As an alternative technology, plant improvement through somaclonal variation is expected to support conventional breeding. New superior variants with a better performance and more attractive texture could be obtained through this method. To enhance genetic variation, both physical and chemical treatments such as gamma ray (Co 60) and Ethyl Methane Sulphonate (EMS) compound could be applied. In particular for vegetative propagated plants, in vitro induced mutation is the most effective method to improve variation. For obtaining the desired characteristic of plant, in vitro selection is the best method due to its capability to manipulate the variation to the expected result. Therefore, by applying the selection agent to the media, plant tolerance to both abiotic and biotic could be acquired. Generally, the tolerance at the callus level at the specific selection agent is positively correlated with the tolerance at the plant level. At this point, PEG (polyethylene glycol) and manitol is chemical compound useful for drought tolerance, fusaric or filtrate is for fusarium wilt, A1Cl3.6H2O is for Al tolerance.
Minggu, 15 Maret 2009
IN VITRO SELECTION AND SOMACLONAL VARIATION FOR BIOTIC AND ABIOTIC STRESS TOLERANCE
Senin, 09 Maret 2009
AKUMULASI PROLIN UNTUK SELEKSI KETAHANAN KEKERINGAN PADA TANAMAN
Tanggap tanaman terhadap cekaman kekeringan tergantung pada mekanisme fisiologi atau morfologi yang terjadi pada masing-masing varietas pada saat tanaman mengalaim cekaman kekeringan. Pada umumnya ketahanan suatu tanaman terhadap kekeringan dikendalikan oleh beberapa mekanisme fisiologi/morfologi, atau terjadi interaksi beberapa gen. Dengan demikian pengetahuan mengenai mekanisme toleransi pada masing-masing varietas harus diketahui oleh pemulia sebelum melakukan seleksi. Untuk mengetahui adanya mekanisme fisiologi dengan peningkatan kandungan prolin pada somaklon turunan Gajahmungkur, Towuti dan IR 64 hasil seleksi in vitro maka dilakukan analisis kandungan prolin pada somaklon yang telah diseleksi menggunakan PEG dan uji daya tembus akar. Penelitian dilakukan di laboratorium dan rumah kaca BB-Biogen Bogor pada tahun 2004. Hasil penelitian menunjukkan adanya peningkatan kandungan prolin pada tanaman induk dari ketiga varietas yang telah diberi perlakuan cekaman kekeringan, peningkatan kandungan prolin tertinggi pada varietas IR 64 dan Towuti dan paling rendah pada varietas Gajahmungkur. Pada tanaman hasil seleksi in vitro yang telah diseleksi menggunakan PEG dan uji daya tembus akar dan diduga tahan terhadap kekeringan ternyata menghasilkan prolin lebih tinggi dibandingkan tanaman kontrol walaupun tidak diberi cekaman. Dengan demikian perlakuan radiasi dan seleksi in vitro yang telah dilakukan dapat menimbulkan perubahan pada gen tertentu sehingga menghasilkan tanaman yang tahan kekeringan dan berproduksi tinggi, selain itu kandungan prolin dapat digunakan sebagai penanda fisiologi pada tanaman padi untuk ketahanan terhadap kekeringan.
Minggu, 08 Maret 2009
REGENERASI TUNAS DARI KALUS PADI
Produksi kalus yang mempunyai struktur embriogenik dan mampu diregenerasikan merupakan faktor penting dalam bioteknologi kultur jaringan, khususnya dalam perakitan varietas unggul seperti transformasi, induksi keragaman somaklonal dan seleksi in vitro. Kalus padi dari golongan Indica pada umumnya lebih sulit diregenerasikan dibandingkan Japonica sehingga untuk mendapatkan tingkat keberhasilan regenerasi tunas yang tinggi diperlukan formulasi media yang kompleks.
Keberhasilan regenerasi tunas dari kalus selain dipengaruhi oleh media kultur dan genotipe tanaman, kondisi fisiologi eksplan juga menjadi faktor penentu. Dari berbagai sumber eksplan yang digunakan, embrio zigotik merupakan eksplan yang terbaik karena memiliki daya totipotensi atau kemampuan regenerasi tertinggi di antara sumber eksplan lainnya Kalus yang baru terbentuk berpeluang menghasilkan tunas lebih tinggi dibandingkan kalus yang telah disubkultur berkali-kali atau mengalami periode kultur yang panjang, dan telah mengalami perlakuan radiasi atau seleksi, karena kalus yang baru terbentuk, kandungan poliamin atau senyawa yang berperan dalam sistem regenerasi masih tingg. Dalam memacu pembentukan tunas biasanya dilakukan dengan memanipulasi dosis auksin dan sitokinin.
