dicegah.
ABA juga mencegah kehilangan air dari tanaman dengan membentuk lapisan
epikutikula atau lapisan lilin. Selain itu, ABA juga dapat menstimulasi
pengambilan air melalui akar. Selain untuk menghadapi kekeringan, ABA juga
berfungsi dalam menghadapi lingkungan dengan suhu rendah dan kadar garam
atau salinitas yang tinggi. Peningkatan konsentrasi ABA pada daun dapat
diinduksi oleh konsentrasi garam yang tinggi pada akar.. Dalam menghadapi
34

musim dingin, ABA akan menghentikan pertumbuhan primer dan sekunder.
Hormon yang dihasilkan pada tunas terminal ini akan memperlambat
pertumbuhan dan memicu perkembangan primordia daun menjadi sisik yang
berfungsi melindungi tunas dorman selama musim dingin. ABA juga akan
menghambat pembelahan sel kambium pembuluh.
Terdapat beberapa kondisi Dimana hormon Asm Absisat terbentuk pada
bagian tumbuhan, diantaranya pada daun, tumbuhan yang mengalami cekaman air
: (kekeringan); konsentrasi ABA naik sampai lebih dari 50 kalinya hanya dalam
waktu 4-8 jam (400 ng per g berat basah); sebagai respon dari meningkatkan laju
biosintesisnya. Namun jika tumbuhan diberi air kembali; konsentrasi ABA turun
sampai ke konsentrasi sebelum cekaman dalam waktu 4-8 jam; sebagai respon
menurunnya laju biosintesis.
Biji yang sedang berkembang konsentrasi ABA sangat tinggi (100 x) ;
lalu semakin menurun seiring dengan semakin dewasanya biji karena tumbuhan
sudah semakin kuat dan dapat menghasilkan makanan dalam jumlah besar serta
penyerapan air yang lebih optimal melalui akar.
Kegunaan Asam Absisat bagi Tumbuhan
Seperti yang telah dijelaskan diatas, hormon Asam Absisat berfungsi
dalam menghambat pertumbuhan, hal ini dilakukan untuk membantu tumbuhan
untuk bertahan dalam kondisi yang sulit, sehingga hormon absisat hanya
diproduksi jika tumbuhan mengalamai kondisi seperti kekurangan air, pada
musim dingin, musim kering, dan musim gugur sehingga terjadi proses-proses
untuk menghambat pertumbuhan. Secara Keseluruhan, Asam Absisat berfungsi
dalam :
1. Secara fisiologis berfungsi dalam Pengaturan perkecambahan biji,
Mendorong sintesis protein simpanan, Mengurangi efek kekurangan air,
Peristiwa absisi, Dormansi tunas, Memacu transpor fotosintat yang sedang
berkembang
2. Dormansi tunas
3. Menghambat perkecambahan biji
4. Mempengaruhi pembungaan tanaman
35

5. Memperpanjang masa dormansi umbi-umbian
6. Mempengaruhi pucuk tumbuhan untuk melakukan dormansi
7. Untuk maturasi biji dan menjaga biji agar berkecambah di musim yang
diinginkan
8. Untuk menghadapi lingkungan dengan suhu rendah dan kadar garam atau
salinitas yang tinggi
9. Menghambat pembelahan sel kambium pembuluh.
2.9 Kelebihan dan Kekurangan Kultur Jaringan Tumbuhan Kelebihan
1. Bibit (hasil) yang didapat berjumlah banyak dan dalam waktu yang singkat
2. Sifat identik dengan induk
3. Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki
4. Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman
dewasa
Kerugian
1. Bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap hama penyakit dan udara
luar
2. Bagi orang tertentu, cara kultur jaringan dinilai mahal dan sulit.
3. Membutuhkan modal ivestasi awal yang tinggi untuk bangunan
(laboratorium khusus), peralatan dan perlengkapan.
4. Diperlukan persiapan SDM yang handal untuk mengerjakan perbanyakan
kultur jaringan agar dapat memperoleh hasil yg memuaskan
5. Produk kultur jaringan pd akarnya kurang kokoh
6. Mahal
2.10 Laboratorium Kultur Jaringan Tumbuhan
Laboratorium kultur jaringan menuntut aseptisasi yang sangat tinggi.
Seluruh tahapan atau prosedur teknik kultur jaringan juga harus dalam kondisi
aseptic. Oleh karena itu seluruh ruangan didalam laboratorium hendaknya dalam
keadaan aseptik, terutama ruangan kultur atau inkubasi harus dalam kondidi
36

