KULTUR JARINGAN KELAS B Kelopmok 6

(1)

MAKALAH KULTUR JARINGAN

SOMATIC HYBRIDIZATION

Disusun Oleh :

Rendik Irfa’i 130311100045 Saiful Anwar 130311100023 Istigar Prana 130311100091 Febrian hamzah 120311100098

JURUSAN AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA 2015


(2)

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kami panjatkan kepada ALLAH SWT Yang Maha Kuasa , atas Rahmatnya makalah hasil dari diskusi kelompok 6 dapat diselesaikan. Makalah ini bisa dijadikan untuk memberi pengetahuan tentang teknik hybridisasi somatic, khususnya untuk penulis dan juga mahasiswa lain yang mau membaca makalah ini.

Jika dalam makalah ini terdapat kekurangan, penulis mohon teguran atau arahan untuk mendapatkan makalah yang lebih baik. Karena penulis dalam makalah ini dengan lapang hati belumlah semnpurna dalam pembuatan tugas makalah ini sebagai hasil dari diskusi mungkin karena pengetahuan penulis belumlah seperti yang diharapkan.

Harapan dari Penulis semoga makalah yang dibuat ini dapatlah bermanfaat untuk ilmu pengetahuan tentang matakuliah kultur jaringan dan tak lupa kami ucapkan banyak terima kasih kepada Dosen pengajar yang telah memberikan arahan kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan tugas ini dengan baik.

Bangkalan, 29 September 2015


(3)

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latarbelakang

Usaha dalam bidang pertanian di Indonesia saat ini semakin meningkat. Perbanyakan bibit tanaman secara konvesional sangat sulit memenuhi kebutuhan bibit yang sangat banyak dalam waktu yang relatif cepat. Sebagai solusinya teknologi kulur jaringan dapat digunakan sebagai teknologi pilihan yang dapat memenuhi kebutuhan bibit tanaman. Kultur jaringan merupakan suatu metode mengisolasi bagian dari tumbuhan seperti protoplasma, sekelompok sel, jaringan atau organ serta menumbuhkan dalam kondisi aseptik sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap atau menjadi suatu individu baru.

Keuntungan dari perbanyakan melalui kultur jaringan adalah melestarikan tanaman induk, menghasilkan tanaman yang memiliki sifat sama dengan induknya, menghasilkan tanaman baru dalam jumlah yang banyak dan dalam watu yang singkat, dapat menghasilkan tanaman yang bebas dari virus, dapat dijadikan sarana untuk melestarikan plasma nutfah, untuk menciprtakan varietas baru melalui rekayasa genetika serta pelaksanaan kultur jaringan tidak tergantung pada musim.

Meskipun teknik kultur jaringan memiliki banyak kelebihan akan tetapi belum bisa dilakukan oleh petani secara luas karena dalam pelaksanaan teknik kultur jaringan memerlukan keterampilan khusus dan harus dilatarbelakangi oleh ilmu pengetahuan dasar tentang fisiologi tumbuhan, biologi, kimia dan pertanian. Disamping itu juga perlaksanaan teknik kultur jaringan memerlukan laboratorium khusus. Walaupun teknik ini bisa diusahakan secara sederhana dalam ruang yang terbatas, namun tetap memerlukan peralatan yang memadai. Adapun beberapa teknik kultur jaringan adalah : (1) Meristem Culture (budidaya dari jaringan dengan menggunakan eksplan dari jaringan muda atau meristem), (2) Pole Culture (mengunakan eksplan dari polen atau benangsari), (3) Protoplas Culture (menggunakan eksplan dari protoplas), (4) Chloroplas Culture (menggunakan kloroplas untuk keperluan fusi Protoplas), (5) Somatic Cross (menyilangkan dua macam protoplas kemudian membudidayakan hingga menjadi tanaman kecil yang yang mempunyai sifat baru).

Lepas dari dari kendala-kendala yang ada, kita dapat ketahui bahwa teknik kultur jaringan sangat bermanfaat bagi dunia ilmu pengetahuan, terutama untuk bidang pertanian.Secara ilmiah persilangan terjadi melalui persilangan seksual antar kerabat dekat


(4)

dalam satu jenis (spesie). Persilangan seksual telah dipergunakan bertahun-tahun untuk perbaikan tanaman budidaya. Sayangnya persilangan seksual hanya terbatas pada kultivar-kultivar dalam satu spesies atau yang terbaik pada beberapa spesies liar yang mempunyai hubungan kekerabatan terdekat dengan tanaman budidaya, adanya pembatas antar spesies tanaman maka persilangan seksual kurang berfungsi.

Peleburan sel (Fusi Sel) somaticdapat mengarah pembentukan sel hibrid viable yang dapat digunakan sebagai cara atau metode untuk menghilangkan pembatas antar spesies yang terjadi pada persilangan seksual. Protoplasma tanaman merupakan ladang dari genetik sel somatic untuk perbaikan tanaman. Teknik produksi hibrid melalui fusi protoplasma yang telah diisolasi dari sel somatic (tubuh) sacara in vitro dan berkembang menjadi heterokarion yang menjadi satu persilangan tanaman dikenal sebagai hybridisasi somatic.

Prosedur ini termasuk mengabaikan unsur sel dalam hybridisasi. Dalam persilangan somatic, inti dan sitoplasma dari kedua induk menyatu dalam sel silangan. Kadang-kadang genom inti berasal hanya dari satu induk yang melebur, tetapi kadang juga terjadi gen sitoplasmik (plastome) berasal dari kedua induk yang ada dalam proses peleburan, hal ini dikenal dengan cybrid (Cytoplasmic Hybrid).