Pada tanaman jenis monokotil, zat pengatur tumbuh golongan auksin dengan konsentrasi 1-10 mg/l berperan dalam menghambat proses diferensiasi sel sehingga pembentukan organ dapat dihambat dan hanya menghasilkan kalus. Zat pengatur tumbuh 2,4-D merupakan golongan auksin yang sering digunakan untuk menginduksi pembentukan kalus embriogenik pada serealia, 2,4-D berperan dalam memacu hipermethilasi pada DNA, sehingga pembelahan sel selalu dalam fase mitosis, dengan demikian maka pembentukan kalus menjadi optimal.
Penambahan kasein hidrolisat kedalam media yang sudah mengandung 2,4-D dapat memacu pembentukan kalus yang embriogenik karena kasein hidrolisat merupakan sumber N di dalam media. Asam amino merupakan senyawa organik kompleks sebagai sumber N organik yang cepat diambil oleh tanaman daripada N anorganik. Selain kasein hidrolisat, pemberian asam amino glutamin atau arginin pada media yang sudah mengandung auksin dapat pula meningkatkan keberhasilan pembentukan kalus embriogenik karena di dalam kloroplas, asam amino dapat berperan sebagai prekursor untuk pembentukan asam nukleat dan proses selular lainnya.
Regenerasi tanaman dapat dilakukan melalui jalur organogenesis yaitu melalui diferensiasi sel somatik, bukan dari sel embrionik yang terjadi selama embriogenesis dan embriogenesis somatik melalui pembentukan embrio somatik. Regenerasi tanaman melalui jalur organogenesis, ada dua macam yaitu organogenesis langsung dan tidak langsung. Pada organogenesis langsung, tunas dapat terbentuk dari potongan organ seperti daun atau batang dan akar, sedangkan pada organogenesis tidak langsung, tunas yang terbentuk melalui tahapan pembentukan kalus. Proses yang terjadi dalam organogenesis meliputi respon sel somatik terhadap zat pengatur tumbuh, diikuti dengan inisiasi dan perkembangan tunas baru dari sel yang respon
CALLUS INDUCTION AND SHOOT REGENERATION OF IN VITRO RICE VAR. FATMAWATI
To increase domestic and international demand of Kaemferia galanga makes this plant potentially develop. Is traditionally used to keep the body warm, as analgetic and expectorant. In the attemp of providing adequately and qualitatively uniformed supply, in vitro experiment has been conducted at BB-Biogen (
Senin, 02 Maret 2009
SELEKSI IN VITRO UNTUK KETAHANAN PENYAKIT LAYU
PERBANYAKAN PULE PANDAK
Perbanyakan vegetatif melalui kultur jaringan dari eksplan mata tunas telah berhasil dilakukan menggunakan media MS + BA 0,1 mg/l. Sedangkan menggunakan eksplan kalus memerlukan komposisi media yang berbeda. Induksi kalus dari eksplan daun dapat dilakukan menggunakan media MS + 2,4D 1 mg/l yang diperkaya dengan Casein hidrolisat 3 g/l. Regenerasi tunas dari eksplan kalus dapat dihasilkan menggunakan media MS + BA1 mg/l. Zat pengatur tumbuh BA merupakan yang banyak digunakan untuk induksi multiplikasi tunas. Dengan menambahkan zeatin pada media yang sudah mengandung BA menghasilkan tunas lebih banyak.
Kamis, 26 Februari 2009
ENKAPSULASI UNTUK PENYIMPANAN BIAKAN
Enkapsulasi merupakan teknik penyalutan atau pembungkusan eksplan menggunakan alginat tujuannya agar eksplan berupa embrio somatik atau tunas pucuk dapat dilindungi dan tetap tumbuh Dengan enkapsulasi maka eksplan dapat dihambat pertumbuhannya sehingga dapat disimpan, teknik ini lebih efektif untuk penyimpanan jangka panjang karena dapat dicegah adanya perubahan genetik, sebagai contoh adalah penyimpanan pada beberapa tanaman kehutanan.
Penyimpanan menggunakan teknik enkapsulasi ini sangat efisien karena dalam satu wadah berupa botol dapat disimpan puluhan eksplan bahkan ratusan, dengan adanya zat penghambat tumbuh di dalam kapsul alginat maka pertumbuhan akan dihambat. Regenerasi kembali dari eksplan sangat mudah karena eksplan yang ada di dalam alginat mudah dikeluarkan.
