Catatan Kultur Jaringan Tanaman : Media Tanam   Leave a comment

Karakteristik Media Kultur Jaringan

Tipe dan jenis media yang digunakan dalam kultur jaringan tanaman akan bergantung kepada jenis (spesies) tanaman yang akan dibudidayakan. Hal ini terjadi karena beberapa spesies sensitif terhadap kesalinan media, atau bahkan memiliki kebutuhan akan zat pengatur tumbuh yang berbeda pula. Selain itu, usia jaringan (tanaman) yang digunakan akan memiliki pengaruh pula dalam hal ini. Sebagai contoh, jaringan yang masih juvenile biasanya akan membentuk akar lebih mudah dibandingkan pada jaringan yang lebih tua. Tipe dari organ yang digunakan pun akan menentukan dalam pemilihan media; contohnya, bagian akar akan memerlukan thiamin. Masing-masing media akan memberikan efek yang berbeda satu sama lain, seperti auksin yang digunakan untuk menginduksi perakaran, atau kombinasi auksin dan sitokinin (dalam perbandingan tertentu) untuk menginisiasi pembentukan tunas baru.

Media yang dibuat oleh Murashige dan Skoog (1962), disebut pula media MS, merupakan media dengan kadar salin (garam) tinggi, mengacu kepada kandungan mineral K dan N didalamnya. Media ini pada awalnya merupakan media yang digunakan untuk tanaman tembakau dan didasari atas analisis mineral dari jaringan tembakau. Media yang dibuat oleh Linsmaier dan Skoog (1965) juga pada dasarnya adalah media MS mengacu kepada kadar hara inorganik didalamnya, tapi hanya inositol dan thiamin HCl yang digunakan dalam komponen organiknya. Untuk mengatasi masalah sensitifitas kesalinan beberapa jenis tanaman berkayu, Llyod dan McCown (1980) membuat media Woody Plant Medium (WPM). Media B5 dari Gamborg (Gamborg et al., 1968) digunakan untuk mengkulturkan kalus dari tanaman kedelai, dan memiliki kadar nitrat yang lebih rendah  serta lebih mengutamakan kandungan ammonium dibandingkan media MS. Meskipun media B5 pada awalnya digunakan untuk menginduksi kalus atau diutamakan sebagai kultur suspensi, tetapi dapat digunakan pula sebagai media dasar bagi perbanyakan tanaman pada umumnya. Pada tahun 1972, Schenk dan Hildebrandt membuat medium SH untuk kultur kalus tanaman dikotil dan monokotil. Medium White (1963), yang ditujukan untuk kultur jaringan akar tomat, memiliki konsentrasi garam yang lebih rendah daripada media MS. Media Nitsch (Nitsch dan Nitsch, 1969) yang digunakan untuk kultur anther mengandung konsentrasi garam dengan kadar diantara media MS dan media White.

Komponen Media Kultur Jaringan

Media kultur jaringan terdiri dari 95 % air, hara makro dan mikro, zat pengatur tumbuh (ZPT), vitamin, gula, dan sesekali bahan organik.

Unsur/Hara Inorganik

Kebutuhan hara makro dan mikro tanaman dalam media kultur jaringan bergantung kepada spesies tanaman, dan tidak ubahnya seperti tanaman yang ditanam pada lingkungan (in vivo). Media MS lebih banyak digunakan karena hampir kebanyakan tanaman bereaksi cocok dengan media tersebut.

Hara makro dibutuhkan dalam kadar millimolar (mM) pada hampir kebanyakan media dasar. Nitrogen biasanya  disuplai dalam bentuk ion amonium (NH4+) dan nitrat (NO3-); meskipun sesekali kompleks organik, seperti urea, asam amino seperti glutamin, atau kasein hidrolisat yang merupakan campuran asam amino dan amonium. Meskipun kebanyakan tanaman lebih mudah dalam menyerap nitrat ketimbang amonium, keseimbangan yang baik diantara keduanya untuk pertumbuhan yang optimum bagi tiap spesies tanaman berbeda. Sebagai tambahan, nitrogen, potasium, magnesium, kalsium, fosfor, dan sulfur disediakan dari komponen yang berbeda dan direferensikan sebagai hara makro. MgSO4 menyediakan magnesium dan sulfur; NH4H2PO4, KH2PO4, atau NaH2PO4 menyediakan fosfor; CaCl2.2H2O atau Ca(NO3)2.4H2O menyediakan kalsium; dan KCl, KNO3, atau KH2PO4 menyediakan potasium. Klor disediakan oleh KCl dan/atau CaCl2.2H2O.

Hara mikro secara tipikal terdiri dari boron (H3BO3), kobalt (CoCl2.6H2O), besi (kompleks FeSO4.7H2O dan Na2EDTA, atau, jarang, Fe2[SO4]3), mangan (MnSO4.H2O, molibdenum (NaMoO3), tembaga (CuSO4.5H2O), dan seng (ZnSO4.7H2O). Hara mikro dibutuhkan dalam konsentrasi yang lebih rendah (mikromolar).

Bahan Organik

Gula merupakan komponen penting dalam media tanam, dan penggunaannya diperlukan bagi pertumbuhan dalam kultur in vitro. Hampir kebanyakan kultur tanaman tidak mampu berfotosintesis secara efektif karena beragam alasan, termasuk karena perkembangan sel dan jaringan yang terhambat, kurangnya klorofil, terbatasnya pertukaran gas didalam botol kultur, dan kurangnya kondisi optimal lingkungan. Konsentrasi 20-60 g/l sukrosa (disakarida yang terdiri atas glukosa dan fruktosa) lebih sering digunakan sebagai sumber karbon atau energi karena gula dapat ditransfer secara alami oleh tanaman. Monosakarida atau disakarida, glukosa, fruktosa, sorbitol, dan maltosa dapat pula digunakan. Konsentrasi gula yang digunakan akan bergantung kepada usia dan tipe eksplan yang digunakan. Sebagai contoh, suatu embrio yang masih sangat muda akan memerlukan konsentrasi gula lebih tinggi (>3%).

Vitamin merupakan substansi organik yang merupakan bagian dari enzim atau kofaktor bagi fungsi metabolisme esensial tanaman. Dari sekian banyak vitamin, hanya thiamin (vitamin B1 pada konsentrasi 0.1 – 5.0 mg/l) yang dibutuhkan dalam kultur in vitro, karena vitamin ini dibutuhkan dalam metabolisme karbohidrat dan biosintesis beberapa asam amino. Thiamin biasanya diberikan kedalam kultur jaringan dalam bentuk thiamin hidroklorida (HCl). Asam nikotin (Nicotinic acid), dikenal juga sebagai niacin, vitamin B3, atau vitamin PP, digunakan dalam konsentrasi 0.1 sampai 5 mg/l. Media MS mengandung thiamin HCl, niacin, dan pyridoxine (vitamin B6) dalam bentuk HCl. Pyridoxine merupakan koenzim penting yang digunakan dalam reaksi metabolisme dan digunakan dallam konsentrasi 0.1 – 1.0 mg/l. Biotin (vitamin H) umumnya ditambahkan kedalam media dalam konsentrasi 0.01 – 1.0 mg/l.

Inositol terkadang dikarakterisasikan kedalam grup vitamin B kompleks, tetapi gula alkoholnya lah yang berpartisipasi dalam sintesis phospholipida, pektin dinding sel, dan sistem membran di sitoplasma. Inositol ditambahkan kedalam media dengan konsentrasi 0.1 – 1.0 g/l, dan terbukti dibutuhkan oleh beberapa spesies monokotil, dikotil, dan gimnosperma.

Sebagai tambahan, asam amino lain terkadang ditambahkan kedalam media. Termasuk didalamnya adalah L-glutamin, asparagin, serine, dan prolin, yang digunakan sebagai sumber nitrogen organik tereduksi, terutama untuk menginduksi dan memelihara embriogenesis somatik. Glycine, asam amino paling sederhana, umumnya sering digunakan karena esensial dalam sintesis purin dan merupakan bagian dari struktur cincin porfirin klorofil.

Bahan organik kompleks adalah grup suplemen-suplemen yang belum dapat didefinisikan seperti kasein hidrolisat, air kelapa, jus jeruk, jus tomat, jus anggur, jus nanas, dsb. Komposisi bahan organik pada dasarnya tidak diketahui dan dapat bervariasi antar lot, menyebabkan respon yang bervariasi pula.

Beberapa jenis ,bahan organik digunakan sebagai sumber nitrogen, seperti kasein hidrolisat, campuran dari sekitar 20 asam amino berbeda dan amonium (0.1 – 1.0 g/l), pepton ( 0.25 – 3.0 g/l), tryptone (0.25 – 2.0 g/l), ekstrak pati (0.5 – 1.0 g/l). Campuran ini sangat kompleks dan mengandung vitamin-vitamin layaknya asam amino.

Arang aktif berguna untuk mengabsorpsi pigmen hitam/coklat serta bahan fenolik. Arang aktif dimasukkan kedalam media dengan konsentrasi 0.2 – 3.0 % (w/v). Dapat pula digunakan untuk mengabsorbsi bahan organik lain, termasuk ZPT, dan material lain seperti vitamin, dan kelat besi/seng. Efek berlebih dari ZPT dapat diminimalisir dengan menambahkan arang aktif ketika mentransfer eksplan menuju media tanpa ZPT. Fitur tambahan yang dapat dilakukan arang aktif juga meliputi perubahan lingkungan media menjadi gelap sehingga membantu pembentukan akar. Dapat pula menginisiasi embriogenesis somatik,dan memacu pertumbuhan serta organogenesis tanaman berkayu.

Pigmen yang tercuci dan bahan polyphenol teroksidasi serta tanin dapat menghambat pertumbuhan dan perkembangan. Hal ini terbentuk dari eksplan yang terluka. Jika arang aktif tidak dapat mengurangi efek browning tersebut, penambahan Polyvinylpyrrolidone (PVP), 250-1000 mg/l), atau antioksidan seperti asam sitrat, asam askorbat, thiourea, dapat dicoba.

Posted June 28, 2010 by agriculturalnotes in Uncategorized

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: