Makalah Kultur Jaringan Tumbuhan Kentang

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT, yang atas rahmat-Nya maka penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas makalah yang berjudul “Kultur Jaringan Tumbuhan Kentang”.

Penulisan makalah ini adalah salah satu tugas kelompok. Dalam Penulisan tugas kelompok ini penulis merasa masih banyak kekurangan-kekurangan baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang dimiliki penulis. Untuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini.

Dalam penulisan makalah ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan makalah ini.

Akhirnya penulis berharap semoga Allah memberikan imbalan yang setimpal pada mereka yang telah memberikan bantuan, dan dapat menjadikan semua bantuan ini sebagai ibadah.

          Bengkulu Tengah, 23 September 2018

Penulis

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN…………………………………………………………………………1

1.1         Latar Belakang ……………………………………………………………………………...1

1.2         Rumusan Masalah ………………………………………………………………………….2

1.3         Tujuan Makalah …………………………………………………………………………….2

BAB II PEMBAHASAN………………………………………………………………………….3

2.1     Definisi Kultur Jaringan ……………………………………………………………………3

2.2     Kelebihan dan Kekurangan Teknik Kultur Jaringan ……………………………………….3

2.3     Teknik Kultur Jaringan pada Tanaman Kentang …………………………………………...4

2.4     Manfaat Kultur Jaringan pada Tanaman Kentang ………………………………………….8

2.5     Faktor yang mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan pada Kultur Jaringan……...9

BAB III PENUTUP……………………………………………………………………………...10

3.1 Kesimpulan ………………………………………………………………………………….10

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1     Latar Belakang

Kultur  jaringan atau yang biasa disebut kultur in vitro merupakan suatu metode untuk mengisolasi bagian tanaman seperti protoplasma, sel, sekelompok sel, jaringan dan organ serta menumbuhkannya dalam kondisi aseptik, sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan beregenerasi menjadi tanaman utuh kembali (Gunawan, 1998 dalam Kusumaningrum,2007). Dasar pemikiran teknik kultur jaringan adalah teori totipotensi sel, yaitu kemampuan sel tumbuhan membentuk tanaman lengkap bila ditempatkan dalam lingkungan yang sesuai. Umumnya sifat totipotensi lebih banyak dimiliki oleh bagian tanamna yang masih muda dan banyak dijumpai pada daerah meristematik (Santoso dan Nursandi , 2003 dalam Kusumaningrum, 2007). Keunggulan dari sistem kultur jaringan tanaman adalah dapat menghasilkan tanaman dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang singkat, bebas hama dan penyakit serta identik dengan induknya (Wattimena, 2000 dalam Kusumaningrum, 2007).

Tanaman kentang merupakan tanaman dikotil yang menghasilkan umbi. Tanaman kentang yang dibudidayakan di seluruh dunia dapat digolongkan ke dalam dua kelompok sub spesies yaitu S. Tuberosum susp. Tuberosum yang beradaptasi terhadap hari panjang dan S. Tuberosum subsp. Andigena yang beradaptasi terhadap hari pendek ( Wattimena, 2000 dala Kusumaningrum, 2007). Ahli botani mengklasifikasikan kentang dalam Divisi Spermathophyta, Subdivisi angiospermae, Kelas Dicotyledon, Ordo Tubliforae, Famili Solanaceae, Genus Solanum dan spesies solanum tuberosum.

Secara klonal tanaman kentang dapat diperbanyak dengan umbi bibit, umbi mini, true potato seed (TPS), umbi mikro, maupun stek mikro. Tujuan dari perbanyakan kultur jaringan pada  kentang adalah untuk  memproduksi sejumlah besar bahan tanaman dengan gen identik, produksi sesuai dengan induknya (Wattimena, 1992 dalam Kusumaningrum, 2007)

