PEMBIBITAN DENGAN KULTUR JARINGAN (Tatik Wardiyati)

PEMBIBITAN
DENGAN KULTUR JARINGAN
Pokok bahasan:
- Macam teknik kultur jaringan untuk pembibitan
- Kelebihan dan kelemahan pembibitan dari
kultur jaringan
- Tehnik perbanyakan pada tanaman dikotil dan
monokotil
- Menghasilkan bibit bebas virus
- Tahapan pembibitan secara in vitro
- Contoh pembibitan pada beberapa tanaman
penting
MACAM TEKNIK KULTUR JARINGAN
UNTUK PEMBIBITAN
1.
2.
3.
4.
Kultur meristem
Kultur pucuk
Kultur embrio
Kultur embrio somatik (SE = somatic
embryo)
KELEBIHAN DAN KELEMAHAN
KULTUR JARINGAN
Kelebihan :
1. Jumlah bibit yang diproduksi bisa banyak
2. Sehat, bebas dari virus dan penyakit lain
3. Relatif cepat (rate 4-5 perbulan)
4. Seragam
5. Memudahkan dalam transportasi
KELEBIHAN DAN KELEMAHAN
KULTUR JARINGAN
Kekurangan :
1. Biaya lebih mahal
2. Butuh skill/keahlian khusus
3. Mutasi /off type akibat sub kultur berlebih
 variasi somaklonal
1. Kultur meristem
Kultur (biakan) yang menggunakan bahan tanam
berupa pucuk tanaman yang terdiri dari titik
tumbuh dan primordia daun.
Bagian tersebut terdiri dari sel-sel meristem yg
berciri :
a. Sitoplasma penuh
b. Inti sel besar
c. Belum ada vacuola dan amylum
d. Aktif membelah
1. Kultur meristem
Tujuan : untuk menghasilkan tanaman bebas
virus
Penggunaan : apabila tanaman yang akan
diperbanyak dalam kondisi terserang penyakit.
Misalkan jeruk terkena CVPD, anyelir terserang
virus mosaic, kentang terserang penyakit
penting.
Teknik : 1. Tanpa heat treatment
2. Dengan heat treatment
1. Kultur meristem
Teknik
• Tunas pucuk dari tanaman sakit
ditumbuhkan (perbanyakan eksplan)
• Tunas pucuk dipotong sepanjang 5 cm dan
diisolasi dengan cara membuang daun
terluar dan disterilkan menggunakan teknik
standar.
• Media yang digunakan sesuai reference
masing - masing tanaman, padat atau cair.
1. Kultur meristem
Teknik
• Waktu inokulasi digunakan mikroskop agar
nampak bagian meristem, yaitu titik tumbuh
dan primordia daun (1-2 pasang).
• Menggunakan pinset ujung bengkok dan
jarum atau scalpel ujung lengkung, meristem
diisolasi secara hati hati
• Meristem diletakkan pada media agar yang
lunak atau media cair dengan kertas filter.
1. Kultur meristem
1. Kultur meristem
Teknik
• Sesudah meristem tumbuh normal dan agak
besar, eksplan disubkultur ke media kultur
pucuk yaitu media agak keras, diberi ZPT
untuk penggandaan.
• Pengujian virus menggunakan ELISA
dilakukan ketika tanaman sudah
diaklimatisasi dan sudah berdaun
sempurna.
1. Kultur meristem
Teknik heat treatment
• Untuk tanaman semusim atau yang tumbuh
dalam pot, maka sebelum diisolasi
meristemnya, tanaman diperlakukan suhu
tinggi yaitu 35oC sampai 40oC.
• Tanaman dalam pot diletakkan di dalam
growth chamber bersuhu tinggi tersebut
selama 1-2 minggu dengan kriteria sudah
muncul daun baru.
2. Kultur pucuk
• Kultur (biakan) tanaman sehat dengan
bahan tanam (eksplan) berupa pucuk
tanaman yang sudah mempunyai daun,
atau menggunakan tunas samping, atau
buku yang belum bertunas.
• Tujuan : untuk pembibitan dalam jumlah
banyak, massal, sehat, seragam, cepat.
2. Kultur pucuk
Bahan tanam :
• Eksplan diambil dari tanaman yang sehat dan
subur di screen house atau dari lahan.
• Persyaratan true to type harus dipatuhi karena
diperlukan untuk sertifikasi.
• Pada tanaman dikotil diambil dari pucuk
tanaman terminal atau tunas samping
sepanjang 0,5 – 1,0 cm
• Pada tanaman monokotil diambil dari umbi,
rhizome, corm, suckers dll.
