Jenis Teknik Kultur Jaringan Tanaman dan Penggunaannya

KOMPAS.com - Kultur jaringan merupakan salah satu teknik perbanyakan tanaman.

Teknik ini telah menjadi sarana penting dalam mempelajari dasar ilmu tanaman yang berkaitan dengan fisiologi, sitologi, genetika, biokimia, dan aplikasi di kegiatan bioteknologi pertanian.

Dilansir dari buku Kultur Jaringan sebagai Teknik Bioteknologi (2015) karya Yusnita, dalam beberapa dekade terakhir, teknik kultur jaringan tanaman mulai difokuskan pada memfasilitasi rekayasa genetika, maupun produksi metabolit sekunder sebagai bahan farmasi.

Beberapa karakteristik utama kultur jaringan tanaman adalah:

1. Kondisi eksplan yang akan dikulturkan harus bebas mikroorganisme atau bersifat aseptik
2. Eksplan juga harus dikulturkan dalam tabung atau wadah transparan (secara in vitro) dengan suhu serta cahaya yang terkontrol
3. Kelengkapan suplai unsur hara
4. Tersedianya sumber energi yang didapatkan dari penambahan Zat Pengatur Tumbuh (ZPT). Zat tersebut digunakan sebagai pengarah pertumbuhan dan perkembangan eksplan agar menjadi struktur morfologi tanaman tertentu.

Jenis kultur jaringan tanaman

Dikutip dari buku Plant Propagation by Tissue Culture 3rd Edition (2008) karya Edwin F. George, dkk, jenis kultur jaringan tanaman dibagi menjadi dua, yaitu kultur organ dan kultur jaringan bukan organ.

Kultur organ 

Merupakan istilah umum untuk jenis kultur di mana bentuk pertumbuhan yang terorganisasi dapat terus dipertahankan.

Baca juga: Kultur Jaringan Tanaman: Pengenalan dan Sejarah Singkat

Bisa dilakukan menggunakan seluruh tanaman dengan struktur tertentu. Misalnya primordia daun, bunga, dan buah yang belum matang.

Untuk tujuan perbanyakan tanaman, jenis kultur organ yang paling penting adalah:

• Kultur meristem

Kultur ini digunakan sebagai teknik pembebasan tanaman dari infeksi virus.

Caranya eksplan dibedah dari tunas apikal atau lateral. Tunas ini memiliki puncak batang yang sangat kecil (0,2 sampai 1 milimeter), terdiri dari meristem apikal dan satu atau dua primordia daun.

• Kultur pucuk

Kultur ini menggunakan bagian ujung pucuk atau kuncup yang memiliki beberapa primordia daun. Biasanya pucuk ini dikultur sedemikian rupa, sehingga menghasilkan banyak pucuk.

• Kultur nodus dari tunas lateral yang terpisah

Kultur ini diambil dari sepotong kecil jaringan barang yang memiliki satu atau beberapa nodus. Tiap tunas yang ditanam bertujuan menghasilkan satu tunas.

• Kultur akar terisolasi

Kultur ini menggunakan akar yang tidak terhubung ke tunas, guna mendapatkan sistem akar bercabang.

• Kultur embrio

Kultur ini memakai embrio zigotik (benik) yang dibuahi atau tidak.

Embrio didapatkan dari pembedahan biji atau buah yang sedang berkembang. Kemudian dibiakkan secara in vitro hingga tumbuh menjadi bibit.

Baca juga: Kultur Jaringan: Pengertian, Cara, dan Jenisnya

Kultur jaringan non-organ

Berikut beberapa jenisnya:

• Kultur kalus (jaringan)

Kultur ini timbul dari pertumbuhan organ tumbuhan kecil yang tidak terkoordinasi serta tidak teratur, potongan jaringan tumbuhan, atau sel yang dikultur sebelumnya.

• Kultur suspensi (sel)

Kultur ini diambil dari populasi sel tumbuhan dan rumput sel kecil, kemudian disebar dalam media aerasi serta media cair.

• Kultur protoplas

Merupakan kultur sel tumbuhan yang telah diisolasi tanpa dinding sel.

• Kultur antera

Merupakan kultur kepala sari lengkap, mengandung mikrospora polen yang belum matang.

Bertujuan mendapatkan tanaman haploid melalui pembentukan embrio somatik langsung dari serbuk sari, atau terkadang menggunakan organogenesis lewat kalus.

• Kultur polen

Kultur ini dimulai dari polen yang telah dikeluarkan dari antera.

