Kultur Jaringan (Tissue Culture): Tanaman Kentang

TANAMAN KENTANG

A. Botani

Kentang merupakan tanaman dikotil yang bersifat semusim karena hanya satu kali berproduksi lalu mati dan berumur pendek, termasuk famili Solanaceae, memiliki umbi batang yang dapat dimakan. Tanaman kentang berbentuk semak atau herba. Batangnya berada diatas permukaan tanah, ada yang berwarna hijau, kemerah-merahan, atau ungu tua. Warna batang ini dipengaruhi oleh umur tanaman dan keadaan lingkungan. Pada kesuburan tanah yang baik atau lebih kering, biasanya warna batang tanaman yang lebih tua akan lebih menycolok bagian bawah batangnya bisa berkayu sedangkan batang tanaman muda tidak berkayu sehingga tidak terlalu kuat dan mudah roboh (Portal Iptek, 2005 dalam http://brmc.biotrop.org/web/content/ ). Umbi kentang saat ini telah menjadi salah satu makanan penting di Eropa, walaupun pada awalnya berasal dari Amerika Selatan (Wikipedia 2007 dalam http://id.wikipedia.org/wiki/Kentang).

Kentang (Solanum tuberosum L.) memiliki urutan klasifikasi sebagai berikut:

Kingdom : Plantae (tumbuhan)

Subkingdom : Tracheobionta (berpembuluh)

Superdivisio : Spermatophyta (menghasilkan biji)

Divisio : Magnoliophyta (berbunga)

Kelas : Magnoliopsida (berkeping dua / dikotil)

Sub-kelas : Asteridae

Ordo : Solanales

Familia : Solanaceae

Spesies : Solanum tuberosum L.

B. Morfologi

Setiap tanaman budidaya kentang memiliki perbedaan yang dapat digunakan untuk mencirikan varietas yang satu terhadap yang lainnya yaitu adanya batang, daun, akar, bunga, stolon dan umbi.

1. Batang

Batang berbentuk segi empat atau segi lima, tergantung varietasnya. Tidak berkayu dan bertekstur agak keras. Batang kentang umumnya lemah hingga mudah roboh bila terkena angin kencang. Warna batang umunya hijau tua dengan pigmen ungu. Batang bercabang dan setiap cabang ditumbuhi oleh daun-daun yang rimbun. Permukaan batang halus. Ruas batang tempat tumbuhnya cabang mengalami penebalan. Batang berfungsi sebagai jalan zat-zat hara dari tanah ke daun, juga untuk menyalurkan hasil fotosintesis dari daun ke bagian tanaman yang lain (Samadi, 2007).

2. Daun

Daun tanaman berfungsi sebagai tempat proses asimilasi dalam rangka pembentukan karbonhidrat, lemak, protein, vitamin dan mineral. Hasil dari fotosintesis atau asimilasi digunakan dalam bentuk vegetatif, pertumbuhan generatif, respirasi dan persediaan makanan (Samadi, 2007).

3. Akar

Tanaman kentang memiliki system perakaran tunggang dan serabut. Akar tunggang menembus tanah sampai kedalaman 45 cm, sedangkan akr serabut tumbuh menyebar kearah samping dan menembus tanah datar. Akar tanaman berwarna keputih-putihan dan berukuran sangat kecil. Diantara akar-akar ini ada yang nantinya akan berubah bentuk dan fungsi menjadi bakal umbi (stolon) yang selanjutnya akan menjadi umbi kentang. Akar tanaman berfungsi untuk menyerap zat-zat hara yang diperlukan tanaman dan untuk memperkokoh berdirinya tanaman.

4. Bunga

Tanaman kentang ada yang berbunga ada yang tidak tergantung vaietasnya. Warna bunga pun bervariasi. Bunga kentang tumbuh dari ketiak daun. Jumlah tandan juga bervariasi. Bunga kentang berjenis kelamin dua. Bunga yang telah mengalami penyerbukan akan menghasilkan buah dan biji. Buah berbentuk buni dan didalamnya terdapat banyak biji.