1.2     Rumusan Masalah

1.             Apa itu Kultur jaringan?

2.             Apa kelemahan dan kelebihan dari kultur jaringan?

3.             Bagaimana penerapan Kultur jaringan pada kentang?

4.             Manfaat apa saja yang di peroleh dari  Kultur jaringan pada tanaman kentang?

5.             Apa faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada kultur jaringan?

1.3     Tujuan

1.             Untuk mengetahui definisi Kultur jaringan.

2.             Untuk mengetahui kelemahan dan kelebihan kultur jaringan.

3.             Untuk mengetahui cara kultur jaringan pada tanaman kentang.

4.             Untuk mengetahui manfaat dari kultur jaringan.

5.             Untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh pada kultur jaringan

BAB II

PEMBAHASAN

2.1     Definisi Kultur Jaringan     

Kultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian dari tanaman seperti protoplasma, sel, sekelompok sel, jaringan dan organ, serta menumbuhkannya dalam kondisi aseptik. Sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap kembali. Teori sel atau yang lebih dikenal dengan teori totipotensi menyatakan bahwa setiap sel tanaman hidup mempunyai informasi genetik dan perangkat fisiologis yang lengkap untuk dapat tumbuh dan berkembang menjadi tanaman utuh jika kondisinya sesuai. Sel-sel tersebut merupakan kesatuan biologis terkecil yang mempunyai kemampuan untuk mengadakan berbagai aktivitas hidup, seperti: metabolisme, reproduksi, pertumbuhan dan beregenerasi.

Tujuan pokok penerapan perbanyakan dengan teknik kultur jaringan adalah produksi tanaman dalam jumlah besar pada waktu singkat, terutama untuk varietas-varietas unggul yang baru dihasilkan. Dalam bidang pertanian kultur jaringan berproduksi tanaman bebas virus dengan teknik kultur meristem. Untuk produksi bahan-bahan farmasi dimana sel-sel kultur juga menghasilkan persenyawaan-persenyawaan yang dibutuhkan manusia dengan tingkat produksi per-unit berat kering yang setara atau lebih tinggi dari tanaman asalnya.

2.2         Kelebihan dan Kelemahan Teknik Kultur Jaringan

1.             Kelebihan teknik kultur jaringan adalah :

1.             Dapat memperbanyak tanaman tertentu yang sangat sulit dan lambat diperbanyak secara konvensional.

2.             Dalam waktu singkat dapat menghasilkan jumlah bibit yang lebih besar.

3.             Perbanyakannya tidak membutuhkan tempat yang luas.

4.             Dapat dilakukan sepanjang tahun tanpa mengenal musim.

5.             Bibit yang dihasilkan lebih sehat dan dapat memanipulasi genetik dan biaya pengangkutan bibit lebih murah.

2.             Kelemahan teknik kultur jaringan adalah :

1.             Dibutuhkannya biaya yang relatif lebih besar untuk pengadaan laboratorium.

2.             Dibutuhkan keahlian khusus untuk mengerjakannya dan tanaman yang dihasilkan berukuran kecil dengan kondisi aseptik.

3.             Terbiasa dilingkungan hidup dengan kelembaban tinggi dan relatif stabil sehingga perlu perlakuaan khusus setelah aklimatisasi dan perlu penyesuaian lagi untuk kelingkungan eksternal.

2.3     Teknik Kultur Jaringan pada Tanaman Kentang

Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan adalah:

1.             Pemilihan dan Penyiapan Tanaman Induk Sumber Eksplan

Sebelum melakukan kultur jaringan pada suatu tanaman kentang, kegiatan yang pertama harus dilakukan adalah memilih bahan induk yang akan diperbanyak. Tanaman kentang tersebut harus jelas jenis, spesies, dan varietasnya serta harus sehat dan bebas dari hama dan penyakit. Tanaman kentang indukan sumber eksplan tersebut harus dikondisikan dan dipersiapkan secara khusus di rumah kaca atau greenhouse agar eksplan yang akan dikulturkan sehat dan dapat tumbuh baik serta bebas dari sumber kontaminan pada waktu dikulturkan secara in-vitro.

Lingkungan tanaman induk kentang yang lebih higienis dan bersih dapat meningkatkan kualitas eksplan. Pemeliharaan rutin yang harus dilakukan meliputi: pemangkasan, pemupukan, dan penyemprotan dengan pestisida (fungisida, bakterisida, dan insektisida), sehingga tunas baru yang tumbuh menjadi lebih sehat dan dan bersih dari kontaminan. Selain itu pengubahan status fisiologi tanaman induk kentang sebagai sumber eksplan kadang-kadang perlu dilakukan seperti memanipulasi parameter cahaya, suhu, dan zat pengatur tumbuh. Manipulasi tersebut bisa dilakukan dengan mengondisikan tanaman induk dengan fotoperiodisitas dan temperatur tertentu untuk mengatasi dormansi serta penambahan ZPT seperti sitokinin untuk merangsang tumbuhnya mata tunas baru dan untuk meningkatkan reaktivitas eksplan pada tahap inisiasi kultur. Syarat-syarat eksplan yang baik :

