Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam media kultur jaringan

 

A. Unsur-Unsur yang dibutuhkan oleh tanaman        

unsur media tanam oleh Suhara Suhara 

1. Garam Anorganik

        Setiap tanaman membutuhkan paling sedikit 16 unsur untuk pertumbuhannya yang normal.  Tiga unsur diantaranya adalah unsur C, H, dan O yang diambil dari udara, sedagkan 13 unsur lainnya berupa pupuk yang dapat diberikan melalui akar atau melalui daun.  Pada perbanyakan tanaman dengan kultur jaringan, unsur-unsur tersebut diberikan melalui akar yaitu dengan menambahkannya pada medium agar.  Semua unsur tersebut dibutuhkan oleh tanaman untuk pertumbuhannya.  Ada unsur yang dibutuhkan dalam jumlah besar yang disebut dengan unsur makro, ada pula yang dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit atau bisa kita sebut dengan unsur mikro.

        Jenis-jenis yang termasuk unsur makro adalah Nitrogen (N). Fosfor (P), Kalium (K), Sulfur (S), Kalsium (Ca), dan Magnesium (Mg).  Unsur NPK adalah unsur yang mutlak dibutuhkan tanaman, yang berarti harus selalu tersedia.  Sedangkan unsur S, Ca, Mg boleh ada dan boleh tidak, tetapi karena fungsinya sangat mendukung pertumbuhan jaringan maka akan lebih baik apabila unsur-unsur tersebut juga tersedia.  Unsur-unsur yang termasuk didalam unsur mikro adalah Klor (Cl) Mangan(Mn), Besi (Fe), Tembaga (Cu), Seng (Zn), Boron (B), dan Molibdenum (Mo).

    Unsur-unsur makro biasanya diberikan dalam bentuk NH₄NO₃, KNO₃, CaCl₂.2H₂O_, MgSO₄.7H₂O dan KHPO₄, sedangkan unsur-unsur mikrobiasanya diberikan dalam bentuk Mnso₄.4H₂O, ZnSO₄.4H₂O, H₃BO₃, KI, NaMoO₄.2H₂O, CuSO₄­.5H₂O, dan CoCl₂.6H₂O

2.                   Garam Organik

Zat-zat organik yang biasannya ditambahkan dalam media kultur jaringan adalah sukrosa, mio-inositol, vitamin, asam-asam amino dan zat pengatur tumbuh.  Sebagai tambahan biasanya diberik zat organic lain seperti air kelapa, ekstra ragi, pisang, tomat, toge, jeruk, kentang, apel, alpokat, papaya, dan masih banyak lagi lainnya.

B. Kegunaan Setiap Unsur bagi Tanaman

Setelah kita mengetahui semua unsur yang dibutuhkan oleh tanaman, maka sebelum kita menentukan unsur-unsur yang akan digunakan untuk meramu medium kulturjaringan perlu mengetahui terlebih dahulu kegunaan dari setiap unsur tersebut bagi pertumbuhan tanaman atau jaringan tanaman. menurut Sutarni Moeso (1989), kegunaan tiap-tiap unsur tersebut adalah sebagai berikut:

1.   Nitrogen (N)

Kegunaan Nitrogen bagi tanaman adalah untuk menyuburkan tanaman, sebab unsur N dapat membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik yang lain. Yang paling penting dalam hal ini adalah pembentukan protein atau lazim disebut putih telur. Putih telur banyak terdapat pada selsel yang masih hidup, yaitu pada bagian yang sedang aktif tumbuh. Jadi, unsur N dipergunakan terutama untuk pertumbuhan vegetatif tanaman, penyusun struktur sel tanaman yang dapat mempercepat proses pertumbuhan menjadikan tanaman lebih hijau dan meningkatkan kadar protein pada hasil panen

2.     Fosfor (P)

Unsur P terutama dibutuhkan tanaman untuk pembentukan karbohidrat. fosfor lebih berperan dalam pertumbuhan benih akar bunga dan buah fosfor dapat merangsang perkembangan akar yang kuat dan pembentukan bunga tanaman