Untuk menghambat pertumbuhan eksplan yang disimpan dapat menambahkan zat penghambat tumbuh seperti paklobutrazol atau ancymidol. Atau dengan mengencerkan garam makronya menjadi separonya atau seperempatnya.Cara pembuatan kapsul alginat: media cair yang telah dicampur dengan alginat 3%. Selanjutnya menggunakan pipet tetes, satu persatu eksplan di dalam pipet diteteskan ke dalam larutan CaCl2 50 mM, sehingga terbentuk bulatan-bulatan yang berisi mata tunas. Bulatan-bulatan yang berisi eksplan tersebut kemudian dimasukkan ke dalam botol steril yang berisi aquades steril masing-masing botol berisi 20-50 kapsul.
Minggu, 22 Februari 2009
APLIKASI KULTUR JARINGAN
Manfaat kultur jaringan secara umum ada tiga yaitu:
1. Untuk perbanyakan massal
2. Untuk perbaikan genetik tanaman
3. Untuk pelestarian plasma nutfah
Perbanyakan massal
- Bagian tanaman yang dapat digunakan sebagai eksplan antara lain mata tunas, daun, meristem, kalus, embrio sigotik dan bonggol atau rimpang
- Formulasi media yang banyak digunakan adalah media dasar MS ditambah zat pengatur tumbuh sitokinin BA atau kinetin konsentrasi 1-5 mg/l
- Untuk induksi akar menggunakan zat pengatur tumbuh IBA, NAA
atau IAA 1 mg/l
- Induksi kalus dapat menggunakan zat pengatur tumbuh 2,4-D konsentrasi 1-10 mg/l , eksplan yang dapat dugunakan untuk induksi kalus antara lain daun, batang, kotiledon atau embrio sigotik
Perbaikan tanaman
- Untuk mendapatkan varietas baru yang telah berubah genetiknya misal menjadi tahan cekaman abiotik seperti kekeringan atau temperatur tinggi, tahan cekaman lahan masam dengan kandungan Al yang tinggi atau tahan terhadap cekaman biotic seperti penyakit.dapat dilakukan dengan induksi mutasi
- Induksi mutasi dapat dilakukan dengan perlakuan fisik seperti iradiasi sinar gamma atau menggunakan perlakuan kimia dengan larutan
- BATAN telah menghasilkan berbagai varietas baru pada tanaman padi, kedelai dan kacang hijau melalui teknik induksi mutasi.
- Pada tanaman hias telah dihasilkan berbagai varietas baru seperti bentuk bunga, ukuran bunga dan warna bunga menjadi lebih menarik
Penyimpanan plasma nutfah
- Materi yang disimpan dapat berupa biakan atau tunas pucuk. Penyimpanan dengan pertumbuhan minimal menggunakan zat penghambat tumbuh maka biakan dapat disimpan sampai beberapa bulan dan lebih dari satu tahun
- Penyimpanan menggunakan cara enkapsulasi yaitu menggunakan alginat, biakan yang disimpan berupa tunas pucuk ukuran 1-2 mm ditambah kan zat penghambat tumbuh seperti paclobutrazol atau ancymidol pada alginat. Menggunakan teknik ini biakan maka biakan yang dapat disimpan akan lebih banyak, dan penghambatan pertumbuhan lebih efektif.
- Penyimpanan beku (kriopreservasi) adalah penyimpanan menggunakan nitrogen cair, teknik ini belum banyak diaplikasikan karena biakan yang disimpan sulit diregenerasikan.
SELEKSI IN VITRO UNTUK KEKERINGAN TANAMAN PADI
Jumat, 20 Februari 2009
Perbaikan genetik untuk ketahanan kekeringan
Rabu, 18 Februari 2009
PENYIMPANAN BIAKAN
Tujuan penyimpanan biakan secara in vitro antara lain (1) biakan dapat digunakan sewaktu-waktu diperlukan, (2) terhindar dari bencana kekeringan atau banjir serta serangan
Selasa, 17 Februari 2009
KULTUR JARINGAN TANAMAN ABAKA
Abaka (Musa textilis Nee.) merupakan tanaman penghasil serat yang banyak digunakan dalam industri kertas bermutu tinggi, kertas untuk pembuatan uang, pembuatan pempers dan tali kalpal. Dengan teknik kultur jaringan dari satu mata tunas dapat digandakan menjadi 10-20 tunas dalam waktu kurang lebih tiga bulan, sehingga bibit yang dihasilkan akan lebih banyak dibandingkan dengan pembiakan secara konvensional. Media untuk multiplikasi tunas adalah MS + BA 1-3 mg/l + thidiazuron 0,1-0,2 mg/l. Untuk perakarannya menggunakan media MS + IBA 1 mg/l.. Keuntungan menggunakan bibit asal kultur jaringan antara lain lebih seragam dan kualitasnya lebih baik karena diperbanyak dari tanaman yang berkualitas baik.
