6 Tahapan Kultur Jaringan pada Tanaman dan Manfaatnya

Ilustrasi tahapan kultur jaringan, Foto: Unsplash/CHUTTERSNAP

Tahapan kultur jaringan pada tanaman merupakan ilmu yang harus diketahui untuk memulai langkah pembibitan secara in vitro dalam teknologi pertanian. Pengerjaan kultur jaringan memiliki resiko yang fatal apabila tidak sesuai dengan tahapannya.

Teknik kultur jaringan dikategorikan dalam teknik in vitro karena dilakukan di laboratorium. Secara umum, teknik ini dikenal sebagai cara menumbuhkan organ tanaman dalam suatu wadah/botol yang berisi media dalam keadaan steril (Yuniardi, 2019).

Seiring berjalannya waktu, teknik yang termasuk dalam ranah agronomi ini juga diketahui memiliki berbagai fungsi lain, selain pembibitan dengan organ tanaman. Oleh karena itu, tahapan dan manfaatnya penting untuk dipelajari.

Daftar isi

Tahapan Kultur Jaringan

Pertanian merupakan akar dari kesejahteraan pangan. Campur tangan teknologi di dalamnya dapat membantu kemajuan pertanian, salah satu wujudnya adalah kultur jaringan. Berikut adalah tahapan kultur jaringan beserta ragam manfaatnya:

Tahapan-Tahapan dalam Kultur Jaringan

Dikutip dari Basri dalam Jurnal Agrica Ekstensia tentang “Kajian Pemanfaatan Kultur Jaringan dalam Perbanyakan Tanaman Bebas Virus” tahun 2016, diketahui bahwa terdapat 6 (enam) tahapan dalam teknik kultur jaringan pada tanaman, sebagai berikut:

Pembuatan media Tahapan ini merupakan langkah awal yang amat krusial, di mana media bagi pertumbuhan organ tanaman, utamanya dalam kultur jaringan, menjadi penentu keberhasilan organ tersebut untuk berkembang. Media dalam kultur jaringan biasanya mengandung bahan-bahan pendukung, seperti agar, hormon, garam mineral, vitamin, gula, serta zat-zat yang diperlukan tanaman sebagai zat pengatur tumbuh yang mendorong keberlangsungan hidupnya.
Inisiasi Inisiasi merupakan proses pengambilan eksplan/organ bagian tanaman yang nantinya akan dikulturkan. Pada tahap ini kerap kali terjadi kontaminasi yang berakibat kegagalan. Hal tersebut disebabkan oleh beberapa faktor, yaitu: a. Keadaan eksplan Syarat keberhasilan inisiasi yang pertama adalah eksplan yang akan digunakan harus dipastikan terbebas dari hama, penyakit, maupun mikroorganisme lain yang sifatnya kurang menguntungkan untuk tanaman. Kedua, tanaman atau eksplan yang digunakan sebaiknya berada pada umur rata-rata, di mana tanaman tersebut tidak terlalu muda dan tidak terlalu tua. Hal tersebut sangat mempengaruhi berdasar pada kondisi dan senyawa yang dikandung. Tanaman yang terlalu muda memiliki senyawa fenol yang amat tinggi, sehingga rentan terjadi browning yang mengakibatkan kematian pada tanaman. Sedangkan tanaman yang terlalu tua tidak memiliki sifat totipotensi yang cukup. b. Aseptisitas pekerja Dalam perkembangbiakan kultur in vitro, segala kebersihan termasuk kebersihan/aseptisitas pekerja sangat berpengaruh pada hasil. Keadaan pekerja yang aseptis dapat meminimalisir kemungkinan kontaminasi. Sedangkan, sebaliknya keadaan pekerja non-aseptis dapat meningkatkan kemungkinan kontaminasi. Jadi, kebersihan pekerja sangat diperlukan dalam kultur in vitro ini untuk menunjang penanaman (Basri, 2009). c. Sterilisasi alat dan bahan Pada dasarnya dalam proses sterilisasi alat dan bahan, sudah terdapat standarisasinya. Di antara peralatan yang harus steril adalah laminar air flow (LAF), alat-alat praktik/diseksi, serta tabung kultur. Standarnya, LAF sudah berbentuk tertutup dengan jendela LAF yang dapat dioperasikan. Alat ini juga dilengkapi dengan blower dan lampu/sinar UV yang dapat mensterilkan ruangan dalam laminar. Akan tetapi, sebaiknya lakukan sterilisasi LAF dengan alkohol 70% dahulu sebelum digunakan, agar memaksimalkan kadar sterilnya. Begitu pun dengan alat-alat diseksi/praktik yang harus disterilisasi dengan oven atau autoclave.
Sterilisasi Sebagaimana telah disinggung sebelumnya, tahapan ini adalah kunci dari keberhasilan kultur in vitro. Sterilisasi dimaksudkan pada semua alat, bahan, kondisi laboratorium, eksplan, tempat inisiasi dan pekerja harus dalam kondisi aseptis.
Multiplikasi Jika inisiasi adalah pemilihan eksplan, maka multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan terpilih pada media. Kegiatan ini dilakukan di dalam LAF agar tak terjadi kontaminasi (Kusuma, 2009).
Pengakaran Fase ini akan menunjukkan berhasil atau tidaknya eksplan yang ditanam dalam membentuk akar. Jika berhasil maka proses kultur jaringan dapat dikatakan berjalan dengan semestinya, begitu pun sebaliknya. Pada tahap ini, perlu dilakukan pengamatan secara berkala, seperti sehari sekali untuk memastikan tidak adanya kontaminasi disebabkan oleh jamur maupun bakteri sebagai pengganggu akar atau bahkan yang menghalangi awal tumbuhnya.
Aklimatisasi Aklimatisasi adalah proses pemindahan planlet yang merupakan tanaman hasil kultur jaringan lengkap dengan tunas dan akarnya, ke lapangan atau in vivo. Umumnya, proses ini dilakukan secara bertahap sebagai bentuk adaptasi planlet. Mulanya, planlet akan dipindah ke dalam polybag atau tray yang berada di dalam screen house atau semacam ruangan semi terbuka. Setelah dirasa cukup beradaptasi beberapa waktu, maka dilakukan pemindahan ke lapangan/lahan.

