Inisiasi kalus embriogenik Tahapan Embriogenesis Somatik

23 secara bersama-sama, yaitu pertambahan volume sel dan pertambahan jumlah sel. Pertambahan volume sel merupakan hasil sintesa dan akumulasi protein, sedangkan pertambahan jumlah sel terjadi karena pembelahan sel Kaufman 1975. Besarnya pertumbuhan per satuan waktu disebut laju tumbuh. Laju tumbuh suatu tumbuhan atau bagiannya berubah secara signifikan seiring dengan berjalannya waktu dan bertambahnya umur. Pertumbuhan biologis mula-mula lambat fase adaptasi terhadap lingkungan tumbuhnya, kemudian berangsur- angsur lebih cepat sampai tercapai titik maksimum, kemudian laju tumbuh menurun. Jika laju pertumbuhan digambarkan dengan suatu grafik, dengan laju tumbuh pada koordinat dan waktu pada absisi, maka grafik itu merupakan suatu kurva berbentuk S atau kurva sigmoid. Kurva sigmoid pertumbuhan ini berlaku bagi tumbuhan lengkap, bagian-bagiannya ataupun sel-selnya Latunra 2012. Menurut Salisbury Ross 1992 kurva pertumbuhan berbentuk S sigmoid yang ideal memiliki tiga fase utama yang mudah dikenali, yaitu: fase logaritmik eksponensial, fase linier, dan fase penuaan. Pada fase logaritmik, ukuran v bertambah secara eksponensial sejalan dengan waktu t. Ini berarti bahwa laju pertumbuhan dvdt lambat pada awalnya, tapi kemudian meningkat terus sampai mencapai puncaknya. Pada fase linier, pertambahan ukuran berlangsung secara konstan. Sedangkan fase penuaan dicirikan oleh laju pertumbuhan yang menurun saat tumbuhan sudah mencapai kematangan dan mulai menua. Sedangkan pada tingkat sel, Phillips et al. 1995 membagi lima fase pertumbuhan kalussel yang mengikuti fase sigmoid, yaitu: 1 fase lag pertumbuhan lambat, dimana sel-sel mulai membelah; 2 fase eksponensial logaritmik, dimana laju pembelahan sel tertinggiberada pada puncaknya; 3 fase linear, dimana pembelahan sel mengalami perlambatan tetapi laju ekspansi sel meningkat; 4 fase deselerasi, dimana laju pembelahan dan pemanjangan sel menurun; dan 5 fase stationer, dimana jumlah dan ukuran sel tetap konstan Gambar 2.5. Gambar 2.5. Pola pertumbuhan kalussel tanaman Fase pertumbuhan berkorelasi dengan umur dan tahapan pertumbuhan tanaman. Selain itu, pola pertumbuhan juga dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : a faktor internal gen dan hormon dan b faktor eksternal nutrisi, air, 24 oksigen, suhu, dan cahaya. Bentuk kurva sigmoid untuk semua tanaman kurang lebih tetap, tetapi penyimpangan dapat terjadi sebagai akibat variasi-variasi di dalam lingkungan. Ukuran dan bentuk akhir tumbuhan ditentukan oleh kombinasi pengaruh faktor genetik dan lingkungan Salisbury Ross 1995. Tahapan dalam pertumbuhan dan perkembangan sel meliputi tiga peristiwa, yaitu: pembelahan sel, pembesaran sel, dan diferensiasi sel Salisbury Ross 1995. Berdasarkan kenyataan ini, maka jumlah sel dapat digunakan sebagai indikator pertumbuhan tanaman dan organnya. Berat kalussel dapat digunakan sebagai indikator pertumbuhan yang diukur melalui dua pendekatan, yaitu berdasarkan berat segar dan berat kering Lakitan 1996 dan 2008. Laju pertumbuhan relatif relative growth rate menunjukkan peningkatan berat kering dalam suatu interval waktu dalam hubungannya dengan berat asal. Dalam situasi praktis, rata-rata pertumbuhan laju relatif dihitung dari pengukuran yang di ambil pada waktu t 1 dan t 2 Susilo 1991. Perbedaan dari pertumbuhan dan perkembangan dilihat dari perubahannya dan parameternya. Parameter pertumbuhan antara lain bobot segar, bobot kering, pertambahan panjang, pertambahan luas, jumlah sel dan konsentrasi kandungan kimia tertentu, yaitu asam nukleat, nitrogen terlarut, lipid, karbohidrat dalam jaringan dan organ Bidwell 1979; Noggle Fritz 1983. Pada umumnya, pertumbuhan cukup diukur tinggi tanaman dan berat kering. Jika makhluk hidup mengalami pertambahan panjang, pertambahan luas, maka makhluk hidup dikatakan mengalami pertumbuhan. Pengukuran perkembangan pada tumbuhan salah satunya dengan terjadinya pendewasaan organ-organ untuk melakukan fotosintesis dan reproduksi.

2.7 Sistem Kultur Bioreaktor

Bioreaktor merupakan salah satu sistem alternatif yang lebih efisien dalam peningkatan skalakapasitas dan otomatisasi dalam perbanyakan in vitro baik melalui jalur organogenesis maupun embriogenesis beberapa jenis tanaman Ziv 2000. Bioreaktor menggambarkan sebuah tempat untuk melakukan reaksi-reaksi biologi atau wadah kultur sel secara aerobik. Sistem ini banyak digunakan dalam industri mikrobial, metabolit sekunder tanaman, dan perbanyakan masal benih tanaman. Pemanfaatan bioreaktor untuk tujuan perbanyakan masal tanaman pertama kali diperkenalkan oleh Takayama pada tahun 1981 pada tanaman begonia Devi Yulianti 2010. Bioreaktor bertindak sebagai pabrik biologis untuk memproduksi produk- produk bermutu tinggi dan memberikan banyak keuntungan Fulzele 2000; Su 2006; Celiktas et al. 2010. Keuntungan penggunaan sistem bioreaktor adalah: 1 efisiensi dalam inokulasi dan penanganan volume kerja tinggi penanganan kultur seperti inokulasi, subkultur, dan pemanenan lebih mudah dan menghemat waktu dan tenaga kerja; 2 otomatisasi peningkatan skalakapasitas; 3 biaya operasional lebih murah; 4 memberikan kondisi lingkungan yang seragam; 5 memberikan kontrol yang lebih baik pada kultur dan lingkungan fisik, sehingga mudah mengoptimasi parameter pertumbuhan seperti: pH, nutrisi media, temperatur, dll untuk perbanyakan skala masal pada kultur suspensi sel; 6 memungkinkan pengaturan kondisi secara konstan pada setiap fase; 7 pengangkutan agregrat sel dengan udara menghasilkan biomassa sel yang tinggi