1.             Berasal dari induk yang sehat dan subur.

2.             Berasal dari induk yang diketahui jenisnya.

3.             Tempat tumbuh pada lingkungan yang baik.

4.             Ukuran tunas optimal sekitar 5 cm tingginya ( biasanya ukuran tunas    yang bisa dipakai sebagai eksplan adalah tunas yang berukuran antara 5 – 10 cm),bukan tunas yang baru tumbuh atau yang sudah kelewat besar.

  

2.             Inisiasi Kultur

Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan pada tanaman kentang adalah bagian tunas.

Tujuan utama dari propagasi secara in-vitro tahap ini adalah pembuatan kultur dari eksplan yang bebas mikroorganisme serta inisiasi pertumbuhan baru (Wetherell, 1976) tahap ini mengusahakan kultur yang aseptik atau aksenik. Aseptik berarti bebas dari mikroorganisme maupun penyakit, sedangkan aksenik berarti bebas dari mikroorganisme yang tidak diinginkan. Dalam tahap ini juga diharapkan bahwa eksplan yang dikulturkan akan menginisiasi pertumbuhan baru, sehingga akan memungkinkan dilakukannya pemilihan bagian tanaman yang tumbuhnya paling kuat,untuk perbanyakan (multiplikasi) pada kultur tahap selanjutnya (Wetherell, 1976).

Masalah yang sering dihadapi pada kultur tahap ini adalah terjadinya pencokelatan atau penghitaman bagian eksplan (browning). Hal ini disebabkan oleh senyawa fenol yang timbul akibat stress mekanik yang timbul akibat pelukaan pada waktu proses isolasi eksplan dari tanaman induk. Senyawa fenol tersebut bersifat toksik, menghambat pertumbuhan atau bahkan dapat mematikan jaringan eksplan.

3.       Sterilisasi

Sterilisasi adalah suatu kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan. Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril. Tunas hidup di atas tanah sering banyak tanah yang melekat perlu dibersihkan hal ini karena pada eksplan tunas khususnya pada kentang mengandung jamur seperti fusarium.

 4.      Multiplikasi atau Perbanyakan Propagul

Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan pada kentang. Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar. Tahap ini bertujuan untuk menggandakan propagul atau bahan tanaman yang diperbanyak seperti tunas atau embrio, serta memeliharanya dalam keadaan tertentu sehingga sewaktu-waktu bisa dilanjutkan untuk tahap berikutnya. Pada tahap ini, perbanyakan dapat dilakukan dengan cara merangsang terjadinya pertumbuhan tunas cabang dan percabangan aksiler atau merangsang terbentuknya tunas pucuk tanaman secara adventif, baik secara langsung maupun melalui induksi kalus terlebih dahulu. Seperti halnya dalam kultur fase inisiasi, di dalam media harus terkandung mineral, gula, vitamin, dan hormon dengan perbandingan yang dibutuhkan secara tepat (Wetherell, 1976). Hormon yang digunakan untuk merangsang pembentukan tunas tersebut berasal dari golongan sitokinin seperti BAP, 2-iP, kinetin, atau thidiadzuron (TDZ). Kemampuan memperbanyak diri yang sesungguhnya dari suatu perbanyakan secara in-vitro terletak pada mudah tidaknya suatu materi ditanam ulang selama multiplikasi (Wetherell, 1976). Eksplan tanaman kentang dalam kondisi bagus dan tidak terkontaminasi dari tahap inisiasi kultur dipindahkan atau disubkulturkan ke media yang mengandung sitokinin. Subkultur dapat dilakukan berulang-ulang kali sampai jumlah tunas yang kita harapkan, namun subkultur yang terlalu banyak dapat menurunkan mutu dari tunas yang dihasilkan, seperti terjadinya penyimpangan genetik (aberasi), menimbulkan suatu gejala ketidak normalan (vitrifikasi) dan frekuensi terjadinya tanaman off-type sangat besar.

5.             Pemanjangan Tunas, Induksi, dan Perkembangan Akar

Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteri ataupun jamur. Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru (disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan bakteri).