Rhizome
Corm
Sucker
2. Kultur pucuk
Media :
• Komposisi media disesuaikan dengan jenis
tanaman (sesuai referensi)
• Umumnya digunakan media padat dengan
konsentrasi agar 5-10 g/liter, pH umumnya
5,8 kecuali anggrek ada yang membutuhkan
pH 5,4.
• Perakaran menggunaakan media dengan
tambahan ZPT auksin saja yaitu IBA atau
NAA
2. Kultur pucuk
Sub kultur :
• Apabila eksplan sudah berumur antara 3 – 4
pekan dipindahkan ke media baru.
 Alasan : media kering, terjadi respirasi
anaerob, hara berkurang, kompetisi antar
plantlet atau wadah sudah penuh.
• Maksimum untuk sub kultur adalah 7x
sebelum perakaran agar tidak terjadi mutasi
sementara atau off type.
3. Kultur embrio
• Biakan in vitro untuk menghasilkan bibit
dengan bahan tanam berupa embrio
zigotik (embrio hasil perkawinan antara
gamet jantan dan betina).
• Embrio yang digunakan adalah embrio
yang sudah masak (siap berkecambah).
• Alasan digunakan embrio: bijinya tidak
mpny endosperma atau kotiledon (tidak
ada cadangan makanan bagi embrio untuk
tumbuh/berkecambah).
3. Kultur embrio
• Tanaman yang diperbanyak dari embrio
secara komersial adalah anggrek.
• Buah anggrek berisi 1.000 – 10.000 embrio,
tetapi tidak punya endosperma sehingga
tidak bisa tumbuh pada media pakis atau
organik lainnya.
3. Kultur embrio
• Pada pembibitan anggrek, buah dipecah dan
dalam kondisi steril bijia ditabur dalam botol
media agar sebagai pengganti endosperma.
• Dari setiap buah akan tumbuh ribuan
kecambah yang selanjutnya tumbuh sebagai
bibit tanaman anggrek.
• Contoh komodity lain: kepala kopyor
4. Kultur embrio somatik
• Adalah kultur tanaman dengan bahan tanam
berupa bagian vegetatif tanaman dan
dikembangkan menjadi embrio somatik.
• Embrio somatik adalah perkembangan dari
satu sel somatik (bukan sel gamet) yang
membelah dan berkembang menjadi embrio
dan akhirnya menjadi tanaman.
• Industri bibit yang menggunakan ES secara
massal adalah tanaman kakao, jeruk, anggrek,
kelapa sawit.
4. Kultur embrio somatik
• Kelebihan : bisa menghasilkan berjuta-juta
bibit tanaman dalam waktu relatif singkat.
• Kelemahan : sering manghasilkan mutan
bahkan sampai 50%.
• Kesulitan dalam melakukan seleksi fase dini,
sehingga apabila pada tanaman perkebunan
terjadi kerugian pemeliharaan selama belum
berbuah.
Perkembangan embrio sigotik sama
dengan embrio somatik
Embrio somatik
TEKNIK PERBANYAKAN TANAMAN
DIKOTIL DAN MONOKOTIL
• Perbanyakan tanaman dikotil : dengan memotong
buku (single node) sehingga dari 1 plantlet bisa
menjadi 4-5 eksplan baru.
• Perbanyakan tanaman monokotil : dengan
memisahkan anakan dari tunas samping sehingga
dari 1 eksplan bisa menjadi 4-5 eksplan baru.
• Dari sistim penggandaan tersebut maka terjadilah
laju perbanyakan (proliferation rate) (4-5)
pangkat n di mana n adalah jumlah berapa kali
sub kultur.
MENGHASILKAN BIBIT BEBAS VIRUS
• Kultur meristem, kultur embrio zigotik dan
somatik menghasilkan tanaman bebas
virus
• Kultur pucuk tidak bebas virus sehingga
tanaman induk harus sehat/tidak ada
gejala penyakit
Mengapa virus tidak terdapat
di jaringan meristem :
• Meristem belum mempunyai kambium
sehingga belum ada xylem
 Belum ada jalur transport dari root ke
shoot
 Virus terhenti di bagian yang ada xylem
 Yang tersalurkan hanya molekul kecil spt :
mono/disakarida, asam amino, basa
nitrogen, melalui difusi ke sel-sel
meristem di ujung tunas
Mengapa virus tidak terdapat
di jaringan meristem :
• Heat treatment menyebabkan virus yang
terdiri dari molekul besar terhambat
perkembangannya dan tidak dapat
diangkut ke atas
Embrio zigotik : bebas virus
• Embrio zigot terbentuk dari pertemuan
gamet jantan dan betina yang merupakan
sel tunggal dari pembelahan miosis
• Sesudah bergabung dan menjadi sel zigot
kemudian membelah dan akhirnya menjadi
embrio
Embrio zigotik : bebas virus
• Proses embriogenesis tersebut terjadi di
dalam ovary yang masih muda dan
meristematik sehingga belum ada virus
yang menginfeksi
• Bahan tanam tersebut akan menghasilkan
tanaman bebas virus
Embrio somatik : bebas virus
• Embrio somatik terbentuk dari sel somatik
yang meristemik, sehingga belum ada
transport virus ke dalam sel tersebut
 Kecuali apabila tanaman induk sudah
terserang aphids pembawa virus di bagian
meristem tersebut
 Bahan tanam embrio somatik harus dari
sel yang sehat atau dari bagian tanaman
yang masih tertutup, misalkan bagian
dalam kuncup bunga
TAHAPAN PEMBIBITAN
Persiapan induk
Isolasi explant
Proliferasi (7x)
Perakaran
Aklimatisasi
Pembesaran
CONTOH PEMBIBITAN KOMERSIAL
1.