benar-benar aseptic. Pada ruangan kultur seluruh tanaman hasil perbanyakan atau
hasil perlakuan ditumbuhkan.
Laboratorium kultur jaringan sebaiknya dibangun pada daerah yang
memiliki udara bersih, jauh dari debu dan polutan lainnya, hal ini untuk
mengeliminir terjadinya kontaminasi. Oleh karena itu biasanya bangunan ini
dibuat ditempat jauh dari keramaian. Bangunan laboratorium sebaiknya memiliki
pembagian ruangan yang teratur sehingga setiap aktivitas yang berbeda dilakukan
pada ruangan yang berbeda, tetapi seluruh ruangan harus saling berhubungan.
Ruangan-ruangan pada laboratorium kultur jaringan menghendaki
beberapa ruangan standart, namun dalam kenyataannya selalu dilakukan
modifikasi dan hal ini sudah dilakukan oleh penulis dalam mendesain beberapa
laboratorium kultur jaringan. Di bawah ini adalah beberapa ruangan yang harus
ada dalam sebuah laboratorium kultur jaringan :
1. Ruangan Analisa/Serbaguna
Ruangan ini biasanya digunakan untuk tempat menganalisis, mengamati,
mendiskusikan hasil perlakuan terhadap eksplan yang telah ditanam terlebih
dahulu. Hasil perlakuan yang telah dilakukan terhadap eksplan tertentu perlu
diamati untuk melihat perbedaannya dan untuk membandingkannya dengan
keadaan awal eksplan sewaktu ditanam. Oleh sebab itu dibutuhkan alat-alat
dan ruangan untuk analisa lebih lanjut.
Alat-alat dan bahan yang ada di ruangan analisa, antara lain adalah
 Gambar-gambar informasi tentang kultur jaringan
 Bahan-bahan media(di dalam lemari)
 Alat-alat yang dibutuhkan untuk pengamatan hasil kultur
jaringan(milimeter blok, jangka sorong, mistar) biasanya disimpan
di lemari
Di dalam ruangan ini umumnya terdapat mikroskop, objek glass dan
cover glass, mikrotome dan perlengkapannya dan lup
Untuk kebutuhan yang lebih tinggi/canggih, alat-alat yang berhubungan
dengan pengamatan DNA juga diperlukan seperti: inkubator atau water
bath, lemari es, sentrifuge, elektroforesis, pipet mikro dengan berbagai
37

ukuran, eppendorf 1,5 ml dan 25µl, ujung tip dengan berbagai ukuran dan
perlengkapan pengamatan(larutan atidium bromide), kamera foto folaroid
tipe tertentu atau komputer yang dilengkapi dengan kamera khusus untuk
pengamatan DNA.
2. Ruangan Sterilisasi
Ruangan sterilisasi adalah ruangan tempat dimana seluruh alat kultur
jaringan dibersihkan. Sebaiknya ruangan sterilisasi dibagi dua bagian, yaitu
ruangan pertama digunakan untuk mensterilkan alat-alat yang terkontaminasi,
ruangan kedua digunakan untuk mensterilkan alat-alat yang terkontaminasi. Untuk
mensterilkan alat yang tidak terkontaminasi alat yang dibutuhkan di dalam
ruangan ini adalah wastafel dan autoklaf.
Untuk mensterilakan alat-alat atau botol yang terkontaminasi haruslah
dipisahkan ruangan dan peralatan yang digunakan. Pada laboratorium berskala
besar, ruangan ini dilengkapi dengan autoklaf yang khusus digunakan untuk
mensterilkan botol yang terkontaminasi, jadi botol-botol yang berisi tanaman yang
terkontaminasi terlebih dahulu di autoklaf sebelum dicuci secara bersih di
wastafel.
Pengalaman penulis selama melakukan penelitian, alat-alat yang
digunakan untuk mencuci botol yang terkontaminasi haruslah dibedakan atau
dipisah deangan alat untuk mencuci botol yang tidak terkontaminasi, baik kain
pencuci, batang kayu dan wadahnya.
Jika kita tidak memiliki autoklaf dalam jumlah banyak, kondisi ini dapat
diatasi dengan cara memisahkan tempat dan alat pencuci botol terkontaminasi
dengan botol yang tidak terkontamiasi. Pengalaman memnunjukkan botol
terkontaminasi harus dicuci dua kali untuk memastikan botol benar-benar bersih
sebelum dilanjutkan dengan mengautoklafnya.
Pembagian ruangan sterilisasi dpat juga dengan cara sebagai berikut :
 Kamar mandi, digunakan untuk tempat pencuci botol yang terkontaminasi.
 Ruangan yang memiliki wastafel, untuk tempat pencucian alat-alat yang
bersih
38

Alat dan bahan yang harus ada pada ruangan ini antara lain: alat pencuci botol
seperti kain atau sabut pencuci, sikat gigi, sikat panjang, batang kayu (untuk
mencuci botol besar), autoklaf.
Autoklaf ada beberapa jenis, autoklaf sederhana dengan sumber listrik dan
dengan kompor gas dan autoklaf programmable. Autoklaf jenis ini memiliki
perangkat pengukur tekanan dan timer untuk mengukur waktu.
3. Ruangan Preparasi
Ruangan preparasi adalah ruangan yang digunakan untuk mempersiapkan
eksplan, membuat media dan hal lainnya. Pada ruangan ini dibutuhkan
fasilitas, seperti meja untuk mempersiapkan bahan tanaman, untuk meletakkan
alat-alat. Ruanagan persiapan dibutuhkan untuk :
 Mempersiapkan atau membuat media kultur jaringan, mempersiapkan dan
mensterilisasi eksplan dari lapang yang akan digunakan
 Tempat mencuci alat membuat media
 Tempat penyimpanan alat-alat gelas
 Tempat penyimpanan zat kimia, media kultur jaringan
Alat-alat kultur jaringan yang umumnya terdapat dalam ruangan preparasi ini
adalah :
1. Alat gelas standard
 Beaker glass dengan berbagai ukuran, misalnya : 100 ml, 500 ml
 Gelas ukur : 10 ml, 25 ml, 50 ml, 100 ml, 500 ml, 1000 ml
 Pipet tetes
 Pipet dengan berbagai ukuran
 Erlenmeyer : 100 ml, 500 ml, 1000 ml
 Petridish
 Pipet mikro
 Botol kultur kecil : tempat alat tanam pada saat penanaman
 Botol kultur besar : tempat media dan plan ditumbuhkan batang
pengaduk
2. Alat-alat tanam yang telah bersih : gunting, pinset, pisau, spatula, petridish,
scalpel dan lain-lain.
39

