Pemilihan medium dan Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) yang tepat adalah tahapan krusial dalam teknik kultur jaringan, karena keberhasilannya sangat bergantung pada nutrisi dan keseimbangan hormon yang diberikan secara in vitro. Media yang tepat menyediakan nutrisi dasar, sementara ZPT mengatur arah perkembangan sel (misalnya menjadi akar atau tunas). Mari kita kulik lebih dalam!

Medium Utama dalam Kultur Jaringan Tanaman

Media kultur jaringan merupakan tempat hidup dan sumber nutrisi bagi sel, jaringan, atau organ tumbuhan yang ditanam secara in vitro dalam kondisi aseptik. Media ini merupakan komponen vital dalam teknik kultur jaringan, yaitu metode perbanyakan tanaman secara vegetatif dengan menumbuhkan bagian tanaman (sel, protoplasma, jaringan, atau organ) dalam lingkungan yang terkontrol di dalam botol kultur. Media kultur jaringan terdiri dari berbagai komposisi unsur hara yang dirancang untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan jaringan tanaman secara optimal.

Fungsi Utama media kuljar untuk menyediakan nutrisi lengkap yang dibutuhkan oleh eksplan (bagian tanaman yang dikultur) untuk tumbuh dan berkembang secara in vitro. Untuk detail komposisinya sebagai berikut :

Komposisi Dasar Medium Kultur Jaringan

Setiap medium standar terdiri dari empat komponen esensial yang bekerja sinergis.

1. Senyawa Anorganik (Makro dan Mikro Unsur):

Ini membentuk tulang punggung nutrisi, mencakup nitrogen (nitrat, amonium), fosfor, kalium, kalsium, magnesium, serta besi, mangan, seng, dan molibdenum. Makro unsur seperti nitrat (NO₃⁻) dan kalium (K⁺) mendominasi karena berperan dalam sintesis protein dan osmoregulasi, sementara mikro unsur mencegah defisiensi yang menyebabkan klorosis atau nekrosis.

2. Senyawa Organik:

Vitamin (tiamin, niacin, piridoksin), asam amino (glutamine, arginin), dan myo-inositol berfungsi sebagai kofaktor enzim dan pendukung metabolisme. Mereka sering ditambahkan untuk mengimbangi kekurangan dari garam anorganik, terutama pada kultur jangka panjang di mana vitamin alami dari eksplan habis.

3. Sumber Karbohidrat:

Sukrosa (2-3%) adalah pilihan utama sebagai sumber energi dan osmotikum, dihidrolisis menjadi glukosa dan fruktosa oleh invertase. Alternatif seperti glukosa atau maltosa digunakan untuk tanaman tertentu, misalnya tanaman gurun yang toleran gula tinggi.

4. Pemadat dan Pengatur pH:

Agar (0,6-1%) atau gelrite menyediakan struktur padat agar eksplan tak tenggelam, sementara pH 5,6-5,8 optimal untuk absorbsi ion dan aktivitas enzim. Agar alami dari rumput laut lebih disukai karena inert dan transparan, memudahkan observasi rhizogenesis.

Berdasarkan komposisi nutrisinya, terdapat beberapa jenis media kultur jaringan yang umum digunakan, dan dalam ulasan ini kami merekomendasikan brand SolarBio sebagai pilihan terbaik dengan harga kompetitif untuk jenis media tersebut.

1. Media Murashige & Skoog (MS)

Media MS adalah media yang paling banyak digunakan dan biasanya dipakai untuk menginduksi organogenesis, kultur kalus, mikropropagasi, dan suspensi sel. Media ini mengandung konsentrasi garam anorganik yang tinggi, terutama nitrogen, kalium, dan vitamin, sehingga sangat cocok untuk sebagian besar tanaman dikotil dan beberapa monokotil. Untuk media MS Anda bisa gunakan dari brand Solarbio (Cat. No.: LA8500) 1/4 Murashige & Skoog Medium without Agar and Sucrose (Link produk).

2. Media Gamborg B5

Media B5 biasanya digunakan untuk tujuan kultur protoplas. Media ini memiliki konsentrasi garam yang lebih rendah dibandingkan media MS dan cocok untuk kultur sel dan protoplas tanaman kedelai serta spesies lainnya. Untuk media ini tersedia pada Cat. No：B8831, B5 Medium (Link produk).

3. Media White

Media White dapat digunakan untuk keperluan kultur pucuk dan kultur kalus, serta sangat cocok untuk budidaya spesies Musa (pisang) dan Daucus (wortel). Media ini memiliki konsentrasi garam yang lebih rendah dan cocok untuk tanaman yang sensitif terhadap konsentrasi garam tinggi. Media White bisa Anda gunakan dari brand Solarbio (Cat. No.: LA6790) White Medium (Link produk)

4. Media LS (Linsmaier & Skoog)

Media LS merupakan modifikasi dari media MS yang sering digunakan untuk kultur beberapa spesies tanaman tertentu dengan kebutuhan nutrisi yang lebih spesifik. Media ini bisa Anda temukan di brand Solarbio (Cat. No.: LA6820) Linsmaier & Skoog Basal Medium with Sucroseand Agar (Link produk).

5. Media SH (Schenk & Hildebrandt)

Media SH biasa digunakan untuk tujuan organogenesis, kultur kalus, suspensi sel, dan mikropropagasi. Media SH merupakan salah satu media umum yang biasa digunakan untuk kultur kalus tanaman monokotil dan dikotil. Untuk media SH dapat di cek pada link berikut (Link produk) Cat. No：LA8610, Schenk & Hildebrandt Medium.

6. Media NN (Nitsch & Nitsch)

Media NN mengandung tiamin, biotin, dan asam folat yang konsentrasinya tinggi sehingga mendukung pertumbuhan kalus antera. Biasanya media NN ini digunakan untuk mengkulturkan antera secara in vitro. Solarbio menyediakan item berikut, silahkan cek disini (Link produk) Cat. No：LA6870, Nitsch & Nitsch Medium.

7. Media WPM (Wood Plant Medium)

Media WPM merupakan media yang dikhususkan untuk tanaman berkayu. Saat ini, penggunaan media WPM banyak dipakai untuk perbanyakan tanaman hias berperawakan perdu dan pohon. Media ini juga bisa Anda temukan di brand Solarbio Cat. No：LA6881 Woody plant medium (WPM，w/o agar or sucrose or calcium nitrate ) (Link produk).

Pengenalan ZPT dalam Kultur Jaringan: Kunci Morfogenesis Tanaman

Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) dalam kultur jaringan tanaman berfungsi mengatur pembelahan sel, pemanjangan, dan diferensiasi menjadi tunas, akar, atau kalus. Tanpa ZPT yang tepat, eksplan hanya bertahan hidup, bukan berkembang dengan formula pas, mereka bisa meregenerasi seluruh tanaman dari sehelai daun. Pemilihan ZPT bukan sekadar resep, melainkan seni memahami fisiologi tanaman, di mana rasio mikrogram per liter bisa mengubah nasib kultur.

Jenis Jenis Hormon:

1. Auksin

Auksin adalah hormon tumbuhan yang paling utama berupa asam indol-3-asetat (IAA) dan ditemukan pada ujung batang, akar, serta jaringan meristematik. Hormon ini berperan sebagai pengatur utama pembesaran dan pemanjangan sel di belakang meristem ujung.
Fungsi auksin sangat beragam, termasuk merangsang pemanjangan sel pada batang dan akar, mempercepat pertumbuhan akar dan batang, serta mempercepat perkecambahan biji. Auksin juga mengatur pembentukan dan perkembangan buah serta menginduksi pembentukan akar adventif. Selain itu, auksin mengatur fototropisme, yaitu pertumbuhan tanaman menuju arah cahaya.
Pada konsentrasi tinggi, auksin justru dapat menghambat pertumbuhan, menunjukkan efek biphasic yang khas. Auksin disintesis dari asam amino triptofan melalui beberapa jalur intermediet seperti IAN (indole acetonitrile), TpyA (asam indolpiruvat), dan IAAld (indo asetaldehid) yang kemudian berubah menjadi IAA. Sintesis auksin terjadi terutama di meristem ujung batang, daun muda, dan embrio biji. Auksin bergerak secara polar dari atas ke bawah di batang. Konsentrasi auksin yang optimal untuk pemanjangan sel adalah 10⁻⁶ – 10⁻⁵ M (0,000001–0,00001 mol/L), sedangkan konsentrasi di atas 10⁻⁴ M biasanya menghambat pertumbuhan. Konsentrasi auksin di ujung tunas jauh lebih tinggi dibandingkan di akar.

Berikut merupakan jenis-jenis Auksin yang sering digunakan, bisa Anda temukan pada brand Solarbio.

Tabel1. jenis-jenis produk Auksin dari brand Solarbio

2. Sitokinin

Sitokinin adalah hormon tumbuhan yang mendorong pembelahan sel (sitokinesis) dan berperan penting dalam pertumbuhan, perkembangan, serta metabolisme tanaman.

Fungsi utama sitokinin adalah merangsang pembelahan sel dan menginduksi pembentukan tunas dalam kultur jaringan. Hormon ini juga menunda penuaan (senescence) daun dengan mencegah kerja enzim hidrolitik, serta merangsang sintesis klorofil dan pengubahan prokloroplas menjadi kloroplas. Sitokinin mengatur dominansi apikal bersama auksin dan memperkuat resistensi tanaman terhadap stres lingkungan.

Sintesis sitokinin terjadi terutama di akar, khususnya di meristem akar, kemudian diangkut ke bagian atas tanaman melalui xilem. Prekursor sitokinin adalah adenin dengan penambahan rantai isoprenoid dari jalur isoprenoid. Contoh sitokinin alami yang penting adalah zeatin, kinetin, dan benzyladenine. Konsentrasi fisiologis sitokinin berada pada kisaran 10⁻⁹ – 10⁻⁶ M. Konsentrasi yang lebih tinggi dapat menghambat pertumbuhan akar. Rasio auksin terhadap sitokinin menentukan diferensiasi tunas versus akar dalam kultur jaringan, rasio auksin tinggi mendorong pembentukan akar, sedangkan rasio sitokinin tinggi mendorong pembentukan tunas.

Berikut merupakan jenis-jenis Sitokinin yang sering digunakan, juga bisa anda temukan pada brand Solarbio

Tabel 2. Jenis-jenis Produk Sitokinin dari brand Solarbio

3. Giberelin

Giberelin adalah kelompok hormon tumbuhan yang terdiri dari lebih dari 130 jenis berbeda (GA₁ hingga GA₁₃₀+) yang berperan vital dalam pertumbuhan batang, perkecambahan, pembungaan, dan perkembangan buah.

Fungsi giberelin sangat luas, termasuk merangsang pemanjangan batang (efek bolting), mengakhiri dormansi biji dan merangsang perkecambahan, serta merangsang pembungaan pada tanaman hari panjang. Giberelin juga menginduksi pembentukan buah partenokarpik (tanpa biji), mengaktifkan enzim α-amilase dalam biji untuk mobilisasi cadangan makanan, dan merangsang pemanjangan internodus.

Sintesis giberelin terjadi di meristem ujung batang, daun muda, dan embrio biji melalui jalur biosintesis yang dimulai dari asetil-CoA menuju jasmonat, ent-kaurene, GA₁₂, hingga GA aktif. Proses ini terjadi di plastida dan sitoplasma. Tidak seperti auksin, giberelin tidak bergerak jauh dan bekerja secara lokal. Konsentrasi giberelin yang aktif secara fisiologis berada pada kisaran 10⁻⁸ – 10⁻⁵ M. Pada biji, konsentrasi GA meningkat drastis saat imbibisi untuk mengaktifkan α-amilase, dan konsentrasi GA di tunas lebih tinggi dibandingkan di akar. Solarbio menyediakan hormon GA pada Cat. No : G8910, Gibberellic acid (Link Produk)

Sc: Solarbio

(Link Produk)

4. Etilen

Etilen (etena, C₂H₄) adalah hormon tumbuhan yang unik karena berbentuk gas, satu-satunya hormon yang berwujud gas di antara hormon-hormon tumbuhan lainnya.

