Pada artikel yang telah diterbitkan pada sebelumnya, kita telah membahas terkait kultur jaringan tanaman bagian 1, yang membahas tentang standar laboratorium kultur jaringan. Pada artikel kali ini akan dibahas lebih jauh terkait teknik kultur jaringan pada tanaman beserta aplikasinya. Silahkan simak artikel ini lebih lanjut untuk mengetahui lebih lanjut terkait kultur jaringan tanaman!

Metode Kultur Jaringan Tanaman

Dalam aplikasi kultur jaringan tanaman, terdapat beberapa langkah-langkah yang harus diperhatikan untuk mendapatkan keberhasilan kultur. Metode universal yang dilakukan oleh para researcher kultur jaringan tanaman dimulai dengan prinsip biologis terkait kultur jaringan, pemilihan dan persiapan eksplan, kebutuhan nutrisi dan medium kultur. Mari kita bahas satu persatu,

1. Prinsip Biologis pada Kultur Jaringan Tanaman

Prinsip biologis yang dimaksud dimulai dengan totipotensi selular. Totipotensi seluler ini merujuk pada kemampuan sel tunggal yang telah berdiferensiasi untuk berubah menjadi fase meristem dan menjadi tanaman utuh. Kemampuan ini merupakan kemampuan unik pada tanaman dan diperkirakan memiliki relasi kuat developmental plasticity yang dimiliki. Ekspresi totipotensi secara in vitro membutuhkan rangsangan eksternal yang sesuai, termasuk ketersediaan nutrisi, keseimbangan hormonal, dan kondisi fisik. Dediferensiasi, diikuti oleh rediferensiasi, memungkinkan sel untuk membentuk jaringan kalus, organ, atau embrio somatik tergantung pada kondisi kultur (Lu & Zhang, 2015).

Selanjutnya dilanjutkan dengan memperhatikan teknik aseptik. Teknik aseptik ini dibutuhkan untuk keberhasilan kultur jaringan, disebabkan adanya kemungkinan kontaminan mikroba bersaing memperebutkan nutrisi dengan jaringan tanaman. Sterilisasi permukaan eksplan, sterilisasi media dan instrumen, serta pemeliharaan lingkungan kerja yang bersih merupakan komponen kritis pada kultur jaringan (Murthy et al., 2021).

Prinsip lainnya yang perlu diperhatikan adalah faktor lingkungan yang terkontrol. Dalam hal ini termasuk didalamnya adalah suhu, kualitas dan intensitas cahaya, fotoperiod, kelembapan dan perubahan udara. Mengoptimalisasi beberapa faktor ini dibutuhkan untuk mendapatkan respon kultur yang efisien dan mudah dikultur.

2. Persiapan dan Seleksi Eksplan

Eksplan merupakan potongan jaringan hidup (seperti akar, tunas, atau bagian daun) yang diambil dari suatu tumbuhan dan dipindahkan ke media steril untuk kultur jaringan. Eksplan inilah yang kemudian digunakan untuk menumbuhkan jaringan baru atau mempelajari perilaku sel. Eksplan berfungsi sebagai bahan awal dalam teknik kultur jaringan, seperti mikropropagasi untuk tanaman.

Pemilihan eksplan merupakan penentu utama keberhasilan kultur jaringan. Eksplan umum meliputi pucuk, segmen nodus, daun, akar, organ bunga, embrio, dan meristem. Usia fisiologis dan kesehatan tanaman donor sangat mempengaruhi potensi regenerasi. Jaringan muda yang aktif tumbuh umumnya lebih disukai karena aktivitas metabolismenya yang lebih tinggi dan tingkat kontaminasi endogen yang lebih rendah. Sebelum memulai kultur, eksplan menjalani protokol sterilisasi permukaan yang dirancang untuk mencegah kerusakan jaringan (Sokra et al., 2025).

Gambar 1. Prosedur skematis untuk persiapan eksplan dan transformasi Eucalyptus yang dimediasi oleh Agrobacterium
Source: Thanananta et al., 2018

3. Media Kultur dan Kebutuhan Nutrisi

Media kultur merupakan dasar biokimia dari sistem kultur jaringan tanaman, menyediakan semua nutrisi penting yang dibutuhkan untuk pertumbuhan, pembelahan, dan diferensiasi sel. Tidak seperti tanaman utuh yang ditanam di tanah, kultur in vitro sepenuhnya bergantung pada media buatan untuk memenuhi kebutuhan nutrisi dan fisiologisnya. Oleh karena itu, formulasi dan optimasi media kultur yang cermat sangat penting untuk keberhasilan kultur jaringan. Kebutuhan kultur jaringan termasuk adalah mineral, sumber karbon dan agen gelling, regulator pertumbuhan tanaman dan bahan aditif organik.