3. Spatula
4. Timbangan analitik
5. Lemari es : untuk menyimpan larutan stok, vitamin dan zat pengatur
tumbuh.
6. Hot plate dengan magnetik stirer
7. Lampu bunsen
8. Open atau inkubator
9. PH meter (pH meter manual atau digital) atau kertas indikator.
10. Autoklaf
11. Panci
`12. Alat pencuci
13. Rak piring kecil untuk pengeringan alat
14. Lemari, tempat alat-alat, bahan kimia dan alat lain seperti aluminium foil,
karet, plastik.
15. Sentrifuse (untuk pengembangan laboratorium)
16. Shaker (untuk pengembangan laboratorium)
17. Lemari asam (jika diperlukan)
18. Kereta dorong atau troli, untuk mengangkat media dan alat setelah di
autoklaf ke ruangan isolasi atau transfer
4. Ruangan Transfer
Pada ruangan transfer ini, kondisi harus benar-benar aseptik. Di dalam
ruangan inilah dilakukan isolasi bagian tanaman yang hendak ditanam,
sterilisasi eksplan tahap kedua, dan penananman ke media tanam. Pintu-pintu
penghubung harus senantiasa tertutup rapat sehingga kemungkinan debu yang
akan masuk sangat kecil.
Ruangan ini harus berhubungan dengan ruangan kultur, karena setelah
penanaman, maka botol berisi tanaman dibawa ke ruang kultur. Juga harus
berhubungan dengan ruang preparasi, untuk kemudahan pengangkatan botol
berisi media, alat tanam dan yang lainnya. Ruangan ini juga harus
berhubungan dengan ruang analisa, untuk keperluan pengamatan
mikroskopis. Ruangan senantiasa dibersihkan dengan desinfektan seperti
40

karbol. Idealnya ruanagn-ruangan di dalam laboratorium hendaknya saling
berhubungan.
Didalam ruangan ini terdapat alat-alat antara lain :
- Laminar Air Flow Cabinet
- Mikroskop
- Meja dorong (di dalam skala besar digunakan troli) untuk mengangkat media
yang akan digunakan
- Alat-alat tanam seperti: pisau, gunting, pinset, petridish, botol mini tempat
alkohol, disposible filter atau milipore, yang berguna untuk sterilisasi bahan-
bahan yang tidak tahan terhadap suhu tinggi
- Hand prayer yang diisi alkohol 70 %
- Lampu bunsen beserta isinya yaitu spirtus
- Lemari: tempat alat-alat dan alkohol
- Timbangan digital
5. Ruangan Kultur
Ruangan ini merupakan ruangan terbesar dari seluruh ruangan yang
diperlukan dan harus dimungkinkan untuk melakukan perluasan, karena
kemungkinan senantiasa terjadi pertambahan kultur setiap periode tertentu. Kultur
yang tumbuh dan mampu memperbanyak diri, maka harus senantiasa disubkultur
setelah 2-3 bulan tergantung jenis tanamannya.
Tingkat aseptisitas ruangan ini harus lebih baik dari seluruh ruangan yang
ada, hal ini dikarenakan di ruangan inilah tanaman botol diletakkan. Botol kultur
berisi tanaman disususn pada rak-rak. Jarak antar rak harus diatur sedemikian
rupa, sehingga memudahkan kita memeriksa tanaman di rak kultur.
Pada ruangan ini senantiasa AC hidup, yang berguan untuk penyaringan
udara yang masuk dan juga untuk mempertahankan tanaman supaya tetap hidup
dengan mempertahankan pada kondisi suhu tertentu.
Ruangan kultur harus memiliki pengaturan terhadap suhu (dengan
menggunakan AC) dan cahaya (dengan pemberian lampu). Walaupun diketahiu
bahwa proses pada tanaman yang ditanam pada kultur jaringan bukanlah
fotosintesis murni, melainkan foto organogenesis melalui pemenuhan kebutuhan
41

karbohidrat dari gula dan juga bahan hara lainnya di dalam media, namun cahaya
sangat diperlukan untuk mengendalikan perkembangan eksplan.
Kualitas cahaya yang baik untuk perkembangan tanaman harus
diperhatikan. Lampu flourescens jauh lebih baik dibandingkan lampu pijar, karena
panasnya relatif rendah. Intensitas cahaya yang dibutuhkan berkisar: 1000 – 4000
lux. Intensitas cahaya diatur dengan menempatkan lampu dengan kekuatan
tertentu, dengan jarak 40-50 cm dari tabung kultur dan untuk luas tertentu.
Umumnya tanaman kultur jaringan membutuhkan sekitar 14-16 jam untuk
panjanng penyinaran yang dibutuhkan. Untuk laboratorium berskala besar dan
untuk akurasi penyinaran, timer otomatis digunakan untuk mengukur lamanya
penyinaran.
Suhu di dalam ruangan kultur juga merupakan aspek penting yang harus
diperhatikan, umumnya suhu 18-25°C selalu diterapkan, namun beberapa tanaman
membutuhkan temperatur yang lebih rendah. Untuk penelitian dan perlakuan
tertentu, misalnya pengumbian kentang yang dilakukan di PPSHB Bioteknologi
IPB, suhu 20°C dan penggunaan ruang gelap mutlak diperlukan untuk proses
mendapatkan umbi mikro kentang.
Alat yang harus tersedia di ruang kultur adalah :
- Rak kultur yang dilengkapi dengan lampu florescens
- Timer, untuk pengukuran waktu
- AC, untuk pengaturan suhu dan penyaringan udara
- Mikroskop, loupe, penggaris, milimeter blok
- Shaker
6. Ruangan Stok
Untuk pembuatan media kultur jaringan, dibutuhkan zat hara makro,
mikro dan trace element lainnya. Untuk kemudahan pembuatan media dan
mengeliminir kesalahan, maka zat-zat hara yang hanya dibutuhkan dalam
jumlah sangat sedikit tersebut, dibuat dalam bentuk stok larutan, artinya
dilakukan pemekatan larutan, sehingga dalam pembuatan media, kita hanya
melakukan pemipetan dalam jumlah kecil sesuai dosis yang dibutuhkan. Oleh
karena itu dibutuhkan ruangan yang berfungsi untuk menyimpan stok yang
42

