amrullah mukhtar, s.pd

amrullahMukhtar/[email protected]

Kultur Jaringan

APLIKASI KULTUR ANTHER PADA

TANAMAN PADI

Dosen Pengampu:

Prof. Dr. A. Rafiqi Tantawi, M.S.i

Amrullah M 8136173002

PROGRAM PASCA SARJANA

UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

2014

mailto:amrullahMukhtar/[email protected]


Kata Pengantar

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa

pencipta alam semesta dan merupakan sumber dari segala sumber ilmu, atas izin

dan kehendakNya makalah berjudul Kultur Anther Pada Tanaman Padi ini dapat

diselesaikan.

Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada

Bapak Prof. Dr. A. Rafiqi Tantawi, M.S. sebagai dosen pembimbing mata kuliah

Kultur Jaringan yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk

membahas salah satu teknik dalam pemuliaan tanaman melalui kultur jaringan

yaitu Kultur Anthera, khususnya tanaman padi.

Makalah ini disusun sebagai salah satu pemenuhan tugas mata kuliah Kultur

Jaringan. Isi makalah ini mencakup 1) Pendahuluan yang berisi alasan

dilakukannya kultur anther, 2) Bab 2 yang mendiskusikan teori dasar dalam

kultur anther dan spesifik membahas membahas kultur anther pada tanaman

meliputi faktor-faktor yang mempengaruhinya dari berbagai jurnal dan penelitian,

3) bagian yang berisi simpulan dari makalah ini.

Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan untuk

perbaikan makalah ini.

Medan, 5 Desember 2014

Penulis

Amrullah M 8136173002



BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Populasi penduduk dunia terus mengalami peningkatan dari tahun ke

tahun. Kepentingan akan adanya konsumsi yang berasal dari alam menjadi fokus

utama dalam pemenuhan kebutuhan populasi ini. Hal ini sesuai dengan teori

Thomas Robert Malthus yang menyebutkan bahwa pertumbuhan penduduk akan

selalu mengikuti deret ukur, sedangkan ketersediaan pangan akan mengikuti deret

hitung. Namun seiring dengan bertambahnya usia bumi, ketersediaan lahan,

aktivitas manusia dan efek lingkungan mengakibatkan ketidakseimbangan antara

produk yang dihasilkan untuk memenuhi kebutuhan hidup.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi telah mempermudah

manusia untuk melakukan pemuliaan dan rekayasa terhadap produk-produk

pertanian melalui bioteknologi dan kultur jaringan. Kultur jaringan merupakan

teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman seperti

daun, mata tunas, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan

secara aseptik yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup

yang tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan

bergenerasi menjadi tanaman lengkap.

Padi merupakan tanaman pangan utama yang menyediakan kebutuhan

karbohidrat, energi, protein dan vitamin dari setengah populasi dunia. Kebutuhan

akan padi sebagai penghasil beras terus mengalami kenaikan seiring dengan laju

pertumbuhan penduduk dunia. Peningkatan konsumsi penduduk dunia akan beras

harus diikuti dengan kegiatan pengembangan dan pemuliaan tanaman yang

terpadu baik secara konvensional maupun inkonvensional melalui pemanfaatan

bioteknologi tanaman.

Pemuliaan tanaman padi bertujuan untuk menghasilkan berbagai varietas

padi yang memiliki sifat lebih baik dibandingkan dengan varietas yang telah ada,

antara lain:

1. Hasil dan kualitas hasil lebih baik,

2. Toleran terhadap faktor pembatas biotik dan abiotik, dan



3. Adaptif terhadap spesifik lokasi serta sesuai dengan preferensi

konsumen.

Sebagian besar dari varietas padi unggul yang telah dilepas dihasilkan

melalui program persilangan dan seleksi yang memerlukan waktu cukup lama

hingga 5-7 tahun bahkan lebih. Dalam upaya menyediakan varietas unggul baru

dengan waktu yang relatif lebih cepat dapat dilakukan antara lain melalui

pemanfaatan teknik kultur antera (Litbang Pertanian, 2014).

Terdapat banyak faktor yang berperan dalam keberhasilan kultur anther.

faktor-faktor tersebut dapat bersumber dari faktor biotik dan abiotik meliputi

genotif tanaman yang digunakan, ZPT, umur tanaman donor, suhu, lama

penyinaran, dan sebagainya (Li et al, 2013).

1.2. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah yang disusun berdasarkan latar belakang diatas

adalah:

1. Apakah yang dimaksud dengan kultur anther?

2. Bagaimanakah pemuliaan tanaman yang dilakukan dengan tehnik kultur

anther?

3. Faktor-faktor apa sajakah yang berperan dalam keberhasilan kultur anther,

terutama pada tanaman padi?

