1. Kuliah 11Dr. Joko Prayitno MSc.KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANGAHARUGAHARUBalai Teknologi LingkunganBadan Pengkajian dan Penerapan Teknologi

2. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANApa yang dimaksud dengan kultur jaringan?Teknik menumbuhkan bagian tanaman (jaringan atau organ)secara aseptik di dalam botol (in vitro) yang berisi nutrisidan/atau hormon pertumbuhan.selMedia agar berisi nutrisiPucuk tanamanhttp://www.clonal-solutions.com.au

3. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANApa kegunaan kultur jaringan?2.untuk mendapatkan tanaman bebas penyakit. Contoh: tanamankentang bebas virus.1.Untuk perbanyakan tanaman secara cepat dalam jumlahbanyak dan seragam.- Sebagai alternatif perbanyakan cara konvensional (stek, biji)- Sebagai upaya penyelamatan tanaman langka, seperti gaharu,cendana, dll.: jumlah meningkat 10x dalam 2 bulancepat: berasal dari satu tanamanseragam

4. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANApa kegunaan kultur jaringan?3.untuk menumbuhkan embryo tanaman yang tidak memilikiendosperm. Contoh: tanaman anggrek.4.untuk regenerasi tanaman hasil rekayasa genetik.

5. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANApa kerugian dari teknik ini?Investasi yang lebih besar dibandingkan perbanyakan konvensional,terutama untuk membangun dan mengoperasikan lab.Dapat dikonpensasi dengan keuntungan yang lebih baik,terutama untuk tanaman yang mensyaratkan kualitas tinggi/baik,misal: kelapa sawit, kentang bebas virus, anggrekTAPI...

6. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANBagaimana tekniknya?sterilisasiperbanyakanInduksi akaraklimatisasi23451Sumber eksplan

7. 1. Sumber Eksplan1. Sumber Eksplaneksplan Bagian tanaman yang digunakan sebagai sumberperbanyakan dalam kultur jaringanSyarat:Mudah disterilisasiDari jaringan muda, karena lebih mudah diregenerasiResponsif terhadap media pertumbuhanSumber eksplan:Tunas pucukTunas aksilarbiji/embryoHipokotilKotiledondaun

8. Sumber EksplanSumber EksplanHal-hal yang mempengaruhi keberhasilan kultur jaringanPemilihan eksplanUmur tanaman yang dijadikan sebagaisumber eksplanKondisi fisiologi tanaman pada waktupengambilan eksplan

9. Sumber EksplanSumber EksplanTunas bukuTunas pucukBijiGaharu

10. Sumber EksplanSumber EksplanBijihttp://herbnature.blogspot.com/2008/04/aquilaria-agarwood-karas-or-gaharu.htmlBiji bersifat rekalsitran (cepat kehilangan daya tumbuh).Sebaiknya dipilih yang biji yang baru dipanen dari pohon.

11. Sumber EksplanSumber EksplanTunas pucuk dan bukuTunas dari bibit sebaiknya diambildari bibit di polibag yang memilikitinggi sekitar 1 m, karena :Untuk mengurangi kontaminasi jamur waktu eksplanpertama kali dikulturkan, bibit di polibag disemprot denganfungisida seminggu sebelum sterilisasi eksplan1. Lebih mudah penanganandan pemeliharaan2. Tunas dapat langsungdipotong dan disterilisasiTunas dari kecambah in vitro ataudari bibit di polybag.

12. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANBagaimana tekniknya?perbanyakanInduksi akaraklimatisasi1 sterilisasi2345Sumber eksplan

13. Sterilisasi EksplanSterilisasi EksplanMedia tumbuh selain dibutuhkan oleh tanaman, juga disukaioleh jamur dan bakteri.Bakteri dan jamur hidup di permukaan maupun di dalamtanaman (eksplan).Eksplan perlu disterilisasi dan ditanam dalam kondisi aseptisSterilisasi yang dilakukan adalah sterilisasi permukaan, yanghanya membunuh mikroba di permukaan eksplan.Bakteri dan jamur yang hidup di dalam jaringan tanaman(kalau ada) masih tetap hidup dan dapat berkembang biaksewaktu-waktu.Eksplan sebaiknya diambil dari tanaman yang sehat danyang tumbuh di lingkungan relatif bersih.

