A.
Tujuan
Mengetahui cara menghasilkan kalus dari bagian
tanaman yang ditumbuhkan pada media makanan.
B.
Tinjauan
Pustaka
Kalus adalah suatu kumpulan sel
amorphous yang terjadi dari sel-sel jaringan yang membelah diri secara terus
menerus. Penelitian pembentukan kalus pada jaringan terluka pertama kali
dilakukan oleh Sinnott pada tahun 1960. Pembentukan kalus pada jaringan luka
dipacu oleh zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin endogen (Dodds &
Roberts, 1983).
Tujuan kultur kalus adalah untuk
memperoleh kalus dari eksplan yang diisolasi dan ditumbuhkan dalam lingkungan
terkendali. Kalus diharapkan dapat memperbanyak dirinya (massa selnya) secara
terus menerus. Sel-sel penyusun kalus berupa sel parenkim yang mempunyai ikatan
yang renggang dengan sel-sel lain. Dalam kultur jaringan, kalus dapat
dihasilkan dari potongan organ yang telah steril, di dalam media yang
mengandung auksin dan kadang-kadang juga sitokinin. Organ tersebut dapat berupa
kambium vaskular, parenkhim cadangan makanan, perisikle, kotiledon, mesofil
daun dan jaringan provaskular.
Kalus mempunyai pertumbuhan yang
abnormal dan berpotensi untuk berkembang menjadi akar, tunas dan embrioid yang
nantinya akan dapat membentuk plantlet. Beberapa kalus ada yang mengalami
pembentukan lignifikasi sehingga kalus tersebut mempunyai tekstur yang keras
dan kompak. Namun ada kalus yang tumbuh terpisah-pisah menjadi fragmen-fragmen
yang kecil, kalus yang demikian dikenal dengan kalus remah (friable).
Warna kalus dapat bermacam-macam
tergantung dari jenis sumber eksplan itu diambil, seperti warna
kekuning-kuningan, putih, hijau, atau kuning kejingga-jingaan. (karena adanya
pigmen antosianin ini terdapat pada kalus kortek umbi wortel).
Dalam kultur kalus, kalus homogen yang tersusun atas sel-sel parenkim jarang dijumpai
Dalam kultur kalus, kalus homogen yang tersusun atas sel-sel parenkim jarang dijumpai
kecuali pada kultur sel Agave dan
Rosa (Narayanaswany (1977 dalam Dodds & Roberts, 1983). Untuk memperoleh
kalus yang homogen maka harus menggunakan eksplan jaringan yang mempunyai
sel-sel yang seragam. Dalam pertumbuhan kalus, citodiferensiasi terjadi untuk
membentuk elemen trachea, buluh tapis, sel gabus, sel sekresi dan trikoma.
Kambium dan periderm sebagai contoh dari proses hitogenesis dari kultur kalus.
Anyaman kecil dari pembelahan sel-sel membentuk meristemoid atau nodul vaskular
yang nantinya menjadi pusat dari pembentukan tunas apikal, primordial akar atau
embrioid.
Pada umumnya untuk eksplan yang
mempunyai kambium tidak perlu penambahan ZPT untuk menginduksi terbentuknya
kalus karena secara alamiah pada jaringan berkambium yang mengalami luka akan
tumbuh kalus untuk menutupi luka yang terbuka. Namun pada kasus lain, menurut
Kordan (1959 dalam Dodds & Robert, 1983) keberadaan kambium di dalam eksplan
tertentu dapat menghambat pertumbuhan kalus bila tanpa penambahan zat pengatur
tumbuh eksogen. Penambahan ZPT tersebut dapat satu macam atau lebih tergantung
dari jenis eksplan yang digunakan. Pembelahan sel di dalam eksplan dapat
terjadi tergantung dari ZPT yang digunakan, seperti auksin, sitokinin, auksin
dan sitokinin, dan ekstrak senyawa organik komplek alamiah.