4. Bagaimana pengaruh media terhadap induksi kalus dan regenerasi tanaman

padi melalui kultur anther?

1.3. Tujuan

Adapun tujuan yang dicapai dalam penyusunan makalah ini adalah:

1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan kultur anther.

2. Mengetahui proses pemuliaan tanaman yang dilakukan dengan tehnik

kultur anther.

3. Mengetahui faktor-faktor yang berperan dalam keberhasilan kultur anther

terutama pada tanaman padi,

4. Mengetahui pengaruh media terhadap induksi kalus dan regenerasi

tanaman padi melalui kultur anther.



BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Kultur Anther

2.1.1. Definisi Kultur Anther (Kepala Sari)

Kultur anther merupakan pembudidayaan tanaman melalui tehnik kultur

secara in vitro yang memanfaatkan anther tanaman. Sejarah kultur anther dimulai

dengan keberhasilan Guha dan Maheswari pada tahun 1966 di India berhasil

mengkulturkan anther dari tanaman Datura innoxia. Kultur anther yang telah

dilakukan adalah pada tanaman padi, gandum, kacang kedele, kubis, cabe, anggur,

tebu, kapas, tembakau, dan karet (Harahap, 2011).

Kultur antera menghasilkan tanaman haploid melalui induksi

embryogenesis dari pembelahan berulang mikrospora/polen tanaman donor antera

yang berasal dari persilangan tetua yang memiliki karakter yang diinginkan.

Kombinasi karakter kedua tetua terjadi pada tanaman haploid, sehingga bila

kromosomnya digandakan atau terjadi penggandaan spontan selama kultur akan

diperoleh tanaman haploid ganda (DH) yang homozigos atau galur murni

(Herawati et al, 2008).

Sebagai contoh, kultur anther pada anggrek menghasilkan anggrek dengan

genetik haploid (1n) sehingga bentuknya lebih kecil jika dibandingkan dengan

anggrek diploid (2n). Dengan demikian sangat dimungkinkan untuk menghasilkan

tanaman anggrek mini, selain itu dengan kultur anther berpeluang memunculkan

sifat resesif unggul yang pada kondisi normal tidak akan muncul karena tertutup

oleh yang dominan.

Adapun keuntungan yang didapat melalui kultur anther:

1. Tanaman haploid sangat penting bagi pemulia tanaman, yaitu untuk

memperpendek masa pemuliaan tanaman.

2. Karena hanya ada 1 set kromosom, maka mudah digunakan untuk

mengidentifikasi mutasi resesif

3. Dapat menghasilkan homozygote double haploid (diploid) atau poliploid

dengan diberi colchicin untuk inbreeding dengan hasil hibrida unggul (super).



2.2. Pembudidayaan Tanaman melalui Kultur Anther

Keberhasilan kultur anther telah diujudkan pada tanaman seperti Datura

innoxia, nicotiana tabacum, karet, poplar, anggur, tanaman Gramineae serta pada

tanaman angrek. Tingkat perkembangan androgenesis uninucleate paling sesuai

bila digunakan sebagai eksplan (Suwanto, 2012).

Dalam pelaksanaan tehnik kultur anther, anther terbaik dikoleksi sebelum

malai pecah dan sedang memasuki fase bunting dengan kandungan pollen yang

berada pada level mid uninucleate stage (Li et al, 2013).

Gambar 2.1. Struktur Kepala Sari (Anther)

Gambar 2.2. Struktur polen pada level mid uninucleate stage

Media dasar yang digunakan untuk tanaman dikotil, umumnya adalah

media MS, media White dan media Nitsch and Nitsch, dengan berbagai

modifikasi dengan penambahan sukrosa sekitar 20-40 gram/liter. Zat Pengatur

Tumbuh diberikan dalam konsentrasi serendah mungkin untuk menghindari

terbentuknya kalus dari jaringan-jaringan diploid yang tidak diinginkan. Untuk



mendapatkan double haploid dipergunakan larutan colchicines 0,5% dengan

waktu perendaman 24-28 jam (Suwanto, 2012).

Tanaman monokotil terutama tanaman Gramineae seperti padi, media MS

juga dapat digunakan. Tetapi selain MS, dikembangkan juga beberapa media lain

misalnya media N6. Media N6 mempunyai ciri perbandingan NH4+

dan NO3-

yang jauh perbedaannya. Ammonium yang diberikan dalam bentuk (NH4)2SO4

hanya sebanyak 363 mg/l, sedangkan KNO3 : 2830 mg/l. Khusus untuk padi, ada

beberapa media lain yang dikembangkan di Cina, sesuai dengan kultivar padinya,

misalnya media SK3, He5 dan LB (Suwanto, 2012).

Pada dasarnya tehnik kultur anter meliputi dua tahapan, yaitu fase induksi

kalus dan fase regenerasi tanaman.

Gambar 2.3. Tehnik dalam kultur anther

2.3. Mekanisme regenerasi tanaman Melalui adrogenesis

Istilah androgenesis ditujukan pada regenerasi tanaman secara

langsung dari mikrospora di dalam sistem kultur antera maupun kultur

mikrospora. Prinsip yang mendasari androgenesis adalah menghentikan

perkembangan sel-sel mikrospora, yang pada keadaan normal menjadi

sel-sel gamet, dan memaksa perkembangannya langsung menjadi



tanaman lengkap. Proses ini menghambat diferensiasi gametofitik, namun

justru memungkinkan terjadinya pembelahan dan

regenerasi sel. Begitu gametogenesis (perkembangan mikrospora)

berlangsung, serbuk sari matang akan terbentuk melalui mitosis.

Oleh karena lintasan perkembangan belum ditentukan selama

proses gametogenesis, ada peluang untuk menginterupsi lintasan

gametofitik normal dan

menginduksi perkembangan sporofitik. Vicente et al. (1992) dan Mitykó et

al. (1996) (dalam Zulkarnain, 2005) menyatakan bahwa mikrospora

dengan kisaran tahap perkembangan uninukleat hingga pertengahan

binukleat adalah bahan tanaman yang sesuai untuk induksi

perkembangan sporofitik haploid pada berbagai spesies tanaman. Namun

harus diingat bahwa hal ini sangat beragam tergantung pada spesies

tanaman. Sebagai hasil perkembangan sporofitik, mikrospora multiseluler

berkembang di dalam antera. Diferensiasi unit-unit multiseluler ini

menghasilkan embrio, yang kemudian berkembang menjadi tanaman

lengkap dengan jumlah kromosom haploid (2n = x).

2.3. Faktor yang Mempengaruhi Keberhasilan Kultur Anther

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultur anther

(Chu, 1982; Hu dan Zeng, 1984; Dixon, 1985 dalam Fauziyah, 2011; Zulkarnain,

2005) diantaranya:

1. Tingkat Perkembangan Pollen



Pollen pada tanaman padi, frekuensi pembentukan kalus yang tertinggi

diperoleh pada kultur anther dengan pollen yang nukleusnya terletak di pinggir sel

(mid-uninucleate microspore stage). Pembentukan terbentuknya kalus pada

berbagai stage adalah sebagai berikut:

1. 5.6% kultur membentuk kalus pada early-uninucleate stage, yaitu

sesudah tetrad terbentuk.

2. 35,7% kultur membentuk kalus pada mid-uninucleate stage.

3. 10.5% pada saat late-uninucleate stage.

4. 6.7% pada saat mitosis pertama dari pollen.

5. 0% pada saat polen mencapai bi-nucleat stage.

2. Perlakuan fisik sebelum inokulasi

Perlakuan temperatur rendah sebelum inokulasi, meningkatkan

keberhasilan kultur anther dalam Nicotiana tabacum, Datura innoxia, Hyosciamus

niger, Hordeum vulgare dan Oryza sativa. Pada umumnya, temperatur antara 3°-

10°C. Bila dipergunakan temperatur rendah 3°-5°C, maka waktu perlakuan

dapat dipersingkat, sedangkan pada terperatur rendah 10°-15 °C, waktu

perlakuan lebih panjang. Percobaan Wang dan grupnya (Chen, 1986) dalam kultur

padi hsien menunjukkan bila temperatur 3°-5 °C digunakan, dibutuhkan 10 hari.

Bila temperatur 6°-8 °C, dibutuhkan 15 hari. Bila temperatur 9-10 °C,

dibutuhkan 20 hari.

3. Perlakuan kimia sebelum inokulasi

Anther yang dikultur dalam media cair yang ditambah dengan 50-250 mg/l

colchisine selama 4 hari, meningkatkan frekuensi pembentukkan kalus dan

diferensiasi. Colchicine dapat meningkatkan tanaman double haploid hingga 79%,

sedangkan anher tanpa perlakuan pendahuluan, hanya menghasilkan 53,8%

tanaman. Jika konsentrasi colchicine ditingkatkan hingga 500 mg/l akan

mengakibatkan frekuesi tanaman anakan yang abnormal seperti albino akan

meningkat. Selain senyawa tersebut senyawa ethrel juga sering digunakan untuk

praperlakuan pada media cair + 5 g/l ethrel.



4. Media tumbuh

Komposisi media dasar tidak begitu kritis, namun dalam kultur anther,

NH4+ yang tinggi (35mM) akan menghambat pembentukan kalus. Sukrosa yang

diberikan, berkisar 2-12%. Pada serealia digunakan 6-9%, sedangkan pada

tanaman diploid 2-4%.

