Embrio Rescue (Penyelamatan Embrio)

Bahan Ajar Budidaya Pertanian

Rizki, S.Si., M.P.

Pada program pemuliaan tanaman, biasanya dilakukan persilangan buatan antara tanaman induk (P) untuk menghasilkan hibrid baru. Persilangan buatan lebih mudah berhasil bila dilakukan antar tanaman dengan hubungan kekerabatan yang dekat. Untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan, seringkali penyilangan dilakukan dengan tanaman liar atau bahkan persilangan dengan varietas yang berbeda bila sifat-sifat tersebut tidak terdapat pada kerabat dekatnya.

Penyerbukan dan pembuahan dapat berhasil namun setelah persilangan buatan seringkali dijumpai permasalahan antara lain buah yang terbentuk gugur saat embrio belum matang, terbentuk buah dengan endosperm yang kecil atau terbentuk buah dengan embrio yang kecil dan lemah. Kondisi tersebut dapat menghambat program pemuliaan tanaman karena embrio muda, embrio dengan endosperm kecil atau embrio kecil dan lemah seringkali tidak dapat berkecambah secara normal dalam kondisi biasa.

Untuk mengatasi hal tersebut di atas maka embrio tersebut dapat diselamatkan dan ditanam secara aseptis dalam media buatan sehingga dapat berkecambah dan menghasilkan tanaman utuh. Teknik untuk menanam embrio muda ini dikenal dengan sebutan penyelamatan embrio (embryo rescue).

Selain teknik penyelamatan embrio ini dikenal juga teknik kultur embrio (embryo culture), yaitu penanaman embrio dewasa pada media buatan secara aseptis. Aplikasi kultur embrio ini antara lain perbanyakan tanaman, pematahan dormansi untuk mempercepat program pemuliaan serta perbanyakan tanaman yang sulit berkecambah secara alami, misalnya anggrek.

Embryo Culture atau kultur embrio adalah isolasi steril dari embrio muda (immature embryo) atau embrio dewasa/tua (mature embryo) secara invitro dengan tujuan untuk memperoleh tanaman yang lengkap. Embrio culture adalah salah satu teknik kultur jaringan yang pertama kali berhasil, sejarahnya:

1. Tahun 1904, seorang ilmuwan bernama Hanning berhasil memperoleh tanaman sempurna dari embryo Cruciferae yang diisolasi secara invitro
2. Tahun 1924 adalah saat pertama kali dilakukan penelitian untuk memecahkan masalah dormansi biji secara invitro pada embrio Linum
3. Tahun 1933 Tuckey berhasil memperoleh tanaman dari immature embryo buah batu.

Kultur embrio berguna dalam menolong embrio hasil persilangan seksual antara spesies atau genera yang berkerabat jauh yang sering kali gagal karena embrio hibridanya mengalami keguguran. Kultur embrio telah digunakan untuk menghasilkan hibrida untuk beberapa spesies tanaman. Media kultur embrio mencakup garam-garam anorganik, sukrosa, vitamin, asam amino, hormon, dan substansi yang secara nutrisi tidak terjelaskan seperti santan kelapa. Embrio yang lebih muda membutuhkan media yang lebih kompleks dibandingkan dengan embrio yang lebih tua. Perpindahan embrio dari lingkungan normal dalam biji akan mengatasi hambatan yang ditimbulkan oleh kulit biji yang sulit ditembus (Nasir, 2002).

Kultur embrio belum matang yang diambil dari biji memiliki 2 macam aplikasi. Dalam beberapa hal, incompatibilitas antar spesies atau kultivar yang timbul setelah pembentukan embrio akan menyebabkan aborsi embrio. Embryo seperti ini dapat diselamatkan dengan cara mengkulturkan embrio yang belum matang dan menumbuhkannya pada media kultur yang sesuai. Aplikasi lain kultur embrio adalah untuk menyelamatkan embrio yang sudah matang agar tidak mati akibat serangan hama dan penyakit (http://www.fp.unud.ac.id, 2010).

Proses perkecambahan pada kultur embrio dimulai dari Benih menyerap air melalui testa, Embrio mengalami imbibisi, membengkak, pembelahan sel dimulai, dan embrio menembus kulit biji, Protocorm terbentuk dari massa embrio, Diferensiasi organ dimulai dg pembentukan meristem tunas & rhizoid, Jika ada cahaya, daun terbentuk, diikuti oleh akar sejati. Rhizoid & protocorm tidak berfungsi lagi dan terdegenerasi (Slater et.al., 2003).

Faktor yang mempengaruhi kesuksesan kultur embrio adalah (Zulkarnain, 2009) :

1. Genotipe : Pada suatu spesies, embrio mudah diisolasi dan tumbuh, sementara tanaman lain susah
2. Tahap (stage) embrio diisolasi The bigger the better
3. Kondisi tumbuh tanaman Inang : Sebaiknya ditumbuhkan di rumah kaca/ kondisi terkontrol. Embrio mesti cukup besar dan berkualitas tinggi

Kondisi media kultur embrio harus diperhatikan, seperti Hara makro dan mikro, Ph 5.0 – 6.0, Sukrosa sbg sumber energi. Embrio belum matang perlu 8 – 12%, matang perlu 3%, Auksin dan sitokinin tidak diperlukan. GA untuk memecahkan dormansi, Vitamin (optional), Senyawa organik (opt), air kelapa, casein hydrolisate, glutamin (penting) (Luri, 2009).

Kultur embrio adalah kultur jaringan tanaman dengan menggunakan eksplan berupa embrio tanaman. Embrio tidak dimaksudkan untuk menumbuhkan kalus dari embrio yang digunakan. Embrio diharapkan tetap mempertahankan integritasnya dan tumbuh menjadi tanaman. Kultur embrio ditujukan untuk membantu perkecambahan embrio menjadi tanaman lengkap (George and Sherrington, 1984).

Embrio yang dikulturkan harus berada dalam kondisi Menunjukkan masa dormansi yang panjang, Embrio hibrida hasil penyilangan interspesifik yang tidak kompatibel dengan endospermnya, Embrio dengan endosperm yang rusak seperti kelapa kopyor, Embrio tanpa endosperm seperti pada anggrek. 2 macam kultur embrio: Kultur embrio yg belum matang, utk mencegah keguguran: embryo rescue, Kultur embrio matang, utk merangsang perkecambahan: embryo culture. Isolasi secara steril embrio matang ataupun belum matang, dengan tujuan memperoleh tanaman yang viabel (Wetter dan Constabel, 1991).

Kondisi Lingkungan kultur embrio yaitu memerlukan Oksigen (perlu oksigen tinggi), Cahaya : kadang embrio perlu ditumbuhkan dalam gelap selama 14 hari, kemudian ditransfer ke cahaya untuk merangsang sintesa klorofil, Suhu : kadang perlu perlakuan dingin (vernalisasi, 4oC) untuk memecah dormansi (Sugito dan Nugroho, 2004).

a. Teknik Kultur Embrio

Agar memperoleh sifat-sifat yang diinginkan, seringkali penyilangan dilakukan dengan tanaman liar atau bahkan persilangan dengan varietas yang berbeda bila sifat-sifat tersebut tidak terdapat pada kerabat dekatnya. Penyerbukan dan pembuahan dapat berhasil namun setelah persilangan buatan seringkali dijumpai permasalahan antara lain buah yang terbentuk gugur saat embrio belum matang, terbentuk buah dengan endosperm yang kecil atau terbentuk buah dengan embrio yang kecil dan lemah. Kondisi tersebut dapat menghambat program pemuliaan tanaman karena embrio muda, embrio dengan endosperm kecil atau embrio kecil dan lemah seringkali tidak dapat berkecambah secara normal dalam kondisi biasa. Mengatasi hal tersebut di atas maka embrio tersebut dapat diselamatkan danditanam secara aseptis dalam media buatan sehingga dapat berkecambah danmenghasilkan tanaman utuh.

b. penyelamatan embrio (embryo rescue).