telah dibuat tersebut. Ruangan ini berhubungan dengan ruang preparasi dan
ruang kultur. Umumnya alat yang ada di ruangan ini adalah lemari es, untuk
menyimpan stok dalam bentuk larutan dan beberapa zat kimia lainnya.
2.11 Aklimatisasi Tanaman Hasil Kultur In Vitro
Aklimatisasi adalah suatu tahapan penyesuain diri tanaman hasil kultur
jaringan terhadap lingkungan sekitar. Aklimatisasi dapat disebut juga sebagai
tahapan penyesuaian diri, sebelum pada akhirnya tanaman mampu hidup di
lapangan. Tahapan ini sering diabaikan oleh banyak orang, mereka senantiasa
lebih terfokus pada perawatan tanaman in vitronya. Padahal, seunggul apapun
tanaman yang dihasilkan dari teknik kultur jaringan tersebut, jika tidak dilakukan
proses aklimatisasi dengan benar maka tanaman yang dihasilkan dari teknik kultur
jaringan tersebut akan mati.
Dibawah ini dituliskan beberapa saran dan petunjuk untuk melakukan
aklimatisasi pada berbagai jenis tanaman, untuk lebih lengkapnya tentang
aklimatisasi yaitu:
1. Proses aklimatisasi adalah proses penyesuaian diri, disarankan jika
tanaman kultur hendak dipindah, maka harus diperhatikan media tumbuh
yang tepat untuk tanaman tersebut.
2. Sebelum digunakan, media tumbuh harus “dijenuhi dengan air”. Hal ini
dilakukan karena tanaman berikut media tumbuh (biasanya ditanam
dengan pot gelas aqua), harus disungkup selama 1-2 hari, sehingga
diperlukan sedikit kelembaban.
3. Pemakaian tray untuk tempat aklimatisaasi juga dapat digunakan, tetapi
harus menggunakan sungkup plastik selama beberapa hari sebelum
sungkup dibuka.
4. Tanaman diletakkan pada ruang kultur selama 1-2 hari, setelah itu baru
dipindah ke luar ruangan. Penutup/sungkup dibuka sedikit demi sedikit
agar tanaman secara perlahan-lahan mampu menerima kondisi alam luar.
43

5. Tanaman tidak langsung ditanam dilapangan, tetapi masih memerlukan
naungan untuk beberapa hari sampai tanaman tersebut benar-benar kuat
untuk ditanam dilapang.
6. Berdasarkan pengalaman penulis, untuk tanaman nenas, daun dewa,
krisan, pertumbuhan anakan lanjutan dapat dilakukan langsung dibawah
terik matahari. Untuk tanaman anggrek memerlukan naungan 30-50%
sesuai habitat aslinya. Khusus untuk tanaman manggis, mulai saat
dikeluarkan dari botol kultur, masa anakan sampai umur 3 tahun, manggis
memerlukan naungan sekitar 50%, biasanya digunakan paranet ataupun
nipah yang berlubang.
2.12 Botani tanaman jeruk
Jeruk (Citrus sp.) adalah tanaman tahunan yang berasal dari Asia Tenggara.
Sejak ratusan tahun lalu tanaman ini sudah terdapat di Indonesia, baik sebagai
tanaman liar maupun sebagai tanaman pekarangan (Soelarso, 1996). Jeruk (Citrus
sp.) merupakan salah satu genus dari family Rutaceae yang mempunyai nilai
ekonomi yang tinggi.
Menurut Steenis (2003), kedudukan jeruk ini dalam sistematika adalah
sebagai berikut:
Kingdom : Plantae
Divisio : Spermatophyta
Klass : Angiospermae
Sub Klass : Dicotyledoneae
Ordo : Rutales
Family : Rutaceae
Genus : Citrus
Spesies : Citrus nobilis Lour.
44

