Tag Archives: kultur jaringan

Bioteknologi Tanaman Genus Curcuma (1)

Tanaman genus Curcuma menjadi sangat penting bagi perkembangan dunia pengobatan secara global karena memiliki potensi penghambatan terhadap berbagai macam gejala penyakit seperti anti peradangan, hypoclorestaemik, kolera, anti biotik, anti diabetes, anti kanker, anti virus, dan anti rheumatik. Tanaman genus Curcuma telah digunakan sebagai bahan obat  untuk mengatasi penyakit Alzheimer’s serta penggunaan lain sebagai anti serangga, aroma terapi, dan industri parfum.

Beberapa spesies dari tanaman Curcuma juga telah digunakan sebagai bahan baku pada industri karbohidrat, dan bunga potong. Beberapa nilai ekonomi genus curcuma diterangkan pada tabel 1.

Slide7
Sumber : Parthasarathy et al. 2006

Bioteknologi sebagai salah satu ilmu terapan telah lama digunakan pada beberapa penelitian tanaman genus Curcuma sejak 3-4 dekade yang lalu. Curcuma longa L. atau dikenal dengan kunyit merupakan tanaman temu-temuan yang digunakan sebagai bahan baku berbagai jenis masakan. Tanaman kunyit telah menjadi fokus beberapa peneliti khususnya dalam bidang bioteknologi. Ada beberapa kegiatan yang berhubungan dengan bioteknologi yang telah dilakukan dan mencakup dalam tiga kegiatan besar diantaranya : kultur jaringan, marka molekuler, dan transformasi genetik. Marka molekuler dan transformasi genetik akan disampaikan pada tulisan selanjutnya, Bioteknologi Tanaman Genus Curcuma (2)

Kultur Jaringan

Penelitian kultur jaringan telah banyak dilakukan hingga menghasilkan beberapa protokol untuk propagasi tanaman genus Curcuma secara in vitro, kultur suspensi sel sebagai penapisan varietas dengan sifat unggulan dan digunakan pula untuk konservasi tanaman.

Pengaruh eksplan dan media. Diantara berbagai macam eksplan yang telah dicoba, tunas rimpang merupakan material yang paling banyak digunakan pada propagasi tanaman  genus Curcuma. Media MS (Murashige and Skoog) secara luas telah dikembangkan dengan penambahan zat pengatur tumbuh tanaman benzil adenin (BA) atau benzil amino purin (BAP) untuk memberikan pengaruh terhadap proliferasi tunas pada propagasi klonal secara in vitro. Hasil penelitian menunjukan respon yang beragam terhadap pengaruh BAP, artinya setiap spesies memiliki respon yang berbeda-beda. Selain penggunaan sitokinin secara tunggal, kombinasi sitokinin dengan auksin seperti NAA, kinetin, IBA, 2,4D, TDZ dan IAA pada media solid maupun cair memberikan pengaruh terhadap berkurangnya jumlah kalus, multiplikasi tunas dari tunas rimpang, dan pembungaan pada beberapa tanaman genus Curcuma. Hasil penelitian pada Curcuma zedoaria menunjukan terbentuknya kalus dari hypertropheid cortical sel parenkim pada eksplan akar. Penggunaan sukrosa telah digunakan sebagai sumber karbon terbaik bagi eksplan tanaman genus Curcuma.

This slideshow requires JavaScript.

Induksi Mutasi in Vitro. Mutasi adalah perubahan yang terjadi pada bahan genetik (DNA maupun RNA), baik pada taraf urutan gen (disebut mutasi titik) maupun pada taraf kromosom. Meskipun secara biologi sebagian terbesar mutasi menyebabkan gangguan pada kebugaran (fitness) individu, bahkan kematian, mutasi sebenarnya adalah salah satu kunci bagi kemampuan beradaptasi suatu jenis (spesies) terhadap lingkungan baru atau yang berubah. Sisi positif ini dimanfaatkan oleh sejumlah bidang biologi terapan. Induksi mutasi tanaman kunyit telah dilakukan pada beberapa varietas “Suvarna” dan “Prabha” dengan menggunakan bahan kimia EMS (ethil methane sulfonat), dan secara fisik menggunakan iradiasi sinar gamma yang menghasilkan cytotypes dengan mengubah sejumlah kromosom.