Penggunaan teknik kultur jaringan tanaman 

Kultur jaringan tanaman dapat digunakan untuk banyak hal. Berikut penjelasan beberapa contoh penggunannya, yang dikutip dari buku Kultur Jaringan Tanaman (2015) karya Rindang Dwiyani:

Perbanyakan tanaman transgenik

Tanaman transgenik merupakan tanaman yang memiliki karakteristik agronomi spesifik sesuai gene of interest yang disisipkan ke dalamnya.

Baca juga: Pengertian Totipotensi, Autonom, dan Kultur Jaringan

Jenis tanaman ini harus diperbanyak secara vegetatif, supaya menghasilkan anakan yang identik dengan induknya.

Perbanyakan tanaman transgenik melalui kultur jaringan memiliki dua kelebihan, yaitu prosesnya cepat, serta anakannya seragam dan identik secara genetik dengan induknya.

Perbanyakan tanaman hibrida yang memiliki sifat unggul

Hasil persilangan dua tanaman yang masing-masing membawa dua karakter spesifik, untuk menghasilkan karakter bersifat unggul, dinamakan tanaman hibrida.

Tanaman ini juga harus diperbanyak secara vegetatif. Salah satunya menggunakan kultur jaringan, guna mempertahankan sifat unggul yang dimilikinya dalam waktu singkat.

Perbanyakan tanaman tanpa biji

Salah satu jenis tanaman tanpa biji yang harus diperbanyak secara vegetatif adalah pisang.

Perbanyakan pisang secara vegetatif konvensional dilakukan melalui anakan atau mata bonggol, tetapi cara tersebut kurang efisien.

Baca juga: Contoh Polinator pada Polinasi Bunga

Saat ini, para pelaku usaha sudah melakukan perbanyakan pisang secara vegetatif melalui teknik kultur jaringan tanaman. Sebab dalam waktu relatif singkat, jumlah bibit yang diperoleh seragam, banyak dan sehat.

Perbanyakan tanaman yang sulit berkecambah

Contoh tanaman yang sulit berkecambah adalah anggrek dan Nepenthes.

Dua tanaman tersebut memiliki biji yang sangat kecil, dan tanpa cadangan makanan (jikalau ada, jumlahnya sedikit), sehingga biji sulit berkecambah karena masih membutuhkan cadangan makanan dari luar.

Teknik kultur jaringan tanaman dapat menjadi solusi. Karena biji tersebut bisa ditanam pada media steril yang mengandung nutrisi dan sukrosa. Dengan demikian, embrio biji akan tumbuh dan berkecambah.

Menghasilkan kultur tanaman bebas virus

Bisa diperoleh menggunakan kultur meristem sebagai salah satu teknik kultur jaringan tanaman.

Kultur meristem bisa menghasilkan tanaman bebas virus karena umumnya virus ada pada jaringan pembuluh. Pada meristem, jaringan pembuluh (xylem dan phloem) tersebut belum berkembang.

Hingga kini kultur meristem banyak digunakan untuk perbanyakan tanaman secara komersial.

Baca juga: Daun: Definisi, Fungsi, dan Morfologinya

Fusi protoplasma

Bertujuan menyilangkan tanaman secara in vitro.

Caranya, yaitu membuat kultur sel (dari organ dengan sel somatik) pada tanaman yang akan disilangkan.

Selanjutnya protoplas diisolasi dengan mendegradasi dinding sel menggunakan enzim selulase dan pektinase. Sehingga yang tersisa hanya protoplasmanya (sel tanpa dinding sel).

Langkah selanjutnya, meleburkan dua tipe protoplas tersebut secara in vitro. Hasil peleburannya kemudian ditumbuhkan menjadi tanaman yang akan membawa sifat turunan dari dua jenis tanaman berbeda.

Embryo rescue

Selain tanaman yang sulit berkecambah, ada pula beberapa tanaman yang embrionya tidak berkembang setelah terjadinya fertilisasi.

Pada kasus seperti ini, langkah yang bisa diambil adalah melakukan kultur embrio. Penyelamatan embrio melalui kultur ini sering disebut embryo rescue.

Menghasilkan tanaman diploid melalui kultur mikrospora

Tanaman diploid homozigot yang dihasilkan lewat kultur mikrospora atau kultur anther berarti sangat penting dalam bidang pemuliaan tanaman. Sebab waktu yang dibutuhkan sangat cepat, sehingga menguntungkan para pemulia tanaman secara konvensional.

Baca juga: 7 Jenis Metamorfosis Daun dan Contoh Tumbuhannya