Jadi teknik peleburan protoplasma dapat digunakan untuk menghilangkan pembatas dari incompatibilitas dan sebagai manipulasi genetik dari sel tanaman. Persilangan somatic bermanfaat untuk persilangan antar spesies yang berbeda takson dari tingkat marga sampai tingkat devisi untuk menciptakan sel-sel dengan genetik baru, inti yang sebagus pada sitoplasmik yang tidak mungkin didapatkan dengan metode persilangan seksual.

1.2 Tujuan

1. Mengetahui pengertian dari kultur jaringan 2. Mengetahui metode dalam kultur jaringan 3. Mengetahui pengertian dari Somatic Hybrization 4. Mengetahui konsep dari metode somatic hybridisai

5. Mengetahui langkah-langkah dari pelaksanaan somatic hybridisai 6. Mengetahui kelebihan dan kekurangan dari metode somatic hybridisai


(5)

BAB II

BAHAN, ALAT DAN METODE i. Pertumbuhan Tanaman Dan Isolasi Protoplas

kekurangan nitrat reduktase. Streptomycin tahan mutan ganda tanaman nicotiana tabacum NRSR ditumbuhkan dalam hidroponik sebagai pra viously dijelaskan (Hamil et al, 19830). Protoplas diisolasi dari daun mesofil dari nicotiana tabacum NRSR seperti yang dijelaskan sebelumnya untuk kekrurangan nitrat reduktase mutan dari nicotiana tabacum. Kalus induksi pembentukan suspensi sel dan isolasi protoplas dari nicotiana rustica cv VL2 adalah seperti yang dijelaskan untuk nicotiana tobacum. Alat Protoplas dari nicotiana rustica diisolasi dari 2-3 bulan suspensi sel tua.

ii. Fusion Protoplas, Kultur Protoplas, Dan Pemilihan Somatik Kalus Hybrid

Fusion/penggabungan dilakukan antara protoplas daun mesophyil dari nicotiana tabacum dan protoplas suspensi sel nicotiana rustica dengan mengikuti tinggi metode pH/Ca+ + (Keller dan Melchers, 1973). Frekuensi pembentukan heterokarion dihitung dengan

pengamatan mikroskopis dari jumlah heterokarion utuh yang mncul di antara protoplas tertua 12 jam setelah kultur campuran pasca fusi protoplas. Heterokarion yang diketahui dari kloroplas mesofil induk dan helai padat sitoplasma dari suspensi sel induk .

Setelah perlakuan fusion/penggabungan, protoplas dihentikan pada MS-i menengah (1962) media murashige dan skoog dimodifikasi dengan menghilangkan anorganik nitrogen dan dengan penambahan 6 mM L-glutamine, 2 mM asam L-aspartat, 1 mM L-arginine dan 01 m glisin, dengan 2 mg 1 NAA (napthaleneacetic a asam) dan 05 mg l BAP (-6 benzilaminopurin) yang mengandung 9 persen w / v manitol, pH 58 sebelum di sterilisasi filter. Protoplas dikultur di 5 cm cawan petri (A / S Nunclon Kamstrup, Roskilde, Denmark), kemudian di 4 ml cairan MS-I menengah lebih dari 4 ml MS-i media dipadatkan dengan 0-6 persen w / v agar (Sigma) dalam cahaya kontinyu (600 lux) pada 24 ± 2 °C. Kepadatan awal protoplas adalah 5 x l0 protoplas / mI di lapisan cair.

Setelah protoplas berkembang menjadi koloni sel kecil (10-12 hari, sekitar 30 sel), sel dipindahkan ke sebuah pemilihan tersebut seleksi media ditunjuk sebagai MS-2 - media MS yang dimodifikasi dengan menggunakan 38 mM KNO3 bukan konsentrasi biasa NH4NO3 dan KNO3, 1 mM streptomisin sulfat dengan mg 0L l 'NAA dan 0-5 mg l' BAP yang mengandung 4 - 5 persen b / v manitol, pH 5-8 sebelum sterilisasi filter. Koloni yang berbudaya di 10 ml dari MS-2 media, ditempatkan di atas 10 ml dari MS-2 media kemudian


(6)

dipadatkan dengan 06 w / v agar, dengan kepadatan dari 10 koloni / ml dalam lapisan cair di 9 cm petri hidangan (Sterilin Ltd, Teddington, UK) di bawah cahaya konstan neon (2000 lux) pada 24 ±2° C. Osmotikum dalam medium diturunkan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Pental et aL, 1982b).

iii. Tembak Regenerasi Dan Transfer Ke Rumah Kaca

Koloni hijau pulih(recovery) dari media seleksi dan yang sekitar 10 mm dipindahkan untuk menembak regenerasi media MS-3-MS yang mengandung 0,5 mg l 'BAP dan 2 mg 1_I IAA

Gambar 1. a b

PLATE 1 (a).

Vegetatif umum dan morfologi bunga (kiri ke kanan) dari nitrat reduktase kekurangan tahan mutan ganda streptomycin dari nicotiana tabacum NRSR, hibrida somatik dan induk nicotiana rustica. Nicotiana tabacum NRSR adalah tanaman kerdil dan menunjukkan chlorisis daun karena kekurangan nitrogen. Karakter kurcaci dari nicotiana tabacum NRSR diwariskan dari ibu yang nicotiana tabacum SRi yang merupakan tembakau kerdil. Menunjukkan tanaman hibrida semangat heterosis dalam pertumbuhan vegetatif nya.