5. Stolon dan Umbi Kentang

Secara morfologis, umbi kentang adalah modifikasi dari batang dan merupakan organ penyimpanan makanan utama bagi tanaman. Sebuah umbi mempunyai dua ujung, yaitu heel yang berhubungan dengan stolon dan ujung lawannya disebut apical/distal/rose (Soelarso, 1997).Mata umbi kentang sebenarnya adalah buku dari batang. Jumlah mata umbi 2-14 buah, tergantung pada ukuran umbi. Mata umbi tersusun dalam lingkaran spiral.

C. Teknik Kultur Jaringan

Kulutr jaringan adalah teknik budidaya sel, jaringan dan organ tanaman dalam suatau lingkungan yang terkendali dalam keadaan aseptik atau bebas mikroorganisme (Santoso, 2001). Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbayakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat steril. Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan meliputi: pembuatan media, inisiasi, sterlisasi, multiplikasi, pengakaran dan aklimatisasi.

1. Pembuatan media

Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung dengan jenis tanaman yang akan diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung dengan tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan. Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol kaca. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara memanaskannya dengan autoklaf.

2. Inisiasi

Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Bagian tanaman yang sering digunakan untuk kegiatan kultur jaringan adalah tunas.

3. Sterilisasi

Sterilisasi adalah bahwa segala kegiatan dalam kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan. Teknisi yang melakukan kultur jaringan juga harus steril.

4. Multiplikasi

Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar flow untuk menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan. Tabung reaksi yang telah ditanami ekplan diletakkan pada rak-rak dan ditempatkan di tempat yang steril dengan suhu kamar.

5. Pengakaran

Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteri ataupun jamur. Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru (disebabkan jamur) atau busuk (disebabkan bakteri).

6. Aklimatisasi

Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptik ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati-hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit karena bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar. Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya maka secara bertahap sungkup dilepaskan dan pemeliharaan bibit dilakukan dengan cara yang sama dengan pemeliharaan bibit generatif.

Teknik kultur jaringan dalam aplikasinya memiliki keuntungan dan kelemahan.

1. Keuntungan kultur jaringan

Beberapa kelebihan dapat diambil dari aplikasi kultur jaringan sebagai sarana perbanyakan bibit unggul menurut Rahardja (1989), di antaranya:

a. Menghasilkan bibit dalam jumlah banyak, bermutu, seragam dalam waktu singkatdengan kualitas dan sifat yang sama dengan induknya

b. Dengan mengisolasi jaringan muda yang bebas virus akan menumbuhkan tanaman baru yang bebas virus

c. Untuk menciptakan varietas baru yangrelatif lebih cepat

d. Mempertahankan kelestarian plasma nutfah dan keaslian sifatnya

e. Untuk menciptakan persediaan bibit dengan jumlah besar dan keseragaman sifat yang tinggi.

2. Kelemahan dari Kultur Jaringan:

a. Modal investasi awal cukup besar

b. Sumber daya manusia yang menguasai dan terampil dalam bidang kultur jaringan tanaman masih kurang.

c. Sering mengalami perbedaan dengan induknya yang disebabkan oleh terjadinya mutasi

d. Adanya mutasi pada bibit yang dihasilkan sehingga tidak sama dengan pohon induknya. Mutasi dapat disebabkan karena metode perbanyakan, jenis dan konsentrai zat pengatur tumbuh yang digunakan, pengunaan kumpulan sel somatik yang memang berbeda secara genetis pada tanaman induknya, frekuensi pemindahan biakan pada media baru, dan tipe jaringan yang digunakan.

e. Keberhasilan induksi perakaran dari tunas yang telah dibentuk secara in vitro relatif sedikit.

f. Aklimatisasi (adaptasi tanaman hasil kultur jaringan pada lingkungan yang baru di luar botol kultur) sering mengalami kegagalan.

g. Kapasitas regenerasi turun terutama jika sering dilakukan sub kultur.

