BIOTEKNOLOGI PERLINDUNGAN TANAMAN II Eka Lestari Ariyanti Kultur Jaringan • Kultur jaringan disebut juga tissue culture. Secara bahasa, kultur berarti budi daya. Sementara itu, jaringan dapat dimaknai dengan sekelompok sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama. • Kultur jaringan dapat dimaknai sebagai pembudidayaan suatu jaringan tanaman menjadi tanaman kecil yang utuh dan memiliki sifat yang sama dengan induknya. Bukan hanya itu saja, kualitas bibit baru juga dapat menjadi lebih unggul dibanding induknya. • Secara lebih umum, kultur jaringan berarti serangkaian kegiatan yang dilaksanakan untuk membuat bagian tanaman dari tumbuh menjadi tanaman utuh dalam keadaan in vitro (dalam gelas). Manfaat Kultur Jaringan • Teknik kultur jaringan banyak dilakukan karena memberi segudang manfaat. Berikut manfaat yang dapat diperoleh dari teknik kultur jaringan • Mendapatkan tanaman baru dalam jumlah yang begitu banyak. Selain itu, penggandaan tanaman menggunakan kultur jaringan hanya memerlukan waktu yang relatif singkat. • Tanaman yang dihasilkan akan memiliki kesamaan secara fisiologis dan morfologis dengan induknya. • Tanaman baru yang didapatkan melalui kultur jaringan akan lebih unggul. Keunggulan bibit ini terutama pada kesehatan dan mutu. • Kultur jaringan dapat dipakai untuk menghasilkan tanaman dalam jumlah yang tidak terbatas. • Bibit yang dihasilkan dari teknik kultur jaringan akan terbebas dari hama dan penyakit. • Anda tidak perlu menghabiskan banyak waktu untuk mendapatkan tanaman baru. Anda pun dapat melakukan hal lain yang dapat bermanfaat. Manfaat Kultur Jaringan • Pengadaan bibit dengan teknik kultur jaringan tidak bergantung pada musim tertentu. Anda bisa melakukannya kapan saja. • Pengangkutan bibit yang dihasilkan dari teknik yang satu ini relatif lebih mudah. Selain itu, biayanya pun lebih murah. • Kecepatan tumbuh dari bibit yang dihasilkan oleh teknik kultur jaringan akan menjadi lebih cepat dibandingkan penggandaan menggunakan teknik konvensional. • Buah yang dihasilkan akan mempunyai keseragaman ukuran. Tidak hanya ukurannya, rasa yang dihasilkan pun akan tetap sama. • Warna buah yang dihasilkan pun akan lebih menarik. Selain itu, buah akan memiliki sifat lain yang tentu lebih menguntungkan. Tujuan Kultur Jaringan • 1. memperoleh bibit tanaman baru yang lebih baik • 2. membuat tanaman baru yang bebas penyakit • 3. memperbanyak tanaman dengan tujuan ekonomi Teknik Kultur Jaringan • 1. Kultur Meristem • Meristem sering digunakan sebagai penyebut untuk ujung tunas dari tunas apikal atau lateral. Meristem sendiri sebenarnya merupakan apikal dome dengan primordia daun terkecil, yang mana biasanya mempunyai diameter kurang dari 2 mm. • 2. Kultur Kalus • Kultur kalus merupakan kultur yang diambil dari bagian eksplan yang sudah membentuk kalus. Dalam teknik yang satu ini, produksi kalus biasanya dihindari karena dapat menimbulkan variasi. Kadang-kadang, eksplan justru menghasilkan kalus dan bukan tunas baru, khususnya jika diberikan hormon dengan konsentrasi tinggi pada media. • 3. Kultur Suspensi Sel • Kultur ini merupakan hasil dari kultur kalus, yang mana kalus biasanya didefinisikan untuk kumpulan sel-sel yang belum berdiferensiasi. Ini akan disebut sebagai kultur suspensi jika dipisahkan dalam kultur cair. Kultur suspensi sel ini dapat bermanfaat untuk memproduksi suatu zat langsung dari sel tanpa membentuk tanaman lengkap baru. • 4. Kultur Protoplas • Kultur protoplas merupakan langkah lanjutan dari kultur suspensi sel, yang mana dinding dari sel-sel yang disuspensikan dihilangkan menggunakan enzim. Ini bertujuan untuk mencerna selulosa sehingga didapatkan protoplasma. Protoplasma sendiri merupakan isi sel yang dikelilingi oleh membran semipermeabel. Dengan penghilangan dinding sel, materi asing pun dapat dimasukkan. Ini termasuk materi genetik dasar DNA dan RNA. • 5. Kultur Anther dan Pollen • Produksi