14. Sterilisasi EksplanSterilisasi EksplanBahan aktif bersifat oksidator kuat (senyawa halogen, logamberat, asam). Yang banyak digunakan: Sodium hipoklorit(pemutih).Penggunaan logam berat seperti HgCl2 sekarang tidakdisarankan.Penggunaan antibiotik tidak terlalu efektif.Sterilan

15. BijiCuci dengandeterjenBilas denganairNa-hipoklorit(pemutih),20-30%,20 menitBilas denganair steril 3xSterilisasi EksplanSterilisasi Eksplan

16. Tunas pucuk dan bukuRendamdalamfungisida 30menitBilas denganairNa-hipoklorit(pemutih),10-20%,20 menitBilas denganair steril 3xPotong menjadiranting pendekMata tunasKultur jaringanSterilisasi EksplanSterilisasi Eksplan

17. Sterilisasi EksplanSterilisasi EksplanSebagian permukaan tanaman biasanya diselimuti olehlapisan lilin ---> mengurangi kontak antara sterilan dengantanamanDeterjen dapat menghilangkan lilin di permukaan tanamandan juga sebagian mikroba yang melekat.Pengadukan disarankan agar kerja deterjen lebih efektif.Pencucian dengan deterjen

18. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANBagaimana tekniknya?perbanyakanInduksi akaraklimatisasi1 sterilisasi2345Sumber eksplanPerbanyakan tunasaksilarEmbriogenesis somatikPerbanyakan tunasadventif

19. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANPerbanyakan tunasaksilarTunas pucukTunas aksilardi atastangkai daun>95% dari perbanyakan sistem kultur jaringanSederhana dan praktisSecara genetik lebih stabil

20. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANPerbanyakan tunasadventifEfisien, tapi secara genetik kurang stabilPotongan tunasditanam di mediaagarKalus tumbuh dipangkal tunasTunas adventifmuncul dari kalusTunas adventif = tunas yang muncul dari sel selain sel meristem tunas.Dalam kultur jaringan sering muncul sekumpulanmassa sel akibat induksi dari fitohormon. Massa seltersebut disebut kalus.kalus

21. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANTunas adventif yang tumbuh akan menyerupaibagian daun kimera dimana tunas tersebut munculPembentukan tunas adventif pada tanaman kimeraTunas adventif kuning Tunas adventif hijauDaunutuhPotongandaun

22. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANApa saja yang dibutuhkan untuk perbanyakan?MediamineralvitaminAsam aminofitohormonagarSumbereksplan

23. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANKondisiTumbuhcahayakelembabansuhuaseptikApa saja yang dibutuhkan untuk perbanyakan?

24. MediaMediaSebagai sumber makanan (nutrisi) bagi eksplan untuktumbuh dan berkembangUnsur hara makro (> mg/L) : N, P, K, Ca, Mg, SKomposisiUnsur hara mikro (< mg/L) : Fe, B, Mo, Zn, Cu, MnVitamin : myo-inositol, nicotinic acid, thiamin (B1), Pyridoxin(B6)Asam amino : GlycineSumber karbon : sukrosaFitohormon : auksin, sitokininAgar

25. MediaMediaHara makro dan mikroKebutuhan tiap jenis tanaman akan unsur hara berbeda-beda.Karena itu telah dibuat berbagai jenis formula media khususuntuk jenis-jenis tanaman tertentu.Formulasi media yang banyak dipakai di kultur jaringan gaharu:- Murashige and Skoog (MS), diformulasikan tahun 1962Diberikan dalam bentuk garam.

26. MediaMediaVitaminVitamin yang paling banyak digunakan: myo-inositol, nicotinicacid, thiamin (B1), Pyridoxin (B6).Vitamin berfungsi sebagai katalis dalam reaksi enzimatis di sel.Thiamin merupakan vitamin esensial yang dibutuhkan dalamkultur jaringan.

27. MediaMediaKomposisi media Murashige dan Skoog (1961)Senyawa Kimia Jumlah(mg/L)NH4NO3 1650KNO3 1900CaCl22H2O 440MgSO47H2O 370KH2PO4 170H3BO3 6.2MnSO4H2O 16.9ZnSO4H2O 8.6KI 0.83NaMoO42H2O 0.25Senyawa kimia Jumlah (mg/L)CuSO45H2O 0.025CoCl26H2O 0.025FeSO47H2O 27.8Na2EDTA2H2O 37.3myo-inositol 100.0nicotinic acid 0.5thiamineHCl 0.1pyridoxineHCl 0.5glycine 2.0sucrose 30000agar 8000

28. MediaMediaFitohormonMerangsang pertumbuhan akar dan pembentukankalus.Auksin alami, yaitu IAA, diproduksi di ujung tunasdan dialirkan ke tunas lateral dan akar.Auksin sintetik : NAA, 2,4-D, IBA, picloram, 2,4,5-T.AuxinSitokininMerangsang pembentukan tunas adventif.Sitokinin alami, yaitu zeatin, diproduksi di ujung akarkemudian dialirkan ke tajuk.Sitokinin sintetik: BAP, kinetin, thidiazuron.Bersama dengan auksin merangsang pembelahansel.