Produksi Microrhizome secara In Vitro. Microrhizome memiliki keunggulan dibandingkan dengan rimpang pada umumnya, karena memiliki keuntungan dalam hal pengemasan dan transportasi, disamping konservasi plasma nutfah. Induksi microrhizome telah dilakukan dan memperoleh hasil yang menggembirakan. Dengan penggunaan media MS dan zat pengatur tumbuh BAP, NAA dan ancymidol dengan penambahan hingga 10% sukrosa telah bisa dihasilkan microrhizome pada minggu ke 8, dan cukup baik saat diaklimatisasi ke lapangan. Secara teknis induksi microrhizome dilakukan dengan menghambat kinerja BAP dan meningkatkan konsentrasi glukosa maka akan menghasilkan microrhizome yang lebih baik. Percobaan dilakukan pada media cair dengan penambahan BA dan mengurangi fotoperiodisitas yang diamati selama 30 hari.

This slideshow requires JavaScript.

Media Kultur Jaringan (Murashige and Skoog 1962)

Sebagian besar media perbanyakan in vitro yang saat ini digunakan merupakan hasil modifikasi dari media yang telah dikembangkan sebelumnya, yang telah terbukti sesuai untuk kultur suatu jaringan atau organ tertentu. Media dasar adalah kombinasi zat yang mengandung hara esensial (makro dan mikro), sumber energy dan vitamin. Komponen penyusun media perbanyakan in vitro meliputi garam-garam organik, zat pengatur tumbuh tanaman, vitamin, asam-asam amino dan amida, sumber karbon dan matrix medium. Unsur –unsur esensial yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang relative besar disebut dengan unsure-unsur makro yang terdiri dari karbon, hydrogen, dan oksigen yang tersedia bagi tanaman melalui udara dan air sedangkan unsur-unsur makro yang lain seperti nitrogen, fospor, kalium, kalsium, magnesium dan belerang dipenuhi melalui media tumbuh. Unsur-unsur mikro sangat sedikit diperlukan alam pembuatan media. Unsur unsure mikro yang dibutuhkan oleh semua tanaman adalah besi, mangan, seng, boron, tembaga, dan klor.

Vitamin berfungsi sebagai katalitik  pada system enzim. Vitamin esensial pada pembiakan in vitro adalah tiamin, selain itu pemberian niasin dan piridoksin dapat pula meningkatkan pertumbuhan kultur. Kehadiran tiamin diperlukan pada saat kondisi kultur  memiliki kandungan sitokinin yang rendah. Beberapa vitamin lain yang digunakan dalam kultur in vitro meliputi asam aminobenzoat, kyanokobalin, asam folat, kalsium pantotenat, dan riboflavin.

Dari sekian banyak media dasar yang paling sering dan banyak digunakan adalah komposisi media dari Murashige dan Skoog. Terkadang untuk kultur tertentu kombinasi zat kimia dari Murashige dan Skoog (MS)  masih tetap digunakan namun konsentrasinya yang diubah. Sebagai contoh media MS ½ berarti konsentrasi persenyawaan yang digunakan sebagai setengah konsentrasi media MS.

Media MSo

Pembuatan Media Kultur Jaringan

Pembuatan media merupakan bagian yang penting dalam kultur jaringan, dimana media yang kita buat akan menjadi tempat eksplan mengalami pertumbuhan. Saat ini telah banyak dijual secara komersial media racikan atau media instan yang bisa langsung kita pergunakan. Media dalam kultur jaringan dibedakan menjadi dua yaitu media dasar dan media perlakuan. Media dasar mengandung unsur hara (mikro dan makro), sumber energi dan vitamin. Penamaan media dasar biasanya berdasarkan orang yang pertama kali menemukan media tersebut. Beberapa media dasar yang banyak digunakan adalah : Media dasar Murashige and Skoog (1962), White (1934), Vacin and Went (1949), Schenck and Hildenrant (1972), Woody Plant medium (1981) dan lain-lain.