Berdasarkan kebutuhan akan zat pengatur tumbuh untuk membentuk kalus, jaringan tanaman digolongkan dalam 4 kelompok:
Berdasarkan kebutuhan akan zat pengatur tumbuh untuk membentuk kalus, jaringan tanaman digolongkan dalam 4 kelompok:
1) Jaringan tanaman yang membutuhkan
hanya auksin selain gula dan garam-garam mineral untuk dapat membentuk kalus
seperti umbi artichoke
2) Jaringan yang memerlukan auksin dan sitokinin
selain gula dan garam-garam mineral
3) Jaringan yang tidak perlu auksin dan
sitokinin, hanya gula dan garam-garam mineral seperti jaringan cambium
4) Jaringan yang membentuk hanya
sitokinin, gula dan garam-garam mineral seperti parenkim dan xylem akar turnip.
Pada umumnya kemampuan pembentukkan
kalus dari jaringan tergantung juga dari:
1.
Umur
fisiologi dari jaringan waktu diisolasi.
2.
Musim
pada waktu bahan tanaman diisolasi.
3.
Bagian
tanaman yang dipakai.
4.
Jenis
tanaman.
Kalus
dapat diinisiasi dari hampir semua bagian tanaman, tetapi organ yang berbeda
menunjukkan kecepatan pembelahan sel yang berbeda pula. Jenis tanaman yang
menghasilkan kalus, meliputi dikotil berdaun lebar, monokotil, gymnospermae,
pakis dan moss. Bagian tanaman seperti embrio muda, hipokotil, kotiledon dan
batang muda merupakan bagian yang mudah untuk dediferensiasi dan menghasilkan
kalus.
Suatu sifat yang diamati dalam jaringan yang membentuk kalus adalah bahwa
pembelahan sel tidak terjadi pada semua sel dalam jaringan asal, tetapi hanya
sel di lapisan perisfer yang membelah terus menerus sedangkan sel-sel di tengah
tetap quiscent. Faktor-faktor yang menyebabkan inisiasi pembelahan sel hanya
terbatas di lapisan luar dari jaringan kalus, adalah:
a) Ketersediaan oksigen yang lebih
tinggi
b) Keluarnya gas CO2
c) Kesediaan hara yang lebih banyak
d) Penghambat yang bersifat folatik
lebih cepat menguap
e) Cahaya
Dalam
mempelajari proses pembentukan kalus sebagai akibat perlakuan, empat lapisan
sel yang berbeda dalam wortel yang dikultur pada berbagai media.
Lapisan-lapisan sel yang berbeda terlihat jelas tiga hari setelah kultur
terdiri:
1. Lapisan luar dengan sel-sel yang
pecah.
2. Lapisan kedua terdiri dari dua
lapisan sel dorman.
3. Lapisan dengan sel yang aktif membelah,
terdiri dari 1-6 lapis.
4. Lapisan tengah (core) yang
sel-selnya tidak membelah.
C.
Alat
dan bahan
1. Clean
Bench with UV Lamp (BI-124 / JICA)
2. Petridish
steril
3. Pinset
panjang dan pinset pendek steril
4. Scalpel
steril
5. Erlenmeyer
kosong steril
6. Gelas
ukur
7. Lampu
spritus
8. Alcohol
70 %
9. Larutan
formalin 10 %
10. Larutan
sumblimat 40 mg/100 ml aquadest
11. Larutan
kloroks 10 % ditambah Tween 20 sebanyak 2 tetes
12. Larutan
PVP (Polyvinil Pyrrolidone) 50 mg/100 ml aquadest ditambah Ascorbic Acid
(vitamin C) 50 mg
13. Aquadest
steril
14. Media
MS
15. Eksplan
: Umbi wortel
D. Langkah kerja
1. Mencuci
bahan-bahan terlebih dahulu menggunakan detergen kemudian membilasnya dengan
air bersih.