Di Indonesia tanaman jeruk dibudidayakan sebagai usaha agribisnis atau
sebagai tanaman pekarangan. Selain itu jeruk juga banyak ditanam di dalam pot
karena ukuran batangnya pendek, penuh dengan buah yang sangat eksotik
sehingga mempunyai daya tarik tersendiri. Buah jeruk umumnya dikonsumsi
dalam bentuk segar, minuman segar atau sirup. Kulit dan biji jeruk mengandung
minyak yang dapat digunakan sebagai pengharum rambut, campuran minuman
dan bahan wangi-wangian.
Jeruk keprok dan jeruk besar/Pamelo di Indonesia dapat tumbuh dan
berbuah yang cukup memuaskan. Jenis-jenis jeruk keprok yang ada antara lain
jeruk keprok Batu, Garut, Tejakula dan Siem sedangkan jeruk besar /pamelo
antara lain jeruk besar Nambangan, Sri Nyonya dan Bali merah. Kedua jenis jeruk
tersebut sangat peka terhadap barbagai macam penyakit yang disebabkan patogen
sistemik utamanya CVPD kecuali jeruk besar yang terbukti agak toleran.
Pohon jeruk keprok mencapai ketinggian 6-10 m, berduri, dengan bentuk
batang bulat dan mempunyai jumlah percabangan yang banyak. Dahannya kecil
dan letaknya terpencar serta tidak beraturan. Bentuk daun bulat telur memanjang
dengan pangkal tumpul dan mempunyai ujung yang runcing. Permukaan daun
bagian atas berwarna hijau tua mengkilat sementara permukaan daun bagian
bawah berwarna hijau muda. Buah berbentuk bulat, kulit buah tebal,
permukaannya kasar dan berpori-pori besar. Biji bersifat poliembrionik dan
berwarna sedikit kekuningan sementara embrio berwarna hijau keputihan.
Jeruk keprok ini mengandung sejumlah nutrisi, di antaranya vitamin B1 dan
vitamin C. Selain itu jeruk ini juga mengandung glukosa, fruktosa, sukrosa,
karoten, asam sitrat dan glukosida. Jeruk ini bermanfaat sebagai pereda berbagai
penyakit, misalnya sebagai obat batuk dan menghilangkan rasa mual (Ball, 1997).
Keistimewaan lain dari jeruk keprok ini adalah kulit buah yang memiliki aroma
yang sangat wangi yang dapat dijadikan sebagai pengharum rambut serta bahan
wangi-wangian.
45

2.12.1 Kultur jaringan tanaman jeruk
Kultur jaringan tanaman merupakan teknik budidaya (perbanyakan) sel,
jaringan, dan organ tanaman dalam suatu lingkungan yang terkendali dan dalam
keadaan aseptik atau bebas dari mikroorganisme. Secara umum perbanyakan
tanaman berdasarkan perkembangan dan siklus hidupnya dapat digolongkan
menjadi dua, yaitu perbanyakan secara seksual dan perbanyakan secara aseksual.
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk kultur jaringan tanaman
beberapa jenis jeruk. Penggunaan metode in vitro untuk kultur jaringan tanaman
jeruk telah dimulai oleh Bove & Morel (1957) dalam Nurwahyuni (2001), dan
sejak itu kultur jaringan tanaman jeruk banyak mendapat perhatian. Regenerasi
tanaman jeruk secara kultur jaringan telah dilakukan diantaranya dari bagian tunas
aksilar yang menghasilkan kalus (Altman & Goren, 1971 dalam Reinert & Bajaj,
1989), bagian daun dan batang serta bagian reproduktif lainnya seperti ovary,
embrio somatik (Chaturvedi & Mitra, 1975 dalam Yeoman, 1986), bagian bakal
buah (Carimi et al., 1998 dalam Nurwahyuni, 2001) dan bagian protoplas (Da
Gloria, 2000 dalam Nurwahyuni, 2001). Pembentukan embrio dan planlet untuk
beberapa varietas jeruk telah dilakukan misalnya berasal dari kalus nucellar yang
sama (Rangan et al., 1969; Bitters et al., 1972; Kochba et al., 1972 dalam Reinert
& Bajaj, 1989). Peneliti lain Ranga Swamy (1961) & Sabharwal (1963) dalam
George & Sherrington (1984) telah berhasil mengkulturkan embrio dari jaringan
nucellar jeruk.
Menurut Ghorbel et al. (1998) dalam Nurwahyuni (2001), perbanyakan
tanaman jeruk secara in vitro melalui kultur jaringan memiliki beberapa
keuntungan diantaranya adalah dapat menghasilkan bibit klonal secara massal
dalam waktu yang singkat juga dapat meningkatkan kualitas tanaman karena
menghasilkan tanaman jeruk yang seragam dan tingkat kesehatan lebih baik.
2.12.2 Media Yang Digunakan Dalam Kultur Jaringan
Media perbanyakan jeruk secara in vitro yang banyak diujikan dan dipakai
yaitu media Murashige dan Skoog yang dikombinasikan dengan Zat Pengatur
Tumbuh (ZPT) seperti auksin dan sitokinin. Menurut Ramkrishna et al. (2005)
46

perbanyakan plantlets Citrus reticulata Blanco dan Citrus jambhiri Lush pada
media Murashige dan Skoog (MS) dengan 2.0 mg/l BAP + 0.5 mg/l kinetin + 1.0
mg/l NAA memberikan hasil terbaik. Al-Khayri and Al-Bahrany (2001)
menyatakan kombinasi media MS dengan 0.5 mg/l kinetin dan 1.0 mg/l BAP
terhadap pertumbuhan tunas pada Citrus aurantifolia menunjukkan terbaik. Media
MS dengan berbagai variasi konsentrasi sitokinin BA dan Kn.
Pada kultur jaringan banyak faktor-faktor penting yang sangat
mempengaruhi keberhasilan dalam suatu pengkulturan diantaranya adalah media
yang digunakan. Media tanam dalam kultur jaringan harus berisi semua zat yang
diperlukan untuk menjamin pertumbuhan eksplan. Media yang paling baik untuk
diferensiasi kalus dan perkembangan planlet adalah media Murashige dan Skoog
(1962) atau modifikasinya. Media dasar MS digunakan untuk hampir semua
macam tanaman (Heinz & Mee, 1969 dalam Reinert & Bajaj, 1989) sedangkan
media yang sering digunakan pada kultur jeruk adalah Murashige & Tucker
(1969), Gamborg’s B5 dan EME (Tang et al., 2006) serta Cultivation media (Pena
et al., 2004). Sebagai tambahan biasanya diberi zat organik lain seperti air kelapa,
ekstrak ragi, gandum, pisang, tomat, taoge, jeruk, kentang, apel, alpukat, pepaya,
dan masih banyak lagi ( Hendaryono & Wijayani, 1994).
2.12.3 Zat Pengatur Tumbuh
Menurut Suryowinoto (1996), dalam budidaya tanaman dengan
menggunakan teknik kultur jaringan, pemberian zat pengatur tumbuh dalam
media juga perlu diperhatikan karena mempengaruhi pertumbuhan dan
perkembangan eksplan tersebut menjadi bibit yang baru. Dalam kultur jaringan
zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin sangat berpengaruh (Gunawan, 1995).
Auksin dan sitokinin adalah zat pengatur tumbuh yang sering ditambahkan dalam
media tanam karena mempengaruhi pertumbuhan dan organogenesis dalam kultur
jaringan dan organ.
Auksin adalah zat pengatur tumbuh yang mempengaruhi pemanjangan sel.
Jenis auksin buatan yang biasa digunakan adalah IBA, 2,4-D dan NAA sedangkan
yang alami biasa digunakan IAA (Katuuk, 1989). Sitokinin alamiah yang sering
47