Zat Pengatur Tumbuh pada kultur anther Solanaceae tidak diperlukan

cukup media dasar N6. ZPT yang biasa digunakan untuk memacu pertumbuhan

embriogenesis pada kultur anther adalah senyawa TIBA (Tri iodobenzoic acid).

Disamping itu penambahan 2 mg/l 2,4D pada media dasar digunakan untuk kultur

anther padi, dan kombinasi ZPT: 4 mg/l NAA + 1 mg/l 2,4D dan 1-3 mg/l kinetin

sering ditambahkan pada media dasar untuk kultur anther.

Penambahan bahan-bahan organik seperti: ekstrak pisang, air kelapa, ensdosperm

serealia, ekstrak ragi, alanin, folic acid dan Co-enzym A, dapat memacu

pertumbuhan pada kultur anther. Penambahan 2% arangaktif dapat memperbaiki

androgenesis.

5. Genotipe tanaman donor

Tidak semua kultuvar dari setiap tanaman organ anthernya dapat

menghasilkan tanaman haploid, seperti kultivar dari Lycopersicon esculentum dari

43 kultivar hanya 3 kultivar saja yang anthernya dapat ditumbuhkan. Triticum

aestivum hanya 10 kultivar saja yang anthernya dapat ditumbuhkan menjadi

tanaman haploid dari 21 kultivar yang ada.

6. Kondisi Tanaman Donor

Umur fisiologi tananam donor ternyata dapat mempengaruhi pertumbuhan

tanaman enther. Bunga dari tanaman muda pada saat permulaan pembungaan,

ternyata lebih baik dari pada bunga yang keluar kemudian.

7. Lama Penyinaran

8. Intesitas Cahaya dari Tanaman Donor

9. Lingkungan Inkubasi

10. Cara peletakan anther

Pada berbagai jenis tanaman, bagian yang melakukan kontak dengan

media ada bagian yang mendatar dan beberapa menghendaki bagian yang



melengkung. Anther tanaman yang diletakan dengan mendatar memungkinkan

seluruh permukaan anther dapat menyerap nutrisi yang terdapat dalam media

dengan lebih baik.

2.4. Kultur Anther pada Tanaman Padi

2.4.1. Padi

a. Sejarah Singkat

Padi merupakan tanaman pangan berupa rumput berumpun. Tanaman

pertanian kuno berasal dari dua benua yaitu Asia dan Afrika Barat tropis dan

subtropis. Bukti sejarah memperlihatkan bahwa penanaman padi di Zhejiang

(Cina) sudah dimulai pada 3.000 tahun SM. Fosil butir padi dan gabah ditemukan

di Hastinapur Uttar Pradesh India sekitar 100-800 SM. Selain Cina dan India,

beberapa wilayah asal padi adalah, Bangladesh Utara, Burma, Thailand, Laos,

Vietnam.

b. Jenis Tanaman

Klasifikasi botani tanaman padi adalah sebagai berikut:

Divisi : Spermatophyta

Sub divisi : Angiospermae

Kelas : Monotyledonae

Keluarga : Gramineae (Poaceae)

Genus : Oryza

Spesies : Oryza spp.

Terdapat 25 spesies Oryza, yang dikenal adalah O. sativa dengan dua

subspecies yaitu Indica (padi bulu) yang ditanam di Indonesia dan Sinica (padi

cere). Padi dibedakan dalam dua tipe yaitu padi kering (gogo) yang ditanam di

dataran tinggi dan padi sawah di dataran rendah yang memerlukan penggenangan.

Varitas unggul nasional berasal dari Bogor: Pelita I/1, Pelita I/2, Adil dan

Makmur (dataran tinggi), Gemar, Gati, GH 19, GH 34 dan GH 120 (dataran

rendah). Varitas unggul introduksi dari International Rice Research Institute

(IRRI) Filipina adalah jenis IR atau PB yaitu IR 22, IR 14, IR 46 dan IR 54

(dataran rendah); PB32, PB 34, PB 36 dan PB 48 (dataran rendah).



c. Manfaat Tanaman

Beras merupakan makanan sumber karbohidrat yang utama di kebanyakan

negara Asia. Negara-negara lain seperti di benua Eropa, Australia dan Amerika

mengkonsumsi beras dalam jumlah yang jauh lebih kecil daripada negara Asia.

Selain itu jerami padi dapat digunakan sebagai penutup tanah pada suatu usaha

tani.

d. Sentra Penanaman

Pusat penanaman padi di Indonesia adalah Pulau Jawa (Karawang,

Cianjur), Bali, Madura, Sulawesi, dan akhir-akhir ini Kalimantan. Pada tahun

1992 luas panen padi mencapai 10.869.000 ha dengan rata-rata hasil 4,35

ton/ha/tahun. Produksi padi nasional adalah 47.293.000 ton. Pada tahun itu hampir

22,5 % produksi padi nasional dipasok dari Jawa Barat. Dengan adanya krisis

ekonomi, sentra padi Jawa Barat seperti Karawang dan Cianjur mengalami

penurunan produksi yang berarti. Produksi padi nasional sampai Desember 1997

adalah 46.591.874 ton yang meliputi areal panen 9.881.764 ha. Karena

pemeliharaan yang kurang intensif, hasil padi gogo hanya 1-3 ton/ha, sedangkan

dengan kultur teknis yang baik hasil padi sawah mencapai 6-7 ton/ha (Warintek,

2010).

Tumbuhan padi ( Oryza sativa L ) termasuk golongan tumbuhan

Gramineae, yang mana ditandai dengan batang yang tersusun dari beberapa ruas.

Tumbuhan padi bersifat merumpun, artinya tanaman tanamannya anak beranak.

Bibit yang hanya

sebatang saja ditanamkan dalam waktu yang sangat dekat, dimana terdapat 20-30

atau lebih anakan/tunas tunas baru (Siregar, 1981).

Padi merupakan bahan makanan pokok sehari hari pada kebanyakan

penduduk di negara Indonesia. Padi dikenal sebagai sumber karbohidrat terutama

pada bagian endosperma, bagian lain daripada padi umumnya dikenal dengan

bahan baku industri, antara lain : minyak dari bagian kulit luar beras (katul),

sekam sebagai bahan bakar atau bahan pembuat kertas dan pupuk. Padi memiliki



nila i tersendiri bagi orang yang biasa makan nasi dan tidak dapat digantikan oleh

bahan makanan yang lain, oleh sebab itu padi disebut juga makanan energi

(AAK, 1990).

Padi adalah komoditas utama yang berperan sebagai pemenuh kebutuhan

pokok karbohidrat bagi penduduk. Komoditas padi memiliki peranan pokok

sebagai pemenuhan kebutuhan pangan utama yang setiap tahunnya meningkat

sebagai akibat pertambahan jumlah penduduk yang besar, serta berkembangnya

industri pangan dan pakan (Yusuf, 2010).

Kalau umur padi mulai dari benih sampai panen mencapai empat bulan

petani harus menunggu sambil merawat tanamannya sedemikian rupa sesuai

dengan anjuran teknologi yang direkomendasikan, atau sesuai dengan teknologi

yang mampu diserap atau mampu diterapkan petani. S etiap tanam tergantung

varietasnya mempunyai kemampuan genetik tanaman yang diusahakan dalam

penerapan teknologi yang mampu diterapkan mulai dari pengelolahan sampai

panen. Disamping itu, perlu juga diperhatikan dan diperhitungkan akibat yang

ditimbulkan oleh cuaca, ketersediaan air dan lainnya. Karena faktor tersebut akan

berdampak pada teknologi yang diterapkan dan sudah pasti berpengaruh terhadap

hasil yang akan diterima (Daniel, 2002).

Aplikasi Kultur Anther

Aplikasi kultur antera dalam pemuliaan tanaman padi telah berhasil

mendapatkan berbagai varietas unggul di Cina dan Korea (Moon et al, 2003;

Herawati et al , 2008). Dari pengalaman menggunakan kultur antera dalam

pemuliaan padi sejak tahun 1976, tim peneliti Cina menemukan bahwa kultur

antera dapat digunakan bukan saja untuk perakitan varietas baru, tetapi juga untuk

memperoleh genotipa baru yang spesifik yang sebelumnya tidak pernah

ditemukan baik pada varietas lokal ataupun pada koleksi plasma nutfah, seperti

misalnya varietas padi tahan penyakit blas, toleran suhu rendah, dan toleran tanah

salin. Hal tersebut menunjukkan bahwa kultur antera juga dapat berperan dalam

pembentukan plasma nutfah baru.

Keberhasilan negara-negara tersebut dalam merakit varietas unggul

melalui kultur antera di dalam program pemuliaan padi menunjukkan bahwa

kultur antera merupakan teknik yang secara nyata sangat bernilai di dalam



perbaikan tanaman padi. Teknik ini berpeluang dapat diaplikasikan dalam

menunjang keberhasilan pemuliaan, khususnya pemuliaan padi.

Adapun langkah yang dilakukan dalam kultur anther tanaman padi adalah

sebagai berikut:

1. Menyeleksi varietas padi yang akan dikulturkan lalu mengkoleksi malai

yang masih dibungkus yang berada pada fase mid uninucleate stage. Fase

ini dipilih karena pada fase ini presentase kalus yang terbentuk lebih banyak

dibandingkan fase lainnya (Suwanto, 2012).

2. Malai yang telah dikoleksi selanjutnya direndam dalam ethyl alkohol dan

disimpan pada suhu dingin 5°C selama 8-10 hari. semakin rendah suhu,

maka waktu penyimpanan semakin singkat (Suwanto, 2012).

3. Selanjutnya dilakukan proses induksi kalus dan regenerasi tanaman.

(bergantung pada protokol masing-masing).

Teknik kultur antera dapat mempercepat waktu pemuliaan melalui

pembentukan galur haploid ganda (galur murni) dari polen tanaman F1, sehingga

seleksi untuk sifat unggul yang diharapkan dapat dilakukan lebih awal. Secara

teknis kultur antera padi terdiri dari dua tahap; yaitu tahap induksi kalus dari polen

yang terdapat dalam antera tanaman F-1 (hasil persilangan antara tetua yang

memiliki karakter diharapkan), dan tahap regenerasi tanaman dari kalus menjadi

planlet (Herawati et al, 2008; Li et al, 2011; Park and Kim, 2013). Planlet hasil

regenerasi tanaman selanjutnya diaklimatisasi dan dipelihara hingga fase

generatif. Planlet hijau yang dihasilkan pada umumnya berupa tanaman haploid

ganda, sehingga dapat menghasilkan biji dan diperbanyak untuk evaluasi lebih

lanjut. Salah satu kendala pemanfaatan teknik tersebut adalah rendahnya produksi

planlet hijau dan tingginya planlet albino yang dihasilkan dan tidak semua

genotipe memiliki daya kultur antera. Hal ini sesuai dengan temuan oleh Munarso

et al (2008) dimana melalui kultur anter, galur homozigot dapat diperoleh dalam



satu generasi, sedangkan melalui pemuliaan konvensional diperlukan waktu 6-7

generasi (Suhartini dan Hanarida 2000). Permasalahan dalam penerapan kultur

anter pada padi adalah rendahnya regenerasi tanaman hijau. Hal ini disebabkan

oleh terjadinya regenerasi tanaman albino atau tidak terjadinya regenerasi

tanaman.

Kultur anther merupakan tehnik pembudidayaan tanaman dengan

menggunakan anther sebagai sumber eksplannya. Dalam tehnik ini khususnya

untuk perlakuan pada padi dilakukan seleksi malai yang berada pada stage mid

uninucleate yang memiliki presentasi kalus untuk tumbuh lebih besar jika

dibandingkan dengan tahapan lainnya.

Dalam berbagai jurnal yang membahas mengenai kultur anther pada

tanaman padi media yang digunakan untuk jenis tanaman ini adalah media N6.

Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa media N6 adalah media yang

paling sesuai untuk tanaman serelia, terutama padi (Harahap, 2011; Herawati et

al, 2008).

Malai yang telah diseleksi dalam kultur anther memerlukan efek pra

perlakuan yaitu dengan menyimpannya dalam kondisi dingin selama periode

waktu tertentu dan hal ini bergantung pada protocol yang digunakan. Hal ini

bertujuan untuk menyeragamkan waktu stadium polen, sehingga lebih banyak

pollen pada stadium uninukleat yang dapat digunakan.

Hambatan yang biasanya dihadapi dalam kultur anter adalah banyaknya

planlet albino yang dihasilkan dibandingkan dengan planlet hijau. Beragam usaha

telah dilakukan untuk meminimalisasi jumlah planlet albino yang terbentuk, Salah

satunya adalah dengan memodifikasi sumber karbohidrat pada media.

Komposisi media kultur merupakan penentu utama pertumbuhan tanaman

secara in vitro. Garam-garam mineral, gula sebagai sumber karbon dan air

merupakan komponen utama pada kebanyakan media kultur jaringan tanaman.

Gula merupakan komponen yang penting dalam media kultur dan penambahannya

kedalam media sangat penting untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman

secara in vitro karena proses fotosintesis yang tidak efisien.

Konsentrasi gula yang digunakan bergantung dari jenis dan umur sumber

eksplan. Embrio yang masih muda membutuhkan konsentrasi gula yang cukup



tinggi. Secara umum pertumbuhan dan perkembangan meningkat seiring dengan

peningkatan konsentrasi gula, ketika pertumbuhan optimum dicapai, perlahan-

lahan konsentrasi gula diturunkan. Kebanyakan sumber sukrosa yang digunakan

dalam media kultur berada pada konsentrasi 2-5%. Glukosa dan fruktosa juga

diketahui dapat membantu pertumbuhan yang baik pada beberapa jaringan.

Penelitian yang dilakukan oleh Park and Kim (2013) menyimpulkan

bahwa pemberian maltose dapat meningkatkan produksi planlet hijau

dibandingkan dengan sukrosa. Penelitian oleh Gauchan (2011) juga

mengungkapkan bahwa peran maltose dan sukrosa dapat menghasilkan

pertumbuhan tunas dan akar yang maksimal. Seluruh konsentrasi dari maltose dan

sukrosa menunjukkan pengaruh yang baik bagi pertunasan dan pengakaran pada

jagung. Pengaruh maltosa juga ditemukan efektif dalam produksi kalus dan

produksi tunas hijau pada tanaman padi (Javed, et al, 2007). Penelitian lain oleh

Rahman, Islam, dan Hosain (2010) mengungkapkan bahwa sukrosa memberikan

efek terbaik untuk pertumbuhan optimum, namun maltose memberikan efek yang

lebih baik untuk pertunasan dibanding sukrosa. Ploriferasi daun pada maltosa

dengan menggunakan sumber eksplan kentang menunjukkan bahwa maltosa

meningkatkan pertumbuhan dalam mikropropagasi kentang.

Gambar 2.4. Efek berbagai sumber karbohidrat terhadap propagasi kentang

Gambar 2.5. Efek berbagai sumber karbohidrat terhadap pertumbuhan jagung



Efek dari berbagai konsentrasi gula telah diamati pada induksi kalus dan

akar pada varietas padi Basmati. Konsentrasi rendah dekstrosa, 0.25%

memberikan efek terbaik untuk pertumbuhan tunas dan akar maksimum, diikuti

oleh maltosa pada seluruh konsentrasi (Thapa, Dhakal, dan Gauchan, 2007).

Dari berbagai penelitian diatas dapat disimpulkan bahwa jenis karbohidrat

dapat mempengaruhi laju pertumbuhan dalam induksi kalus dan regenerasi

tanaman. Tidak ada bukti yang cukup relevan dari sisi biokimia maupun fisiologi

mengenai keunggulan maltosa sebagai sumber karbon bagi tanaman dalam

induksi kalus dan regenerasi tanaman.

Penelitian oleh Park and Kim (2013) yang dibahas oleh penulis dalam

presentasi mengenai tanaman pangan menyimpulkan bahwa Maltosa dapat

digunakan untuk meregenerasikan planlet dari kalus, dan konsentrasi maltosa

terendah menghasilkan jumlah tanaman hijau yang lebih banyak. Peningkatan

konsentrasi maltosa berpengaruh signifikan terhadap jumlah tanaman albino yang

dihasilkan., namun variasinya berbeda antar genotif. Dreami2/ CaMsrB2-8-DH-1,

Dreami2/CaMsrB2-8-DH-2, dan Dreami2/CaMsrB2-8-DH-3 dapat

diregenerasikan pada seluruh media dengan konsentrasi maltosa yang berbeda.

Penambahan maltosa kedalam media regenerasi tanaman menguntungkan untuk

pertumbuhan, namun tidak untuk produksi tunas hijau. Pengaruh maltosa dan

sumber karbohidrat alternatif lainnya telah didokumentasikan dalam beberapa

sistem kultur jaringan. Tetapi alasan mengenai keunggulan maltosa masih belum

diketahui. Penelitian lainnya menunjukkan bahwa maltosa meningkatkan

kestabilan osmotik pada media kultur dibandingkan dengan sukrosa.

Albinisme (defisiensi khlorofil) adalah phenomena yang umum dijumpai

diantara plantlet yang dihasilkan pada kultur anther dan mikrospora, terutama

pada tanaman serealia. Albinisme merupakan salah satu faktor penghambat utama

penggunaan teknik kultur mikrospora pada program pemuliaan tanaman serealia.

Tanaman albino yang dihasilkan tidak akan mampu bertahan hidup lama

dikarenakan kekurangan struktur kloroplast yang berperan dalam proses

fotosintesis. Beberapa faktor yang mempengaruhi derajat albinisme antara lain

genotip dan kondisi fisiologis anther dari tanaman donor, stadium perkembangan



mikrospora, cold pretreatment dan temperatur selama inkubasi dari kultur.

Penelitian pada barley menunjukkan bahwa plantlet yang berasal dari kultur

anther bervariasi dapat hijau, putih, atau kuning. Perkembangan kloroplast

dihambat pada berbagai stadia (Bhojwani, 2001).



BAB III

SIMPULAN

Kultur anther merupakan pembudidayaan tanaman melalui tehnik kultur

secara in vitro yang memanfaatkan anther tanaman. Kultur antera menghasilkan

tanaman haploid melalui induksi embryogenesis dari pembelahan berulang

mikrospora/polen tanaman donor antera yang berasal dari persilangan tetua yang

memiliki karakter yang diinginkan.

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultur anter,

yaitu tingkat perkembangan pollen, efek pra perlakuan fisik, efek pra perlakuan

kimia, media, ZPT, lama penyinaran, genotif tanaman donor, intensitas cahaya,

lingkungan inkubasi, dan sebagainya.

Malai yang diseleksi dalam kultur anther padi adalah malai yang berada

pada stage mid uninucleate yang memiliki presentasi kalus untuk tumbuh lebih

besar jika dibandingkan dengan tahapan lainnya.

Malai yang telah diseleksi dalam kultur anther memerlukan efek pra

perlakuan yaitu dengan menyimpannya dalam kondisi dingin selama periode

waktu tertentu. bergantung pada protocol yang digunakan. Hal ini bertujuan untuk

menyeragamkan waktu stadium polen, sehingga lebih banyak pollen pada stadium

uninukleat yang dapat digunakan. Hambatan yang biasanya dihadapi dalam kultur

anter adalah banyaknya planlet albino yang dihasilkan dibandingkan dengan

planlet hijau.

Jenis karbohidrat dapat mempengaruhi laju pertumbuhan dalam induksi

kalus dan regenerasi tanaman. Tidak ada bukti yang cukup relevan dari sisi

biokimia maupun fisiologi mengenai keunggulan maltosa sebagai sumber karbon

bagi tanaman dalam induksi kalus dan regenerasi tanaman.



DAFTAR PUSTAKA

Bhojwani,S.S., Pande, H., and Raina, A. (2001). Factors Affecting Androgenesis

in Indica Rice. Article

Gauchan, D,P. 2012. Effect of different sugars on shoot regeneration of maize

(Zea mays l.). Kathmandu university. Journal of science, engineering and

technology vol. 8, no. I, february, 2012, pp 119-124 Nepal

Harahap, Fauziyah. 2011. Kultur Jaringan Tanaman. Unimed: Medan

Herawati, R., Purwoko, B,S., Khumaida, N., Dewi, I.S. 2008. Pembentukan Galur

Haploid Ganda Padi Gogo dengan Sifat-Sifat Tipe Baru melalui Kultur

Antera. Bul. Agron. (36) (3) 181 – 187 (2008)

Javed, Muhammad. A., Ishii, Takasighe., Kamijima, O., and Misoo, S. 2007. The

role of alternating culture temperatures and maltose in Enhancing the

anther culture efficiency of salt tolerant indica rice (Oryza sativa l.)

Cultivars, pokkali and nona bokra. (j) plant biotechnology 24, 283–287

(2007). Japan

Litbang Pertanian. (2010). Pemanfaatan Tehnik Kultur Antera Pada Pemuliaan

Tanaman Padi. Online http://old.litbang.deptan.go.id/berita/one/843/

Li, Wang., Lin Gang, Zhao Deming, Wang Feng, and Chen Jiabin. (2013). Tissue

Culture System for Different Hybrid of Indica Rice. Journal of Northeast

Agricultural University Vol. 18 No. 2 13-17

Moon, H.P., Kang, K.H., Choi, I.S., Jeong, O.Y., Choi, S.H. and Choi. 2003.

Advance In Rice Genetic: Comparing agronomic performance of breeding

populations derived from anther culture and single-seed descent in rice..

International Rice Research Institute

Park, Seul Gi., Mohammad Ubaidillah., and Kyung-Min Kim. (2013). Effect of

Maltose Concentration on Plant Regeneration of Anther Culture with

Different Genotypes in Rice (Oryza sativa L.). American Journal of Plant

Sciences, 2013, 4, 2265-2270

Rahman, M.H., Islam, R., Hossain, M. 2010. Role of sucrose, glucose and maltose

on conventional potato micropropagation. Journal of Agricultural

Technology 2010 Vol. 6(4): 733-739 Available online http://www.ijat-

rmutto.com ISSN 1686-9141

Shahnewaz1, S., and Bari, M.A.2004. Effect of Concentration of Sucrose on the

Frequency of Callus Induction and Plant Regeneration in Anther Culture

of Rice (Oryza sativa L.). Plant Tissue Cult. 14(1) : 37-43, 2004


http://old.litbang.deptan.go.id/berita/one/843/

http://www.ijat-rmutto.com/

http://www.ijat-rmutto.com/


Suwanto. (2012). Kultur Haploid. Article

Thapa, R., Dhakal, D., Gauchan, D.P. 2007. Effect of different sugars on shoot

induction in cv. Basmati. Journal of science, engineering and technology

Vol.i, no.iii, january, 2007. Nepal

Zulkarnain. (2005). Pemanfaatan Metode Kultur Antera Dalam Pemuliaan

Tanaman. Artikel ISSN 1410 - 1939


amrullah mukhtar, s.pd

Education