 3. Kalium (K)

       Unsur K berfungsi memperkuat tubuh tanaman, karena unsur ini dapat menguatkan serabut-serabut akar sehingga daun, bunga, dan buah tidak mudah gugur.  Disamping itu, kalium berperan untuk meningkatkan kualitas panen merangsang pembentukan akar baru dan meningkatkan daya tahan tanaman terhadap berbagai hama dan penyakit

4. Sulfur (S=Belerang)

      Unsur S merupakan unsur yang penting untuk pembentukan bebrapa jenis protein seperti asa, amino dan vitamin B1.  Unsur S juga berperan penting dalam pembentukan bintil-bintil akar. Di samping itu, unsur S juga membantu pembentukan anakan sehingga pertumbuhan dan ketahanan tanaman terjamin.

5. Kalsium (Ca)

Unsur Ca terdapat pada batang dan daun tanaman. Unsur Ca ini bertugas merangsang pembentukan bulu-bulu akar, mengeraskan batang dan merangsang pembentukan biji karena unsur Ca bersama-sama dengan unsur Magnesium (Mg) akan memproduksi cadangan makanan.

6. Magnesium (Mg)

Fungsi dari magnesium diantaranya membantu transportasi Unsur P di dalam tanaman, berperan membentuk zat hijau daun, menjaga daun tua tetap hijau

7. Besi (Fe)

Unsur Fe dibutuhkan sedikit lebih banyak daripada unsur mikro lainnya Unsur Fe biasa diberikan dalam benttik   dan Na2.EDTA.2H₂O. Dİ dalam kullur jaringan, pemberian unsur Fe juga berfungsi sebagai penyangga (chelatin agent) yang sangat penting unluk menyangga kestabilan pH media selama digunakan unluk menumbuhkan jaringan tanaman. Pada tanaman, unsur Fe berfungsi unluk pernapasan dan pembentukan hijau daun.

8. Unsur Sukrosa

Sukrsa sering ditambahkan pada medium kultur jaringan sebagai induksi kalus, Sukrosa dengan konsemtrasi 2 %-5 % merupakan sumber karbon. Penggunaan sukrosa di atas kadar 3 % mentebabkan terjadinya penebalan  dinding sel. Pengaruh rangsangan  dari gula terhadap   pertumbuhan ditentukan juga juga Oleh cara sterilisasinya.  Pengaruh rangsangan dari penggunaan  autoklaf untuk sterilisasi dapat mernberikan pengaruh baik atau  buruk terhadap pertumbuhan, tergantung dari gula yang digunakan dalam medium

9. Glukosa dan Fruktosa

Glukosa dan Fruktosa dapat digunakan untuk mengganti sukrosa karena dapat merangsang pertumbuhan beberapa jaringan. Pemilihan gula dan konsentrasi yang akan digunakan tergantung dari jaringan tumbuhan yang akan  dikulturkan dan tujuan yang yang ingin dicapai.

10. Mio-inositol

Penambahan mio-inositol pada medium bertujuan untuk membantu diferensiasi dan pertumbuhan sejumlah jaringan. Bila mio-inositol diberikan bersama dengan auksin, kinetin dan vitamin, maka dapat mendorong pertumbuhan jaringan kalus.

11. Vitamin

Vitamin-vitamin yang sering digunakan dalam media kultur jaringan antara Iain adalah Tiamin (vitamin B2), Piridoksin (vitamin B6) dan asam nikotonat. Vitamin-vitamin ini umumnya terdapat di dalam tanaman. Tiamin adalah vitamin yang esensial untuk hampir semua kultur jaringan tumbuhan. Fungsi tiamin adalah untuk mempercepat pembelahan sel pada meristem akar, juga berperan sebagai koenzim dalam reaksi yang menghasilkan energi dari karbohidrat dan memindahkan energi. Asam nikotinat juga penting dalam reaksi-reaksi enzimatik, di samping berperan sebagai prekursor dari beberapa alkaloid, Pemberian vitamin C biasanya bertujuan untuk mencegah terjadinya pencokJatan pada permukaan irisan jaringan.

Vitamin-vitamin yang sering ditambahkan dalam medium kultur jaringan adalah: Niasin, Glisin, Piridoksin ICI, Tiamin MCI, Mio-inositol, Asam folat, sianokobalamin, Riboflavin, Biotin, Kolin klorida, Kalsium pantctonat, pifidoksin fosfat, Nikotinamida.

12.  Asam-asam Amino

Asam-asam amino berperanan penting untuk perturnbuhan dan diferensiasi kalus. Kebutuhan asam amino untuk setiap tanaman berbeda-beda. Asparagin dan Glutamin berperan dalam metabolisme asam amino, karena dapat menjadi pembawa dan sumber amonia untuk sintesis asam-asam amino baru dalam jaringan.

13. Zat Pengatur Tumbuh

Zat pengatur tumbuh pada tanaman adalah senyawa organik bukan hara, yang dalam jumlah sedikit dapat mendukung, menghambat dan dapat merubah proses fisiologi tumbuhan. Zat pengatur tumbuh dalam tanaman terdiri dari lima kelompok yaitu Auksin, Giberelin, Sitokinin, Etilen dan Inhibitor dengan ciri khas serta pengaruh yang berlainan terhadap proses fisiologis.

Zat pengatur tumbuh sangat diperlukan sebagai komponen medium bagi pertumbuhan dan diferensiasi. Tanpa penambahan zat pengatur tumbuh dalam medium, pertumbuhan sangat terhambat bahkan mungkin tidak tumbuh sama sekali. Pembentukan kalus dan organ-organ ditentukan oleh penggunaan yang tepat dari zat pengatur tumbuh tersebut.

Golongan auksin yang sering ditambahkan dalam medium adalah: 2,4-Dikhloro fenoksiasetat (2,4-D), Indol Asam Asetat (IAA), Naftalen Asam Asetat (NAA), Indol Buterik Asetat (IBA). Sedangkan golongan sitokinin yang sering ditambahkan dalam medium antara lain adalah: Kinetin, Zeatin, dan Benzilaminopurin (BAP).

IBA dan IAA memiliki sifat kimia lebih stabil dan mobilitasnya di dalam tanaman rendah. Sifat-sifat inilah yang menyebabkan pemakaian IBA dan IAA dapat lebih berhasil karena sifat kimianya yang mantap dan pengaruhnya yang lebih lama. Sedangkan 2,4-D merupakan golongan auksin sintesis yang mempunyai sifat lebih stabil daripada IAA, karena tidak mudah terurai oleh enzim-enzim yang dikeluarkan oleh sel atau oleh pemanasan pada saat proses sterilisasi.

Di samping sifat-sifat yang baik, NAA juga mempunyai sifat-sifat yang tidak baikjuga, karena mempunyai kisaran kepekatannya yang sempit. Batas kepekatan yang meracun dari zat ini sangat mendekati kepekatan optimum untuk perakaran. Dengan demikian, kita perlu waspada agar kepekatan optimum ini tidak terlampaui. Sedangkan zat pengatur tumbuh IBA sifatnya lebih fleksibel dalam hal kepekatan ini. Bila IBA digunakan dalam bentuk larutan, maka garam Na, K atau NH4 akan lebih mudah larut daripada asam bebas.

Pengaruh rangsangan auksin terhadap jaringan berbeda-beda. Rangsangan yang paling kuat terutama adalah terhadap sel-sel meristem apikal batang dan koleoptil. Pada kadar yang tinggi, auksin lebih bersifat menghambat daripada merangsang pertumbuhan. Pengaruh auksin terhadap perkembangan sel menunjukkan adanya indikasi bahwa auksin dapat menaikkan tekanan osmotik, meningkatkan sintesa protein, meningkatkan permeabilitas sel terhadap air, dan melunakkan dinding sel yang diikuti menurunnya tekanan dinding sel sehingga air dapat masuk ke dalam sel yang disertai dengan kenaikan volume sel. Dengan adanya kenaikan sintesa protein, maka dapat digunakan sebagai sumber tenaga dalam pertumbuhan.