(7)

PLATE 1 (b).

Morfologi bunga (kiri ke kanan) dari nicotiana rustica, hibrida somatik dan nicotiana tabacum NRSR. Hybrid bunga adalah antara karakteristik, dan memiliki ovarium hitam berdinding seperti nicotiana ruslica induk.

Gambar 2.a PLATE 2 (a).

Isoelektrik fokus dari Fraksi 1 protein dari nicotiana tabacum NRSR (jalur f), nicotiana rustica (lane h) dan hibrida 1-10 (lajur a-c, g, i-I). Semua sepuluh hibrida memiliki satu choroplast dikodekan polipeptida subunit besar nicotiana tabacum dan dikodekan nuklir polipeptida subunit kecil dari kedua orang tua. Hybrid II dianalisis pada gel lain dan ditemukan memiliki pola pita mirip dengan hibrida yang digambarkan.

Gambar 2.b PLATE 2 (b).

Isoelektrik fokus dari esterases daun nicotiana rustica (jalur), nicotiana tabacum NRSR (jalur b), campuran nicotiana rustica, nicotiana tabacum (jalur c) dan hibrida somatik


(8)

I-Il (jalur d-n). Semua sebelas regeneran memiliki band karakteristik dari kedua induknya. Hibrida 8 (jalur k) dan 11 (jalur n) kekurangan nicotiana rustica Band induk menunjukkan variabilitas antara hibrida. indole-3-acetic acid), pH 5 - 8 sebelum autoklaf. Kultur dipelihara pada 24 ± 2 ° C di bawah lampu neon konstan 3000 lux.

Tunas regenerasi yang dipotong dan ditanam di media MS dipadatkan dengan agar-agar. Ketika tunas dengan panjang 5 cm atau lebih tinggi, dan telah dikembangkan akar, mereka dipindahkan ke rumah kaca dan tumbuh sebagai untuk jenis liar nicotiana tabacum (Pental et aL, l982b).

iv. Analisis Tanaman Untuk Bukti Hibriditas

Tanaman diregenerasi dari koloni yang dipilih ditandai untuk vegetatif dan morfologi bunga. Tanaman juga ditandai biokimia oleh isoelektrik fokus dari fraksi 1 polipeptida protein dan esterase daun. Fraksi protein 1 analisis dilakukan dengan menggunakan metode Cammaerts dan Jacobs (1980). Polimerisasi isoelektrik fokus gel dilakukan dengan amonium persul- Nasib bukan riboflavin.

Untuk analisis esterases daun, protein yang diekstrak dari tanaman di tahap berbunga. Ekstraksi penyangga adalah sama seperti yang digunakan untuk fraksi 1 analisis protein. Sebuah sampel dari 100 g protein, yang diukur dengan metode Lowry et al. (1951), diaplikasikan 05 mm tebal poliakrilamida pre-cast gel (pH gradien 35-95, LKB). Isoelektrik fokus dilakukan untuk 4 h (1500 V, max saat 15 mA, 10 ° C) dan gel.


(9)

BAB III HASIL

Judul : Hibridisasi somatic Menggunakan Mutan dari Double Nicotiana Tabacum Pengantar

Teknik produksi hibrid melalui fusi protoplasma yang telah di isolasi dari sel somatic (tubuh) secara invitro dan berkembang menjadi heterokarion yang menjadi satu persilangan tanaman dikenal dengan sebutan hybridisasi somatic. Isolasi protoplasma dapat dilakukan dengan dua metode yaitu :

1. Metode Mekalikal

Pada metode ini Isolasi protoplasma dilakukan dengan cara mengupas dinding sel menggunakan alat bedah mikro. Kelebihan dari metode ini adalah bila sel yang digunakan mempunyai vakuola sel yang relatif besar. Kelemahannya adalah tingakat keberhasilannya rendah, pekerjaan yang membutuhkan tenaga banyak, viabilitas protoplasma lebih rendah, karena sering terjadi kerusakan protoplasma selama proses pengupasan dinding sel.

2. Metode Enzimatik

Pada metode ini isolasi protoplasma dilakukan dengan cara menggunakan bantuan enzim. Menggunakan enzim selulase. Enzim selusase di isolasi oleh jamur Myrothecium verrucaria.

Organ yang digunakan sebagai sumber protoplas atau protoplasma yang telah diinisiasi berasal dari organ-organ seperti daun, tangkai daun, pucuk, akar, buah, koleoptil, embrio dan mikrospora. Organ yang paling mudah untuk diisolasi protoplasmanya adalah berasal dari jaringan mesofil daun karena bentuk selnya relatif seragam, tidak perlu membunuh tanaman dan dinding selnya mudah terkupas oleh enzim dalam.

Kultur protoplasma dapat digunakan untuk berbagai macam perbanyakan seperti perbanyakan untuk memperoleh varietas baru. Teknik yang dapat digunakan untuk memperoleh hibrida ini yaitu perlakuan protoplasma dengan mutagen dan manipulasi genetik ditingkat sel melalui fusi (penggabungan) dua protoplasma dari varietas atau spesies yang berbeda serta penggunaan protoplasma dalam rekayasa genetika tingakt molekuler.