Senin, 16 Februari 2009
NILAM KADAR MINYAK TINGGI
Nilam (Pogostemon cablint) merupakan tanaman penghasil minyak atsiri yang potensial dikembangkan karena 90% kebutuhan untuk industri parfum masih diimpor dari
Sabtu, 14 Februari 2009
KERAGAMAN SOMAKLONAL
Keragaman genetik tanaman dapat ditingkatkan melalui induksi mutasi, menggunakan mutagen fisik seperti sinar gamma atau mutagen kimia
BIBIT PISANG UNGGUL
Masalah penyakit layu bakteri pada tanaman pisang masih sulit diatasi, salah satu cara mengatasinya adalah menggunakan bibit asal kultur in vitro karena
- Bebas dari penyakit sehingga dapat mencegah penyebaran penyakit di pertanaman yang baru
- mudah dianggkut karena ukurannya kecil, sehingga bisa ditenteng atau dimasukkan ke dalam kardus
- Ukuran dan umur bibit seragam sehingga waktu panen dapat diatur untuk kepentingan ekspor
Media kultur yang digunakan untuk multiplikasi tunas pisang adalah media MS + BA 1-3 mg/l bisa juga ditambahkan thidiazuron 0,1 mg/l atau IAA 0,2 mg/l. BB-Biogen Bogor mempunyai berbagai macam biakan pisang seperti tanduk, ambon, raja bulu, kepok, dan berbagai pisang lokal.
MANFAAT KULTUR IN VITRO
Pelestarian plasma nutfah tanaman merupakan kegiatan yang penting Tanaman Purwoceng (Pimpinella pruatjan) dan Pule pandak (Rauwolfia serpentina) merupakan tanaman obat penting karena manfaatnya banyak dan diperlukan dalam jumlah banyak namun saat ini sudah mulai langka. Melalui kultur in vitro dapat dilakukan pelestarian yaitu dengan penyimpanan biakan di dalam botol, dengan cara menambahkan zat penghambat tumbuh. seperti paclobutrazol dan ancymidol atau menggunakan media yang telah diencerkan garam makronya menjadi ¼ atau ½ nya, atau menambahkan manitol atau sorbitol ke dalam media. Tujuannya agar pembelahan selnya menjadi lambat. Kegiatan pelestarian plasma nutfah melalui kultur in vitro ini di BB–Biogen Bogor telah dilakukan sejak lama pada berbagai komoditi yang regenerasinya sudah dikuasai contohnya, berbagai aksesi ubi jalar, cendana, gaharu, nilam, anechtochylus, bidara upas, pulasari dll. Menyimpan biakan di botol banyak keuntungannya karena sewaktu-waktu diperlukan dapat di perbanyak. Selain itu lebih aman bila dibandingkan melestarikan di habitat aslinya karena bisa kena banjir, sebaliknya kekeringan atau kebakaran
Kamis, 12 Februari 2009
Teori Malthus dan Kultur Jaringan
Kultur jaringan sendiri berangkat dari teori Totipotensi. Teori ini berasumsi bahwa setiap zarrah sel tanaman merupakan satu individu mandiri yang dapat berkembang menjadi satu tanaman utuh. Dalam keseharian kita mengenal tanaman Cocor Bebek. Jika Anda mencabik-cabik daun cocor bebek, maka setiap cabikan akan tumbuh menjadi satu individu tanaman. Maka, demikian pula tanaman-tanaman lainnya. Yang membedakan hanyalah bahwa tanaman cocor bebek memiliki derajat kemampuan tumbuh (viabilitas) yang sangat tinggi. Tanaman lain tidak demikian. Mereka harus diperlakukan sedemikian rupa, dirangsang dengan zat tumbuh (growth regulator) dan perlakuan laboratoris lainnya agar dapat tumbuh menjadi individu.
Berita gembiranya adalah apabila sebuah bibit unggul, daunnya atau organ tanaman lainnya direncah kecil-kecil, kemudian dibiakkan dalam laboratorium, maka akan dihasilkan tanaman yang memiliki sifat seragam. Unggulnya sama persis seperti kembar identik. Akan tetapi berita sedihnya adalah peralatan, harga bahan-bahan kimia yang diperlukan masih sangat mahal dan masih harus diimpor dari luar negeri. Di samping itu, SDM yang menangani bidang ini masih sangat sedikit. Untuk itu perlu pelatihan yang intensif dari paling tidak setiap Kabupaten memiliki ahli in-vitro yang handal. Dengan demikian, swasembada pangan dan bahkan bila perlu menjadi pengekspor pangan bukan lagi sekedar janji politik.