Tujuan dari tahap ini adalah untuk membentuk akar dan pucuk tanaman yang cukup kuat untuk dapat bertahan hidup sampai saat dipindahkan dari lingkungan in-vitro ke lingkungan luar. Dalam tahap ini, kultur tanaman akan memperoleh ketahanannya terhadap pengaruh lingkungan, sehingga siap untuk diaklimatisasikan (Wetherell, 1976). Tunas-tunas yang dihasilkan pada tahap multiplikasi di pindahkan ke media lain untuk pemanjangan tunas. Media untuk pemanjangan tunas mengandung sitokinin sangat rendah atau tanpa sitokinin. Tunas tersebut dapat dipindahkan secara individu atau berkelompok. Pemanjangan tunas secara berkelompok lebih ekonomis daripada secara individu. Setelah tumbuh cukup panjang, tunas tersebut dapat diakarkan. Pemanjangan tunas dan pengakarannya dapat dilakukan sekaligus atau secara bertahap, yaitu setelah dipanjangkan baru diakarkan. Pengakaran tunas in-vitro dapat dilakukan dengan memindahkan tunas ke media pengakaran yang umumnya memerlukan auksin seperti NAA atau IBA. Keberhasilan tahap ini tergantung pada tingginya mutu tunas yang dihasilkan pada tahap sebelumnya.

6.             Aklimatisasi

Dalam proses perbanyakan tanaman kentang secara kultur jaringan, tahap aklimatisasi planlet merupakan salah satu tahap kritis yang sering menjadi kendala dalam produksi bibit secara masal. Pada tahap ini, planlet atau tunas mikro dipindahkan ke lingkungan di luar botol seperti rumah kaca , rumah plastik, atau screen house (rumah kaca kedap serangga). Proses ini disebut aklimatisasi. Aklimatisasi adalah proses pengkondisian planlet atau tunas mikro (jika pengakaran dilakukan secara ex-vitro) di lingkungan baru yang aseptik di luar botol, dengan media tanah, atau pakis sehingga planlet dapat bertahan dan terus menjadi bibit yang siap ditanam di lapangan. Prosedur pembiakan dengan kultur jaringan baru bisa dikatakan berhasil jika planlet dapat diaklimatisasi ke kondisi eksternal dengan keberhasilan yang tinggi.

Tahap ini merupakan tahap kritis karena kondisi iklim mikro di rumah kaca, rumah plastik, rumah bibit, dan lapangan sangatlah jauh berbeda dengan kondisi iklim mikro di dalam botol. Kondisi di luar botol bekelembaban nisbi jauh lebih rendah, tidak aseptik, dan tingkat intensitas cahayanya jauh lebih tinggi daripada kondisi dalam botol.

Planlet atau tunas mikro lebih bersifat heterotrofik karena sudah terbiasa tumbuh dalam kondisi berkelembaban sangat tinggi, aseptik, serta suplai hara mineral dan sumber energi berkecukupan. Disamping itu tanaman kentang tersebut memperlihatkan beberapa gejala ketidak normalan, seperti bersifat sukulen, lapisan kutikula tipis, dan jaringan vaskulernya tidak berkembang sempurna, morfologi daun abnormal dengan tidak berfungsinya stomata sebagai mana mestinya. Strutur mesofil berubah, dan aktifitas fotosintesis sangat rendah. Dengan karakteristik seperti itu, palanlet atau tunas mikro mudah menjadi layu atau kering jika dipindahkan ke kondisi eksternl secara tiba-tiba. Karena itu, planlet atau tunas mikro tersebut diadaptasikan ke kondisi lngkungan yang baru yang lebih keras. Dengan kata lain planlet atau tunas mikro perlu diaklimatisasikan.

