Kultur Jaringan

Dalam penelitian biologi, kultur jaringan atau tissues culture mengacu pada metode di mana fragmen jaringan tumbuhan atau hewan dimasukkan ke dalam lingkungan buatan yang baru hingga tumbuh.

Meskipun fragmen jaringan sering digunakan, penting untuk diperhatikan bahwa seluruh organ juga digunakan untuk tujuan tissues culture.

Di sini media sangat dibutuhkan untuk memudahkan proses dan tahapan dalam tissues culture.

Pengertian Kultur Jaringan

Sel tumbuhan dapat tumbuh secara terpisah dari tumbuhan utuh dalam sistem tissues culture. Sel tersebut memiliki ciri-ciri sel kalus, yang muncul di permukaan dan terpotong ketika tanaman terluka dan secara bertahap menutupi area yang rusak.

Potongan jaringan tumbuhan perlahan akan membelah dan tumbuh menjadi massa sel yang tidak berwarna jika disimpan dalam kondisi khusus.

Nah, kultur jaringan tanaman secara luas mengacu pada budidaya tanaman, biji dan berbagai bagian tanaman secara in vitro (organ, embrio, jaringan, sel tunggal, protoplas).

Proses budidaya selalu dilakukan dalam media kultur nutrisi dalam kondisi aseptik. Sel tumbuhan memiliki keunggulan tertentu dibandingkan sel hewan dalam sistem kultur.

Tidak seperti sel hewan, sel tumbuhan bisa berdiferensiasi mempertahankan kemampuan totipotensi, kemampuan untuk mengubah keadaan meristematik dan berdiferensiasi menjadi tumbuhan utuh.

Beberapa tujuan dari adanya kultur jaringan adalah:

1. Mempelajari respirasi dan metabolisme tumbuhan.
2. Untuk evaluasi fungsi organ pada tumbuhan.
3. Klon sel tunggal berguna untuk studi genetik, morfologi dan patologis.
4. Suspensi sel embrio dapat digunakan untuk perbanyakan klonal skala besar.
5. Produksi haploid (dengan satu set kromosom) untuk memperbaiki tanaman.
6. Sel mutan dapat dipilih dari kultur dan digunakan untuk perbaikan tanaman.
7. Embrio yang belum matang dapat dibiakkan secara in vitro untuk menghasilkan hibrida, suatu proses yang disebut penyelamatan embrio.

Manfaat Kultur Jaringan

Kultur jaringan tanaman merupakan salah satu bidang bioteknologi yang berkembang pesat, karena potensinya yang tinggi untuk mengembangkan tanaman unggul dan tanaman hias.

Berikut adalah manfaat dari hadirnya metode tissues culture:

1. Dengan kemajuan yang dibuat dalam teknologi tissues culture, cara ini dimungkinkan untuk meregenerasi spesies tanaman apa pun.
2. Menghasilkan tanaman yang lebih baik karena diproduksi di bawah lingkungan yang optimal dari tanaman induk terpilih, dalam kondisi aseptik dan lingkungan yang terkendali.
3. Mengembangkan tanaman yang sulit diperbanyak dibandingkan dengan stek atau cara tradisional lainnya.
4. Tanaman yang dibudidayakan dengan tissues culture lebih kuat dan cepat tumbuh dibandingkan dengan tanaman konvensional.
5. Tingkat kesamaan tanaman yang dikembangkan dengan tissues culture dengan pohon aslinya jauh lebih mirip dibandingkan dengan tanaman yang diproduksi secara konvensional.
6. Tanaman tissues culture bebas dari penyakit.

Tahapan

Langkah-langkah untuk kultur jaringan pada tanaman adalah:

1. Fase Inisiasi

Fase inisiasi merupakan fase pertama tissues culture. Di sini, jaringan yang diinginkan diambil dan dimasukkan serta disterilkan untuk mencegah mikroorganisme mempengaruhi proses secara negatif.

Selama tahap inilah jaringan dimulai untuk kultur.

2. Tahap Multiplikasi

Tahap multiplikasi merupakan tahap kedua dari tissues culture di mana bahan tanaman in vitro dibelah kembali dan kemudian dimasukkan ke dalam media.

Di sini, media tersusun dari komponen-komponen yang sesuai untuk pertumbuhan dan bertanggung jawab untuk proliferasi jaringan dan produksi banyak tunas.

3. Pembentukan Akar

Pada fase inilah akar terbentuk. Di fase ini, hormon dibutuhkan untuk menginduksi perakaran, dan melengkapi planlet.