2. Memasukkan
alat yang diperlukan ke dalam Clean Bench, setelah disteril dengan cara
membasahi bagian luarnya dengan kain yang telah direndam dengan alcohol 70 %
3. Melakukan
penanaman eksplan pada media. Semua kegiatan penanaman dilaksanakan pada Clean
Bench
a. Mencelupkan
wortel ke dalam spritus, kemudian membakar wortel pada lampu spritus. Biarkan
api pada umbi padam dengan sendirinya
b. Meletakkan
wortel pada petridish
c. Membuang
bagian pangkal dan ujung wortel ± 2 cm
d. Memotong
wortel setebal ± 1 cm dan dibagi menjadi empat, pada tiap sisi dibuang dan
hanya bagian tengahnya yang digunakan
e. Memasukkan
potongan eksplan dengan pinset steril ke dalam Erlenmeyer yang berisi media MS
f. Menutup
kembali Erlenmeyer yang berisi eksplan dengan plastic transparan atau alumunium
foil dan memberi labeb
g. Menyimpan
ke dalam ruang inkubasi
E.
Hasil
Pengamatan
Tabel 1. Hasil pengamatan
No
|
Pengamatan
|
Keterangan
|
1
|
Pengamatan
ke-1
|
Umbi
wortel baru ditanam pada media.
|
2
|
Pengamatan
ke-2
|
Umbi
wortel tetap seperti keadaan semula.
|
3
|
Pengamatan ke-3
|
Warna
umbi wortel memudar (pucat) dari orange segar menjadi orange pucat atau
kekuningan.
|
4
|
Pengamatan
ke-4
(Tidak
ada gambar)
|
Warna
umbi wortel memudar (pucat) menjadi putih.
|
F.
Pembahasan
Pada praktikum ini bertujuan untuk mengetahui cara
menghasilkan kalus dari bagian tanaman yang ditumbuhkan pada media agar. Eksplan
yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah umbi dari wortel. Umbi wortel
yang di tanam adalah bagian tengah dari umbi. Berdasarkan teori, pembentukan kalus ditentukan sumber
eksplan, komposisi nutrisi pada medium dan faktor lingkungan.eksplan yang
berasal dari jaringan meristem berkembang lebih cepat dibanding jaringan dari
sel-sel berdinding tipis dan mengandung lignin. Sehingga eksplan umbi wortel
ini menjadi criteria eksplan yang tepat untuk pembentukan kalus terutama untuk
komposisi media yang sudah ditambahkan ZPT tertentu untuk menginduksi kalus.
Sebelumnya mengambil bagian dari
potongan wortel kemudian dibakar pada api Bunsen yang bertujuan untuk mematikan
mikroorganisme (jamur atau bakteri) yang menempel ada wortel. Pembakaran
dilakukan pada bagian permukaan secara bolak-balik, setelah dirasa cukup
kemudian potongan wortel tersebut di letakkan pada petridish. Pembakaran ini
merupakan cara sterilisasi yang dilakukan secara fisik yaitu untuk mematikan
jenis mikroorganisme seperti jamur dan bakteri dengan cara pemanasan melalui
api Bunsen. Umbi yang
berasal dari tanah umumnya mudah sekali terkontaminasi dan biasanya
sterilsasinya agak sulit. Umbi kemudian dipotong bagian
sekelilingnya hingga didapat pada bagian tengahnya berbentuk kotak-kotak. Media
yang digunakan untuk induksi kalus dari umbi wortel adalah media agar dengan
ZPT adalah 2,4 D.