Teknik Umum dalam Kultur Jaringan Tanaman

Kultur jaringan tanaman mencakup beragam teknik yang dirancang untuk mencapai tujuan eksperimental atau komersial tertentu. Teknik-teknik ini memanfaatkan plastisitas perkembangan sel dan jaringan tanaman, memungkinkan regenerasi melalui berbagai jalur morfogenik. Pemilihan teknik yang tepat bergantung pada spesies tanaman, jenis eksplan, dan aplikasi yang dimaksud.

1. Callus Culture (Kultur Kalus)

Kultur kalus melibatkan induksi massa sel yang tidak terorganisir dan proliferatif dari eksplan yang dikultur pada media yang dilengkapi dengan regulator pertumbuhan yang sesuai. Pembentukan kalus biasanya dihasilkan dari diferensiasi seluler dan menyediakan platform serbaguna untuk regenerasi, transformasi genetik, dan studi fisiologis. Karakteristik kalus, seperti tekstur, warna, dan laju pertumbuhan, dipengaruhi oleh komposisi hormon dan nutrisi yang tersedia. Singkatnya kultur kalus merupakan teknik kultur jaringan tanaman untuk menghasilkan massa sel parenkim yang belum terdiferensiasi (amorf) dari eksplan di media nutrisi. Umumnya digunakan untuk studi metabolisme seluler dan inisiasi embriogenesis atau organogenesis sel somatik. (Somaly et al., 2025)

Gambar 2. Ilustrasi Callus Culture.

2. Organogenesis

Teknik ini mengacu pada pembentukan organ, seperti tunas atau akar, dari eksplan atau jaringan kalus. Hal ini dapat terjadi secara langsung dari permukaan eksplan atau secara tidak langsung melalui fase kalus perantara. Organogenesis langsung umumnya lebih disukai untuk perbanyakan klonal, karena meminimalkan variasi genetik. Organogenesis banyak digunakan dalam mikropropagasi dan rekayasa genetika, karena tunas yang diregenerasi dapat dengan mudah diakarkan dan diaklimatisasi. Proses ini sangat bergantung pada keseimbangan regulator pertumbuhan, kompetensi eksplan, dan kondisi lingkungan (Somaly et al., 2025).

Gambar 3. A. Organogenesis Langsung; B. Organogenesis Tidak Langsung.

3. Embriogenesis Sel Somatik

Teknik ini melibatkan perkembangan struktur mirip embrio dari sel somatik tanpa fertilisasi. Metode ini melakukan perbanyakan tanaman in vitro yang menumbuhkan embrio (baik dari hasil persilangan/zigotik maupun sel somatik) pada media buatan steril untuk menghasilkan bibit baru. Embriogenesis somatik menawarkan keuntungan untuk perbanyakan skala besar, otomatisasi, dan produksi benih sintetis. Teknik ini sangat berharga untuk tanaman berkayu dan spesies yang sulit diperbanyak melalui cara konvensional. Namun, induksi dan pematangan embrio somatik seringkali membutuhkan kontrol yang tepat terhadap kondisi hormonal dan lingkungan (Babich et al., 2020).

4. Kultur Sel Suspensi

Kultur suspensi sel dibuat dengan memindahkan kalus yang rapuh ke dalam media cair dan melakukan pengadukan terus menerus untuk mendispersikan sel. Kultur ini menghasilkan populasi sel yang seragam dan sangat cocok untuk mempelajari fisiologi sel, regulasi metabolisme, dan respons stres. Sistem suspensi sel juga banyak digunakan untuk produksi metabolit sekunder, karena kondisi kultur dapat dioptimalkan untuk meningkatkan biosintesis. Peningkatan skala kultur suspensi dalam bioreaktor merupakan langkah penting menuju aplikasi industri (Kong et al., 2023)

5. Mikropropagasi

Merupakan teknik kultur jaringan yang paling signifikan secara komersial dan melibatkan serangkaian tahapan yang telah ditentukan: pembentukan kultur, perbanyakan tunas, perakaran, dan aklimatisasi. Teknik ini memungkinkan produksi tanaman yang seragam secara genetik dan bebas penyakit dalam skala besar dan cepat. Mikropropagasi telah berhasil diterapkan pada berbagai tanaman, termasuk tanaman hias, pohon buah-buahan, tanaman perkebunan, dan tanaman obat. Terlepas dari keuntungannya, keberhasilan aklimatisasi bibit tanaman tetap menjadi tantangan kritis karena perbedaan fisiologis antara lingkungan in vitro dan ex vitro (Abdalla et al., 2022).