h. Sterilisasi bahan tanaman dan kontaminasi pada biakan karena lingkungan yang kurang memadai.

i. Diperlukan tenaga kerja yang intensif, terdidik serta mempunyai keterampilan khusus

D. Metode Kultur Meristem

Kultur meristem yaitu kultur dengan menggunakan eksplan berupa jaringan-jaringan meristematik. Panjang meristem ujung yang masih bebas virus ini tergantung pada jenis tanaman, bervariasi dari 100-500 mikrometer dan pada jagung hingga 2-5 cm. Selain untuk perbanyakan, aplikasi kultur meristem yang terutama adalah eliminasi virus dari bahan tanaman dan penyimpanan plasma nutfah yang bebas virus dengan teknik Cryopreservation : preservasi dengan temperatur rendah (Kartha, 1981 dalam Gunawan 1988). Menurut Gautheret (1982) dalam Gunawan (1988), kultur meristem dan eliminasi virus, sejarahnya dimulai dari Stanley seorang biochemist yang menganjurkan White yang pada waktu itu bekerja dengan kultur akar tomat untuk menumbuhkan virus dalam akar yang di-isolir. Dalam subkultur, ada akar yang tidak mengandung virus, terutama bila eksplan yang diambil sangat kecil. Pada tahun 1952 Morel dan Martin berhasil memperoleh tanaman dahlia yang bebas virus dan kemudian berkembang pada banyak tanaman-tanaman lain.

Pada tanaman yang terserang oleh jenis virus, masih ada bagian di ujung meristem, jelasnya diujung tunas yang meristematis, ternyata masih bebas virus. Virus sebenarnya tersusun dari persenyawaan yang terdiri dari RNA yang terkait dengan protein. Virus ini sangat mirip dengan RNA yang menyusung kromosom pad inti sel yang juga terikat pada protein. Pembelahan initi pada meristem ujung lebih cepat daripada perbanyakan virus, sehingga letak virus selalu masih dekat diujung balakang. Virus diperkirakan sebagai parasit yang begitu ganas, sehingga penyerapan cairan inang masih terlalu mengganggu jika masih mempunyai dinding sel. Dan tempat yang paling sesuai adalah dekat sel-sel meristematis.

E. Teknik Perbanyakan Bibit Kentang Melalui Kultur Jaringan di BPTP Jawa Timur

Melalui kultur jaringan berbagai bagian tanaman dapat ditumbuhkan dan dirangsang untuk membentuk individu baru. Menurut Wattimena dalam Soelarso (1997) kultur jaringan mempunyai tujuan bagian yang digunakan untuk mengeliminasi virus adalah tunas ujung atau titik tumbuh atau meristem apikal.

Bagian tanaman yang diambil (meristem apikal), walaupun dalam jumlah kecil, masih ada kemungkinan mengandung virus. Oleh karena itu bagian tanaman yang tumbuh masih harus dilakukan indeksing atau uji virus menggunakan tanaman indikator (misalnya tanamn tembakau untuk PVY) atau dengan ELISA test. Pelaksanaan pembibitan dengan metode kultur jaringan yang dilakukan oleh Balai Penelitian Tanaman Sayuran Lembang sampai pada kelas breeder seed (BS). Tanaman bebas virus tersebut diperbanyak dengan stek (cutting) dan ditanam didalam screen house sebagai tanaman induk atau Generasi ke Nol (G0).

F. Tahapan Kegiatan Pembibitan Kentang Bebas Virus di Indonesia

Program pembibitan kentang bebas virus di Indonesia dilakukan sejak tahun 1991/1992 dengan bantuan pemerintah Jepang (JICA). Pada tahap awal program pembibitan kentang bebas virus dilaksanakan di Jawa Barat. Selanjutnya dikembangkan di provinsi-provinsi sentra produksi kentang lainnya yaitu Jawa Tengah, Jawa Timur, Sumatra Utara, Sumatra Barat, dan Sulawesi Selatan.

Balai Penelitian Stek mikro/kultur jaringan