Pada praktikum ini, praktikan melakukan dua kali
kegiatan. Pada kegiatan praktikum pertama, setelah dua minggu, umbi wortel yang
di tumbuhkan pada media mengalami kontaminasi yaitu tumbuh jamur dengan cirri
berwarna putih seperti kapas menutupi permukaan media. Kontaminasi yang terjadi pada umbi wortel
diakibatkan oleh ruangan yang kurang bersih, media yang kurang steril atau
penutup media kurang rapat, air yang digunakan, alat-alat yang digunakan dan
praktikan Kontaminasi dapat dari eksplan baik internal maupun eksternal,
organisme kecil yang masuk dalam media, air yang digunakan, botol kultur atau
alat-alat tanaman yang kurang steril, lingkungan kerja dan ruang kultur yang
kotor (spora di udara), kecerobohan dalam pelaksanaan. Karena
terjadi kegagalan dalam kegiatan pertama maka praktikan melakukan kegiatan
kedua dan masih tetap menggunakan cara yang sama seperti pada praktikum pertama
tetapi tentunya dengan ketelitian yang lebih lagi. Dan ternyata pada kegiatan
kedua, umbi wortel berhasil tidak terkontaminasi.
Pada pengamatan pertama yaitu satu minggu setelah
inokulasi, belum terjadi perubahan yaitu pertumbuhan kalus. Pada pengamatan
kedua yaitu dua minggu setelah inokulasi, belum terjadi perubahan. Pada
pengamatan ketiga yaitu tiga minggu setelah inokulasi, warna umbi wortel
berubah dari warna orange segar menjadi orange pucat atau kekuningan. Hal ini
terjadi kemungkinan karena umbi wortel terlalu lama berada dalam media sehingga
penggunaan hasil metabolisme dan nutrisi dari umbi itu sendiri pun terpakai dan
memungkinkan berubahnya warna pada umbi wortel tersebut.
Pada pengamatan ke empat yaitu empat minggu setelah
inokulasi, perubahan warna umbi wortel dari kuning menjadi putih. Kemungkinan
penyebabnya sama dengan pada pengamatan ketiga. Pada pengamatan, ada beberapa
kemungkinan tidak terjadi pertumbuhan kalus adalah: 1) Sterilisasi
fisik melalui pemanasan dengan api Bunsen dilakukan terlalu lama, sehingga jaringan pada umbi wortel rusak bahkan mati. Hal ini menyebabkan tidak terjadi
pertumbuhan kalus meskipun telah ditambahkan ZPT. 2) Tebal
umbi kalus yang di inokulasikan kedalam media agar terlalu tebal. Hal ini
mengganggu penyerapan nutrisi dari media agar sehingga menyebabkan kalus tidak
bisa tumbuh. 3) Massa kultur yang ditumbuhkan
terlalu lama dalam media yang tetap, akan menyebabkan terjadinya kehabisan hara
dan air. Kehabisan hara dan air dapat terjadi karena selain terhisap untuk
pertumbuhan juga karena media menguapkan air dari masa ke masa.
G. Kesimpulan
Pada praktikum ini, praktikan melakukan kegiatan
induksi kalus dengan menggunakan eksplan umbi wortel pada medium agar dengan
penambahan ZPT yaitu 2,4-D yang berfungsi membantu menginduksi kalus. Pada
praktikum ini dilakukan beberapa tahapan antara lain pemilihan eksplan,
sterilisasi alat dan bahan, sterilisasi meja LAFC, inokulasi dan inkubasi.
Berdasarkan hasil pengamatan, tidak terjadi pertumbuhan kalus pada media karena
beberapa faktor internal maupun eksternal.
DAFTAR
PUSTAKA
Tim Dosen Kultur
Jaringan. 2012. Petunjuk Praktikum Kultur
jaringan Tumbuhan. Yogyakarta: FMIPA UNY.
Zulkarnain.
2009. Kultur Jaringan Tanaman Edisi 1,
Cetakan 2. Editor, Rini Rachmawati. Jakarta: Bumi Aksara.
http://fheeyraredzqiiy.wordpress.com/2010/06/03/kultur-kalus/,
diakses pada hari senin 28 Mei 2012.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar