KULJAR 3-4

BAHAN TANAMAN, BERUPA SEL, JARINGAN ATAU ORGAN YANG DIISOLASI DAN SIAP UNTUK DITANAM/DIPELIHARA PADA MEDIUM YANG STERIL

1

SYARAT-SYARAT EKSPLAN:

1.DARI JARINGAN YANG MASIH AKTIF (MASIH MELAKUKAN PERTUMBUHAN).2.STERIL

APABILA BAHAN EKSPLAN DARI LAPANGAN:

SEBAIKNYA DIISOLASI TERLEBIH DAHULU MELALUI PENANAMAN KEMBALI DI RUMAH KACA ATAU DI DALAM RUANGAN YANG BEBAS HAMA / BERSIH.

2

3

STERILISASI EKSPLAN

TANAMAN SEBELUM DIIRIS/DIPOTONG, HARUS DIBERSIHKAN TERLEBIH DAHULU DARI KOTORAN DEBU ATAU TANAH. DENGAN AIR YANG MENGALIR.

TANAMAN YANG DIAMBIL DARI ALAM DAN DEKAT DENGAN TANAH DAPAT MENGGUNAKAN SIKAT HALUS.

SETELAH ITU DAPAT DILAKUKAN STERILISASI EKSPLAN BAHAN EKSPLAN TERSEBUT MENURUT JENIS TANAMANNYA, YAITU, DAPAT MELALUI:

1. PENGGUNAAN BAHAN KIMIA2. PEMBERIAN ANTIBIOTIK3. PEMBAKARAN (FLAMBIR)

4

BAHAN BAHAN KIMIA YANG DAPAT DIGUNAKAN UNTUK STERILISASI EKSPALN, ADALAH:

1.SODIUM HIPOKLORIT (NaCl) : 0,025% -0,25%2.HIDROGEN PEROKSIDA (H2O2) : 3 % - 10%3.BROMINE 1% -2%4.SUBLIMAT ( HgCl ) : 0,005% - 0,1%5.SILVER NITRAT (AgNO3) : 1%6.PEMUTIH PAKAIAN (KLOROK /BAYCLEAN) : 15% - 25%

UNTUK SUPAYA STERILISASI SAMPAI KE JARINGAN, PERLU DITAMBAHAKAN TWEEN 20 ATAU TRITON –X : 0,05%

5

MENGGUNAKAN ANTIBIOTIK :

HARUS SELEKTIF, KARENA BANYAK ANTIBIOTIK YANG DAPAT MERUSAK SEL.

ANTIBIOTIK YANG DIREKOMENDASIKAN ADALAH:-RIFAPICIN-POLYMIXIN-VANCOMYCIN

ANTIBIOTIK DAPAT DITAMBAHKAN PADA MEDIUM

6

MELALUI PEMBAKARAN (FLAMBIR):DILAKUKAN PADA TANAMAN YANG BAHAN EKSPLANNYA ADA DILAPISAN DALAM, SEPERTI EKSPLAN TUNAS, MATA TUNAS ANGGREK.

7

8

9

10

11

MORFOGENESIS ARTINYA :

PERKEMBANGAN ORGANISME HIDUP a.l: PEMBENTUKAN EMBRIO, PEMBENTUKAN ORGAN (DAUN, AKAR, BATANG DAN BUNGA)

MELALUI KULTUR JARINGAN MORFOGENESIS DAPAT SECARA:

LANGSUNG DAN TIDAK LANGSUNG

12

MORFOGENESIS DALAM KULTUR JARINGAN YANG TERJADI ADALAH PROSES:

DEDIFERENSIASI, DIFERENSIASI DAN REGENERASI

13

DIFERENSIASI:

TERBENTUKNYA JARINGAN, ORGAN (AKAR, TUNAS) KARENA ADANYA PERKEMBANGAN

REGENERASI:

PEMBENTUKAN KEMBALI ORGAN ATAU JARINGAN MENJADI TANAMAN UTUH

DEDIFERENSIASI:

PEMBENTUKAN JARINGAN YANG EMBRIONIK YANG BERASAL DARI JARINGAN ATAU DARI ORGAN YANG TELAH TERBENTUK.

14

15

MORFOGENESIS DALAM KULTUR JARINGAN DAPAT MELALUI :

1.MORFOGENESIS SECARA LANGSUNG2.MORFOGENESIS SECARA TIDAK LANGSUNG

16

MORFOGENESIS SECARA LANGSUNG, APABILA:

EKSPLAN DARI BAHAN ORGAN YANG DITANAM PADA MEDIA YANG TELAH DITAMBAH NUTRISI DAN ZAT PENGATUR TUMBUH TERTENTU DAPAT TUMBUH LANGSUNG ORGAN ADVENTIF.

MENURUT SHERRINGTON (1984) APABILA: -PENAMBAHAN AUKSIN LEBIH BANYAK DARI SITOKININ AKAN TERINDUKSI AKAR .- PENAMBAHAN SITOKININ LEBIH BANYAK DARI AUKSIN AKAN TERINDUKSI TUNAS ADVENTIF.

17

PEMBENTUKAN ORGAN ATAUPUN JARINGAN DALAM KULTUR JARINGAN BERDASARKAN PADA TEORI SEL, YAITU:

BERPRINSIP BAHWA : SETIAP SEL TUMBUHAN DALAM SATU JENIS TUMBUHAN YANG SAMA MEMPUNYAI INFORMASI GENETIK YANG SAMA PULA

18

MEDIA DENGAN NUTRISI TERTENTU DAN ZPT TERTENTU

DIFERENSIASI TANAMAN

TERJADI :-PEMBESARAN-PEMANJANGAN-PEMBESARAN DAN PEMANJANGAN-PEMBELAHAN (PERBANYAKAN)-PEMBENTUKAN JARINGAN: EPIDERMIS, MEKANIK, PEMBULUH dlsb.

19

MORFOGENESIS SECARA TIDAK LANGSUNG:

APABILA EKSPLAN TUMBUH MELALUI PEMBENTUKAN KALUS TERLEBIH DAHULU ATAU MELALUI PROSES DEDIFERENSIASI

20

DEDIFERENSIASI:TERJADINYA PROSES INI KARENA AWAL PENANAMAN ADALAH DARI ORGAN (TELAH BERDIFERENSIASI) KEMUDIAN TERJADI KEMBALI SEL-SEL YANG TIDAK TERDIFERENSIASI ( SIFATNYA PARENKIMATUS)

DALAM KULTUR JARINGAN BENTUK ORGANISASI (MASSA) YANG TIDAK TERDIFERENSIASI (PARENKIMATUS) NAMUN SIFATNYA MASIH MELAKUKAN PEMBELAHAN /PERBANYAKAN (SIFAT EMBRIONIK) DISEBUT: KALUS

21

PEMBENTUKAN KALUS MELALUI INDUKSI, YAITU:

MELALUI PENAMBAHAN NUTRISI PADA MEDIA DAN PENAMBAHAN ZAT PENGATUR TUMBUH DARI GOLONGAN AUKSIN DAN SITOKININ DENGAN KONSENTRASI YANG SESUAI DENGAN JENIS EKSPLAN .

KALUS DAPAT DIINDUKSI MENJADI ORGAN : TUNAS ATAU AKAR

TUNAS ATAU AKAR ORGANOGENESIS

MORFOGENESIS TIDAK LANGSUNG

KALUS

22

PEMBENTUKAN KALUS DAPAT TERJADI:

SECARA ALAMI ATAU DIBUAT / DIINDUKSI

PEMBENTUKAN KALUS SECARA ALAMI DAPAT TERJADI KARENA ADANYA: LUKA DAN STRESS.

: ASAM TRAUMALIN YANG DIPRODUKSI PADA KAMBIUM LUKA, FUNGSINYA ADALAH UNTUK

MERANGSANG PEMBELAHAN SEL DIDAERAH LUKA UNTUK MENUTUP LUKA.

LUKA KEMUNGKINAN KARENA DIPOTONG, TERSERANG HAMA .

KARENA STRESS, MAKA AKAN MENGINDUKSI AKTIVITAS FITOHORMON (HORMON ENDOGEN)

23

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI MORFOGENESIS DALAM KULTUR JARINGAN:

1.SIFAT TOTIPOTENSI SEL, YAITU:BAHWA SETIAP SEL TUMBUHAN

MEMPUNYAI KEMAMPUAN UNTUK MELAKUKAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN (DIFERENSIASI) MEMBENTUK INDIVIDU BARU YANG LENGKAP APABILA DI SIMPAN / DITANAM PADA LINGKUNGAN/MEDIA YANG SESUAI.

24

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA KULTUR JARINGAN TUMBUHAN.

MENGUKUR PERTUMBUHAN DARI HASIL KULTUR JARINGAN MELALUI:

-JUMLAH SEL YANG TUMBUH

-UKURAN KALUS

-BERAT KERING KALUS

-BERAT BASAH KALUS

-TINGGI TUNAS

-JUMLAH TUNAS YANG TUMBUH

-JUMLAH EMBRIO YANG TUMBUH.

25

PERTEMUAN KE 4TOPIK : MACAM –MACAM KULTUR JARINGAN

SUB-TOPIK;-Kultur organ-Kultur sel-Kultur protoplas-Kultur meristem

26

MACAM-MACAM KULTUR JARINGAN

DISESUAIKAN DENGAN BAHAN EKSPLAN YANG DIGUNAKAN

BAHAN/ SUMBER EKSPLAN :-DAUN, BATANG, AKAR : KULTUR ORGAN

-ANTER : KULTUR ANTER

-POLEN : KULTUR POLEN

-SEL : KULTUR SEL

-PROTOPLAS KULTUR PROTOPLAS

-KALUS : KULTUR KALUS

-MERISTEM : KULTUR MERISTEM

-EMBRIO : KULTUR EMBRIO 27

KULTUR ORGANSEBAGAI BAHAN EKSPLAN ADALAH DARI :

-BAGIAN ORGAN SEPERTI DAUN YANG MASIH MUDA;

TUNAS DAUN, BATANG YANG MASIH MUDA; INTERODUS; BAKAL BUNGA; BAKAL BIJI; UJUNG AKAR.

-YANG HARUS DIPERHATIKAN ADALAH: BAHAN ORGAN HARUS DARI BAGIAN YANG MASIH MELAKUKAN PERTUMBUHAN.

-KEBERSIHAN BAHAN ORGAN.

28

KULTUR SEL.

YANG HARUS DIPERSIAPKAN ADALAH :

MENGISOLASI SEL, SEHINGGA TERBENTUK SUSPENSI SEL, YANG DIPERLUKAN ADALAH PENYARINGAN SECARA FILTER.

EKSPLAN SEL DAPAT BERUPA SEL TUNGGAL ATAU BERUPA KOLONI.

PENGAMBILAN SEL INI, MELALUI MIKROSKOP BINOKULER,

ISOLASI SEL DIPERLUKAN ENZIM, SEPERTI: PEKTINASE ATAU POLIGALAKTURONASE.

ISOLASI SEL DAPAT DIGUNAKAN DARI HASIL KULTUR KALUS.

SEL-SEL YANG DIGUNAKAN ADALAH SEL YANG VIABEL (MAMPU HIDUP).

29

KULTUR PROTOPLAS

BAHAN EKSPLAN PROTOPLAS DIDAPAT DARI HASIL ISOLASI.

PEMISAHAN PROTOPLAS DARI SEL, DIPERLUKAN ENZIM YANG DAPAT MENGHANCURKAN DINDING SEL (MASSERASI), YAITU ENZIM SELULOSE. SEHINGGA SEL HANYA DIKELILINGI OLEH MEMBRAN PLASMA.

PROTOPLASMA YANG BAIK ADALAH YANG VIABEL, YAITU APABILA PRTOPLASMA ITU DITANAM PADA MEDIA MAMPU MEMBENTUK DINDING SEL DAN MELAKUKAN PEMBELAHAN SEL.

KULTUR PROTOPLAS, BIASANYA DIPERLUKAN UNTUK MEMBENTUK TANAMAN HIBRIDA, MELALUI PENCAMPURAN SEL DARI DUA JENIS ATAU LEBIH YANG BERBEDA.

30

KULTUR PROTOPLAS DAPAT DIGUNAKAN UNTUK:

-ANALISIS ISOENZIM-ANALISIS DNA , MELALUI TRANSFORMASI DNA-MENGETAHUI AKTIFITAS ANZIM-MENGETAHUI PENGELOMPOKKAN TUMBUHAN.

MAKSUD TRANSFORMASI DNA MELALUI PROTOPLASMA:

MENYISIPKAN SATU ATAU BEBERAPA GEN SECARA LANGSUNG DAN TIDAK LANGSUNG.

31

TRANSFORMASI DNA SECARA LANGSUNG DAPAT MELALUI :TEHNIK SPECIFIC GENE TRANSFER (PEMINDAHAN GEN), HASILNYA ADALAH: TRANSGENIC PLANT.

PEMINDAHAN GEN KE PROTOPLASMA DAPAT DILAKUKAN SECARA MIKROINJEKSI DNA KE INTI

TRANSFORMASI DNA SECARA TIDAK LANGSUNG, ADALAH MENGGUNAKAN PERANTARA (VEKTOR) DARI MAHLUK HIDUP, a.l: MENGGUNAKAN BAKTERI Agrobacterium tumefaciens atau A. rhizogenesis

32

KULTUR KALUS.

BAHAN EKSPLAN DARI KALUS.

KALUS DIDAPAT DARI HASIL KULTUR ORGAN SEPERTI DARI DAUN, BATANG DAN AKAR ATAU HASIL KULTUR SEL ATAU HASIL DARI KULTUR MERISTEM.

PEMBENTUKAN KALUS, DAPAT MERUPAKAN HASIL REGENERASI ATAU

DEDIFERENSIASI ATAU

MERUPAKAN HASIL MORFOGENESIS TIDAK LANGSUNG.

DARI KALUS INI DAPAT DIINDUKSI MENJADI SEL-SEL EMBRIO,SEHINGGA DIDAPAT EMBRIO SOMATIK.

33

KULTUR MERISTEMMERISTEM YANG DAPAT DIMABIL ADALAH DARI BAGIAN PUCUK TUNAS.

PADA MEDIA YANG KAYA HARA, DAPAT TUMBUH MENJADI TANAMAN YANG SEMPURNA.

KULTUR MERISTEM, DIPERLUKAN UNTUK MENDAPATKAN TANAMAN YANG BEBAS DARI VIRUS.

MERISTEM MERUPAKAN BAGIAN YANG BEBAS DARI VIRUS, KARENA KECEPATAN PERTUMBUHAN SEL LEBIH CEPAT SEHINGGA ASAM AMINO AKAN CEPAT TERPAKAI OLEH SEL DARIPADA UNTUK PERTUMBUHAN VIRUS.

DARI KULTUR MERISTEM, DAPAT DIINDUKSI MENJADI KALUS DAN DAPAT PULA DIBENTUK SEL-SEL EMBRIO, SEHINGGA TERBENTUK EMBRIO SOMATIK.

34

CIRI – CIRI MERISTEM :

1.INTI RELATIF BESAR2.VAKUOLA KECIL DAN TERSEBAR, BERISI PROTOPLAS3.TIDAK MENGANDUNG ERGASTIK SUBSTANS4.PLASTIDA DALAM BENTUK PROTOPLASTID5.AKTIF TERHADAP REAKSI ENZIM PEROKSIDA6.BEBAS VIRUS.

35

MERISTEM BEBAS VIRUS KARENA:

- DI DAERAH MERISTEMMERUPAKAN DAERAH AKTIF MEMBELAH DAN LEBIH CEPAT DARI PEMBELAHAN VIRUS, SEHINGGA TERJADI PERSAINGAN ASAM AMINO.

-DI DAERAH MERISTEM MENGANDUNG FENOL POLYAMIN (MISALNYA: COFFEIL, PUTRESLINE ) YANG DAPAT MENGHAMBAT TUMBUHNYA VIRUS.

-AKTIFITAS PEMBELAHAN YANG CEPAT ,SEHINGGA PLASMODESMATA TIDAK TERBENTUK DAN VIR US TIDAK DAPAT BERPINDAH.

36

STRUKTUR MERISTEM APIKAL

1 2 1

3

1-2 : BERBENTUK KUBAH DENGAN UKURAN < 0,1 mm3 : KARAKTERISTIK MERISTEM SUDAH HILANG > 0,5 mm

37

STRUKTUR MERISTEM

38

KULTUR EMBRIO

BAHAN EKSPLANNYA ADALAH DARI EMBRIO

HASIL DARI KULTUR EMBRIO UMUMNYA TIDAK UNTUK PERBANYAKAN MELAINKAN UNTUK PERBAIKAN ., a.l: UNTUK MENDAPATKAN BENIH YANG TOLERAN.

KARENA DARI EMBRIO UMUMNYA AKAN TUMBUH HANYA SATU INDIVIDU BARU. PENGEMBANGAN DARI KULTUR EMBRIO, ADALAH MEMBENTUK EKSPLAN MENJADI EMBRIO EMBRIO SOMATIK YANG DISEBUT DENGAN EMBRIOGENESIS

39

EMBRIO SOMATIK : EMBRIO YANG BERASAL DARI SEL-SEL SOMATIK TANPA FERTILISASI. (PEMBENTUKAN EMBRIOID).

EMBRIO ZIGOTIK : EMBRIO YANG BERASAL DARI HASIL FERTILISASI.

EMBRIO ANDROGENESIS: EMBRIO YANG BERASAL DARI KULTUR ANTHER.

EMBRIO GYNOGENESIS: EMBRIO YANG BERASAL DARI KULTUR OVULE

40

41