kalus dan embrio dari kultur anther dan pollen ini sudah berhasil dilakukan pada berbagai macam spesies. Anter diambil dari bunga yang masih kuncup. Yang menarik pada kultur ini adalah produksi embrio haploid, yaitu embrio yang hanya memiliki satu set dari pasangan kromosom normal. Ini dihasilkan dari jaringan gametofitik dari anther. Jumlah kromosom pun dapat digandakan lagi dengan memberi bahan kimia seperti kolkisin. Dengan demikian, tanaman yang dihasilkan pun akan memiliki pasangan kromosom identik, homozigot. • 6. Kultur Endosperm • Kultur ini dilakukan dengan harapan akan menghasilkan tanaman triploid. Langkah pertama yang harus dilakukan pada teknik ini adalah dengan menginduksi endosperm agar terbentuk kalus. Setelah itu, usahakan agar terjadi diferensiasi, yaitu memacu terjadinya tunas dan akar. • 7. Kultur Embrio • Kultur dari embrio yang belum tua, yang diambil dari biji, mempunyai dua macam aplikasi. Pertama, yaitu inkompatibilitas pada beberapa spesies atau kultivar yang timbul selepas pembentukan embrio dapat menyebabkan aborsi embrio. Embrio yang seperti ini tentu dapat diselamatkan. Caranya adalah dengan mengkulturkan embrio yang belum cukup tua dan menumbuhkannya pada media kultur yang tepat atau sesuai. Contoh Kultur Embrio Anther Culture Pre treatment Callus Induction Acclimatization Regeneration KULTUR PUCUK Regenerasi (sub culture) Aklimatisasi di green house Tahapan Kultur Jaringan • Pembuatan Media • Media yang biasa digunakan untuk kultur jaringan adalah garam, mineral, vitamin, dan hormon. Terkadang dibutuhkan juga bahan-bahan seperti agar, gula, arang, dan beberapa jenis bahan organik lain. • Inisiasi • Inisiasi ini adalah pengambilan eksplan dari salah satu bagian tumbuhan yang mau di kembangbiakkan. Eksplan yang diambil ini akan digunakan dalam proses kultur jaringan dan bersifat meristematis, Apa itu meristematis? Artinya, sel-sel dalam eksplannya aktif melakukan pembelahan. • Sterilisasi • Sesuai dengan namanya, sterilisasi ini digunakan untuk membebaskan eksplan dari segala bentuk proses kehidupan. Eksplan yang sudah melalui proses inisiasi kemudian disterilisasi dengan menggunakan alkohol. Bagaimana caranya, tuh? Eksplannya direndam di alkohol. Oh iya, tempat kamu melakukan proses ini harus steril, ya! • Multipikasi • Multipikasi ini adalah kegiatan memperbanyak tanaman. Cara melakukan multipikasi ini adalah dengan cara menanam eksplan pada media yang telah dibuat sebelumnya untuk mencegah kontaminasi mikroorganisme. Setelah eksplan ditanam, eksplan akan membentuk yang namanya kalus. Kalus ini merupakan kumpulan sel yang belum terdiferensiasi. Setelah itu, kalus akan mengalami pembaharuan nutrisi. • Pengakaran • Pada fase ini, akan ada pertumbuhan akar yang dialami eksplan. Jika ini sudah berlangsung, tandanya proses kultur jaringannya ini mulai berjalan dengan baik. Setelah itu, eksplan akan berkembang menjadi planlet atau tanaman kecil di dalam botol. • Aklimatisasi • merupakan proses penyesuaian diri planlet pada lingkungan tempat tumbuhnya. Aklimatisasi dilakukan dengan cara memindahkan planlet dari tabung ke lingkungan tumbuh baru sebelum ditanam di dalam tanah. Keunggulan Kultur Jaringan • Pengadaan bibit tidak tergantung musim • Bibit dapat diproduksi dalam jumlah banyak dengan waktu yang relatif lebih cepat (dari satu mata tunas yang sudah respon dalam 1 tahun dapat dihasilkan minimal 10.000 planlet/bibit) • Bibit yang dihasilkan seragam • Bibit yang dihasilkan bebas penyakit (menggunakan organ tertentu) • Biaya pengangkutan bibit relatif lebih murah dan mudah • Dalam proses pembibitan bebas dari gangguan hama, penyakit, dan deraan lingkungan lainnya. Jenis Media Kultur Jaringan • 1) Murashige dan Skoog (1962), dapat digunakan hampir semua jenis kultur, terutama pada tanaman herba • 2) White (1934), baik digunakan dalam kultur tanaman tomat • 3) Vacin dan Went, dapat digunakan untuk kultur pada anggrek • 4) Nistch and Nistch, biasanya digunakan dalam kultur serbuk sari dan kultur sel. • 5) Scenk and Haberlandt (1972), cocok untuk kultu jaringan monokitil. Hidroponik • Apa itu hidroponik?? • Hidroponik berasal dari bahasa Yunani yaitu :Hydro yang berarti air Ponos yang berarti dayaHydroponic diartikan memberdayakan air • Definisi :budidaya tanaman dengan memberdayakanair sebagai media penyedia hara bagitanaman. Media Tanam Hidroponik • Dalam hidroponik selain menggunakan air sebagaimedia penyedia hara, kita juga memerlukan media lainguna menopang tanaman agar tidak mudah goyah dantetap bisa tumbuh tegak.Media tanam yang diperlukan adalah media yang tidakmengandung hara, steril dari organisme pembawahama/penyakit, porositas tinggi, mampu menahan air,PH normal (5.5 – 7)Media tanam ini juga biasa disebut sebagai media tanam inert Macam-macam Media Tanam Hidroponik 1. Rockwool • Rockwool merupakan media tanam anorganik yang berbentuk menyerupai busa, memiliki serabut-serabut halus dan bobotnya sangat ringan. Busa initerbentuk dari batuan basalt yang dipanaskan dengan suhu sangat tinggihingga meleleh, kemudian mencair dan terbentuk lah serat-serat halus. • 2. Cocopeat • Cocopeat merupakan media tanam organik yang terbuat dari serbuk sabutkelapa. Karena bersifat organik, maka bisa dikatakan cocopeat adalah mediatanam yang ramah lingkungan. Cocopeat merupakan media tanam yang memiliki daya serap air yang sangat tinggi, memiliki rentang pH antara 5,0-6,8 dan cukup stabil, sehingga bagus untuk pertumbuhan perakaran.Dalam penggunaannya, biasanya cocopeat dicampur dengan media tanam lainseperti sekam bakar dengan perbandingan 50 : 50. Tujuan dari pencampuran iniadalah untuk mempertinggi aerasi pada media tanam, karena daya serap aircocopeat sangat besar sehingga tingkat aerasi kecil. Tingkat aerasi ini berfungsiagar akar dapat bernafas (menyerap oksigen) lebih baik • 3. HydrotonHydroton merupakan media tanam hidroponik yang terbuat dari bahan dasar lempung yang dipanaskan, berbentuk bulatan-bulatan dengan ukuran bervariasiantara 1 cm-2,5 cm. Dalam bulatanbulatan ini terdapat pori-pori yang dapatmenyerap air (nutrisi) sehingga dapat menjaga ketersediaan nutrisi untukHydroton • memiliki pH netral dan stabil. Dengan bentuk yang bulat (tidak bersudut), maka • dapat mengurangi resiko merusak akar, dan ruang antar bulatan-bulatan ini bagusuntuk ketersediaan oksigen bagi akar.Hydroton dapat dipakai berulang-ulang, cukup dicuci saja dari kotoran/lumut/alga jika akan digunakan untuk penanaman selanjutnya. • 4. Sekam bakar • Sekam bakar merupakan salah satu media tanam yang sering dan umumdipakai, tidak hanya untuk budidaya hidroponik saja tetapi juga untuk budidaya-budidaya tanaman dalam pot. Media tanam ini mudah kita temui dan hargasangat ekonomis.Sekam bakar memiliki daya ikat air yang cukup bagus, serta aerasi yang baik. • Merupakan media tanam organik sehingga ramah lingkungan, pH netral • sehingga bagus untuk perakaran tanaman. Dalam penggunaannya padabudidaya hidroponik, sering dicampur dengan cocopeat. • 5. Perlite • Perlite merupakan media tanam yang dibuat dari batuan silika yangdipanaskan pada suhu tinggi. Perlite memiliki aerasi yang bagus, pH netral danbobot yang sangat ringan (mirip busa/styrofoam). Perlite memiliki daya serapair cukup baik sehingga bagus untuk perakaran.Dalam penggunaannya, biasa dicampur dengan media tanam lain seperticocopeat atau vermiculite dengan perbandingan tertentu. • 6. Vermiculite • Vermiculite memiliki sifat yang hampir sama dengan perlite, terbuat dari batuanyang dipanaskan pada suhu tinggi. Tetapi verculite memiliki daya serap airlebih tinggi dan bobot lebih berat dari perlite. Dalam penggunaannya, biasadicampur dengan perlite dengan perbandingan tertentu. • 7. Spons • Spons terbuat dari bahan selulosa yang dicampur dengan kristal natriumsulfat. Karakteristik dari spons adalah menyerap air, poreus dan sangat ringan.Penggunaan media ini dalam berhidroponik adalah untuk menjepit tanamanagar tanaman bisa berdiri kokoh. • • 8. Kerikil/Pasir • Kerikil memiliki pori-pori makro lebih banyak daripada pasir. Kerikil seringdigunakan sebagai media untuk budi daya tanaman secara hidroponik.Penggunaan media ini akan membantu peredaran larutan unsur hara danudara serta pada prinsipnya tidak menekan pertumbuhan akar. Namun, • kerikil memiliki kemampuan mengikat air yang relatif rendah sehingga • mudah basah dan cepat kering jika penyiraman tidak dilakukan secararutin • • 9. Hidrogel • Gel atau hidrogel adalah kristal-kristal polimer yang sering digunakansebagai media tanam bagi tanaman hidroponik. Penggunaan media jenis inisangat praktis dan efisien karena tidak perlu repot-repot untuk menggantidengan yang baru, menyiram, atau memupuk. Selain itu, media tanam ini • juga memiliki keanekaragaman warna sehingga pemilihannya dapat • disesuaikan dengan selera dan warna tanaman. Oleh karenanya, haltersebut akan menciptakan keindahan dan keasrian tanaman hias yangdiletakkan di ruang tamu atau ruang kerja. • 10. PecahanGentengatauBatuBata • Pecahan batu bata juga dapat dijadikan alternatif sebagai media tanam. • Seperti halnya bahan anorganik lainnya, media jenis ini juga berfungsi untukmelekatkan akar. Sebaiknya, ukuran batu-bata yang akan digunakan sebagaimedia tanam dibuat kecil, seperti kerikil, dengan ukuran sekitar 2-3 em.Semakin kecil ukurannya, kemampuan daya serap batu bata terhadap airmaupun unsur hara akan semakin balk. Selain itu, ukuran yang semakin kecil • juga akan membuat sirkulasi udara dan kelembapan di sekitar akar tanaman • berlangsung lebih baik. Jenis Tanaman Untuk hidroponik • • • • Tanaman Hias Aglonema, anthurium, mawar dll Tanaman sayuran daun Kangkung, Selada, Sawi, Bayam dll Tanaman sayuran buah Cabai, Paprika, Tomat dll Tanaman buah Melon, Semangka, Mentimun dll • Keuntungan teknik hidroponik yaitu 1. tidak membutuhkan tanah 2. air akan terus bersirkulasi di dalam sistem dan bisa di gunakan untuk keperluan lain, misal disirkulasikan ke akuarium 3. Mudah dalam pengendalian nutrisi, sehingga nutrisi bisa lebih efisien. 4. relatif tidak menghasilkan polusi nutrisi ke lingkungan. 5. Memberikan hasil yang lebih banyak. 6. Mudah dalam memanen hasil. Aeroponik • Aeroponik berasal dari kata aero yang berarti udara dan ponos yang berarti daya. Jadi, aeroponik adalah pemberdayaan udara. Sebenarnya aeroponik merupakan modifikasi dari hidroponik (mem-berdayakan air), karena air yang berisi larutan unsur hara disemburkan dalam bentuk kabut hingga mengenai akar tanaman. Akar tanaman yang ditanam menggantung akan menyerap larutan hara tersebut. Prinsip dari aeroponik adalah sebagai berikut. Helaian styrofoam diberi lubang-lubang tanam dengan jarak 15 cm. Dengan menggunakan ganjal busa atau rockwool, anak semai sayuranditancapkan pada lubang tanam. Akar tanaman akan menjuntai bebas ke bawah. Di bawah helaian styrofom terdapat sprinkler (pengabut) yang memancarkan kabut larutan hara ke atas hingga mengenai akar. • Metode aeroponik secara detail adalah sebagai berikut ; helai Styrofoam yang digunakan berukuran panjang dua meter, lebar satu meter dan tebal tiga centimeter. Pada Styrofoam dibuatkan lubang berdiameter 1,5 cm sebagai lubang tanam dengan jarak 25 cm x 35 cm. untuk mendukung berdirinya bibit, akar dililit dengan busa atau rockwoll. Pada media dipasang selang pipa polyethylene untuk mengalirkan nutrisi. Tiap 80 cm selang dipasangi sringkler spray jet yang biasa memutar ke segala arah. Tenaga untuk mendorong air ke luar sringkler diperoleh dari pompa air berdaya listrik tinggi. Untuk menghasilkan butiran, pompa hendaknya bertekanan tinggi (1,5-2 atmosfir) Hydrophonis Ada tiga sistem pemberian hara: Sistem hydrophonic Sistem lapisan tipis larutan hara Lapisan tipis Sistem aerophonic Aerophonics 29 Macam macam media tanam
