Permasalahan mendasar yang dihadapi bidang pertanian saat ini adalah kurangnnya ketersediaan dan kontinuitas benih yang berkualitas. Produksi benih secara konvensional agaknya semakin sulit dilakukan karena terhalang kondisi lingkungan yang berubah-ubah. Salah satu solusi yang ditawarkan yaitu dengan produksi benih melalui teknik kultur jaringan.
Pengertian Kultur Jaringan
Teknik kultur jaringan merupakan suatu metode mengisolasi bagian tertentu dari tanaman seperti protoplas, sel, sekelompok sel, jaringan dan atau organ yang kemudian menumbuhkannya pada kondisi aseptik yang terkontrol sehingga bagian-bagian tersebut dapat tumbuh dan beregenerasi menjadi tanaman yang lengkap. Teknik kultur jaringan adalah salah satu contoh bioteknologi modern yang kian berkembang dewasa ini.
Tujuan dari teknik kultur jaringan ini diantaranya memperbanyak tanaman dalam jumlah yang banyak dalam waktu singkat; menghasilkan varietas-varietas baru; memodifikasi genotipe tanaman pada kegiatan pemuliaan tanaman; mengeliminasi penyakit tanaman agar diperoleh bibit yang bebas penyakit; memproduksi senyawa metabolit sekunder yang diperlukan untuk keperluan industri atau biofarmasi.
Baca juga: 6 Tahapan Pembuatan Kultur Jaringan dan Manfaatnya Bagi Manusia
Keunggulan dari teknik kultur jaringan ini diantaranya bibit yang dihasilkan memunyai sifat yang identik dengan induknya; dapat memperoleh bibit dalam jumlah yang banyak dan dalam waktu lebih singkat sehingga tidak memerlukan tempat yang luas; kualitas bibit yang lebih terjamin; kecepatan tumbuh bibit yang dihasilkan iasanya lebih cepat dibandingkan dengan perbanyakan secara konvensional; dan pengadaan bibit tidak tergantung dengan musim.
Selain memiliki keunggulan, teknik kultur jaringan juga memiliki beberapa kelemahan, diantaranya yaitu :
-
Penggunaan teknik kultur jaringan dapat mengurangi atau menutup kesempatan kerja karena untuk menghasilkan bibit dengan teknik kultur jaringan dapat dihasilkan 200.000 bibit per tahun per orang.
-
Kesulitan dalam penanganan plantlet kecil yang dihasilkan.
-
Kestabilan genetik yang tidak selalu dapat dipertahankan.
-
Tingkat keberhasilan teknik kultur jaringan ini sangat tergantung pada optimalisasi dari genotipe, penyakit (patogen eksternal dan internal), juvenilitas, seleksi bahan tanam serta pengaruh media dan hormon.
Tahap-Tahap Teknik Kultur Jaringan
Secara umum teknik kultur jaringan terdiri dari lima tahapan, yaitu: tahap persiapan; tahap inisiasi kultur; tahap multiplikasi tunas; tahap pemanjangan tunas, induksi akar dan perkembangan akar; dan tahap aklimatisasi.
1. Tahap Persiapan
Tahap persiapan ini meliputi persiapan ruangan, alat-alat yang akan digunakan, bahan tanaman serta media tanam.
-
Persiapan ruangan dan alat-alat yang akan digunakan merupakan tahap awal dan sangat penting. Faktor yang menentukan keberhasilan teknik kultur jaringan ini adalah tingkat sterilisasi yang tinggi. Ruangan dan alat-alat yang akan digunakan harus disterilisasi terlebih dahulu. Demikian pula dengan bahan tanaman dan media tanam yang akan digunakan.
-
Bahan tanaman yang akan digunakan sebagai eksplan dapat diperoleh dari daun, tunas, cabang, batang, akar, embrio, kotiledon ataupun bagian-bagian tanaman lainnya. Sterilisasi eksplan dilakukan dengan merendam eksplan dalam larutan kimia tertentu, diantaranya alkohol, NaOCl (biasanya pada pemutih pakaian), CaOCl (kaporit), HgCl2 (sublimat), serta H2O2.
-
Persiapan media tanaman penting diperhatikan. Media tanam yang sangat mendukung pertumbuhan eksplan haruslah mengandung sukrosa dan hara dalam konsentrasi yang cukup. Biasanya media tanam ditaruh di dalam botol-botol kaca transparan.
2. Tahap Inisiasi Kultur
Tahapan ini merupakan tahap penanaman awal. Eksplan yang telah disterilisasi kemudian ditanam pada media yang telah dipersiapkan. Media yang sesuai merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi kecepatan pertumbuhan pada tahap selanjutnya. Setelah penanaman selesai, botol-botol berisi eksplan disimpan di dalam ruangan tersendiri di mana suhu, kelembaban dan cahaya dapat diatur sesuai kebutuhan pertumbuhan eksplan.
Baca juga: Kultur Jaringan : Syarat, Jenis, dan Manfaatnya
Tingkat sterilisasi yang tinggi harus tetap dijaga selama proses penanaman dilakukan. Selama pertumbuhan awal, tingkat kontaminasi cukup tinggi. Semakin rendahnya tingkat sterilisasi maka tingkat kontaminasi terhadap eksplan akan semakin tinggi. Kontaminasi ditandai dengan perubahan warna pada eksplan. Indikasi pertama yaitu timbulnya warna kuning pada eksplan, kemudian coklat dan selanjutnya menghitam. Awal pertumbuhan eksplan ditandai dengan terbentuknya kalus kompak pada bagian dasar eksplan. Diperlukan beberapa minggu untuk melihat perkembangan eksplan sebelum dapat dilakukan tahap selanjutnya.
3. Tahap Multiplikasi Tunas
Umumnya eksplan akan membentuk akar pada minggu awal pertumbuhan, kemudian dilanjutkan dengan pertumbuhan tunas-tunas. Tunas-tunas tersebut selanjutnya dipisahkan untuk mendapatkan tanaman baru lagi. Multiplikasi tunas dapat dilakukan dengan memisahkan ujung tunas yang sudah ada yang telah menghasilkan ruas dan buku baru; tunas-tunas lateral; tunas adventif; serta dengan cara embrio somatik.
4. Tahap Pemanjangan Tunas, Induksi Akar dan Perkembangan Akar
Tunas-tunas yang telah dipisahkan kemudian membentuk bagian-bagian tanaman lengkap, termasuk bagian perakaran. Tahapan ini tidak berlaku terhadap tanaman yang mudah berakar. Induksi akar merupakan proses memicu pertumbuhan akar yang biasanya dilakukan dengan penambahan zat pengatur tumbuh terutama dari golongan auxin. Planlet akan dipindahkan ke media yang mengandung zat pengatur tumbuh.
5. Aklimatisasi
Tahap akhir dari teknik kultur jaringan ini adalah aklimatisasi. Aklimatisasi merupakan tahap pemindahan plantlet dari ruang tumbuh awal ke lingkungan. Atau dengan kata lain pemindahan plantlet dari kondisi terkontrol di dalam botol ke lingkungan luar.
Kondisi luar yang tidak stabil sangat rentan bagi plantlet-plantlet. Oleh karena itu, plantlet tidak langsung dipindahkan ke lapangan melainkan ke tempat-tempat persemaian atau di rumah kaca. Kondisi lingkungan terutama suhu dan kelembaban sedikit demi sedikit diubah hingga menyamai dengan kondisi di lapangan. Hal ini perlu dilakukan agar plantlet-plantlet dapat menyesuaikan kondisi lingkungannya sampai nanti dipindahkan ke lingkungan tumbuhnya seperti semula.