LAPORAN PRAKTIKUM KULTUR JARINGAN

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

      Indonesia di anugrahkan sumber daya alam yang sangat melimpah dan Indonesia memiliki 2 musim yang sangat menguntungkan dan berbeda dengan negara-negara lainnya, yaitu musim hujan dan musim panas/kemarau. Sebagai mahasiswa pertanian, kita di tuntut untuk mengembangka dan memajukan pertanian Indonesia agar semakin maju dan semua potensi dan sumber daya alam yang ada di bumi Indonesia ini dapat tergali dan di manfaatkan dengan baik. Sehingga kita dapat negara mengejar ketertinggalan kita dengan negara-negara maju lainnya, yang seharusnya memang kita tidak tertinggal terutama di bidangb pertanian karena melihat sumber daya alam yang kit miliki sangatlah melimpah. Sehingga tanaman-tanaman yang ada di sekitar kita diharapkan akan terjaga dengan bail dan dapat lebih bermanfaat bagi diri sendiri dan orang lain. Dan kita dapat menjaga kelestariannya dengan cara-cara pengembang biakan yang cepat, mosalnya perkemangan dengan kultur jaringan.

Tanaman merupakan salah satu organisme yang mampu melakukan pembiakan guna mempertahankan diri dan memperbanyak diri. Tanaman dapat melakukan pembiakan dengan cara vegetatif (tanpa perkawinan) dan dapat melakukannya derngan cara generatif yaitu melalui perkawinan. Pembiakan pada tanaman pada umumnya dapat terjadi secara alami maupun dengan bantuan manusia (terutama untuk tanaman-tanaman yang dibudidayakan dan diambil nilai ekonomi dan artistiknya). Pada pembiakan dengan cara vegetatif sebagian besar dilakukan oleh manusia agar diperoleh anakan yang sesuai dengan harapan. Tanaman melakukan perkembangbiakan untuk mempertahankan jenisnya dan peningkatan produksinya. Kelestarian sifat yang dimiliki tanaman atau kelompok tanaman dari generasi ke generasi berikutnya sangat tergantung pada kombinasi gen yang terdapat dalam kromosom sel tanaman. Kombinasi atau kumpulan gen pada suatu individu tanaman disebut genotipe. Perwujudan genotipe yang tampak disebut fenotipe, yakni menampilanm genotipe tertentu pada suatu lingkungan tempat tumbuh tanaman, dalam pemuliaan tanaman hal demikian dikenal sebagai interaksi genotipe dan lingkungan. Jadi fungsi perkembangbiakan tanaman adalah pelestarian genotipe atau kombinasi genotipe tertentu pada keturunan.

Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara vegetatif. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap. Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril. Metode kultur jaringan dikembangkan untuk membantu memperbanyak tanaman, khususnya untuk tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif. Bibit yang dihasilkan dari kultur jaringan mempunyai beberapa keunggulan.

Media merupakan faktor utama dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Keberhasilan perbanyakan dan perkembangbiakan tanaman dengan metode kultur jaringan secara umum sangat tergantung pada jenis media. Media tumbuh pada kultur jaringan sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan serta bibit yang dihasilkannya. Oleh karena itu, macam-macam media kultur jaringan telah ditemukan sehingga jumlahnya cukup banyak. Nama-nama media tumbuh untuk eksplan ini biasanya sesuai dengan nama penemunya. Media tumbuh untuk eksplan berisi kualitatif komponen bahan kimia yang hampir sama, hanya agak berbeda dalam besarnya kadar untuk tiap-tiap persenyawaan. Praktikum kali ini akan membahas mengenai pembuatan media kultur jaringan.

1.2    Tujuan

1.    Mengetahui cara pembuatan media dengan baik dan benar..

2.    Mengetahui perbedaan bermacam-macam media kultur jaringan.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

           

            Kultur jaringan merupakan salah satu teknik dalam perbanyakan tanaman secara klonal untuk perbanyakan masal. Keuntungan pengadaan bibit melalui kultur jaringan antara lain dapat diperoleh bahan tanaman yang unggul dalam jumlah banyak dan seragam, selain itu dapat diperoleh biakan steril (mother stock) sehingga dapat digunakan sebagai bahan untuk perbanyakan selanjutnya. Untuk mendapatkan hasil yang optimum maka penggunaan media dasar dan zat pengatur tumbuh yang tepat merupakan faktor yang penting. Kombinasi media dasar dan zat pengatur tumbuh yang tepat akan meningkatkan aktivitas pembelahan sel dalam proses morfogenesis dan organogenesis (Lestari, 2011).