Jaringan tanaman yang dapat digunakan sebagai eksplan untuk kultur protoplasma ini bermacam-macam termasuk jaringan yang masih memiliki sel-sel parenchyma (dinding sel berlignin). Biasanya jaringa di iris halus kemudian diplasmolisis (sedikit) dalam larutan monitol untuk mengurangi gaya tarik menarik (adhesi) sitoplsma dengan dinding sel kemudian membelah membentuk koloni sel seperti kalus(callus like sel). Protoplasma memerlukan media tanam yang lebih kompek untuk dapat bertahan hidup dan beregenerasi.


(10)

Biasanya ditambahkan suatu osmotikum ke dalam media awal sebelum dinding selnya terbentuk untuk mencegah plasmolisis.

Kultur protoplasma dilakukan melalui beberapa tahap mulai dari persiapan eksplan dan isolasi protoplasma diikuti dengan penanaman. Mutasi protoplasma dapat dilaukan denganmenambahkan senyawa mutagen ke dalam media tanam atau dengan memperlakukan protoplasma dengan senyawa mutagen tersebut. Silangan somatic dilakukan dengan cara dua buah protoplasma segera setelah isolasi kemudian ditumbuhkan.

Perkembangan protoplasma diawali dengan regenerasi atau terbentuknya dinding sel diikuti terbentuknya koloni sel menyerupai kalus. Pada beberapa spesies,protoplasma membentuk kalus dan beregenerasi melalui organogenesis atau embriogenesis. Regenerasi protoplasma membentuk koloni sel kemudian tanaman lebih sulit dibandingkan dengan teknik kultur jaringan yang lain. Salah satu teknik yang digunakan untuk merangsang regenerasi adalah menggunakan sel-sel lain sebagai perawat sehingga disebut teknik “ Nurse Culture “. Untuk kultur satu protoplasma “Nurse cells” diletakkan berdekatan dengan kultur protoplasmanya untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan protoplasma. Apabila dalam penanaman protoplasma ditambahkan mutagen ke dalam media maka hasil regenerasi akan berupa generasi baru.

Fusi protoplasma atau penggabungan protoplasma atau peleburan protoplasma dari dua genom yang berbeda dapat diperolehbaik secara spontan maupun dengan teknik pemacuan peleburan.

Metode peleburan protoplasma secara spontan biasanya terjadi karena membran protoplas, yang sangat tipis dan lunak sehingga mudah sobek atau pecah yang dapat mengakibatkan peleburan protoplasma. Biasanya diisolasi dari kalus. Peleburan protoplsama dengan tknik ini biasanya terjadi pada protoplasma yang mempunyai asal tanaman yang sama sehingga tidak berniali untuk perbaikan tanaman.

Metode pemacuan peleburan, untuk mencapai peleburan protoplasma diperlukan adannya agensia untuk memacu terjadinya peleburan protoplasma dikenal sebagai fusagen yang berbeda jenis tanaman. Larutan fusagen seperti perlakuan dengan sodium nitrat, perlakuan polyenthelene glycol, perlakuan polyenthelene glycol.

Review Jurnal

Hibridisasi sel somatik memerlukan sistem seleksi yang mampu memulihkan sejumlah sel kecil hibrida dari antara populasi besar sel tertuanya. Sebelumnya, mutan telah di hibrid dengan mutan lainnya untuk memulihkan hibrida dengan komplementasi genetik


(11)

(Meichers dan Labib, 1974; Douglas et a!., 1981) atau hibrid dengan spesies yang memiliki kendala pertumbuhan terbatas (Power et a!., 1980) atau kurangnya regenerasi dimedia tertentu hara (Maliga et a!., 1977). Metode seleksi seperti ini membutuhkan pengembangan mutan baru, atau spidol berdasarkan pertumbuhan diferensial, untuk setiap kombinasi dari spesies. Kami mengusulkan alternatif pendekatan yang melibatkan menggabungkan mutan auksotrofik dan dominan resistensi mutan dalam satu spesies untuk menghasilkan mutan ganda (Pental eta,1982a; Hamill et a!., 1983). Setelah menjadi mutan ganda diproduksi, mendapat hibrid dengan spesies jenis liar, menghilangkan kebutuhan bagi setiap penanda lainnya yg dipilih. Untuk menguji percobaan ini kami telah menyatu protoplas daun dari nitrat reduktase, streptomycin tahan mutan ganda nicotiana tabacum (NRSR) dengan protoplas suspensi sel dari jenis liar nicotiana rustica, dan menunjukkan bahwa ada kemungkinan untuk memilih hibrida somatik antara dua spesies ini.

Nicotiana tabacum NRSR diproduksi oleh persilangan seksual streptomisin tahan nicotiana tabacum SRI I dengan nitrat reduktase nicotiana tobacum kekurangan tabacurn nia- 130 (Hamill et a!., 1983). Dalam N. tabacum NRSR, nitrat reduktase Kekurangan ini disebabkan mutasi resesif dalam dua gen dalam genom nuklir, dan resistensi streptomycin adalah karena mutasi dalam genom kloroplas. Koloni sel yang berasal dari protoplas dari nicotiana tobacum NRSR dapat karena melawan dengan menempatkan mereka dalam medium yang mengandung nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen. Atau, koloni tersebut dapat dipilih secara positif dengan menempatkan mereka dalam medium yang mengandung streptomisin.