digunakan dalam kultur jaringan adalah zeatin dan 2-iP, sedangkan untuk sintetik
meliputi BAP dan kinetin (Wattimena, 1992). BAP merupakan zat pengatur
tumbuh yang sering digunakan dalam kultur in vitro karena sangat efektif dalam
menginduksi pertumbuhan daun dan penggandaan tunas, mudah didapat dan
harganya relatif murah (George & Sherrington, 1984). BAP merupakan turunan
adenin yang disubstitusi pada posisi 6 yang bersifat paling aktif (Wattimena,
1992). Dalam kultur jaringan zat pengatur tumbuh auksin atau sitokinin dapat
diberikan secara bersama-sama ataupun salah satunya saja, tergantung dari tujuan
kita (Hendaryono & Wijayani, 1994).
Faktor lain yang juga tidak kalah penting adalah pemilihan eksplan
diantaranya organ sumber eksplan, umur organ, musim, ukuran dan kualitas
tanaman induk (Barlass & Skene, 1982 dalam Nurwahyuni, 2001). Eksplan yang
digunakan adalah jaringan muda yang sedang tumbuh aktif, karena jaringan
tanaman yang masih muda mempunyai daya regenerasi yang lebih tinggi, sel-
selnya masih aktif membelah diri dan relatif bersih (mengandung lebih sedikit
kontaminan). Sementara itu, jaringan tanaman yang sudah tua lebih sulit
beregenerasi dan biasanya mengandung lebih banyak kontaminan (Yusnita, 2003).
Selain faktor-faktor yang disebutkan di atas, faktor lingkungan seperti cahaya,
suhu, pH serta kelembaban juga akan menjadi perhatian dalam kultur jaringan
tanaman dalam usaha perbaikan kualitas bibit jeruk.
Sitokinin adalah derivat dari adenin ,kinetin(6-furfurylaminopurin) dan
zeatin adalah sitokinin alami yang umum yang digunakan secara meluas pada
medium kultur. Sitokinin disintesis melalui modifikasi biokimia dari adenin,
terjadi pada ujung akar dan biji yang tumbuh, kebalikan dari auksin, sitokinin
ditransport melalui xilem dari akar ke puncuk. Sitokinin hanya aktif jika ada
auksin,pemberian sitokinin bersama auksin pada medium kultur dapat memacu
pembelahan sel dan morfogenesis. Sitokinin mempengaruhi transport auksin,
pertumbuhan kuncup lateral (mematahkan dominansi apikal), perkembangan
daun, menghambat proses penuaan daun dan mempengaruhi perkembangan
kloroplas.sitokinin sintetik seperti N6-benzylaminopurine (BAP) lebih sering
digunakan pada medium kultur jaringan.
48

2.12.4 Kultur Embrio
Dalam perbanyakan teknik kultur jaringan, eksplan merupakan faktor yang
penting dalam penentuan keberhasilan. Menurut Gunawan (1995) faktor genotip,
umur eksplan, letak pada cabang dan seks (pohon jantan atau betina) juga perlu
diperhatikan dalam pemilihan eksplan pada kultur jaringan. Penggunaan eksplan
dari jaringan muda lebih sering berhasil karena sel-selnya aktif membelah,
dinding sel tipis karena belum terjadi penebalan lignin dan selulosa yang
menyebabkan kekakuan pada sel.
Pada pemilihan bagian tanaman perlu juga dipertimbangkan tujuan dari
kultur yang akan dilakukan. Bagian tertentu akan memberikan variasi dalam
jumlah kromosom maupun variasi dalam beberapa gen. Santoso & Nursandi
(2004) menambahkan bahwa langkah pertama untuk menentukan bagian mana
dari tanaman yang akan digunakan sebagai eksplan adalah melihat potensi genetik
yang ada pada tanaman di lapangan. Untuk itu perlu dilakukan analisis jaringan
secara in vivo untuk mengetahui bagian tanaman yang mempunyai kandungan
tertinggi senyawa yang diinginkan. Tanaman yang mempunyai kandungan
senyawa tertentu dalam jumlah besar akan mampu menghasilkan senyawa yang
sama dalam jumlah besar pula apabila tanaman tersebut dikulturkan secara in
vitro.
Berdasarkan bagian tanaman yang dikulturkan secara lebih spesifik
terdapat tipe-tipe kultur yaitu kultur kalus, kultur suspensi sel, kultur anter, kultur
akar, kultur pucuk tunas, kultur embrio, kultur ovul dan kultur kuncup bunga.
Kultur jaringan bermula dari adanya pembuktian sifat totipotensi sel, yaitu bahwa
setiap sel tanaman yang hidup dilengkapi dengan informasi genetik dan perangkat
fisiologis yang lengkap untuk tumbuh dan berkembang menjadi tanaman utuh jika
berada dalam kondisi yang sesuai.
Kultur embrio merupakan isolasi secara steril embrio matang ataupun
belum matang, dengan tujuan memperoleh tanaman yang viabel. Terdapat 2
macam kultur embrio yaitu kultur embrio yang belum matang untuk mencegah
keguguran (embryo rescue) dan kultur embrio matang untuk merangsang
perkecambahan.
49