Aplikasi Kultur Jaringan Tanaman

Beberapa aplikasi kultur jaringan tanaman dijelaskan pada poin-poin dibawah:

1. Agrikultur dan Holtikultura: Dalam bidang pertanian dan hortikultura, kultur jaringan tanaman memfasilitasi perbanyakan cepat kultivar unggul dengan sifat genetik yang seragam. Pendekatan ini mendukung produksi bahan tanam berkualitas tinggi dalam skala besar dan mengurangi ketergantungan pada metode perbanyakan musiman.
2. Produksi Tanaman “Disease-Free”: Kultur meristem memanfaatkan ketiadaan atau konsentrasi rendah patogen sistemik di meristem apikal untuk menghasilkan tanaman bebas penyakit. Pendekatan ini telah berperan penting dalam meningkatkan kesehatan tanaman, stabilitas hasil panen, dan kualitas bahan tanam.
3. Konservasi Plasma Nutfah: Teknik konservasi in vitro, termasuk penyimpanan pertumbuhan lambat dan kriopreservasi, memungkinkan pelestarian jangka panjang sumber daya genetik tanaman yang berharga. Metode ini sangat penting untuk spesies langka, terancam punah, atau yang diperbanyak secara vegetatif.
4. Produksi Metabolit Sekunder: Kultur jaringan tanaman menyediakan sistem terkontrol untuk memproduksi metabolit sekunder berharga secara independen dari fluktuasi lingkungan. Kultur sel, kalus, dan organ dapat dimanipulasi untuk meningkatkan hasil metabolit melalui elisitasi dan regulasi metabolisme.
5. Bioteknologi dan Plant Breeding: Kultur jaringan mendukung teknik pemuliaan tingkat lanjut seperti produksi haploid, penyelamatan embrio, variasi somaklonal, dan transformasi genetik. Pendekatan ini mempercepat peningkatan tanaman dan memperluas keragaman genetik yang tersedia bagi para breeder.

Terlepas dari konsep dan teori yang versatile, kultur jaringan tanaman memiliki beberapa hambatan. Biaya produksi yang tinggi, persyaratan infrastruktur khusus, respons yang bergantung pada genotipe, dan risiko kontaminasi membatasi adopsi secara luas merupakan beberapa faktor yang membatasi perkembangan kultur jaringan tanaman. Variasi somaklonal menimbulkan tantangan bagi stabilitas genetik, sementara aklimatisasi tetap menjadi hambatan utama. Mengatasi masalah-masalah ini sangat penting untuk aplikasi yang lebih luas dan berkelanjutan.

Berikut merupakan beberapa item yang dapat kami supply untuk kebutuhan riset terkait kultur jaringan:

Berikut informasi yang dapat kami sajikan terkait kultur tanaman yang dapat menjadi referensi riset anda selanjutnya. Apabila terdapat pertanyaan dan diskusi dapat menghubungi kami pada kontak berikut. Sampai jumpa di artikel selanjutnya!

Source:

Sokra, In & Horn, Meta & Somaly, Srun. (2025). Plant Tissue Culture Techniques: Principles, Methods, and Applications. 1. 128-137. 10.5281/zenodo.18091563.

Abdalla, N., El-Ramady, H., Seliem, M. K., El-Mahrouk, M. E., Taha, N., Bayoumi, Y., Shalaby, T. A., &  Dobránszki,  J.  (2022). An Academic  and Technical  Overview  on  Plant  Micropropagation Challenges. Horticulturae, 8(8), 677.

Babich, O., Sukhikh, S., Pungin, A., Ivanova, S., Asyakina, L., & Prosekov, A. (2020). Modern Trends in the In Vitro Production and Use of Callus, Suspension Cells and Root Cultures of Medicinal Plants. Molecules, 25(24), 5805.

Kong, E. Y. Y., Biddle, J., Kalaipandian, S., & Adkins, S. W. (2023). Coconut Callus Initiation for Cell Suspension Culture. Plants, 12(4), 968.

Lu, F., & Zhang, Y. (2015). Cell totipotency: molecular features, induction, and maintenance. National Science Review, 2(2), 217–225.

Murthy, R., Eccleston, D., McKeown, D., Parikh, A., & Shotter, S. (2021). Improving aseptic injection standards in aesthetic clinical practice. Dermatologic Therapy, 34(1), e14416.

Somaly, S., Lika, R., Socheata, C., & Sokra, I. (2025a). Effect of blanching temperature and time on the  chemical  properties of  Keo  Romeat  mango (Mangifera  indica)  in  Cambodia.  Journal  of Agriculture and Technology, 1(2), 37–46. https://doi.org/10.5281/zenodo.15655777

Thanananta, Narumol & Vuttipongchaikij, Supachai & Apisitwanich, Somsak. (2018). Agrobacterium-mediated transformation of a Eucalyptus camaldulensis × E. tereticornis hybrid using peeled nodal-stem segments with yeast HAL2 for improving salt tolerance. New Forests. 49. 1-17. 10.1007/s11056-017-9621-5.