Hasil Percobaan 1. Pemilihan Hibrida

Penggabungan percobaan, yang melibatkan protoplas mesofil daun N.Tabacum NRSR dan suspensi sel protoplas dari N.Rustika memunculkan koloni di media MS-1. Sebanyak 106 protoplas dari setiap spesies menyatu. Frekuensi pembentukan heterokarion adalah 1 persen. Setelah pertumbuhan 10 hari. Koloni dipindahkan ke media seleksi MS-2. Setiap hasil pilihan berisi sekitar koloni 10 dengan kepadatan 103/ml Ms-2 media. Setelah 4-5 minggu di media MS-2, koloni hijau yang jelas dalam perpaduan penggabungan. Tapi tidak ada yang muncul dalam campuran protoplas tertuanya. Rata-rata duabelas koloni hijau yang diamati pada setiap hasil seleksi. Sebagai awal frekuenasi heterokarion adalah 1 persen, sekitar 12 persen heterokarion memunculkan koloni yang mampu tumbuh dalam media seleksi.


(12)

Koloni hijau dipertahankan secara individual pada seleksi dan sampel dua puluh koloni dipindahkan ke MS-3 media untuk menembak regenerasi. Sebelas dari dua puluh koloni dipindahkan ke media MS-3 untuk menembak regenerasi. Sebelas dari dua puluh koloni diregenerasi tunas pada media MS-3. Menmbak satu perwakilan itu dipotong dari setiap kalus regenerasi dan dipindahkan ke media MS dimana mereka tumbuh lebih lanjut dan berakar. Semua sebelas tanaman itu dipindahkan kerumah kaca.

2. Karakterisasi Hibrida

Tanaman regenerasi menunjukkan pertumbuhan vegetatif dan berbunga kuat (gambar 1) (a)), marfologi bunga tanaman regenerasi sehubungan dengan bentuk perkembangan, panjang corolla dan lebarnya dan bentuk, adalah menengah/sedang. (gambar 1 (b)) bunga-bunga dari tanaman regenerasi memilki ovarium berdinding hitam seperti induk N.Rustica. (Gambar1 (b)) ovarium hitam adalah karena alel nuklir dominan dalam genom N.Rustica.

Isoelektrik fokus dari Fraksi 1 protein ( Ribulosa Bifosfat pembawa-boxylase) dari sebelas regeneran menunjukan mereka untuk memiliki kloroplas dikodekan polipeptida subunit sebesar N.Tabacum dan dikodekan nuklir polipetida subunit kecil dari kedua induk ( Gambar2 (a)) isoelktrik fokus dari esterases daun menunjukkan semua sebelas regeneran untuk memiliki karakteristik kedua indukkannya.

Pembahasan

Atas dasar morfologi bunga dan analisis biokimia kami menyimpulkan bahwa semua tanaman regenerasi dari koloni mampu tumbuh dalam medium seleksi dimiliki genom nuklir kedua orang tua dan chioroplasts dari nicotiana tabacum. Karakteristik terakhir ini diharapkan sebagai resistensi terhadap streptomisin dikodekan oleh genom chioroplast dari nicotiana tabacurn NRSR (Hamill et di., 1983). Sejak pemilihan itu untuk nitrat reduktase kemampuan dan ketahanan streptomycin kami harapkan tanaman regen- erated dari koloni yang dipilih baik untuk memiliki genom nuklir dari kedua orang tua dan chioroplasts dari N. tabacum, atau memiliki genom nuklir nicotiana rustica dan chioroplasts dari nicotiana tabacum. Dalam nicotiana tabacum dan nicotiana rustica fusi kami tidak menemukan kombinasi dari jenis yang terakhir. Kami berasumsi bahwa mayoritas, jika tidak semua, dari koloni hijau, diamati dalam seleksi menengah yang hibrida somatik dari nicotiana rustica dan nicotiana tabacum.

Hasil dari perpaduan nicotiana tabacurn NRSR dengan nicotiana rustica kegiatan yang menggabungkan negatif (kekurangan nitrat reduktase) dan positif (resistance streptomycin) pada penanda seleksi di nicotiana tabacum genom yang sama menyediakan


(13)

metode seleksi yang mudah untuk mempelajari interaksi genom nicotiana tabacum dengan spesies lain. yang kekurangan penanda dipilih, jika yang terakhir dapat memanfaatkan nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen dan sensitif terhadap strep- tomycin. Observasi awal kami pada beberapa spesies dari keluarga solanaceae (Nicotiana debneyii, Petunia parodii) dan keluarga leguminosae (Medicago sativa, Onobrychis vici (folia dan Lotus corniculatus) telah menunjukkan bahwa koloni protoplas yang diturunkan mereka mampu pertumbuhan medium dengan nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen dan bahwa mereka juga terhadap streptomisin. Spesies seperti demikian memenuhi persyaratan dasar untuk Pemilihan setiap hibrida yang mungkin timbul dari fusi protoplas dengan nicotiana tabacum ini mutan ganda

Karena sejumlah auksotrofik (Muller dan Grafe, 1978;!. Sidorov et a, 1981; Strauss et aL, 1981; Negrutiu et a!., 1983) dan mutan tahan (Bourgin, 1978; Widholm, 1978; Cseplo dan Maliga, 1982) telah diisolasi pada tanaman yang lebih tinggi, itu harus mungkin untuk menghasilkan mutan ganda spesies lain agronomis penting untuk studi hibridisasi somatik. Pendekatan mutan ganda juga mungkin nilai dalam sel somatik hybridisasi dari sel-sel eukariotik secara umum


(14)

BAB IV

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN 4.1 Kelebihan

1. Dapat memindahkan sifat genetika atau dapat mempersilangkan tanaman antar spesies antu antar genus yang tidak bisa dilakukan melalui persilangan seksual

2. Dapat mentransfer gen-gen yang diinginkan secara efisien/ memindahkan sebagian informasi genetik dari satu spesies ke spesies lain dengan memanfaatkan fenomena yang disebut (chromosome elimination).

3. Hybridisasi somatic dapat dijadikan alternatif untuk mentransfer gen-gen yg belum teridentifikasi

4. Dapat memodifikasi dan memperbaiki sifat-sifat yang diturunkan secara poligenik 5. Dapat memecahkan kendala genetik dalam sistem persilangan secara seksual

6. Dapat menggabungkan inti atau sitoplasma antara dua genotipe yang berbeda untuk mendapatkan benih hibrida dengan sifat yang diinginkan

7. Penggabungan protoplas memberi peluang produksi benih hibrida interspesifik maupun intergenik yang secara konvensional melalui persilangan seksual tidak bisa berlangsung

8. Memberi peluang produksi galur heterozigot spesies sama, yang umumnya hanya bisa dikembangkan melalui perbanyakan vegetatif

9. Fusi sinetris dapat menghasilkan keberagaman genetik yang tinggi

10. Pelaksanaan metode kultur jaringan terutama hyridisasi somatic tidak tergantung pada musim

11. Dapat menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah yang dengan waktu yang singkat

4.2 kekurangan

1. Belum bisa diaplikasikan kepada petani secara luas karena membutuhkan keterampilan khusus yang dilatarbelakangi ilmu pengetahuan dasar tentang fisiolo tumbuhan, biologi, kimia dan pertanian

2. Pelaksanaan teknik kultur jaringan memerlukan laboratorium khusus 3. Memerlukan peralatan memadai


(15)

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

1. Kultur jaringan merupakan suatu metode mengisolasi bagian dari tumbuhan seperti protoplasma, sekelompok sel, jaringan atau organ serta menumbuhkan dalam kondisi aseptik sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap atau menjadi suatu individu baru

2. Beberapa teknik kultur jaringan adalah : (1) Meristem Culture (2) Pole Culture (3) Protoplas Culture, (4) Chloroplas Culture, (5) Somatic Cross

3. Hybridisasi somatic adalah teknik produksi hibrid melalui fusi protoplasma yang telah diisolasi dari sel somatic (tubuh) sacara in vitro dan berkembang menjadi heterokarion yang menjadi satu persilangan tanaman

4. Dalam persilangan somatic, inti dan sitoplasma dari kedua induk menyatu dalam sel silangan

5. Organ yang digunakan sebagai sumber protoplas atau protoplasma yang telah diinisiasi berasal dari organ-organ seperti daun, tangkai daun, pucuk, akar, buah, koleoptil, embrio dan mikrospora. Organ yang paling mudah untuk diisolasi protoplasmanya adalah berasal dari jaringan mesofil daun karena bentuk selnya relatif seragam

5.2 Saran

Perlu penelitian lebih lanjut mengenai teknik perbanyakan tanaman melalui metode kultur jaringan mengingat akan banyak kelebihan dari metode ini yang tidak bisa dilakukan dengan metode perbanyakan secara persilangan seksual


(16)

DAFTAR PUSTAKA

Husni,A.,I.Mariska, dan Hobir. 2004. Fusi Protoplas dan Regenerasi Hasil Fusi Antara

Solanum melongena dan Solanum Torvum. Jurnal Bioteknologi Pertanian . Mariska,I., dan A.Husni. 2006. Perbaikan Sifat Genotipe Melalui Fusi Protoplas Pada

Tanaman Lada,Nilam, dan Terung. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Martono,B. 2009. Keragaman Genetik, Heritabilitas dan Korelasi antara Karakter

Kuantitatif Nilam (Pogostemon sp.) Hasil Fusi Protoplas. Jurnal Penelitian Tanaman

.

Millam,S.,L.A.Payne, and G.R.Mackay. 1995. The Integration of Protoplast Fusion- derived Material into a Potato Breeding Programme: a review of progress and problem. Euphytica 85: 451 – 455.


(1)

(Meichers dan Labib, 1974; Douglas et a!., 1981) atau hibrid dengan spesies yang memiliki kendala pertumbuhan terbatas (Power et a!., 1980) atau kurangnya regenerasi dimedia tertentu hara (Maliga et a!., 1977). Metode seleksi seperti ini membutuhkan pengembangan mutan baru, atau spidol berdasarkan pertumbuhan diferensial, untuk setiap kombinasi dari spesies. Kami mengusulkan alternatif pendekatan yang melibatkan menggabungkan mutan auksotrofik dan dominan resistensi mutan dalam satu spesies untuk menghasilkan mutan ganda (Pental eta,1982a; Hamill et a!., 1983). Setelah menjadi mutan ganda diproduksi, mendapat hibrid dengan spesies jenis liar, menghilangkan kebutuhan bagi setiap penanda lainnya yg dipilih. Untuk menguji percobaan ini kami telah menyatu protoplas daun dari nitrat reduktase, streptomycin tahan mutan ganda nicotiana tabacum (NRSR) dengan protoplas suspensi sel dari jenis liar nicotiana rustica, dan menunjukkan bahwa ada kemungkinan untuk memilih hibrida somatik antara dua spesies ini.

Nicotiana tabacum NRSR diproduksi oleh persilangan seksual streptomisin tahan nicotiana tabacum SRI I dengan nitrat reduktase nicotiana tobacum kekurangan tabacurn nia- 130 (Hamill et a!., 1983). Dalam N. tabacum NRSR, nitrat reduktase Kekurangan ini disebabkan mutasi resesif dalam dua gen dalam genom nuklir, dan resistensi streptomycin adalah karena mutasi dalam genom kloroplas. Koloni sel yang berasal dari protoplas dari nicotiana tobacum NRSR dapat karena melawan dengan menempatkan mereka dalam medium yang mengandung nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen. Atau, koloni tersebut dapat dipilih secara positif dengan menempatkan mereka dalam medium yang mengandung streptomisin.

Hasil Percobaan 1. Pemilihan Hibrida

Penggabungan percobaan, yang melibatkan protoplas mesofil daun N.Tabacum NRSR dan suspensi sel protoplas dari N.Rustika memunculkan koloni di media MS-1. Sebanyak 106 protoplas dari setiap spesies menyatu. Frekuensi pembentukan heterokarion adalah 1 persen. Setelah pertumbuhan 10 hari. Koloni dipindahkan ke media seleksi MS-2. Setiap hasil pilihan berisi sekitar koloni 10 dengan kepadatan 103/ml Ms-2 media. Setelah 4-5 minggu di media MS-2, koloni hijau yang jelas dalam perpaduan penggabungan. Tapi tidak ada yang muncul dalam campuran protoplas tertuanya. Rata-rata duabelas koloni hijau yang diamati pada setiap hasil seleksi. Sebagai awal frekuenasi heterokarion adalah 1 persen, sekitar 12 persen heterokarion memunculkan koloni yang mampu tumbuh dalam media seleksi.


(2)

Koloni hijau dipertahankan secara individual pada seleksi dan sampel dua puluh koloni dipindahkan ke MS-3 media untuk menembak regenerasi. Sebelas dari dua puluh koloni dipindahkan ke media MS-3 untuk menembak regenerasi. Sebelas dari dua puluh koloni diregenerasi tunas pada media MS-3. Menmbak satu perwakilan itu dipotong dari setiap kalus regenerasi dan dipindahkan ke media MS dimana mereka tumbuh lebih lanjut dan berakar. Semua sebelas tanaman itu dipindahkan kerumah kaca.

2. Karakterisasi Hibrida

Tanaman regenerasi menunjukkan pertumbuhan vegetatif dan berbunga kuat (gambar 1) (a)), marfologi bunga tanaman regenerasi sehubungan dengan bentuk perkembangan, panjang corolla dan lebarnya dan bentuk, adalah menengah/sedang. (gambar 1 (b)) bunga-bunga dari tanaman regenerasi memilki ovarium berdinding hitam seperti induk N.Rustica. (Gambar1 (b)) ovarium hitam adalah karena alel nuklir dominan dalam genom N.Rustica.

Isoelektrik fokus dari Fraksi 1 protein ( Ribulosa Bifosfat pembawa-boxylase) dari sebelas regeneran menunjukan mereka untuk memiliki kloroplas dikodekan polipeptida subunit sebesar N.Tabacum dan dikodekan nuklir polipetida subunit kecil dari kedua induk ( Gambar2 (a)) isoelktrik fokus dari esterases daun menunjukkan semua sebelas regeneran untuk memiliki karakteristik kedua indukkannya.

Pembahasan

Atas dasar morfologi bunga dan analisis biokimia kami menyimpulkan bahwa semua tanaman regenerasi dari koloni mampu tumbuh dalam medium seleksi dimiliki genom nuklir kedua orang tua dan chioroplasts dari nicotiana tabacum. Karakteristik terakhir ini diharapkan sebagai resistensi terhadap streptomisin dikodekan oleh genom chioroplast dari nicotiana tabacurn NRSR (Hamill et di., 1983). Sejak pemilihan itu untuk nitrat reduktase kemampuan dan ketahanan streptomycin kami harapkan tanaman regen- erated dari koloni yang dipilih baik untuk memiliki genom nuklir dari kedua orang tua dan chioroplasts dari N. tabacum, atau memiliki genom nuklir nicotiana rustica dan chioroplasts dari nicotiana tabacum. Dalam nicotiana tabacum dan nicotiana rustica fusi kami tidak menemukan kombinasi dari jenis yang terakhir. Kami berasumsi bahwa mayoritas, jika tidak semua, dari koloni hijau, diamati dalam seleksi menengah yang hibrida somatik dari nicotiana rustica dan nicotiana tabacum.

