Sistem Kultur Jaringan Semisolid Stroberi

[cml_media_alt id='1304']kultur jaringan stroberi[/cml_media_alt]

Stroberi adalah buah fungsional yang strategis. Nilai ekonominya tinggi sehingga program penyediaan benih mendukung kawasan produksi yang berkelanjutan perlu diprioritaskan. Protokol penyediaan benih berkualitas telah diperoleh pada media kultur jaringan semisolid. Kombinasi metode penyediaan eksplan tTCL batang meningkatkan luas permukaan explant berujung kepada tingginya laju multiplikasi. Setiap plantlet dengan ukuran 0.5-1 cm mampu menghasilkan 75-200 plantlet dalam waktu 90 hst, tergantung genotipe. Protokol hasil penelitian ini dapat dinaikkan levelnya untuk skala komersial, untuk menjamin keberhasilan replanting stroberi untuk meningkatkan potensi ekonomis kawasan agribisnis hortikultura stroberi.

Penyedian kebutuhan 7F (Food, Feed, Fuel, Flower, Fiber and Chemicals, Fun and Pharmaceutical) dari bahan alam yang dipengaruhi perubahan iklim global menghadapi tantangan-tantangan yang memerlukan penyesuaian dalam visi, teknologi, metode dan sistem baru dalam berproduksi. Isu yang paling mengemuka adalah penyediaan pangan. Perubahan paradigma berfikir yang positif memotivasi konsumer dalam memilih makanan dan sehat yang diproduksi dalam budidaya bebas pestisida dan patogen.

Satu dari 7 gema revitalisasi yang ditetapkan kementan untuk mencapai 4 sukses adalah revitalisasi perbenihan dan pembibitan. Agribisnis hortikultura berawal dari pembenihan. Ketersediaan benih bermutu sangat strategis karena merupakan kunci utama untuk mencapai keberhasilan pembangunan kawasan hortikultura di Indonesia yang menuntut dukungan industri benih yang tangguh dalam menyediakan buah untuk kebutuhan dalam negeri dan  bersaing di pasaran internasional.

Produksi dan mutu produk hortikultura sangat ditentukan oleh kualitas benih yang digunakan  yaitu benih yang mampu mengekspresikan sifat-sifat unggul dari varietas yang diwakilinya. Salah satu tujuan pembangunan di bidang perbenihan hortikultura bertujuan untuk mempersiapkan tersedianya benih bermutu dari varietas unggul secara lestari dan berkesinambungan, dengan 7 kriteria tepat (jenis, varietas, mutu, jumlah, waktu, lokasi, dan harga).

Perkembangan teknologi kultur jaringan saat ini sudah semakin maju pesat dan kreatif. Teknik kultur jaringan kini sudah sampai kepada tahap automatisasi dan dapat diterapkan dalam skala rumah tangga, laboratorium, pilot plan dan komersial yang lebih efisien, cepat dan berkualitas tinggi dalam menghasilkan bibit, organ dan sel tanaman.

Keunggulannya teknologi kultur jaringan dibanding metode konvensional adalah 1. Dapat menduplikasi klon unggul dari spesies rekalsitran atau yang sulit diperbanyak. 2. Dapat dilakukan sepanjang tahun, bebas kondisi geografis dan klimatologi, 3. Menghasilkan turunan yang bebas pathogen bahkan dari induk yang terinfeksi, 4. Materi tanaman yang steril dapat diperbanyakdan 5. Mudah untuk produksi massal dalam periode waktu yang pendek dan ruang yang sempit.

Langkah awal pelaksanaan yang mendasari keberhasilan kultur jaringan dan perbanyakan tanaman adalah pemilihan, pengambilan dan persiapan explan. Manajemen penyiapan ekplan oleh karenanya merupakan salah satu kunci keberhasilan perbanyakan in vitro tanaman buah terutama hasil pemuliaan tanaman yang jumlah eksplannya terbatas.

Thin cell layer (TCL) merupakan teknik penyediaan eksplan tipis dengan ketebalan 0.1-0.5 mm, dipotong secara transversal (tTCL) atau longitudinal (lTCL). Keuntungannya adalah dapat menginduksi tunas dengan frekuensi tinggi dalam waktu singkat. Irisan yang tipis menyebabkan sel-sel sangat sensitif terhadap medium disekitarnya karena kecepatan proses difusi nutrisi. TCL mempunyai tingkat efisiensi yang tinggi dibandingkan dengan teknik penyediaan eksplan kultur jaringan konvensional. Luas permukaan eksplan yang terbatas dapat ditingkatkan dengan jumlah irisan yang bertambah. Dapat digunakan untuk eliminasi virus yang dikombinasikan dengan bahan anti virus. Mampu mengisolasi dan meregenerasi hasil transgenik yang non kimera.

Metode TCL telah berhasil diaplikasikan dalam perbanyakan pada tanaman hias dan tanaman buah-buahan dengan tingkat efisiensi yang tinggi, seperti batang bawah jeruk Poncirus trifoliata, C. deliciosa, C. limon, C. madurensis, C. medica, C. tardiva, C. sinensis, apel, Lilium longiforum, Lilium ledebourii, Sorghum bicolor, Spilanthes acmella,  spesies Lupinus, Spinacia oleracea, Brassica napus, Gerbera jamesonii, Passiflora Edulis, Oil palm, kentang, kumis kucing, dendrobium, phalaenopsis, pisang, nenas.