Pierik (1987) dalam Kosmiatin & Mariska (2005) menyatakan bahwa
kultur embrio matang lebih mudah dibandingkan dengan kultur embrio muda.
Pada umur 3 minggu setelah polinasi, kondisi embrio cukup baik dengan
kotiledon yang sempurna. Meskipun beberapa embrio memiliki kotiledon yang
besar sehingga kulit biji agak merekah, hal itu tidak mengganggu perkecambahan.
Dengan kondisi embrio yang hampir sempurna, embrio tidak memerlukan waktu
yang lama untuk berkecambah dengan rata-rata waktu kecambah 4-5 hari setelah
tanam.
Menurut Ayu (2009), kultur embrio memiliki beberapa aplikasi seperti
memecahkan dormansi, perkecambahan parasit obligat, memendekkan siklus
pemuliaan, menghasilkan tanaman haploid, mencegah aborsi embrio pada buah,
mencegah aborsi pada persilangan interspesifik dan pembiakan vegetatif. Aplikasi
ini juga dapat diperluas menjadi introgresi gen penting dari spesies liar yang
masih kerabat dekat dengan spesies yang akan disilangkan, sintesa spesies
alopoliploid, produksi triploid (buah tanpa biji) dan produksi tanaman haploid.
Pada kultur embrio, keberhasilan perkecambahan in vitro juga ditentukan
oleh komposisi media dan zat pengatur tumbuh yang ditambahkan ke dalam
media untuk menggantikan peran endosperm. Pengecambahan embrio yang
lengkap biasanya tidak memerlukan formulasi media yang rumit. Pada beberapa
jenis tanaman, embrio dapat tumbuh pada media dasar tanpa zat pengatur tumbuh,
seperti pada embrio hasil persilangan S. khasianum dan S. Capsicoides.
2.12.5 Kultur Kalus
Kalus merupakan sekumpulan sel yang masih aktif tumbuh dan membelah
dan belum terdeferensisai untuk membentuk tunas maupun akar. Bagian tanaman
yang dipergunakan sebagai ekplan berupa tunas lateral yang sedang tumbuh
dengan ukuran panjang antara 5 cm sampai 10 cm sehingga sel-sel sekulen, yaitu
bersifat meristematik dan mudah diisolasi karena kandungan air yang cukup.
Pemakaian eksplan yang berasal dari tunas meristem diharapkan dapat
memperkecil tingkat kontaminasi. Sel-sel aktif membelah diharapkan kecepatan
pembelahan sel lebih dari kecepatan pertumbuhan / perkembangbiakan
50

kontaminan. Pemakaian eksplan yang berbulu atau tidak berbulu dapat secara
langsung mempengaruhi tingkat kontaminasi. Morfologi permukaan eksplan tidak
berbulu sehingga lebih memudahkan kontaminan bersentuhan langsung dengan
sel jaringan eksplan, meningkatkan peluang terjadinya serangan kontaminan.
Sedangkan untuk eksplan yang berbulu, metode sterilisasi membutuhkan cara
tersendiri misalnya dengan menggunakan larutan Tween 20 agar proses sterilisasi
dapat langsung bersentuhan dengan permukaan eksplan.
Rendahnya jumlah eksplan yang menghasilkan tunas diduga disebabkan
oleh adanya kandungan auksin endogen eksplan yang jumlahnya seimbang
dengan sitokinin yang diberikan sehingga sebagian besar eksplan hanya
membentuk kalus. Skoog and Miller (1957 dalam George, 1993) berpendapat
bahwa pembentukan tunas dan akar dikendalikan oleh keseimbangan antara
auksin dan sitokinin; jika auksin tinggi dan sitokinin rendah maka terbentuk akar ,
jika auksin dan sitokinin seimbang maka akan terbentuk kalus, dan jika auksin
rendah dan sitokinin tinggi terbentuk tunas.
Bahan tanaman yang digunakan dalam kultur kalus ini diambil dari pohon
induk, sehingga kemungkinan bahan tanaman mengandung debu, kotoran-
kotoran, dan berbagai kontaminan hidup pada permukaannya, sangat besar meski
kondisi tanamannya dalam keadaan sehat. Kontaminan hidup dapat berupa
cendawan, bakteri, serangga dan telurnya, tungau serta sporaspora. Pada media
yang mengandung gula, vitamin dan mineral, kontaminan terutama cendawan dan
bakteri dapat tumbuh secara cepat. Dalam beberapa hari, kontaminan memenuhi
seluruh botol kultur. Eksplan yang tertutup kontaminan akhirnya mati, dapat
sebagai akibat langsung dari serangan cendawan/bakteri. Kontaminasi terjadi
sejak umur 3 hari setelah tanam (HST) sampai dengan 7 HST. Penyebabnya
berupa cendawan putih dengan spora hitam, dan bakteri yang mengeluarkan
eksudat berupa lendir putih.
Salah satu faktor (selain lingkungan) yang mempengaruhi petumbuhan dan
morfogenesis kultur jaringan yaitu genotipe bahan tanaman yang dikultur.
Pengertian genotipe disini meliputi varietas Interaksi genotipe tanaman dengan
lingkungan tumbuh dapat menyebabkan perbedaan-perbedaan respon meski hanya
51