            Penggunaan ZPT air kelapa 15% dengan media cair ternyata sedikit lebih murah dibandingkan dengan ZPT Benzyl Adenin + media cair, dengan harga jual benih di laboratorium sebesar Rp. 322/ tanaman. Dari hasil analisis ekonomi dapat diketahui bahwa penggunaan media dasar cair yang diperkaya zat pengatur tumbuh alami air kelapa konsentrasi 15% lebih efisien dari pada media lain karena setelah dihitung lebih murah Rp. 8 dibandingkan media padat + BA 1,5 mg/l dan lebih murah Rp. 1 dan bila dibanding media dasar padat maupun cair yang diperkaya ZPT sintetik Benzyl Adenin (BA) 1,5 mg/l. Oleh karena itu, perlu dikaji penggunaan zat pengatur  (ZPT) yang berasal dari bahan alami sebagai substitusi ZPT sintetik. Tunas temulawak yang berasal dari calon varietas unggul yang akan dilepas (calon varietas A), sesudah disterilisasi dengan berbagai sterilan, dibilas dengan aquades steril sebanyak tiga kali, lalu dikulturkan pada media dasar Murashige dan Skoog (MS) padat (Seswita, 2010).

            Eksplan bawang putih yang tidak terkontaminasi dan tidak terjadi penyoklatan (browning) mengalami pembengkakan dalam waktu 2 minggu. Minggu ke 3 mulai terbentuk bulatan-bulatan kecil yang makin membesar dengan ukuran diameter sekitar 0,5 cm sampai hampir 1 cm. Media MS dengan komposisi lengkap. Tapi dalam penelitian ini hanya menggunakan dua macam nutrisi makro/hara makro dan dua macam nutrisi mikro/hara mikro untuk komposisi media MS padat tersebut, karena tidak ada/tidak lengkapnya bahan kemikalis penyusun media MS yang ada di laboratorium kultur jaringan Fakultas Pertanian, UNG. Air kelapa dengan konsentrasi 15% ditambahkan dalam media MS yang minim hara makro dan mikro tersebut. Air kelapa diambil dari kelapa yang sudah tua, karena air kelapa tersebut secara umum selain rasanya lebih manis, juga karena kandungan senyawa-senyawa yang terkandung di dalamnya telah lengkap. Media MS padat minim nutrisi yang ditambahkan 15% air kelapa tersebut dapat menginduksi terbentuknya protocorm dari eksplan bawang putih. Selain bisa terjadi induksi, ternyata juga dalam media tersebut protocorm masih bisa memperbanyak diri/terjadi pembelahan sel (Husain, 2012).

            Penambahan Auksin atau Sitokinin ke dalam media kultur dapat meningkatkan konsentrasi zat pengatur tumbuh endogen di dalam sel, sehingga menjadi “faktor pemicu” dalam proses tumbuh dan perkembangan jaringan. Pada penelitian ini, rerata persentase tumbuh eksplan buah Naga terendah pada perlakuan N0 K4. Analisis sidik ragam menunjukkan bahwa NAA dan Kinetin berpengaruh nyata terhadap jumlah tunas eksplan buah Naga (Hylocereus costaricensis). Penggunaan media dengan komposisi NAA dan Kinetin pada konsentrasi N0,4 K3 diduga bahwa pada konsentrasi tersebut telah terjadi perimbangan antara Sitokinin dan Auksin sehingga terjadi pembelahan sel yang menstimulasi pembentukan tunas (Mahadi et al., 2013).

            Kultur jaringan tanaman, juga disebut budidaya, adalah  praktek yang digunakan untuk menyebarkan tanaman dalam kondisi steril  atau dalam lingkungan yang terkendali, sering menghasilkan klon dari tanaman. Dalam proses, jaringan atau sel, baik sebagai suspensi atau sebagai padatan dipertahankan dalam kondisi kondusif bagi pertumbuhan dan multiplikasi mereka. Maskapai kondisi termasuk suhu yang tepat, gas yang tepat dan lingkungan cair dan pasokan yang tepat dari nutrisi. Kultur jaringan tanaman bergantung pada fakta bahwa banyak sel-sel tumbuhan memiliki kemampuan untuk meregenerasi seluruh tanaman (totipotency). Sel tunggal, sel-sel tumbuhan tanpa dinding sel (protoplas), lembar daun, atau (jarang) akar sering dapat digunakan untuk menghasilkan tanaman baru pada media kultur diberikan nutrisi yang dibutuhkan dan hormon tanaman (Idowu, 2009).