2.
3.
4.
5.
Kentang
Krisan
Anggrek
Jati
Pisang
A. Pembibitan kentang
Tanaman induk sehat (seleksi)
Kultur meristem
Penanaman di screen house ………. G0
Proliferasi
Lapang I ……………………………….G1
Aklimatisasi
Aklimatisasi
Lapang II ………………………………G2
Lapang III ………………………………G3
B. Pembibitan krisan
Persiapan tanaman induk
Isolasi
Proliferasi
Aklimatisasi
Stek pucuk
Bibit
C. Pembibitan anggrek
Biji/embrio
Tunas/tangkai
bunga
Isolasi
Isolasi
Perkecambahan
Embriogenesis
somatik
Planlet
Regenerasi planlet
Seedling
Seedling
Remaja
Remaja
Dewasa
Dewasa
D. Pembibitan jati/pisang
Persiapan tanaman induk
Isolasi eksplan
Kultur meristem/pucuk
Proliferasi
Perakaran
Aklimatisasi
Pembesaran
MEDIA BIAKAN
Media dibagi ke dalam 3 macam tergantung
tahapan biakan yaitu :
1. Media isolasi
2. Media proliferasi
3. Media perakaran
1. Media isolasi
• Adaptasi eksplan terhadap kondisi in vitro
dan seleksi eksplan tidak terkontaminasi
 belum memerlukan ZPT
• Biasanya bagi tanaman yang mengandung
fenol masih mengeluarkan zat tersebut
dalam media  media perlu diberi
antioksidan dan sering dipindah
• Komposisi media dasar sama dengan
proliferasi.
2. Media proliferasi
• Mulai induksi pembentukan tunas baru
atau pertumbuhan memanjang
membentuk buku yang sehat dan vigor
• Media diberi auksin untuk pembesaran
batang, dan sitokinin untuk pembentukan
tunas atau pembelahan sel
• Untuk mengurangi internode yang panjang
diberi zat penghambat giberelin misalkan
Alar
3. Media perakaran
• Sebagian plantlet mudah berakar tanpa
harus diberi ZPT khusus tetapi sebagian
tanaman sulit berakar
• Bagi yang sulit berakar harus dipacu
dengan beberapa cara :
a. diberi auksin (IBA, NAA)
b. diberi arang aktif
4. Aklimatisasi
• Media : bahan yang remah tidak padat, dapat
menyimpan air
Ex : pasir, arang sekam, coco peat, humus,
tanah gunung (andosol), kompos
• Sterilisasi : dikukus selama 2 jam dalam drum
atau alat khusus yaitu menyalurlan uap air
panas melalui pipa ke wadah berisi media
• Tempat aklimatisasi ditutup plastik agar
kelembaban tinggi sesuai dengan kondisi in
vitro.
Kiri atas : lab tissue culure
Kanan atas : aklimatisasi
Bawah : perbanyakan stek
SYNTHETIC/ ARTIFICIAL SEED
Encapsulated or coated somatic embryos
(embryoids) that are planted and treated like seed
Advantages
1. Ease of handling while in storage
2. Easy to transport
3. Has potential for long term storage without
losing viability
4. Maintains the clonal nature of the resulting
plants
5. Serves as a channel for new plant lines
produced through biotechnological advances to
be delivered directly to the greenhouse or field
6. Allows economical mass propagation of elite
plant varieties.
Steps
Establish somatic embryogenesis
Mature embryos
Synchronize and singulate somatic embryos
Mass production of somatic embryos
Standardization of encapsulation
Standardization of artificial endosperm
Mass production of synthetic seed
Greenhouse and field planting
Cari tahu :
umbi mikro kentang
Thank you