pembibitan dengan kultur jaringan

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. Kultur meristem2. Kultur pucuk3. Kultur embrio4. Kultur embrio somatik (SE = somatic

embryo)

KELEBIHAN DAN KELEMAHAN KULTUR JARINGAN

Kelebihan : 1. Jumlah bibit yang diproduksi bisa banyak2. Sehat, bebas dari virus dan penyakit lain3. Relatif cepat (rate 4-5 perbulan)4. Seragam 5. Memudahkan dalam transportasi

KELEBIHAN DAN KELEMAHAN KULTUR JARINGAN

Kekurangan :1. Biaya lebih mahal2. Butuh skill/keahlian khusus3. 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 penuhb. Inti sel besarc. Belum ada vacuola dan amylumd. Aktif membelah

1. Kultur meristem

Tujuan : untuk menghasilkan tanaman bebas virusPenggunaan : 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

• 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

Mengapa virus tidak terdapat di jaringan meristem :

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 PEMBIBITANPersiapan induk

Isolasi explant

Proliferasi (7x)

Perakaran

Aklimatisasi

Pembesaran

CONTOH PEMBIBITAN KOMERSIAL

1. Kentang2. Krisan3. Anggrek4. Jati5. Pisang

A. Pembibitan kentang

Tanaman induk sehat (seleksi)

Kultur meristem

Proliferasi

Aklimatisasi

Aklimatisasi

Penanaman di screen house ………. G0

Lapang I ……………………………….G1

Lapang II ………………………………G2

Lapang III ………………………………G3

B. Pembibitan krisanPersiapan tanaman induk

Isolasi

Proliferasi

Aklimatisasi

Stek pucuk

Bibit

C. Pembibitan anggrekBiji/embrio

Isolasi

Perkecambahan

Planlet

Seedling

Remaja

Dewasa

Tunas/tangkai bunga

Isolasi

Embriogenesis somatik

Regenerasi planlet

Seedling

Remaja

Dewasa

D. Pembibitan jati/pisangPersiapan 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 isolasi2. Media proliferasi3. 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 culureKanan atas : aklimatisasiBawah : perbanyakan stek

SYNTHETIC/ ARTIFICIAL SEEDEncapsulated or coated somatic embryos (embryoids)

that are planted and treated like seed

1. Ease of handling while in storage2. Easy to transport3. Has potential for long term storage without

losing viability4. Maintains the clonal nature of the resulting

plants5. 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.

Advantages

StepsEstablish 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