Media dasar yang paling banyak digunakan adalah media dasar Murashige and Skoog (MS). Bagi anda yang ingin meracikm sendiri media kultur jaringan maka tahap pertama adalah menyiapkan larutan stok. Larutan stok dapat menghemat pekerjaan kita karena kita tidak perlu menimbang bahan berulang-ulang setiap kali membuat media atau memudahkan saat kita hrus menimbang dalam jumlah yang sangat kecil dan kita tidak memiliki timbangan dengan kapasitas tersebut. Larutan stok yang telah dibuat sebaiknya disimpan di tempat yang bersuhu rendah dan gelap.

Larutan stok dapat dikelompokan menjadi : Stok makro, stok mikro, stok Fe, stok Vitamin, dan stok hormon. Stok vitamin memiliki masa simpan yang paling rendah (digunakan dalam 1-2 minggu), stok hormon bisa disimpan dalam 2-4 minggu dan stok hara dapat disimpan sekitar 4-8 minggu. Dengan adanya larutan stok maka apabila kita ingin membuat media tinggal melakukan pengenceran dan pencampuran saja.

Stok Hara Makro

Stok hara makro berisi senyawa-senyawa sumber unsur hara makro yang dijperlukan dalam jumlah besar. Karena sumber unsur hara makro memiliki jenis anion yang berbeda maka biasanya dibuat larutan stok tunggal. Apabila kita mencampur seluruh larutan maka dikhawatirkan akan terjadi pengendapan. Larutan stok hara makro dibuat beberapa macam dan diberi nama larutan stok A (NH4NO3), B (KNO3, C (CaCl2.2H2O), D (MgSO4.7H20 dan KH2PO4), dan E (FeSO4.7H2O dan Na2EDTA)

Stok Hara Mikro

Unsur hara mikro adalah unsur hara yang paling sedikit dibutuhkan oleh eksplan. Biasanya larutan hara mikro dibuat dengan kepekatan 200 kali konsentrasi akhir media dan bahan yang diperlukan masih cukup kecil jumlahnya.  Bahan bahan yang digunakan adalah MnSo4.H2O, ZnSO4.7H2O, H3BO3, KI, Na2MoO4.2H2O, C0Cl.6H20, dan CuSO4.5H2O.

Vitamin

Larutan stok vitamin dapat dibuat dengan menambahkan Thiamine.HCl, Nicotinic acid, Pyridoxine.HCl, dan Glycine.

Larutan hormon/zat pengatur tumbuh

Zat pengatur tumbuh  biasanya dibutuhkan dalam jumlah sedikit, biasanya dalam beberapa penelitian digunakan jumlah berbeda-beda karena sebagian besar peneliti menggunakan zat pengatur tumbuh sebagai perlakuan. Biasanya digunakan auksin (IAA, NAA, IBA, 2-4-D) dan sitokinin.  Dalam pembuatan stok hormon perlu diperhatikan bahwa bila zat pengatur tumbuh yang digunakan bereaksi asam seperti auksin dan giberelin maka dapat dilarutkan dengan menambahkan NaOH, alkohol 40% atau melalui pemanasan. Sedangkan apabila kita menggunakan zat pengatur tumbuh yang bereaksi basa seperti golongan sitokinin dapat ditambahkan saat pelarutan dengan menambahkan beberapa tetes HCl 1N atau dengan pemanasan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan :

  1. Larutan stok unsur hara sebaiknya tidak disimpan lebih dari 2 bulan, stok vitamin dan hormon digunakan sebaiknya sebelum 2 minggu. Oleh karena itu untuk membuat larutan stok harus sesuai dengan jadwal pembuatan media dan tanam eksplan.
  2. Larutan stok yang membentuk endapan atau terurai oleh mikroorganisme sebaiknya langsung dibuang.
  3. Alat-alat gelas seperti labu ukur, gelas kimia, corong dan lain-lain sebaiknya dibilas terlebih dahulu dengan menggunakan aquades.
Photo-0045
Praktikan sedang menyusun dan mempersiapkan media kultur jaringan