            Kultur jaringan tanaman mengacu pada pertumbuhan dan multiplikasi sel-sel, jaringan  dan organ tanaman pada media yang didefinisikan padat atau cair di bawah aseptik dan  dikendalikan lingkungan. Teknologi komersial terutama didasarkan pada budidaya, di mana proliferasi cepat dicapai dari batang kecil stek, tunas ketiak, dan sampai batas tertentu dari embrio somatik. Proses budidaya biasanya dibagi menjadi beberapa tahap yaitu, sebelum perbanyakan, inisiasi eksplan, subkultur eksplan untuk proliferasi, menembak dan perakaran, dan pengerasan. Tahap ini secara universal berlaku di perkalian skala besar tanaman. Kinerja bidang tanaman jaringan dibudidayakan ini tergantung pada pemilihan bahan awal, komposisi media, zat pengatur tumbuh, kultivar dan faktor lingkungan (Yadaf et al., 2012).

            Mikropropagasi pisang sangat efisien, memungkinkan omset besar tanaman dalam periode yang sangat singkat dalam ruang yang sangat sedikit. Browning jaringan dan atau media adalah salah satu yang paling banyak dipelajari diketahui reaksi hipersensitivitas dalam kondisi in vitro. Eksplan kemudian ditempatkan pada cawan petri steril. Semua daun coklat permukaan jaringan dan luar dihilangkan sampai ukuran eksplan menjadi pertarungan 1,5-2 cm maka eksplan budaya di media inisiasi. Media basal yang digunakan adalah media direkomendasikan digunakan di laboratorium kultur jaringan, University of Sudan .Itu terdiri dari penuh MS basal Garam (Morfeine, 2013).

            Tanaman budidaya pada murah menengah mengembangkan sejumlah cukup tinggi dari akar dibandingkan dengan mereka yang dikultur pada media konvensional untuk berbagai KME 1 Muchericheri memiliki mean yang sama jumlah akar pada kedua media yang selama inisiasi. Produksi lebih akar pada media konvensional dibandingkan dengan media murah selama pertama subkultur. Dalam subkultur kedua, tidak ada yang signifikan. Perbedaan tercatat jumlah akar yang dihasilkan oleh Muchericheri di media. Ada signifikan perbedaan (p <0,05) dalam jumlah akar yang dihasilkan oleh dua varietas dengan Muchericheri memiliki rata-rata yang lebih tinggi jumlah akar dibandingkan dengan KME 1 di semua dua media (Ogero et al., 2012).

            Perbanyakan tanaman dengan sistem kultur jaringan dilaksanakan di dalam suatu laboratorium yang aseptik dengan peralatan seperti pada laboratorium Mikrbiologi. Permasalahan yang dapat diteliti untuk menghasilkan bibit secara in vitro, yaitu mulai dari cara budidayanya, eksplan yang digunakan sampai dengan macam enzim yang digunakan untuk fusi protoplas. Bahan sterilisasi, kandungan unsur kimia dalam media, hormon yang digunakan, substansi organik yang ditambahkan, dan terang atau gelapnya saat inkubasi. Induksi kalus sekarang sudah banyak menggunakan berbagai macam media dasar seperti Murishige dan Skoog (MS), Nitsch & Nitsch, White, Heller, Vacin & Went (VW), Knudson C, N6, B5 atau Gamborg, Schenk & Hidebrandt (SH), Nitsch dan sebagainya (Hendaryono dan Wijayarni, 1994).

            Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung jenis tanaman yang akan diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri atas garam mineral, vitamin, hormon. Diperlukan juga bahan tambahan seperti agar-agar, gula dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenis maupun jumlahnya, tergantung tujuan dari kultur jaringan yang dilakaukan (Yulianti, 2010).

  

BAB 3. METODE PRAKTIKUM

3.1    Waktu dan Tempat

            Praktikum Pembiakan Tanaman tentang media kultur jaringan yang dilaksanakan di laboratorium Kultur Jaringan Gedung Agronomi, Fakultas Pertanian, Universitas Jember pada hari Rabu, 8 Oktober 2014 jam 07.00 WIB – selesai.