dalam aras varietas. Vareitas A dapat melangsungkan morfogenesis pada suatu
macam ZPT, sementara varietas B tidak responsif hingga konsentrasi ZPT diubah,
diganti atau dilengkapi dengan yang lain. Disebabkan oleh spesifisitas genotipe,
kebutuhan media dan lingkungan tumbuh sering berbeda dari satu genus atau
spesies tanaman (George, 1993). Secara umum tanaman yang ex vitro mudah
menghasilkan tunas adventif maka demikian juga halnya jika tanaman tersebut
dalam kondisi in vitro. Pada pamelo telah dilaporkan tentang keberhasilan
multiplikasi tunas dari nodia Tetapi Pamelo Bageng tergolong sedikit
menghasilkan tunas adventif meski dilakukan pangkas pucuk untuk
menghilangkan dominasi apikal. Mungkin ini yang menyebabkan mengapa pada
penelitian ini tidak terjadi multiplikasi tunas. Pada jenis jeruk lainnya, multiplikasi
menghasilkan tunas adventif lebih banyak.
2.12.6 Penyambungan Tunas Pucuk Secara Invitro
Teknologi Penyambungan Tunas Pucuk (PTP) secara “in vitro” sangat
memerlukan keberadaan batang bawah sebagai materi penyambungan. Umumnya
batang bawah YC (Yapanche Citroen) dan RL (Rough Lemon) yang banyak
digunakan tetapi kedua jenis batang bawah tersebut saat ini sulit untuk
didapatkan. Jeruk manis selain buahnya dikonsumsi, bijinya jika disemaikan tidak
pecah dan menyerupai YC maupun RL, selain itu mudah diperoleh.
penyambungan tunas pucuk (PTP) jadi tidak dipengaruhi oleh perlakuan.
Persentase keberhasilan PTP jadi antara batang bawah YC + batang atas keprok,
batang bawah manis” Valencia” + batang atas keprok, batang bawah YC + batang
atas jeruk besar/Pamelo dan batang bawah manis “Valencia” + batang atas jeruk
besar/Pamelo relatif sama.
Menurut Supriyanto (1985), bahwa prinsip penyambungan tunas pucuk
(PTP) adalah menyatukan jaringan tanaman dalam ukuran yang relatif kecil yang
diawali dengan pembelahan sel sehingga terbentuk kalus dan dari kalus tersebut
terjadi differensiasi menjadi kambium baru, pembentukan xylem, phloem oleh
kambium baru kemudian diakhiri dengan proses lignifikasi dari kalus.
52

Hasil analisis secara statistik menunjukkan bahwa jumlah daun yang
tumbuh dari tunas pucuk yang disambungkan ada perbedaan yang nyata antar
perlakuan. Batang bawah manis “Valencia” + batang atas keprok menghasilkan
jumlah daun yang lebih banyak dibandingkan perlakuan yang lain dan ada beda
Pertumbuhan dan perkembangan tanaman adalah merupakan proses yang
berkelanjutan. Letak pertumbuhan ada dalam meristem ujung,lateral dan
interkalar. Tunas pucuk atau “shoot tip” yang disambungkan pada batang bawah
setelah mengalami differensiasi dan membentuk kambium baru akan berfungsi
sebagai meristem ujung atau lateral sehingga tunas pecah dan membentuk daun
baru. Menurut Humphreesdan Wheeler (1963) dalam Gardner et. al., (1985)
jumlah dan ukuran daun dipengaruhi oleh genotipe dan lingkungan sedangkan
pertumbuhan tanaman salah satu faktor yang berpengaruh adalah air dan
ketersediaan nutrisi (Gardner et. al., 1985). Waktu yang diperlukan mulai tunas
pucuk disambungkan sampai terbentuk daun pada jenis jeruk keprok (Citrus
Reticulata) lebih cepat 1 bulan dibandingkan jeruk besar (Citrus Grandis)
(Purbiati et.al., 2001). Dari hasil penelitian pada batang bawah manis “Valencia”
+ batang atas keprok
jumlah daunnya paling tinggi karena disamping sifat genetis dari jeruk
keprok juga waktu mulai pecah tunas lebih cepat sehingga daun yang terbentuk
lebih banyak.
Keadaan dorman tunas pucuk terjadi setelah 3 bulan penyambungan ,
tunas pucuk tidak menunjukkan pertumbuhan tetapi keadaannya masih tetap hijau.
Dorman tersebut terjadi karena tidak terjadi differensiasi dari tunas pucuk
sehingga berakibat tumbuhnya tunas batang bawah dari bekas luka irisan batang.
Tunas pucuk dorman setelah penyambungan tersebut kemungkinan disebabkan
saat tunas pucuk diambil dari pohon induknya masih pada fase dorman dan
ketersediaan hormon sitokinin pada pucuk tersebut tidak terpenuhi untuk
memecahkan tunas pucuk membentuk daun.
53

Kultur Jaringan Tumbuhan

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (20)

Similaire à Kultur Jaringan Tumbuhan

Similaire à Kultur Jaringan Tumbuhan (20)

Plus de SMPN 4 Kerinci

Plus de SMPN 4 Kerinci (20)

Dernier

Dernier (20)

Kultur Jaringan Tumbuhan