teknik kultur jaringan

LAPORAN

PRAKTIKUM KULTUR JARINGAN TUMBUHAN

Acara IV

(Kultur Kalus)

Oleh

JEFRI ANGGARA

NIM. 121510501126Jurusan AGROTEKNOLOGI

LABORATORIUM KULTUR JARINGAN TUMBUHAN

JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER2014

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam usaha untuk memperoleh bibit tanaman yang

memiliki kualitas tinggi atau sesuai dangan sifat

induknya dan dalam jumlah yang banyak maka metode yang

sering di gunakan saat ini adalah teknik kultur

jaringan. Kultur jaringan merupakan teknik perbanyakan

tanaman dengan menumbuhkan bagian tanaman seperti

organ, jaringan, protoplasma dan sel, dalam media

steril, yang kemudian beregenarasi menajdi tanaman

seutuhnya karena mendapatkan kondisi yang optimal.

Kultur jaringan berkembang menjadi metode

perbanyakan tanaman dengan berdasarkan pada kemampuan

totipotensi tanaman. Totipotensi merupakan kemapuan sel

tanaman untuk dapat berkembang menjadi tanaman

seutuhnya atau lenkap jika berasda pada kondisi

lingkungan yang mendukung. Maka dari itu mulailah di

kembangbiakkan tanaman secara kultur jaringan, baik itu

untuk medapatkan bibit tanaman dalam jumlah banyak

ataupun bibit tanaman unggul.

Dalam media kultur, bahan tanam akan di tumbuhkan

untuk membentuk bagian tubuh tanaman hingga menajdi

tanaman seutuhnya. Sel yang di tumbuhkan dalam media

lultur akan terus membelah menajdi sangat banyak

kemudian akan membetuk kalus. Kalus merupakan kumpulan

dari sel amorphous hasil dari pemebelahan sel secara

terus menerus tanpa arah sehingga membentuk massa sel

yang berwarna putih. Sel kalus sangat mudah terlepas

dan menjadi sel tunggal karena umumnya sel kalus

terdiri dari sel parenkim yang mempunyai ikatan yang

renggang.

Kalus yang tumbuh dari pembelahan sel tanaman

akan berbeda pada setiap eksplan tergantung dari

beberapa faktor, antara lain bagian tanaman yang

diambil, jenis tanaman, umur bagian tanaman yang

dimabil dan musim tanam. Untuk mempercepat pertumbuhan

kalus maka di gunakan perlakuan ZPT, semacam auksin.

Auksin yang sering digunakan adalah auksin sintetis

seperti NAA, penggunaan NAA lebih di anjurkan ketimbang

IAA karena NAA lebih stabil di banding dengan IAA.

Pada hampir semua bagian tanaman dapat di

kulturkan dan menghasilkan kalus, namun yang membedakan

adalah respon dan kecepatan tumbuh kalus tergantung

dari bagian mana yang akan di ambil dan di kembangkan.

Bagian yang mudah untuk di inisiasi dan mengashilkan

kalus kebanyakan adalah organ yang masih muda dan

merupak organ reproduksi.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui proses terbentuknya sela kalus dari

sumber eksplan yang berbeda–beda, amati juga

penampilan kalusnya.

2. Membuat grafik pertumbuhan kalus.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Kultur jaringan sendiri adalah metoda menumbuhkan

sel protplas, dan organ tanaman yang di ambil dari

tanaman utama untuk memperoleh kesamaan dan atau

perbedaan sifat dengan induknya dalam kondisi aseptis

dengan lingkungan yang sudah terkendali baik itu pH,

nutrisi, unsur hara, dan ZPT. Kultur jaringan di

lakukan dengan mengambil bagian tanaman induk di bagian

yang dikehendaki kemudian di tumbuhkan dalam media dan

lingkungan yang aseptik. Keberhasilan dari kultur

jaringan menekankan pada penggunaan eksplan berdaya

tumbuh atau regenenrasi tinggi (Lingga, 2007). Pada

kultur jaringan, semua semua unsur hara adalah penting.

Unsur hara yang biasa di suplai tanah harus tersedia

dalam media kultur (Yuliarti, 2010).

Kultur kalus merupakan kultur sekumpulan sel yang

tidak terorganisir, yang bertujuan untuk memperoleh

kalus dari eksplan yang diisolasi dan ditumbuhkan dalam

lingkungan terkendali. Adapun manfaat dari kultur kalus

ini yaitu sebagai sumber sel-sel untuk protoplasma,

model dalam rekayasa genetika contohnya kultur sel

tembakau, perlakuan mutagen kimia, studi hubungan

host-patogendalam fitopatologi, untuk produksi bahan-

bahan sekunder. Dari penelitian yangb dilakukan,

kultur kalus pada eksplan tanaman anggur hijau (V.

vinifera L.) menunjukkan bahwa eksplanmampu

menghasilkan kalus terhadap semua perlakuan yang

diberikan yaitu pada media MS dengan pemberian hormon

2,4-D dan air kelapa dengan konsentrasi 10% (PYD,

2012).

Dalam dunia kedokteran, semakin banyak di

butuhkan bahan kimia yang berasal dari tanaman,

sedangkan keberadaan plasma nutfah yang semakin sedikit

oleh karena itu di gunakan teknik kultur in vitro.

Teknik ini juga di ketahui juga bisa menghasilkan

metabolit sekunder pada jaringan tanaman yang di

tumbuhkan dalam media steril. Dalam memproduksi

metabolit sekunder, bagian yang paling besar

menghasilkan metabolit sekunder adalah kultur kalus.

Hal yang dapat di lakukan untuk memperbanyak produksi

metabolit sekunder adalah dengan meningkatkan

pertumbuhan kultur kalus dengan menambahkan pra zat

kedalam media (Sitorus, 2011).

Pertumbuhan kalus pada setiap bagian berbeda

respon pertumbuhannya, oleh karena itu di perlukan zat

pengatur tumbuh untuk memperlancar pertumbuhna kalus.

Golongan ZPT yang sering di gunakan adalah auksin dan

sitokinin. Auksin mempunyai peran ganda tergantung pada

konsentrasi , struktur kimia dan jaringan tanaman yang

di beri perlakukan. Penggunaan auksin sendiri

sebenarnya bertujuan untuk mnginduksi pertumbuhan

kalus, kultur suspensi, dan akar yaitu dengan

merangsang pembelahan dan perkembangan sel dalam

kambium (Rozaliana, 2013).

Pemberian auksin pada medium padat pada umumnya

adalah berdampak dapt menginduksi kalus embriogenetik.

Sedangkan penmabahan sitokinin pada medium padat akan

menyebabkan poliferasi kalus embriogenetik. Untuk asam

amino adalh berperan dalam pnting dalam pertumbuhan dan

deferensiasi kalus. Dalam media yang sudah mengandung

2,4-D, jika dilakukan penambahan kasein hidrolisat akan

memacu pertumbuhan kalus embroigenetik karena kasein

hidrolisat merupakan sumber N di dalam media. Selain

itu asam amino glutamin yang di tamabhankan dalam media

yang sudah mengadng auksin daot meningkatkan

keberhasilan kultur kalus (Lizawati, 2012).

Dalam penggunanaan ZPT (zat pengatur tumbuh)

untuk mempercepat pertumbuhan kalus, hal yang perlu di

kaji secara mendasar adalah konsentrasi dari setiap

bahan yang di gunakan untuk membuat media. Dari

penelitian yang sudah dilakukan pada tanaman tembakau

dua varietas tembakau yang berbeda, didapatkan hasil

bahwa Nicotiana tabacum L. var. SPTG-172 dapat

menginduksi kalus dan tunas pada media MS dengan

penambahan 2 ppm BAP dan 0,2 ppm NAA. Sedangkan untuk

varietas yang lain yaitu Nicotiana tabacum L. var. K- 399

berhasil menginduksi kalus dan tunas pada kombinasi 1

ppm BAP dan 0,2 ppm NAA (Nisak, 2012).