3.2    Bahan dan Alat

3.2.1   Bahan

1. Agar-agar

2. Aquadest

3. Media MS

3.2.2   Alat

1.    Aluminium foil

2.    Botol ukur

3.    Autoclave

4.    pH meter

5.    Pipet

6.    Beaker glass

7.    Gelas ukur

8.    Stirer

9.    Plastik Wrap

10. Timbangan

11. Spatula

3.3    Cara Kerja

1. Menyiapkan semua larutan baku MS.

2. Mengambil larutan baku sesuai ketentuan dan tuang ke dalam baker glass 1 liter yang sudah terisi aquadest 300 ml.

3. Menimbang gula 30 gr dan 8 gr bahan pemadat (agar) dan masukkan kedalam baker glass.

4. Mengaduk campuran diatas sterier dan ukur derajat keasaman dengan pH meter (5,8), gunakan NaOH i N atau HCl 1 N untuk mengaturnya.

5.  Menambahkan aquadest hingga mencapai 1000 ml.

6.  Didihkan diatas perspian sampai agar melarut.

7. Menuangkan media dalam keadaan cair ke dalam botol-botol degan ukuran ketebalan 1 cm.

8. Menutuk smua botol dengan aluminium foil dan ditandai menurut jenis medianya.

9. Menyeterilkan botol-botol berisi media di dalam autoclave selama 30 menit tempertur 121 C tekanan 17,5 psi.

10.Setelah autoclave mati, menyimpan media sambil menguji kesterilannya selama 3x24 jam.

11. Menanami media yang steril.

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil

No	Pengamatan hari ke
	1		2		3		4		5		6
	∑	K	∑	K	∑	K	∑	K	∑	K	∑	K
1	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-
2	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-
3	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-
4	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-
5	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-
6	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-	0	-

            Keterangan :    ∑         : Jumlah media tanam yang berkontaminasi

                                    K         : Jumlah kontaminasi/penyebab kontaminasi

                                    J,B       : jamur, bakteri

4.2 Pembahasan

Media kultur jaringan merupakan tempat tumbuh suatu tanaman yang akan dikulturkan dengan menggunakan lingkungan dan peralatan yang steril. Selain itu, media adalah tempat  tumbuh eksplan yang di dalamnya mengandung banyak nutrisi untuk menunjang kehidupan dan pertumbuhan eksplan. Ciri-ciri media yang baik untuk kultur jaringan adalah media padat dan tidak lembek, PH sesuai untuk kehidupan tanaman dan mengandung Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) yang mendukung kehidupan tanaman. Pada praktikum kultur jaringan kali ini menggunakan 10 macam media kultur yaitu stok A, stok B, stok C, stok D, stok F, stok mioinositol, vitamin, sukrosa, agar-agar, dan ZPT (Zat Pengatur Tumbuh). Yulianti (2010) mengemukakan bahwa media merupakan faktor utama dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Keberhasilan perbanyakan dan perkembangbiakan tanaman dengan metode kultur jaringan secara umum sangat tergantung pada jenis media. Media tumbuh pada kultur jaringan sangat besar pengaruhnya terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan serta bibit yang dihasilkannya.

Komposisi dari media kultur yang digunakan terdiri dari unsur hara makro yang berfungsi untuk menyuplai kebutuhan pokok untuk pertumbuhan tanaman seperti unsur N, P, K, Ca, Mg. Unsur hara mikro meliputi unsur (Fe, Zn, B, Cu, Co, dan Mo) yang berfungsi sebagai komponen protein sel tanaman yang penting dalam proses metabolisme dan fisiologi. Vitamin merupakan senyawa yang sangat penting dalam kultur jaringan tanaman yang berfungsi untuk memperbaiki pertumbuhandan morfogenesis maupun dalam pembelahan sel. Asam amino merupakan sumber yang cepat diserap oleh sel tanaman fungsi dari asam amino yaitu memantu proses pertumbuhan dan perkembangan kultur. ZPT (Zat Pengatur Tumbuh) berfungsi merangsang pertumbuhan dan morfogenesis sel jaringan dan organ. 

Pada teknik kultur jaringan harus memperhatikan kondisi lingkungannya atau media yang digunakan dalam teknik kultur jaringan. Salah satu kondisi lingkungan yang harus diperhatikan adalah pH dalam kultur jaringan. Umumnya sel-sel tanaman membutuhkan kondisi sedikit asam untuk proses perumbuhan dan perkembangannya. Nilai pH yang dibutuhkan adalah 6,0 – 6,3. Dalam pembuatan media pH-nya harus dijaga pada pH 6,0 sampai 6,3 dengan penambahan NaOH untuk menaikkan pH dan dan HCl untuk menurunkan pH. pH harus dijaga pada 6,0 sampai 6,3 sebab pada kawasan pH ini merupakan pH yang optimum untuk penyerapan hara oleh tanaman. Pada praktikum kali ini dilakukan penambahan HCl beberapa tetes hal ini dikarenakan campuran media yang didapat terlalu basa dan setelah dilakukan penambahan HCl dilakukan pula penambahan NaOH jika pH yang didapat terlalu asam. Media yang terlalu asam menyebabkan media sukar mengendap. Namun harus juga dihindari penambahan HCl dan NaOH secara berlebihan karena akan mengurangi tingkat keberhasilan pembuatan media.

Berdasarkan hasil praktikum pembiakan tanaman pada acara media kultur jaringan dapat diketahui bahwa pada kelompok 1 sampai dengan kelompok 6, pada pengamatan hari pertama semua media kultur jaringan tidak mengalami kontaminasi. Hal ini dikarenakan dalam pembuatan media kultur jaringan harus menggunakan peralatan yang steril guna menghindari adanya kontaminasi pada tanaman (Yadaf et al., 2012). Namun, dalam pengamatan media kultur jaringan selanjutnya, diketahui bahwa kelompok 3 terdapat 2 perlakuan media kultur jaringan yang tidak dapat digunakan sebagai media kultur jaringan karena tidak mengalami pemadatan. Hal ini dikarenakan adanya kesalahan pada saat menentukan banyaknya cairan yang harus dimasukkan pada setiap perlakuan. Sehingga, pada kelompok 3 hanya dapat menggunakan 8 jenis perlakuan dalam media kultur jaringan dimana, seharusnya dalam setiap kelompok menggunakan 10 perlakuan dalam pembuatan media kultur jaringan tersebut. Menurut Yulianti (2010) mengemukakan bahwa media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan diperbanyak. Jadi, media kultur yang digunakan pada setiap tanaman berbeda-beda. Pada pengamatan selanjutnya pada hari ke- 5, diketahui tidak terdapat bakteri atau jamur yang berada di dalam media kultur jaringan. Sehingga, media kultur jaringan berada dalam kondisi yang mendukung atau steril. Hal ini juga dapat dipengarungi proses pembiakan atau perkembangan tanaman yang dibudidayakan pada media kultur tersebut. Dengan kondisi lingkungan yang mendukung maka tanaman akan berkembang dan tumbuh dengan baik.

Kontaminasi pada kultur jaringan merupakan kejadian terbawanya atau masuknya unsur-unsur yang tidak dikehendaki ke dalam objek yang tengah diamati. Proses kontaminasi lazim terjadi pada kultur jaringan. Kontaminan bisa berasal dari lingkungan kerja, eksplan, atau alat inokulasi yang responnya bisa berlangsung cepat atau beberapa waktu sesudah inokulasi eksplan. Kontaminasi pada media kultur jaringan berupa mikroorganisme yang mengganggu tanaman seperti jamur dan bakteri. Cara menghindari media dari adanya kontaminasi mikroorganisme seperti jamur dan bakteri adalah dengan menguasai teknik aseptik yang sempurna. Salah satu hal yang penting dilakukan adalah pembakaran skalpel dan pinset yang akan digunakan dalam proses kultur in vitro selama lebih dari 16 detik.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Media kultur jaringan merupakan tempat tumbuh suatu tanaman yang mengandung banyak nutrisi didalamnya untuk menunjang pertumbuhan tanaman dengan menggunakan lingkungan dan peralatan yang steril.

2. Komposisi yang digunakan dalam pembuatan media kultur jaringan meliputi unsur-unsur makro, unsur mikro, asam amino, vitamin, dan ZPT.

3. Nilai pH dalam media kultur jaringan berkisar antar 6,0-6,3 karena pada pH tersebut merupakan pH optimal tanaman untu menyerap hara.

4. Kelompok 1 berhasil membuat media kultur jaringan dengan menggunakan media kultur sebanyak 10 perlakuan.

5. Terdapat satu kelompok yang hanya membuat 8 perlakuan dalam media kultur jaringan yaitu kelompok 3.

6. Kontaminasi merupakan kejadian terbawanya atau masuknya unsur-unsur yang tidak dikehendaki seperti jamur dan bakteri ke dalam objek yang tengah diamati.

5.2 Saran

Sebaiknya pada saat praktikum praktikan lebih mendengarkan apa yang disampaikan asisten dosen supaya tidak terjadi kesalahan pada saat praktikum. Selain itu, praktikan juga lebih berhati-hati dalam pembuatan media kultur jaringan, hal ini dimaksudkan untuk mencegah adanya kontaminasi jamur dan bakteri pada media kultur jaringan.