29. MediaMediasitokininauxinInteraksi auksin dan sitokinin= kalus (massa sel)= potongan daun= tunas adventif= akarHormon yang digunakan dalam kultur jaringan gaharu: sitokininBAP 0.5 1.0 mg/l.

30. MediaMediaSumber karbonTanaman tidak dapat memenuhi seluruh kebutuhannya akansenyawa karbon dari fotosintesis karena prosesnya sudahmenurunYang paling umum digunakan : sukrosa. Jenis lain yang dapatditambahkan adalah glukosa dan fruktosa.Tanaman kultur jaringan mendapatkan sebagian energi dariproses fotosintesis. Namun...Untuk perbanyakan tanaman gaharu, digunakan sukrosasebanyak 30 g/l.

31. Kondisi TumbuhKondisi TumbuhAseptikCahayaSuhu : 22-25CKelembabanCahayaCahaya buatan dari lampu neon dengan intensitas 1000 1500lux (135-210 mole/m2/s), atau 2 buah lampu neon 20 watt padaketinggian 40 cm di atas botol kultur.Bila intensitas cahaya ditingkatkan, dapat mengurangikebutuhan gula, mengurangi tingkat kontaminasi dan tanamanlebih mudah tumbuh dan berdaptasi di rumah kaca.Pengaturan sumber cahaya dari samping juga dapat dilakukan.

32. Hasil PerbanyakanHasil PerbanyakanEksplan tunas aksilar menghasilkan tunas baru setelah 5 minggudalam media MS yang mengandung BAP 0.5 mg/l (Azwin et al.,2006).Pada media yang sama setelah 12 minggudihasilkan rata-rata 5.6 tunas aksilar baru.Eksplan Hormon Waktu induksi ReferensiBuku kotiledon BAP 1 mg/L 16 hari Mia et al. (2005)Tunas aksilar bibit BAP 0.5 mg/l 5 minggu Azwin et al. (2006)Tunas aksilar kecambah BAP 0.3 mg/l 7 minggu He et al., (2005)Mia et al. (2005), JAgroBiogenEksplan tunas aksilar menghasilkan 4 tunassetelah 16 hari dalam media MS yangmengandung BAP 1 mg/l (Mia et al., 2006).

33. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANBagaimana tekniknya?perbanyakanInduksi akaraklimatisasi1 sterilisasi2345Sumber eksplan

34. Kondisi TumbuhKondisi TumbuhInduksi AkarDalam tahap perbanyakan hanya dihasilkan tunas tanpa akar,sehingga perlu diinduksi akar agar tanaman dapat ditanam ditanah.Untuk menginduksi pembentukan akardigunakan auksin.Auksin NAA 1.0 mg/l dapatmenginduksi perakaran (He et al.,2005)He et al., 2005: JZhejiang

35. KULTUR JARINGANKULTUR JARINGANBagaimana tekniknya?perbanyakanInduksi akaraklimatisasi1 sterilisasi2345Sumber eksplan

36. Kondisi TumbuhKondisi TumbuhAklimatisasiTanaman hasil kultur jaringan di botol tidak dapat langsungditanam dipot ----> perlu aklimatisasi (adaptasi).Tanaman di botol dicuci dengan air bersih untuk menghilangkansisa agar dan media yang melekat di akar.Tanaman dipindahkan ke pot yang berisi media kompos,kemudian ditutup dengan plastik untuk menjaga kelembaban.Tanaman diletakkan di dalam rumah kaca. Setelah sebulanplastik penutup dapat dibuka

37. KESIMPULANKESIMPULANEksplan yang digunakan: biji atau tunas aksilar dari kecambahin vitro atau bibit di polibagMedia kultur jaringan yang digunakan untuk perbanyakan tunasgaharu adalah MS ditambah dengan sitokinin BAP 0.5 1.0mg/l.Waktu yang dibutuhkan untuk pembentukan tunas bervariasidari 16 hari hingga 5 minggu. Tunas yang terbentuk 4-5 tunas.Perakaran dapat diinduksi dengan auksin NAA 0.3 mg/l selama2 minggu.

38. Sekian terima kasih