2.4     Manfaat Kultur Jaringan Pada Tanaman Kentang

Pelaksanaan teknik kultur jaringan ternyata dapat memberikan keuntungan.Manfaat dari kultur jaringan pada tanaman kentang tersebut yaitu :

1.             Bibit (hasil) yang di dapat berjumlah banyak dan dalam waktu yang singkat

2.             Sifat identik dengan induk

3.             Dapat diperoleh sifat-sifat yang dikehendaki

4.             Metabolit sekunder tanaman segera didapat tanpa perlu menunggu tanaman dewasa

5.             Perbanyakan cepat dari klon

6.             Keseragaman genetic

7.             Kondisi aseptic

8.             Seleksi tanaman

9.             Stok mikro

10.         Lingkungan terkontrol

11.         Konservasi genetic

12.         Teknik kultur jaringan dapat digunakan untuk menyelamatkan hibrida dari spesies yang tidak kompatible melalui kultur embrio atau kultur ovule

13.         Tanaman haploid dapat diperoleh melalui kultur anther

14.         Produksi tanaman sepanjang tahun

15.         Perbanyakan vegetatif untuk spesies yang sulit diperbanyak secara normal dapat dilakukan melalui kultur jaringan.

2.5     Faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Kultur Jaringan

1.             Bentuk Regenerasi dalam Kultur In Vitro: pucuk aksilar, pucuk adventif, embrio somatik, pembentukan protocorm like bodies, dll

2.             Eksplan Merupakan bagian tanaman yang dipergunakan sebagai bahan awal untuk perbanyakan tanaman. Faktor eksplan yang penting adalah genotipe/varietas, umur eksplan, letak pada cabang, dan seks(jantan/betina). Bagian tanaman yang dapat digunakan sebagi      eksplan adalah pucuk muda, batang muda, daun muda, kotiledon, hipokotil, endosperm, ovari muda, anther, embrio, dan lain-lain.

3.             Media Tumbuh Di dalam media tumbuh mengandung komposisi garam anorganik, zat pengatur tumbuh, dan bentuk fisik media. Terdapat 13 komposisi media dalam kultur jaringan, antara lain: Murashige dan Skoog (MS), Woody Plant Medium (WPM), Knop, Knudson-C, Anderson dll. Media yang sering digunakan secara luas adalah MS.

4.             Zat Pengatur Tumbuh Tanaman Faktor yang perlu diperhatikan dalam penggunaan ZPT adalah  konsentrasi, urutan penggunaan dan periode masa induksi dalam kultur tertentu. Jenis yang sering digunakan adalah golongan Auksin seperti Indole Aceti Acid(IAA), Napthalene Acetic Acid (NAA), 2,4-D, CPA dan Indole Acetic Acid (IBA). Golongan Sitokinin seperti Kinetin, Benziladenin (BA), 2I-P, Zeatin, Thidiazuron, dan PBA. Golongan Gibberelin seperti GA3. Golongan zat penghambat tumbuh seperti Ancymidol, Paclobutrazol, TIBA, dan CCC.

5.             Lingkungan tumbuh yang dapat mempengruhi regenerasi tanaman meliputi temperatur, panjang penyinaran, intensitas penyinaran, kualitas sinar, dan ukuran wadah kultur.

BAB III

PENUTUP

3.1     Kesimpulan

Kultur jaringan merupakan salah satu penerapan dari bioteknologi modern yang di gunakan untuk memperbanyak suatu tanaman dengan cara mengisolasi bagian dari suatu tanaman kemudian menumbuhkannya dalam kondisi aseptik.Tujuan dari kultur jaringan adalah  untuk menciptakan tanaman baru dalam jumlah yang banyak secara cepat dan dalam waktu yang singkat serta untuk mendapatkan bibit yang bebas dari hama dan  penyakit.

Salah satu penerapan dari teknik kultur jaringan adalah pada tanaman kentang.Tanaman kentang di pilih karena tanaman ini bisa di perbanyak melalui proses kultur jaringan.Salah satu syarat dari kultur jaringan ini adalah dengan penggunaan eksplan, dengan eksplan yang baik akan di dapatkan bibit yang baik pula.

DAFTAR PUSTAKA

Hartanto, D.  2009. Induksi Umbi Mikro Tanaman Daun Dewa (Gynura pseudochina (Lour.)DC) Secara In Vitro Pada Beberapa Konsentrasi Sukrosa dan Retardan. Skripsi. Program Studi Agronomi Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor

Kusumaningrum, I.S. 2007. Evaluasi Pertumbuhan In Vitro dan Produksi Umbi Mikro Beberapa Klon Kentang (Solanumtuberosum L.) Hasil Persilangan Kultivar Atlantik dan Granola. Skripsi. Program Studi Hortikultura Fakultas Pertanian Bogor

Wattimena, G.A. 2011. Bioteknologi dalam Pemuliaan Tanaman. Bogor. IPB Press