Dalam kultur jaringan jahe untuk ukuran maristem

paling efektif adalah ukuran 0,25 -0,5 cm. Sedangkan

untuk menghasilkan atau membetuk tunas yang banyak atau

tinggai maka penggunaan tunas yang lebih kecil dan

seludangnya tidak terlalu banyak, hal tersebut akan

memudahkan dalam mengisolasi maristem. Sumber eksplan

yang biasa di gunakan dalam kultur jaringan jae adalah

umur 4-10 bulan.sedangkan pengaruh umur rimpang jahe

terhadap keberhasilan kultur kalus belum di ketahui

(Ibrahim, 2010). Bila menggunakan eksplan yang

indeferensiasi , dalam hal ini adalah jaringan dewasa,

maka akan susah dalam membentuk kalus sebab kemampuan

untuk membentuk jaringan muda tidak ada (Daisy, 1994).

Menurut Melisa (2013) bahwa “ Dalam kultur kalus,

turunan dari hormon auksin yang paling sering di

gunakan adalah 2,4-D. hal ini mempertimbangkan

kestabilan dari hormon tersebut dalam media. 2,4-D di

nilai stabil karena tidak mudah terurai oleh enzim-

enzim yang dikeluarkan oleh sel tanaman ataupun akibat

pemanasan pada proses sterilisasi pada autoclaf. Pada

penelititan yang dilakukan pada anggur hijau,

penggunaan 2,4-D dan air kelapa (10%) baik untuk

induksi kalus anggur hijau”.

BAB 3. METODE PELAKSANAKAN

3.1 Waktu dan Tempat

Acara 4 praktikum Kultur Jaringan Tumbuhan dengan

judul”Kultur Kalus” dilaksanakan pada tanggal 10 April

2014 pukul 08.00-selesai bertempat di laboraturium

Kultur Jaringan, Fakultas Pertanian, Universitas

Jember.

3.2. Alat dan bahan

3.2.1 Alat

1. Botol Kultur

2. Petridish

3. Pisau scalpel

4. pinset

3.2.2 Bahan

1. Media Kultur kosong MS 2,4 D 0,5 ppm.

3.3. Prosedur pelaksanaan

Eksplan diambil dari hipokotil dan kotiledon melon.

1. Menyiapkan kecambah melon dalam botol kultur dan

media kultur kosong MS 2,4 D 0,5 ppm

2. Mengambil kecambah melon dan memotongnya di atas

petridish steril menggunakan pisau scalpel steril,

memisahkan antara bagian hipokotil dan kotiledon..

3. Menanam bagian hipokotil dan kotiledon pada botol

kultur yang terpisah, menggunakan pinset steril

untuk menanam.

4. Mengamati dan membandingkan pertumbuhan kalusnya.

Pengamatan

Sebelum dan sesudah penanaman media ditimbang

dahulu dan penimbangan dilakukan kembali hari ke 7,14,

21 dan 28, amati juga pada volume kalus. Hitung berat

kalus selama pengamatan dan buat grafik pertumbuhan

kalusnya. Amati proses terbentuknya kalus dan

penampilannya dari masing-masing eksplan yang ditanam

selama hari pengamatan (amati warna kalus, kondisi

kalus basah/kering , rapuh/remah atau pejal/masive)

No Parameter yang diamati ( berat / volume )Minggu

I

Minggu

II

Minggu

III

Minggu IV

123dst

BAB 4. HASIL DAN PENGAMATA

4.1 Hasil

Tabel 1. Pengamatan Kultur Kalus

Bagian No.Parameter yang diamati

(berat/volume)Minggu 1 Minggu 2 Minggu 3 Minggu 4

Daun

1231, 26

g231,19 g 231,04 g 230,02 g

2 171,6 g 171,56 g 171,41 g 171,23 g3 177,47 g 177,38 g 177,19 g 179,12 g4 179,52 g 179,45 g 179,33 g 176,99 g5 177,19 g 177,10 g 176,90 g 176,69 g6 227,19 g 227,15 g 227,07 g 226,91 g

Batang

7 169,78 g 169,71 g 169,58 g 169,39 g8 204,46 g 204,40 g 204,28 g 204,11 g9 186,45 g 186,39 g 186,27 g 186,07 g10 189,04 g 189,00 g 188,92 g 188,75 g