Faktor-Faktor yang Mendukung Keberhasilan Kultur Jaringan

Faktor yang memengaruhi keberhasilan tahapan kultur jaringan, antara lain, yaitu, sumber bahan tanaman yang digunakan sebagai eksplan, genotip tanaman, lingkungan tumbuh eksplan, unsur hara dan pelaksanaan kerja (Sofia, 2007).

Adapun penjabaran dari faktor-faktor tersebut berdasarkan pada Basri (2016), sebagai berikut:

Genotip Tanaman Hasil-hasil penelitian yang dirangkum oleh Basri (2016), menunjukkan bahwa respon masing-masing eksplan tanaman sangat bervariasi tergantung dari spesies, varietas, serta tanaman asal eksplan tersebut. Pengaruh genotip ini umumnya berhubungan erat dengan faktor-faktor lain yang mempengaruhi pertumbuhan eksplan, seperti kebutuhan nutrisi, zat pengatur tumbuh, lingkungan kultur, dan lain sebagainya. Oleh karena itu, komposisi media, zat pengatur tumbuh dan lingkungan pertumbuhan yang dibutuhkan oleh masing-masing varietas tanaman bervariasi meskipun teknik kultur jaringan yang digunakan sama.
Media Kultur Komposisi media, zat pengatur tumbuh dan jenis media yang digunakan akan mempengaruhi pertumbuhan dan regenerasi eksplan yang dikulturkan. Jika eksplan satu dengan yang lain diberi komposisi dengan takaran berbeda, maka akan berbeda pula hasilnya.
Lingkungan Tumbuh Faktor lingkungan senantiasa mempengaruhi budidaya tanaman. Faktor tersebut meliputi, keadaan suhu lingkungan, kelembaban relatif (RH), dan cahaya yang diperlukan tanaman dari lingkungan tumbuhnya. Kondisi lingkungan yang dibutuhkan oleh setiap tanaman akan berbeda, tergantung varietasnya. Namun, dalam kultur in vitro hal tersebut dapat diatur atau dilakukan rekayasa lingkungan untuk menyesuaikan kebutuhan.
Kondisi Eksplan Selain faktor genetik eksplan yang telah disebutkan, kondisi eksplan yang mempengaruhi keberhasilan kultur adalah jenis eksplan, ukuran, umur dan fase fisiologis jaringan yang digunakan sebagai eksplan.

Ragam Manfaat Teknik Kultur Jaringan Pada Tanaman

Kurnianingsih et.al. (Jurnal Masyarakat Mandiri Vol. 4, No. 5, 2020) mengumpulkan kutipan dari berbagai sumber mengenai manfaat teknik kultur jaringan pada tanaman, sebagaimana poin-poin berikut ini:

Berperan dalam pembibitan tanaman (Sudrajad H, 2012). Pada teknik kultur jaringan, proses pembibitan tidak menggunakan bagian biji dari tanaman, sehingga teknik ini terbilang lebih menguntungkan sekalipun peneliti/pembibit hanya memiliki bagian organ vegetatif tanamannya saja.
Melakukan perbanyakan bibit tanaman yang bebas virus (Basri, 2016). Kultur Jaringan merupakan salah satu teknik yang digunakan untuk menghasilkan bibit bebas virus dalam jumlah banyak dan waktu yang relatif singkat. Hal tersebut melibatkan beberapa sistem dalam tanaman yang digunakan. Penggunaan metode kultur meristem apikal dan kultur kalus sangat potensial sebagai upaya untuk mengeliminasi virus yang menginfeksi secara sistemik karena proliferasi sel-sel meristem apikal lebih cepat dibandingkan penyebaran virus.
Sarana kegiatan konservasi atau pelestarian plasma nutfah (Dewi et.al., 2016). Kegiatan konservasi biasanya dilakukan untuk mempertahankan keberadaan plasma nutfah yang dimiliki dan hampir punah. Untuk menghindari kepunahannya, perlu dilakukan pembibitan yang efisien, salah satunya dengan kultur jaringan.
Menghasilkan varietas baru melalui rekayasa genetika (Purnamaningsih & Sukmadjaja, 2016). Dengan adanya campur tangan ilmu rekayasa genetika, melalui kultur jaringan dari varietas tanaman dapat menghasilkan varietas yang lebih unggul atau justru varietas baru. Hal tersebut dilakukan dengan mengatur gen tanaman di laboratorium.
Melestarikan sifat tanaman induk, sehingga menghasilkan tanaman yang memiliki sifat sama (Azizi et.al., 2017). Sifat tanaman biasanya akan berbeda pada keturunannya. Semakin jauh turunnya, maka semakin jauh pula sifatnya dengan induk dan biasanya lebih buruk. Oleh karena itu, tanaman induk perlu dikultur untuk mempertahankan kualitas.
Produksi metabolit sekunder pada tanaman (Basavaraju, R., 2011; Espinosa-Leal et.al., 2018). Produksi metabolit sekunder biasanya dominan muncul pada usia tanaman cukup dewasa. Sedangkan kebutuhan terhadap metabolit sekunder, baik untuk antibodi tanaman maupun pemanfaatan lainnya sangatlah diperlukan sejak dini. Sehingga, dengan memanfaatkan kultur jaringan, tanaman dapat memproduksi metabolit sekundernya lebih awal. Hal tersebut tentu berpengaruh pada ketahanan tanaman terhadap serangan hama dan penyakit tanaman.

Kelebihan Kultur Jaringan

Kelebihan dari teknologi kultur jaringan antara lain sumber bibit tidak bergantung pada musim dan bibit dalam jumlah besar dapat dihasilkan dalam waktu yang relatif singkat (setidaknya 10.000 anakan/tahun dari satu tunas yang tumbuh).

Selain itu, bibit yang dihasilkan cenderung seragam dan bebas penyakit (kultur meristem). Biaya pengangkutan bibitnya juga relatif murah dan mudah, kemudian proses penyemaian bebas hama dan penyakit, serta dapat mencapai karakteristik yang diinginkan.

Pada kultur jaringan, produksi metabolit sekunder pada tanaman dapat terjadi tanpa menunggu tanaman menjadi dewasa. Menurut Yusnita (2015), Teknologi kultur jaringan telah berkembang dan banyak diaplikasikan dalam kegiatan bioteknologi pertanian.

Itulah ulasan dari 6 tahapan kultur jaringan pada tanaman, faktor pendukung, manfaat dan kelebihannya. Untuk menuju tahap praktik yang lebih profesional, pelajari materi terkait secara lebih mendalam dari berbagai sumber terpercaya.(nida)