Prosedur TCL mudah, cepat dan efisien, sebagai dasar teknologi propagasi berbagai spesies tanaman, penggunaan lebih luas sebagai alat regenerasi pada upaya perbaikan tanaman melalui mutasi atau transgenik. Faktor penting dalam pengerjaan TCL adalah 1). genotipe dan sumber eksplant, 2). hormon dan cahaya sebagai pre treatment, 3). umur mother plant dan pH media, 4). tingkat ketebalan potongan dan posisi organ. Hasil penelitian penyediaan vitroplant dari tTCL batang pada stroberi menunjukkan respon yang sama.

Produksi vitroplant dari tTCL batang dan aklimatisasi

Metode perbanyakan stroberi pada media semisolid telah berhasil dikembangkan di Balitjestro. Protokol diawali dengan isolasi meristem dari pohon stroberi dewasa yang dipelihara di lapang. Meristem dengan ukuran 200 um ditanam pada media semisolid, berkembang menjadi plantlet selama 90 hari seperti diperlihatkan Gambar 1. Meristem diestimasi memiliki 200 sel yang aktif membelah, dihipotesiskan mampu menghasilkan tanaman bebas patogen; bakteri, jamur dan virus. Indexing dan deteksi DNA mikroba kan dilakukan pada rencana penelitian 2014.

Protokol ini memperlihatkan efisiensi  manajemen explant dalam meningkatkan luas permukaan ekplant yang menghasilkan induksi tunas dengan frekuensi tinggi.

[cml_media_alt id='1302']Perkembangan kultur meristem stroberi[/cml_media_alt]Gambar 1. Perkembangan kultur meristem stroberi; a. saat tanam (0 hari), b. 14 hst,  c. 28 hst, d. 42 hst,  e. plantlet 56 hst  dan f. 90 hst.

Plantlet yang telah dihasilkan dari meristem digunakan sebagai bahan perbanyakan tunas. Serangkaian percobaan dilakukan untuk memperoleh kondisi medium ideal untuk multiplikasi yang ideal. Sumber karbon, zat pengatur tumbuh, asam amino esensial telah dioptimasi untuk mendapatkan laju perbanyakan maksimum dari explant tTCL. Dari tTCL setiap batang (semu) stroberi dapat diperoleh sejumlah plantlet yang berkisar 75-200 batang, tergantung genotipe. Stoberi sangat khas dalam kultur jaringan, setiap genotipe memberikan respon beragam terhadap kondisi in vitro; genetic dependance. Rangkaian performa protokol dapat dilihat pada Gambar 2. [cml_media_alt id='1303']TCS tunas meristem strober[/cml_media_alt]

Gambar 2. TCS tunas meristem stroberi; (kiri) a. explant,  b. tunas baru 2 mst pada kondisi gelap, (tengah) plantlet 40 hst pada kondisi terang,  dan (kanan) Plantlet 4 bulan setelah explanting

Tanaman dari hasil kultur jaringan (vitroplant) menggunakan metode semisolid diperoleh dalam waktu 3-4 bulan setelah periode perbanyakan (TCL). Proses pencapaian hasil perbanyakan dapat dilakukan lebih singkat apabila menggunakan metode kultur cair (bioreactor)  (Gambar 3), yaitu 1,5-2 bulan setelah perbanyakan TCL. Namun demikian keterbatasan fasilitas menyebabkan kegiatan bioreactor ditunda hingga tersedianya fasilitas.

[cml_media_alt id='1301']Modernisasi  multiplikasi dan morfogenesis plantlet dalam bioreactor[/cml_media_alt]

Gambar 3. Modernisasi  multiplikasi dan morfogenesis plantlet dalam bioreactor; (kiri) a. explant,  b. tunas baru 2 mst pada kondisi gelap, dan (kanan) Plantlet 2 bulan setelah explanting

Plantlet hasil kultur jaringan dapat dengan mudah diadaptasikan pada lingkungan ex vitro. Protokol aklimatisasi telah dikuasai dengan baik. Plantlet dengan diameter batang 1-1.5 mm dengan tinggi 3-5 cm memiliki 3-5 helai daun, memiliki keberhasilan tertinggi (100%) pada media aklimatisasi.

Prinsipnya adalah kelembaban 100% pada 5 hari pertama aklimatisasi dan ketersediaan zat pengatur tumbuh auksin (Gambar 4). Pemilihan zat pengatur tumbuh sitokinin pada saat multiplikasi menentukan keberhasilan aklimatisasi. Sitokinin aromatik lebih baik untuk memastikan keberhasilan aklimatisasi. Sitokinin tipe ini mudah didegradasi oleh air, sehingga lebih cepat hilang dari sel vitroplant, menyebabkan rasio auksin sitokinin lebih cepat berubah. Akar alami lebih cepat diinduksi dengan rasio auksin yang lebih tinggi di dalam sel.

 

Oleh: Dita Agisimanto
Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Subtropika
Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian

Tinggalkan Balasan

Agenda
Tanggal Kegiatan
Rabu, 16 Oktober 2019 Kunjungan Industri – SMKN 1 Gondang Nganjuk
Rabu, 16 Oktober 2019 Studi Banding oleh Diperta Kab. Tulungagung
Jumat, 15 November 2019 SMA IT Al- Hikmah