Fungsi etilen sangat beragam, termasuk merangsang pematangan buah (ripening), memicu penuaan (senescence) daun dan bunga, serta menginduksi absisi atau kerontokan daun, bunga, dan buah. Etilen juga mengakhiri dormansi biji dan tunas, merangsang pertumbuhan akar dan batang dalam kondisi tertentu, serta menginduksi pembentukan akar adventif. Pada tanaman monoecious seperti mentimun, etilen menginduksi pembentukan bunga betina, dan pada tanaman Bromiliad, etilen merangsang mekarnya bunga.

Sintesis etilen terjadi dari asam amino metionin yang diubah menjadi S-adenosil metionin (SAM), kemudian menjadi 1-aminosiklopropana-1-karbolat (ACC), dan akhirnya menjadi etilen. Proses ini terjadi di daun tua, buah yang matang, dan jaringan yang mengalami stres. Produksi etilen meningkat tajam saat tanaman mengalami stres mekanis, kekeringan, luka, atau infeksi. Konsentrasi etilen yang efektif sangat rendah, yaitu 0,01–1 ppm (part per million) dalam udara, atau dalam kisaran nanomolar (10⁻⁹ M) dalam jaringan. Pada buah yang matang, konsentrasi etilen meningkat secara drastis, terutama pada buah klimakterik.

5. Asam Absisat

Asam absisat (ABA) adalah hormon tumbuhan yang terutama bersifat inhibitor atau penghambat pertumbuhan dan berperan penting dalam respons stres serta dormansi.

Fungsi utama asam absisat adalah menginduksi dan mempertahankan dormansi biji dan tunas, menutup stomata saat kekeringan untuk mencegah kehilangan air, serta menghambat perkecambahan biji. ABA juga menghambat pertumbuhan batang, merangsang senescence dan absisi (meskipun peran dalam absisi terbatas), dan meningkatkan toleransi tanaman terhadap stres seperti kekeringan, salinitas, dan dingin.

Sintesis asam absisat terjadi dari karotenoid melalui xantofil di kloroplas dan kromoplas. Prekursornya adalah karotenoid yang diubah menjadi xantofil, kemudian menjadi ABA C₁₅. Proses ini terjadi di daun tua, buah matang, dan akar, terutama saat tanaman mengalami kondisi stres. Konsentrasi normal asam absisat adalah 10–100 ng/g berat segar jaringan. Saat tanaman mengalami stres kekeringan, konsentrasi ABA meningkat 10–100 kali lipat. Konsentrasi ABA yang dibutuhkan untuk penutupan stomata adalah sekitar 10⁻⁷ – 10⁻⁶ M, dan konsentrasi tinggi ABA menghambat perkecambahan biji secara efektif.

Interaksi Hormon dan Relevansi Fisiologis

Kelima hormon tumbuhan ini tidak bekerja secara terpisah, melainkan saling berinteraksi secara sinergis maupun antagonis untuk mengatur pertumbuhan dan perkembangan tanaman secara keseluruhan. Misalnya, auksin dan sitokinin bekerja bersama dalam mengatur dominansi apikal dan diferensiasi jaringan dalam kultur jaringan. Giberelin dan asam absisat sering kali bekerja secara antagonis dalam mengatur dormansi biji dan perkecambahan, di mana giberelin mengakhiri dormansi sementara ABA mempertahankannya. Etilen dan auksin dapat bekerja sinergis dalam menginduksi pembentukan akar adventif. pemahaman tentang pengertian, fungsi, sintesis, dan konsentrasi masing-masing hormon ini sangat penting dalam aplikasi pertanian dan hortikultura, seperti dalam pengaturan pembungaan, pematangan buah, kultur jaringan, dan pengelolaan stres tanaman. Dengan memanfaatkan interaksi hormon-hormon ini, petani dan peneliti dapat mengoptimalkan pertumbuhan tanaman, meningkatkan hasil panen, dan meningkatkan ketahanan tanaman terhadap kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan.

Untuk pertanyaan produk dan stock lebih lanjut dapat menghubungi kami PT. Indogen melalui email sales.indogen@gmail.com atau melalui WhatsApp pada link berikut https://wa.me/6281293185185

Artikel terkait

Kultur Jaringan Tanaman Bagian 1: Standar Laboratorium Kultur Jaringan

 Referensi :

1. Composition and Preparation of Plant Tissue Culture Medium
2. Plant Growth Regulation in Cell and Tissue Culture In Vitro