Hasil dari perpaduan nicotiana tabacurn NRSR dengan nicotiana rustica kegiatan yang menggabungkan negatif (kekurangan nitrat reduktase) dan positif (resistance streptomycin) pada penanda seleksi di nicotiana tabacum genom yang sama menyediakan


(3)

metode seleksi yang mudah untuk mempelajari interaksi genom nicotiana tabacum dengan spesies lain. yang kekurangan penanda dipilih, jika yang terakhir dapat memanfaatkan nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen dan sensitif terhadap strep- tomycin. Observasi awal kami pada beberapa spesies dari keluarga solanaceae (Nicotiana debneyii, Petunia parodii) dan keluarga leguminosae (Medicago sativa, Onobrychis vici (folia dan Lotus corniculatus) telah menunjukkan bahwa koloni protoplas yang diturunkan mereka mampu pertumbuhan medium dengan nitrat sebagai satu-satunya sumber nitrogen dan bahwa mereka juga terhadap streptomisin. Spesies seperti demikian memenuhi persyaratan dasar untuk Pemilihan setiap hibrida yang mungkin timbul dari fusi protoplas dengan nicotiana tabacum ini mutan ganda

Karena sejumlah auksotrofik (Muller dan Grafe, 1978;!. Sidorov et a, 1981; Strauss et aL, 1981; Negrutiu et a!., 1983) dan mutan tahan (Bourgin, 1978; Widholm, 1978; Cseplo dan Maliga, 1982) telah diisolasi pada tanaman yang lebih tinggi, itu harus mungkin untuk menghasilkan mutan ganda spesies lain agronomis penting untuk studi hibridisasi somatik. Pendekatan mutan ganda juga mungkin nilai dalam sel somatik hybridisasi dari sel-sel eukariotik secara umum


(4)

BAB IV

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN

4.1 Kelebihan

1. Dapat memindahkan sifat genetika atau dapat mempersilangkan tanaman antar spesies antu antar genus yang tidak bisa dilakukan melalui persilangan seksual

2. Dapat mentransfer gen-gen yang diinginkan secara efisien/ memindahkan sebagian informasi genetik dari satu spesies ke spesies lain dengan memanfaatkan fenomena yang disebut (chromosome elimination).

3. Hybridisasi somatic dapat dijadikan alternatif untuk mentransfer gen-gen yg belum teridentifikasi

4. Dapat memodifikasi dan memperbaiki sifat-sifat yang diturunkan secara poligenik 5. Dapat memecahkan kendala genetik dalam sistem persilangan secara seksual

6. Dapat menggabungkan inti atau sitoplasma antara dua genotipe yang berbeda untuk mendapatkan benih hibrida dengan sifat yang diinginkan

7. Penggabungan protoplas memberi peluang produksi benih hibrida interspesifik maupun intergenik yang secara konvensional melalui persilangan seksual tidak bisa berlangsung

8. Memberi peluang produksi galur heterozigot spesies sama, yang umumnya hanya bisa dikembangkan melalui perbanyakan vegetatif

9. Fusi sinetris dapat menghasilkan keberagaman genetik yang tinggi

10. Pelaksanaan metode kultur jaringan terutama hyridisasi somatic tidak tergantung pada musim

11. Dapat menghasilkan bibit tanaman dalam jumlah yang dengan waktu yang singkat 4.2 kekurangan

1. Belum bisa diaplikasikan kepada petani secara luas karena membutuhkan keterampilan khusus yang dilatarbelakangi ilmu pengetahuan dasar tentang fisiolo tumbuhan, biologi, kimia dan pertanian

2. Pelaksanaan teknik kultur jaringan memerlukan laboratorium khusus 3. Memerlukan peralatan memadai


(5)

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan

1. Kultur jaringan merupakan suatu metode mengisolasi bagian dari tumbuhan seperti protoplasma, sekelompok sel, jaringan atau organ serta menumbuhkan dalam kondisi aseptik sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap atau menjadi suatu individu baru

2. Beberapa teknik kultur jaringan adalah : (1) Meristem Culture (2) Pole Culture (3) Protoplas Culture, (4) Chloroplas Culture, (5) Somatic Cross

3. Hybridisasi somatic adalah teknik produksi hibrid melalui fusi protoplasma yang telah diisolasi dari sel somatic (tubuh) sacara in vitro dan berkembang menjadi heterokarion yang menjadi satu persilangan tanaman

4. Dalam persilangan somatic, inti dan sitoplasma dari kedua induk menyatu dalam sel silangan

5. Organ yang digunakan sebagai sumber protoplas atau protoplasma yang telah diinisiasi berasal dari organ-organ seperti daun, tangkai daun, pucuk, akar, buah, koleoptil, embrio dan mikrospora. Organ yang paling mudah untuk diisolasi protoplasmanya adalah berasal dari jaringan mesofil daun karena bentuk selnya relatif seragam

5.2 Saran

Perlu penelitian lebih lanjut mengenai teknik perbanyakan tanaman melalui metode kultur jaringan mengingat akan banyak kelebihan dari metode ini yang tidak bisa dilakukan dengan metode perbanyakan secara persilangan seksual


(6)

DAFTAR PUSTAKA

Husni,A.,I.Mariska, dan Hobir. 2004. Fusi Protoplas dan Regenerasi Hasil Fusi Antara Solanum melongena dan Solanum Torvum. Jurnal Bioteknologi Pertanian . Mariska,I., dan A.Husni. 2006. Perbaikan Sifat Genotipe Melalui Fusi Protoplas Pada

Tanaman Lada,Nilam, dan Terung. Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pertanian. Martono,B. 2009. Keragaman Genetik, Heritabilitas dan Korelasi antara Karakter

Kuantitatif Nilam (Pogostemon sp.) Hasil Fusi Protoplas. Jurnal Penelitian Tanaman

.

Millam,S.,L.A.Payne, and G.R.Mackay. 1995. The Integration of Protoplast Fusion- derived Material into a Potato Breeding Programme: a review of progress and problem. Euphytica 85: 451 – 455.