Grafik 1. Pengamatan kultur kalus

4.2 Pembahasan

Kultur jaringan adalah suatu metode untuk

mengisolasi bagian dari tanaman seperti

sekelompok sel atau jaringan yang ditumbuhkan dengan

kondisi aseptik, sehingga bagian tanaman tersebut dapat

memperbanyak diri tumbuh menjadi tanaman lengkap

kembali. Teori dasar dari kultur in vitro ini

adalah Totipotensi. Teori ini menyatakan setiap bagian

tubuh tanaman dapat berkembang biak karena terdiri dari

bagian yang hidup jika berada dalam kondisi yang

menguntungkan. Dalam kultur jaringan sendiri salah satu

proses yang terdapat didalamnya adalah kultur kalus.

Kalus adalah sekumpulan sel amorphous (tidak berbentuk

atau belum terdiferensiasi) yang terbentuk dari sel-sel

yang membelah terus menerus dan tidak terarah secara in

vitro atau di dalam tabung.  Kalus dapat diperoleh dari

bagian tanaman seperti akar, batang dan daun.  kalus

berasal dari pembelahan berkali-kali sel-

sel parenkim di sekitar berkas pengangkut dan beberapa

elemen penyusun berkas pengangkut kecuali xilem. Dalam

teknik kultur jaringan (in vitro), kalus dapat diinduksi

dengan menambahkan zat pengatur tumbuh yang sesuai pada

media kultur, misalnya auksin dan sitokinin yang

disesuaikan. Jika konsentrasi auksin lebih besar

daripada sitokinin maka kalus akan terbentuk, sedangkan

jika konsentrasi sitokinin yang lebih besar

dibandingkan dengan konsentrasi auksin maka yang

terbentuk bukanlah kalus, melainkan tunas. 

Dari teori yang telah di kemukaan diatas,

diketahui bahwasannya dalam melakukan regenerasi

ataupun perbanyakan tanaman dalam kultur jaringan tidak

hanya menggunakan organ reproduksi tanaman, namun dapat

dilakukan dengan hampir seluruh bagian tubuh tanaman

dengan kecepatan regenerasi yang berbeda. Secara in vitro

ada macam sistem yang digunakan untuk meregenerasikan

tanaman (bagian tanaman yang akan dibudidayakan), yaitu

melalui:

1. sistem organogenesis (, dari kalus dapat terbentuk

akar melalui diferensiasi, tetapi seringkali dijumpai

kesulitan untuk menginisiasi pucuk/tunas jika akar

sudah terbentuk dahulu.)dan,

2. sistem somatik embriogenesis (pembentukan pucuk

dan akar sudah teintegrasi dalam satu kesatuan,

dan merupakan suatu sistem tertutup (closed

system) yang tidak berhubungan dengan jaringan

asalnya.)

Pada sistem organigenesis, tujuan dari regenresi adalah

untuk menghasilkan atau outputnya adalah memproduksi

struktur unipolar yaitu tunas atau akar. Sedang

embriogenesis somatik, untuk menhasilkan atau

memproduksi struktur bipolar yaitu embrio, meliputi

calon akar sekaligus calon tunas.

Kultur jaringan atau teknik in vitro teknik dengan

mengisolasi bagian tanaman dengan menempatkannya

dilingkungan yang menguntungkan agar dapat membentuk

jaringan baru kemudian menjadi tanaman utuh dengan

beberapa proses. Perbanyakan tanaman melalui kultur

jaringan dapat dilakukan melalui tiga cara, yaitu

pembentukan tunas adventif, proliferasi tunas lateral,

dan embriogenesis somatik. Embriogenesis somatik

merupakan suatu proses di mana sel-sel somatik (baik

haploid maupun diploid) berkembang membentuk tumbuhan

baru melalui tahapan perkembangan embrio yang spesifik

tanpa melalui fusi gamet (sukmadjaja, 2005). Nugrahani

(2011) menyatakan bahwa “Berikut merupakan ciri-ciri

dari somatik embrigenesis antara lain:

1. Eksplan yang digunakan umumnya digunakan jaringan

atau organ yang bersifat embriogenik seperti embrio

zigotik, kotiledon, mata tunas, dan hipo/epikotil.

