BIOTEKNOLOGI
TERMINOLOGI DAN MACAM KULTUR JARINGAN
BAB 6
PEMBAGIAN KULTUR JARINGAN
• Kultur organ (kultur meristem, pucuk, embrio) • Kultur kalus • Kultur suspensi sel • Kultur protoplasma • Kultur haploid ( kultur anther, polen,ovul dan ploidi)
BAB 6
MENGENAL BAGIAN MERISTEM
BAB 6
MENGENAL BAGIAN BUNGA
BAB 6
Eksplan
PENGENALAN KULTUR JARINGAN
: bagian tanaman untuk bahan awal inisiasi kultur Subkultur : pemindahan kultur ke media lain Passage : masa inkubasi Inokulum : bahan yang diambil pada setiap subkultur Aseptik : steril Asenik : satu macam organisme Organogenesis : pembentukan batang, daun, akar Pucuk Adventif : pucuk yang terbentuk pada tempat selain meristem (bukan jaringan asal), misal dari kalus, kotiledon, dll Embrio genesis : pembentukan embrio
Embrio somatik : embrio yang bukan dari zigot Androgenesis : embrio terbentuk langsung dari kultur anther atau polen Gynogenesis : embrio terbentuk dari ovari yang belum dibuahi (fertilisasi) Planlet : tanaman lengkap hasil regenerasi kultur jaringan Aklimatisasi : masa adaptasi planlet Variasi somaklonal : variasi pucuk hasil subkultur Hibridisasi genetik : fusi protoplas sel yang berbeda Heterokarion : gabungan 2 atau lebih inti sel protoplasma Cybrid : gabungan sitoplasma 2 sel atau lebih
BAB 6
PENGENALAN KULTUR JARINGAN
BAB 6
PENGENALAN KULTUR JARINGAN
BAB 6
KULTUR IN VITRO DALAM BIOTEKNOLOGI
• Kultur jaringan digunakan untuk mengambarkan semua prosedur kultur aseptik tanaman (protoplas, sel, jarigan, ogran, embrio atau planlet) • Lingkungan untuk pertumbuhan berupa kultur buatan dan tempat steril disebut teknik in vitro • Kultur jaringan adalah teknik menumbuh kembangkan bagian tanaman, baik berupa sel, jaringan atau organ dalam kondisi aseptik secara in vitro
• Kultur jaringan bukan merupakan suatu ilmu, tetapi suatu teknik menumbuhkan jaringan/sel menjadi tanaman utuh yang menggunakan gabungan berbagai disiplin ilmu • Suatu seni kemampuan untuk merakit genetik tanaman
BAB 6
1. 2. 3. 4. 5. 6.
KELEBIHAN KULTUR JARINGAN
Waktu relatif singkat Sifatnya identik dengan induknya Seragam Tidak memerlukan tempat yang luas Memerlukan SDM yang terampil Mempunyai nilai ekonomis
BAB 6
ISTILAH DALAM BIOTEKNOLOGI
Kultur Embrio Kedelai
BAB 6
DASAR KULTUR JARINGAN
• Prinsip Totipotensi (total genetic potential) menurut Schleiden and Schwan : Setiap sel tanaman yang hidup dilengkapi dengan informasi genetik dan perangkat fisiologis yang lengkap untuk tumbuh dan berkembnag untuk menjadi tanmaan utuh, jika kondisinya sesuai.
BAB 6
TAHAPAN KULTUR JARINGAN
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Sterilisasi alat Pembuatan media Penanaman Inisiasi, multiplikasi Sub kultur Aklimatisasi
BAB 6
TAHAPAN KULTUR JARINGAN
BAB 6
Secara Umum
MANFAAT KULTUR JARINGAN
Pemuliaan In Vitro
Mikropropagasi
BAB 6
Secara Umum 1. Perbanyakan Klon secara cepat 2. Membentuk keragaman genetik somaklonal 3. Mendapatkan tanaman bebas patogen 4. Seleksi tanaman (kimia atau fisik 5.Pelestarian plasma nutfah 6. Perbanyakan tanaman yang sulit diperbanyak
MANFAAT KULTUR JARINGAN
Pemuliaan In Vitro
Mikropropagasi
BAB 6
Secara Umum
MANFAAT KULTUR JARINGAN
Pemuliaan In Vitro
1. Perbanyakan Klon secara cepat 2. Membentuk keragaman genetik somaklonal
1. Produksi tanaman haploid dan double haploid
3. Mendapatkan tanaman bebas patogen
2. Hibridisasi somatik melalui fusi protoplas
4. Seleksi tanaman (kimia atau fisik
3. Seleksi keragaman alami
5.Pelestarian plasma nutfah
5. Pemuliaan Molekuler
6. Perbanyakan tanaman yang sulit diperbanyak
4. Mutagenensis in vitro
Mikropropagasi
BAB 6
Secara Umum
MANFAAT KULTUR JARINGAN
Pemuliaan In Vitro
1. Perbanyakan Klon secara cepat
Mikropropagasi Pengkulturan bagian tanaman yang sangat kecil (eksplan) secara aseptik didalam tabung kultur atau wadah serupa
2. Membentuk keragaman genetik somaklonal
1. Produksi tanaman haploid dan double haploid
3. Mendapatkan tanaman bebas patogen
2. Hibridisasi somatik melalui fusi protoplas
4. Seleksi tanaman (kimia atau fisik
3. Seleksi keragaman alami 4. Mutagenensis in vitro
Tahapan
5.Pelestarian plasma nutfah
5. Pemuliaan Molekuler
1. Pemilihan bagan tanam
6. Perbanyakan tanaman yang sulit diperbanyak
2. Kultur aseptik
3. Penggandaan pucuk 4. Pemanjangan pucuk 5. Pembentukan akar 6. Aklimatisasi
PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN (tanpa perubahan genetis)
BAB 6
Perbanyakan Tanaman Polinasi In Vitro Penyelamatan embrio Produksi Metabolit Sekunder
Penyimpanan Plasma Nutfah Fusi Protoplas Variasi Somaklonal Produksi Haploid
• Tanaman yang diperbanyak secara vegetatif (pisang, singkong, ubi jaar, kentang, mangga) maupun tanaman yang secara alamiah tidak dapat diperbanyak secara vegetatif (kedelai, kacang hijau, tomat) dapat dimultiplikasi cepat dengan teknik kultur jaringan. Selain itu dapat digunakan menghasilkan bibit yang bebas virus • Proses produksi bibit harus memnuhi syarat tidak terjadi perubahan genetik pada plantlet hasil regenerasi. Biasanya digunakan jarigan yang meristematik
PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN (tanpa perubahan genetis)
BAB 6
Perbanyakan Tanaman Polinasi In Vitro Penyelamatan embrio Produksi Metabolit Sekunder
Penyimpanan Plasma Nutfah Fusi Protoplas Variasi Somaklonal Produksi Haploid
PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN (tanpa perubahan genetis)
BAB 6
Perbanyakan Tanaman Polinasi In Vitro Penyelamatan embrio
Persilangan sering mengalami hambatan : • Ketidakmampuan pollen untuk berkecambah membentuk tabung pollen • Tabung pollen tidak dapat mencapai dasar stilus • Rusaknya tabung pollen didalam stilus • Inkompatibilitas antara embrio dan endosperm
Produksi Metabolit Sekunder
Penyimpanan Plasma Nutfah Fusi Protoplas Variasi Somaklonal Produksi Haploid
Cara mengatasi dengan 1. 2. 3. 4. 5.
Bud pollination (pucuk) Stub pollination (potongan) Perlakuan panas pada stilus Radiasi Pollen campuran
Cara Lain : 1. Polinasi langsung ke dalam ovari 2. Test tube fertilization yaitu langsung menyebarkan pollen pada ovul dan memeliharanya di dalam media sampai biji masak Test tube fertilization banyak dilakukan pada tanaman kerabat jauh Misal : Zea mays X Z. Mexicana Nicotiana tabbacum X N. Debnay
BAB 6
PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN (tanpa perubahan genetis)
Perbanyakan Tanaman Polinasi In Vitro Penyelamatan embrio Produksi Metabolit Sekunder
Penyimpanan Plasma Nutfah Fusi Protoplas Variasi Somaklonal Produksi Haploid
• Hibridisasi kerabat jauh sering mengalami keguguran / abortus, apabila embrio tetap bertahan di dalam tanaman • Hal ini disebabkan kegagalan pembentukan endosperm karena inkompatibilitas genetik • Embrio muda hasil persilangan yang biasanya gugur dapat diselamatkan dengan mengkulturkan embrio – sehingga diperoleh tanaman utuh
BAB 6
PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN (tanpa perubahan genetis)
Perbanyakan Tanaman Polinasi In Vitro Penyelamatan embrio Produksi Metabolit Sekunder
Penyimpanan Plasma Nutfah Fusi Protoplas Variasi Somaklonal Produksi Haploid
• Tanaman menghasilkan senyawa tertentu hasil metabolisme sekunder yang disebut metabolit sekunder • Contohnya lesitin – kedelai, solanin dan solasidin – kentang, alisin – bawang • Metabolit sekunder mempunyai nilai komersial sehingga perlu diperbanyak secara besar-besaran dengan cara mengeksploitasi sel agar berfungsi sebagai pabrik pembuat senyawa sekunder secara terus menerus
BAB 6
Perbanyakan Tanaman Polinasi In Vitro Penyelamatan embrio Produksi Metabolit Sekunder
Penyimpanan Plasma Nutfah Fusi Protoplas Variasi Somaklonal Produksi Haploid
PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN (tanpa perubahan genetis)
BAB 6
PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN (tanpa perubahan genetis)
Perbanyakan Tanaman Polinasi In Vitro Penyelamatan embrio Produksi Metabolit Sekunder
Penyimpanan Plasma Nutfah Fusi Protoplas Variasi Somaklonal Produksi Haploid
• Pentingnya tanaman yang diperbanyak secara vegetatif dan tanaman yang diperbanyak dengan biji namun viabilitas benihnya cepat hilang
• Dapat dilakukan dengan cara CRYOPRESERVATION • CRYOPRESERVATION merupakan pembekuan dari planlet, jaringan batang, umbi mini, pollen, potongan meristem, ujung akar, suspensi sel dll.
BAB 6
Perbanyakan Tanaman Polinasi In Vitro
PEMANFAATAN KULTUR JARINGAN (tanpa perubahan genetis)
Kultur sumber tanaman
Pemotongan meristem dan seleksi meristem sehat
Penyelamatan embrio
Pre kultur meristem
Produksi Metabolit Sekunder
Pembekuan
Penyimpanan Plasma Nutfah
• Untuk melindungi meristem dari proses pembekuan
• Pembekuan cepat dengan nitrogen cair, atau pembekuan perlahan
Penyimpanan Bahan
Fusi Protoplas
Mencairkan Bahan
Variasi Somaklonal
Pemulihan
Produksi Haploid
Uji viabilitas
• Pencairan cepat dapat mencegah pengaruh kerusakan akibat kristal es • Menghilangkan krioprotektan dan kultur dirawat untuk pemulihan
BAB 6
Kultur Sel
KULTUR JARINGAN BERDASARKAN ASAL EKSPLAN • Dilakukan isolasi sel tunggal yang diambil secara mekanik atau enzimatik atau dari kultur jaringan dipisahkan selnya. Ditujukan untuk seleksi mutan maupun industri (produksi metabolit sekunder atau induksi poliploid)
Kultur Meristem
• (daun, batang, akar , meristem) untuk membentuk tanaman utuh
Kultur Protoplas
• Yaitu sel telanjang yang tidak mempunyai dinding sel atau dinding selnya telah rusak
Proliferasi pucuk aksilar
• Pertumbuhan tunas terminal tertekan, sedangkan pertumbuhan tunas samping mengalami peningkatan
Induksi Tunas Adventif
• Inisisasi tunas adventif baik secara langsung pada permukaan eksplan yang dikulturkan atau secara tidak langsung pada permukaan kalus eksplan yang terbentuk
BAB 6
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
Kultur Organ
• Kultur semua bagian tanaman, untuk perbanyakan secara cepat, bebas penyakit
BAB 6
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
BAB 6
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
BAB 6
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
Kultur Organ Kultur Kalus
• Kultur semua bagian tanaman, untuk perbanyakan secara cepat, bebas penyakit
• Kultur jaringan tanaman menggunakan eksplan jaringan akar
BAB 6
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
BAB 6
Kultur Organ
• Kultur semua bagian tanaman, untuk perbanyakan secara cepat, bebas penyakit
Kultur Kalus
• Kultur jaringan tanaman menggunakan eksplan jaringan akar
Kultur Suspensi Sel
• Kultur jaringan dengan menggunakan teknik bioreaktor
BAB 6
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
BAB 6
Kultur Organ
• Kultur semua bagian tanaman, untuk perbanyakan secara cepat, bebas penyakit
Kultur Kalus
• Kultur jaringan tanaman menggunakan eksplan jaringan akar
Kultur Suspensi Sel
• Kultur jaringan dengan menggunakan teknik bioreaktor
Kultur Protoplasma
• Shoot tip, tujuanya untuk perbanyakan vegetatif tanaman
BAB 6
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
BAB 6
Kultur Organ
• Kultur semua bagian tanaman, untuk perbanyakan secara cepat, bebas penyakit
Kultur Kalus
• Kultur jaringan tanaman menggunakan eksplan jaringan akar
Kultur Suspensi Sel
• Kultur jaringan dengan menggunakan teknik bioreaktor
Kultur Protoplasma
• Shoot tip, tujuanya untuk perbanyakan vegetatif tanaman
Kultur Haploid
• Bertujuan memperoleh kalus dari eksplan yang ditanam
BAB 6
TEKNIK – TEKNIK KULTUR JARINGAN
BAB 6
MATERI MINGGU DEPAN
ORGAN
HAPLOID
KALUS
TEKNIK KULJAR
PROTOPL ASMA
SUSPENSI SEL