Teknik

Kultur jaringan memiliki beberapa teknik, di antaranya adalah:

1. Mikropropagasi

Teknik ini digunakan untuk tujuan mengembangkan tanaman klonal berkualitas tinggi (klon adalah sekelompok sel identik). Teknik satu ini memiliki potensi untuk menghasilkan tumbuhan dengan cepat dan besar dari genotipe baru.

2. Genetika Sel Somatik

Teknik selanjutnya adalah genetika sel somatik. Teknik ini seringnya digunakan untuk produksi haploid dan hibridisasi somatik

3. Transgenik

Teknik satu ini digunakan untuk ekspresi gen mamalia atau gen tanaman dengan berbagai spesies. Transgenik terbukti bermanfaat untuk rekayasa spesies yang tahan terhadap virus dan serangga.

Media

Ada sejumlah media kultur yang yang banyak digunakan, apa sajakah itu?

1. Media Murashige dan Skoog (MS)

Media ini ditemukan oleh dua ilmuwan bernama Toshio Murashige dan Folke K. Skoog pada tahun 1962 saat kedua ilmuwan tersebut sedang mengerjakan penemuan tentang metode yang bisa mengatur tumbuh kembangnya tanaman.

Menurut kedua ilmuwan ini, MS adalah media yang paling bagus digunakan untuk tissues culture. Dengan media ini, Anda dapat mengamati beberapa angka, yang menunjukkan konsentrasi sukrosa dalam medium.

Misalnya, MS0 menunjukkan tidak adanya sukrosa dan MS10 menunjukkan adanya 10 g/l sukrosa dalam medium.

Formulasinya adalah campuran nutrisi seperti garam anorganik, vitamin, dan asam amino. Media ini bagus untuk menginduksi organogenesis, kultur kalus, mikropropagasi, dan suspensi sel.

2. Medium Linsmaier dan Skoog (LS)

Media ini dikembangkan oleh Linsmaier dan Skoog sekitar tahun 1965. Media ini pertama kali digunakan untuk mengoptimalkan suplemen organik dari kultur tembakau.

Media LS memiliki komponen yang mirip dengan Murashige dan Skoog dengan campuran vitamin Linsmaier dan Skoog.

Keduanya menemukan bahwa peningkatan konsentrasi tiamin hipoklorit (0.4 mg/l daripada 0.1 mg/l) mengkompensasi tidak adanya vitamin kecuali inositol.

Inositol sendiri adalah kofaktor enzimatik dalam glikolisis dan siklus TCA dan juga terlibat dalam metabolisme primer dan sekunder tanaman.

Media ini bagus untuk tujuan organogenesis, kultur kalus, suspensi sel, dan mikropropagasi.

3. Gamborg (B5)

Media ini dikembangkan oleh O. L. Gamborg pada tahun 1968. Ia menggunakan media kultur kalus dan suspensi sel Glycine. Media ini merupakan campuran nutrisi seperti garam anorganik, vitamin, dan karbohidrat.

B5 memiliki konsentrasi nitrat dan kalium yang lebih tinggi, namun konsentrasi amonianya lebih rendah.

Kalium nitrat bermanfaat dalam menginduksi pembentukan kalus akar kedelai dan amonium sulfat berperan penting dalam pertumbuhan sel.

4. Medium Nitsch dan Nitsch (NN)

Media NN dikembangkan oleh J. P. Nitsch pada tahun 1969 untuk pengembangan kultur antera in vitro Nicotiana. NN ini mengandung konsentrasi tinggi tiamin, biotin, dan asam folat yang mendukung kalus antera.

5. White

White’s Medium atau media White dikembangkan oleh P. R. White pada tahun 1963 untuk pembentukan kultur akar tomat. White’s Medium adalah media tissues culture tanaman yang paling awal dikembangkan untuk kultur akar.

Hal ini disebabkan karena media ini memiliki konsentrasi garam yang lebih rendah dan konsentrasi MgSO4 yang lebih tinggi.

Konsentrasi nitratnya bahkan 19% lebih rendah dibandingkan media MS. Media White dapat digunakan untuk tujuan kultur pucuk dan kultur kalus.

Contoh

Contoh tanaman penting yang telah ditanam dalam kultur jaringan adalah:

1. Kelapa sawit
2. Pisang raja
3. Pohon pinus
4. Pisang
5. Kurma
6. Terong
7. Bengkoang
8. Nanas
9. Pohon karet
10. Ubi kayu,
11. Ubi jalar
12. Tomat

Kultur jaringan tanaman dikaitkan dengan berbagai aplikasi, namun yang paling penting adalah produksi obat-obatan dan senyawa industri penting lainnya.

Adanya tissues culture atau kultur jaringan juga digunakan untuk mempelajari berbagai penyakit tanaman dan mencari tahu cara-cara untuk membasminya.