2. Embriogenesis somatik pada tanaman kehutanan

mempunyai beberapa tahapan perkembangan yang

spesifik, seperti induksi kalus embriogenik atau

embrio somatik (pembentukan langsung), pemeliharaan,

pendewasaan, perkecambahan, dan aklimatisasi.

3. Pembentukan embrio somatik secara langsung lebih

disukai karena dapat menekan masalah sulitnya

pembentukan benih somatik pada tahap perkecambahan.

4. Keberhasilan regenerasi melalui embryogenesis

somatik dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain

formulasi media yang berbeda pada setiap tahap

perkembangan embrio somatik serta jenis eksplan yang

digunakan.

5. Pada tahap pembentukan struktur globular dan hati

sering digunakan zat pengatur tumbuh sitokinin

seperti benzyladenin (BA) atau yang mempunyai peran

fisiologis yang sama yaitu thidiazuron atau 2,4-D,

dan NAA apabila embrio somatik melalui fase kalus.

Untuk tahap pendewasaan, konsentrasi sitokinin

diturunkan dan untuk tahap perkecambahan sering

ditambahkan GA3”.

Protocorm like body (PLB) merupakan suatu

struktur berupa bulatan-bulatan yang dibentuk oleh

jaringan eksplan dan atau kalus in vitro. ciri-ciri

kalus yang membentuk Protocorm like body (PLB) adalah

sebagai berikut :

Kalus berasal dari tunas, titik tumbuh (jaringan

meristem). sudah terbentuk sel-sel tunggal. biasanya

kalus yag ditumbuhkan pada media cair. kalus yang sudah

membetuk jaringan-jaringan. PLB tumbuh dari jaringan-

jaringan tersebut yang terpecah-pecah.

Dari hasil pengamatan yang dilakukan pada kultur

kalus dengan parameter yang diamati (berat/volume),

didapatkan data sebagai berikut:

1. Pada minggu pertama berat yang dihasilkan pada

kultur kalus adalah pada ulangan 1 berat yang

dihasilkan adalah 231, 26 g ; pada ulangan 2 adalah

171,6 g ; pada ulangan 3 adalah 177,47 g ; pada

ulangan 4 adalah 179,52 g ; pada ulangan 5 adalah

177,19 g ; pada ulangan 6 adalah 227,19 g ; pada

ulangan 7 adalah 169,78 g ; pada ulangan 8 adalah

204,46 g ; pada ulangan 9 adalah 186,45 g ; pada

ulangan 10 adalah 189,04 g.

2. Pada minggu kedua berat yang dihasilkan dari

pengukuran adalah pada ulangan 1 berat yang

dihasilkan adalah 231,19 g ; pada ulangan 2 adalah

171,56 g ; pada ulangan 3 adalah 177,38 g ; pada

ulangan 4 adalah 179,45 g ; pada ulangan 5 adalah

177,10 g ; pada ulangan 6 adalah 227,15 g ; pada

ulangan 7 adalah 169,71 g ; pada ulangan 8 adalah

204,40 g ; pada ulangan 9 adalah 186,39 g ; pada

ulangan 10 adalah 189,00 g.

3. Pada minggu ketiga berat yang dihasilkan dari

pengukuran adalah pada ulangan 1 berat yang

dihasilkan adalah 231,04 g ; pada ulangan 2 adalah

171,41 g ; pada ulangan 3 adalah 177,19 g ; pada

ulangan 4 adalah 179,33 g ; pada ulangan 5 adalah

176,90 g ; pada ulangan 6 adalah 227,07 g ; pada

ulangan 7 adalah 169,58 g ; pada ulangan 8 adalah

204,28 g ; pada ulangan 9 adalah 186,27 g ; pada

ulangan 10 adalah 188,92 g.

4. Pada minggu keempat berat yang dihasilkan dari

pengukuran adalah pada ulangan 1 berat yang

dihasilkan adalah 230,02 g ; pada ulangan 2 adalah

171,23 g ; pada ulangan 3 adalah 179,12 g ; pada

ulangan 4 adalah 176,99 g ; pada ulangan 5 adalah

176,69 g ; pada ulangan 6 adalah 226,91 g ; pada

ulangan 7 adalah 169,39 g ; pada ulangan 8 adalah

204,11 g ; pada ulangan 9 adalah 186,07 g ; pada

ulangan 10 adalah 188,75 g.

Dari data yang tertera, terlihat banyak penurunan yang

terjadi. Hal tersebut dapat terjadi karena memang

faktor pertumbuhan dan juga faktor kesalahan

perhitungan.

BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Kalus adalah suatu kumpulan sel amorphous yangterjadi dari sel-sel jaringan yang berproliferasisecara terus menerus dan tidak terorganisasisehingga memberikan penampilan sebagai massa selyang bentuknya tidak teratur.

2. Organogenesis merupakan untuk menghasilkan atauoutputnya adalah memproduksi struktur unipolaryaitu tunas atau akar.

3. Embriogenesis somatik  merupakan suatu proses dimana sel-sel somatik (baik haploid maupun diploid)berkembang membentuk tumbuhan baru melalui tahapanperkembangan embrio yang spesifik tanpa melaluifusi gamet.

4. Pada data pengamatan yang dilakukan, banyakterjadi penurunan pada setiap ulangan.

5.2 Saran

Pengamtan harus dilakukan dengan benar agar data yang

dihasilkan tidak bias.

DAFTAR PUSTAKA

Daisy P dkk, 1994. Teknik Kultur Jaringan. Yogyakarta,Kanisius.

Ibrahim M S D, Rotiana O, Khumaida N, 2010. PengaruhUmur Eksplan Terhadap Keberhasilan PembentukanKalus Embriogenik Pada Kultur Meristem Jahe(Zingiber officinale Rosc). Litri ,16 (1), ISSN : 0853-8212.

Lingga L, 2007. Anthurium. Jakarta. Gramedia PustakaUtama.

Lizawati, 2012. Callii Proliferation and SomaticEmbryogenesis of Physic Nut (Jatropha curcas L.)Various Combination with PGR’s and Amino Acids.Journal 1 (4), ISSN : 2302-6472.

Nisak K, Nurhidayati T, dan Purwani K I, 2012. PengaruhKombinasi konsentrasi ZPT NAA dan BAP pada KulturJaringan Tembakau Nicotiana tabacum var. Prancak95. Sains Dan Seni Pomits, 1 (1) : 1-6

PYD Niluh, Waeniati, Muslimin, Suwastika I N, 2012.Pengaruh Penambahan Air Kelapa Dan BerbagaiKonsentrasi Hormon 2,4-D Pada Medium Ms DalamMenginduksi Kalus Tanaman Anggur Hijau (Vitis viniferaL.). Natural Science 1(1) : 53-62.

Rozaliana, Siregar L A M, Bayu E S, 2013. Pengaruh Α-Benzil Amino Purina Dan Α- Asam Asetat NaftalenaTerhadap Pembentukan Tunas Tanaman Nilam(Pogostemon cablin Benth.) Secara In-Vitro. OnlineAgroekoteknologi 1 (3), ISSN : 2337- 6597.

Sitorus E N, Hastuti E D, Setiari N, 2011. InduksiKalus Binahong (Basella rubra L.) Secara InVitroPada Media Murashige & Skoog Dengan

Konsentrasi Sukrosa Yang Berbeda. Bioma, 13 (1),ISSN : 1410-8801

Sorentina S M, Haliani, Muslimin, Suwastika I N, 2013.nduksi Kalus Bawang Merah (Allium ascalonicum L.)Lokal Palu Pada Medium MS Dengan Penambahan 2,4-D(2,4-Asam Dikloropenoksi Asetat) Dan Air Kelapa.Natural Science, 2 (2), ISSN: 2338-0950.

Yuliarti N, 2010. Kultur Jaringan Skala Rumah Tangga.Yogyakarta. Lily Publisher.