Selain teknik penyelamatan embrio ini dikenal juga teknik kultur embrio (embryo culture), yaitu penanaman embrio dewasa pada media buatan secara aseptis. Aplikasi kultur embrio ini antara lain perbanyakan tanaman, pematahan dormansi untuk mempercepat program pemuliaan serta perbanyakantanaman yang sulit berkecambah secara alami, misalnya anggrek, kedelai, pepaya, kacang tanah dan kelapa kopyor. Embryo Culture atau kultur embrio adalah isolasi steril dari embrio muda( immature embryo) atau embrio dewasa/tua ( mature embryo) secara in-vitro dengan tujuan untuk memperoleh tanaman yang lengkap atau viabel. Kultur embryo dapat dikatakan sebagai kultur biji (seed kultur) yaitu kultur yang bahan tanamnnya menggunakan biji atau seedling. Kultur embryo dapat dilakukan untuk menyelamatkan embrio yang sudah matang agar tidak mati akibat serangan hama dan penyakit, penyelamatan embryo yang belum matang dan menumbuhkannya pada media kultur yangsesuai. Berdasarkan tujuan dan jenis embrio yang dikulurkan, kultur embrio digolongkan menjadi:

c. Kultur Embrio Muda (Immature Embryo Culture)

Tujuan mengkulturkan embrio muda ini adalah menanam embrio yang terdapat pada buah muda sebelum buah tersebut gugur (mencegah kerusakan embrio akibat buahgugur) sehingga teknik ini disebut sebagai Embryo Rescue (Penyelamatan Embrio).Kondisi seperti ini biasanya sering dijumpai pada buah hasil persilangan, dimana absisi buah kerap kali dijumpai setelah penyerbukan dan pembuahan. Contohnya adalah pada persilangan anggrek Vanda spathulata dimana absisi atau gugur buah pada saat buahmasih muda yaitu setelah berumur 3 bulan setelah persilangan padahal buah anggrek.

Vanda spp. akan mengalami masak penuh setelah berumur 6 bulan. Apabila buah initidak diselamatkan atau dipetik dan kemudian dikecambahkan maka tidak akan diperoleh buah hasil persilangan. Perkecambahan biji yang masih muda di lapangan sangat sulit bahkan pada beberapa kasus hampir tidak mungkin bisa terjadi. Oleh karena itu, buahyang belum tua (2 – 4 bulan) pada anggrek Vanda tersebut kemudian dipanen dandikecambahkan secara in-vitro.Budidaya embrio muda ini lebih sulit dibandingkan dengan budidaya embrio yangtelah dewasa. Embrio yang terdapat dalam biji belum sepenuhnya berkembang dan belummembentuk radicula dan plumula yang sempurna. Selain itu, biji velum memilikiendosperm atau cadangan makanan yang memadai dalam mendukung perkembangan dan perkecambahan embrio. Oleh karena itu, perlu disediakan media kultur yang memadai bagi perkembangan embrio muda ini. Pada beberapa kasus kadangkala dijumpai embriomasih dorman sehingga perlu ditambahkan hormon tanaman yang bisa memecahkandormansi biji ini, misalnya Giberellin.

d. Kultur Embryo Dewasa (Mature Embryo Culture)

Kultur embrio dewasa dilakukan dengan membudidayakan embrio yang telahdewasa. Embrio ini diambil dari buah yang telah masak penuh dengan tujuan merangsang perkecambahan dan menumbuhkan embrio tersebut secara in-vitro. Teknik kultur iniumumnya dikenal dengan sebutan Kultur Embrio (Embryo Culture). Kultur embrio lebih mudah dilakukan dibandingkan dengan penyelamatan embrio. Hal ini disebabkan karena embrio yang ditanam adalah embrio yang telah berkembang sempurna sehingga media tanaman yang digunakan juga sangat sederhana.

Faktor yang mempengaruhu kesuksesan kultur embrio adalah:

1. Genotipe, Pada suatu spesies, embrio mudah diisolasi dan tumbuh, sementara pada tanaman lain agak lebih susah.
2. Tahap (stage) embrio diisolasi, Pada tahapan yang lebih besar (lebih tinggi) lebih baik bila dilakukan pengisolasian embrio.
3. Kondisi tumbuhan, Sebaiknya ditumbuhkan di rumah kaca/ kondisi terkontrol. Embrio harus cukup besar dan berkualitas tinggi.
4. Kondisi media
1. Hara makro dan mikro
2. pH 5.0 – 6.0c. Sukrosa sebagai sumber energi. Embrio yang belum matang perlu 8– 12%,embrio matang perlu 3%
3. Auksin dan sitokinin tidak diperlukan. GA diperlukan untuk memecahkan dormansi
4. Vitamin (optional)
5. Senyawa
5. Lingkungan
1. Oksigen (perlu oksigen tinggi)
2. Cahaya : kadang embrio perlu ditumbuhkan dalam gelap selama 14 hari,kemudian ditransfer ke cahaya untuk merangsang sintesa klorofil
3. Suhu : kadang perlu perlakuan dingin (vernalisasi, 40°C) untuk memecah dormansi

DAFTAR PUSTAKA

Bahrul, Muhammad.2012. Bagian-bagian Organ Tumbuhan Lengkap. Tersedia di: dududth.blogspot.com

Balqis.2010.Organ(DIT 12). Tersedia di: tugasbalqis-agroteknologi.blogspot.com

Jaya, Indra.2011. Morfologi tumbuhan. Tersedie di: mytaindrajaya.blogspot.com

Rianawaty, Ida. Biology 2 for Junior High School Year VIII. Tersedia di: www.britannica.com

Anonim. 2012. Organ. tersedia di: id.wikipedia.org

Anonim. 2011. Metamorfosis akar, batang dan daun. Tersedia di: ujian-botani.blogspot.com

Anonim.2009.Kultur Jaringan.http://kultur-jaringan.blogspot.com

Santoso, U dan Nursandi, U., 2005. Kultur Jaringan Tanaman. UMM Press. Malang.

Sugito, H dan A. Nugroho, 2004. Teknik Kultur Jaringan. Penebar Swadaya, Yogyakarta.

Wetter, L. R. dan F. Constabel, 1991. Metode Kultur Jaringan Tanaman. ITB Press. Bandung.

Yuwono, T., 2008. Bioteknologi Pertanian. UGM Press, Yogyakarta.

Zulkarnain. 2009. Kultur Jaringan Tanaman. Bumi Aksara, Jakarta.

http://duniadety.blogspot.co.id/2014/04/makalah-dasar-ilmu-tanaman-organ.html

Redenbaugh K [editor]. 1992. Synseeds : Application of Synthetic Seeds to Crop Improvement. CRC Press : Boca Raton Florida

http://mastugino.blogspot.co.id/2012/07/perkembangbiakan-vegetatif.html

http://www.putramelayu.web.id/2015/09/teknik-dan-cara-stek-tanaman-jambu.html

Lanjutkan ke:

1. Organ vegetatif tanaman (klik di sini)
1. Akar (klik di sini)
2. Batang (klik di sini)
3. Daun (klik di sini)
4. Organ metamorfa (klik di sini)
2. Teknik pembikan tumbuhan vegetatif Alami (klik di sini)
3. Teknik pembiakan tumbuhan vegetatif buatan (klik di sini)
1. Stek (klik di sini)
2. Cangkok (klik di sini)
3. Menyambung (klik di sini)
4. Okulasi (klik di sini)
4. Teknik pembiakan dengan kultur jaringan (klik di sini)
1. Benih Sintetik (klik di sini)
2. Embrio rescue (klik di sini)

loading...