Dalam penumbuhan jaringan, sitokinin berpengaruh terutama pada pembelahan sel. Bersama-sama dengan auksin memberikan pengaruh interaksi terhadap diferensiasi jaringan. Pada pemberian auksin dengan kadar yang

relatif tinggi, diferensiasi kalus cenderung ke arah pembentukan primordia akar. Sedangkan pada pemberian sitokinin dengan kadar yang relatif tinggi, diferensiasi kalus akan cenderung ke arah pembentukan primordia batang atau tunas.

Telah banyak keberhasilan dalam percobaan-percobaan kultur jaringan dengan menggunakan zat pengatur tumbuh golongan auksin saja tanpa penambahan sitokinin. Keberhasilan tersebut di antaranya adalah percobaan pada embriogenesis Solanum melongena L. dengan penambahan NAA pada

Konsentrasi optimal 10 mg/liter dapat terbentuk 20 embrio tiap eksplan. Pada hasil percobaan yang Iain, bila embrio kelapa dipindahkan ke dalam medium yang mengandung NAA pada konsentrasi yang rendah (1-3 mg/liter) pertumbuhan akan berhenti. Sedangkan pada konsentrasi yang tinggi (5-7 mg/ liter) kotiledon akan membesar dan menghasilkan kalus. Percobaan pada Eucalytus focifolia F.MUELL menghasilkan pertumbuhan kalus yang lebih baik jika diberi penambahan auksin tunggal dibandingkan dengan menggunakan IAA, IBA, NAA dan 2,4-D secara bersama-sama. Untuk pertumbuhan kalus ginseng memerlukan NAA dengan kadar optimal 5 mg/liter, dan untuk tanaman kapas memerlukan kadar optimal 2-3 mg/liter. Hasil percobaan pada tanaman tembakau dan kedelai ternyata kalus tidak mau tumbuh pada media dengan auksin saja, tetapi untuk pertumbuhan kalus memerlukan penambahan sitokinin. Dengan demkian jelaslah bahwa macam dan kombinasi penggunaan zat pengatur tumbuh pada medium kultur jaringan sangat tergantung pada jenis tanamannya.

Tabel berikut menunjukan unsur esensial bagi sebagian besar tumbuhan tingkat tinggi dan konsentrasi dalam yang dianggap memadai

unsur	Lambang Kimia	Bentuk yang  tersedia bagi  tumbuhan	bobot atom	Konsentrasi pada  jaringan kering		Jumlah atom dibandingkan dengan molibdenum
				mg/kg	(%)
Molibdenum	Mo	MoO42-	95,95	0,1	0.00001	1
Nikel	Ni	Ni2+	58,71	?	?	?
Tembaga	Cu	Cu-, Cu2+	63,54	6	0.0006	100
Seng	Zn	Zn2+	65,38	20	0.0020	300
Mangan	Mn	Mn2+	54,94	50	0.0050	1.000
Boron	B	H3BO3	10,82	20	0.002	2.000
Besi	Fe	Fe3+, Fe2+	55,85	100	0.010	2.000
Klorin	Cl	Cl-	35,46	100	0.010	3.000
Belerang	S	SO42-	32,07	1.000	0.1	30.000
Fosfor	P	H2PO4-, HPO42-	30,98	2.000	0.2	60.000
Magnesium	Mg	Mg2+	24,32	2.000	0.2	80.000
kalsium	Ca	Ca2+	40,08	5.000	0.5	125.000
Kalium	K	K+	39,10	10.000	1.0	250.000
Nitrogen	N	NO3-, NH4-	14,01	15.000	1.5	1.000.000
Oksigen	O	O2, H2O	16,00	450.000	45	30.000.000
Karbon	C	CO2	12,01	450.000	45	35.000.000
Hidrogen	H	H2O	1,01	60.000	6	60.000.000