KULTUR ANTHERA (Microshpore) by cimunk.cizi37

VIEWS: 50 PAGES: 5

More Info
									KULTUR ANTHERA (MIKROSPORA)

Dalam program pemuliaan suatu tanaman umumnya memerlukan beberapa
tahun untuk merakit suatu varietas baru. Prosesnya dimulai dengan
penyerbukan silang untuk mengkombinasikan sifat-sifat tetua yang
diinginkan. Keturunan dari generasi pertama (F1) bersifat heterozigot tetapi
secara genetis seragam. Segregasi akan terjadi setelah reproduksi F1.
Segregasi adalah pemisahan kromosom dan gen-gen yang homolog dari
tetua yang berbeda pada saat proses meiosis, dan menghasilkan populasi F2
yang secara genetis bervariasi. Pada tanaman yang menyerbuk sendiri (self-
pollinating), sepertitanaman padi, keturunan selanjutnya akan lebih bersifat
homozigot karena heterozigositasnya akan menurun separuh pada tiap
generasi. Pada generasi ke-5, tanaman mendekati 97% homozigot.

Kultur antera adalah kultur aseptik antera untuk memproduksi kalus atau
tanaman haploid dari mikrospora. Kultur antera merupakan suatu metoda
untuk memproduksi galur-galur yang homozigot dengan waktu yang relatif
lebih cepat dibandingkan dengan metoda konvensional yang memerlukan
beberapa generasi. Tanaman haploid ganda (double haploid atau dihaploid)
yang dihasilkan melalui kultur antera bersifat homozigot dan murni.
Penggunaan tanaman haploid ganda dalam pemuliaan akan lebih efisien
dalam mengidentifikasi genotipa-genotipa superior karena tanaman tersebut
akan mengekspresikan semua sifat –sifatnya. Kultur antera mula-mula
dikenalkan oleh Guha dan Maheshwari pada tahun 1964. Metoda kultur
antera untuk mendapatkan tanaman haploid telah digunakan pada lebih dari
200 spesies tanaman termasuk tomat, padi, tembakau, geranium,
asparagus,                          dan                          lain-lain.

Antera mengandung serbuk sari (polen), sehingga kultur antera berarti
mengikutsertakan polen didalamnya. Polen yang masih muda (immature)
atau mikrospora yang terkandung dalam antera dapat secara langsung
beregenerasi membentuk embrio, disebut androgenesis, atau membentuk
jaringan kalus yang selanjutnya dapat diinduksi untuk bergenerasi menjadi
tanaman dibawah pengaruh zat pengatur tumbuh yang terkandung dalam
media tanam. Polen bersifat haploid, dan tentunya sel-sel yang diproduksi
oleh polen selama dikultur adalah haploid pula. Metoda lain untuk
memproduksi tanaman haploid adalah dengan kultur ovul atau ovari
(prosesnya disebut gynogenesis) atau melalui metoda eliminasi kromosom
yang    disebut    metoda     Hordeum     bulbosum     (Bajaj,   1983).

Tanaman haploid bersifat steril artinya tidak menghasilkan biji. Akan tetapi
kromosomnya sering terjadi mengalami duplikasi secara spontan pada kultur
antera yang melalui tahap kalus sehingga menghasilkan tanaman haploid
ganda yang bersifat fertil. Dari pengalaman, tanaman haploid dapat dikenali
perbedaannya dari tanaman diploid terutama pada saat tanaman tersebut
sudah dipelihara dalam rumah kaca. Perbedaannya antara lain pada tinggi
tanaman,     warna,      ukuran     daun     dan   perkembangan        akar.

Untuk meningkatkan peluang mendapatkan tanaman dihaploid sering
digunakan senyawa kimia colchicine yang sifatnya dapat menginduksi
poliploidi terutama apabila proses androgenesisnya terjadi secara langsung.
Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi keberhasilan kultur antera
adalah: (i) genotipa tanaman dimana antera berasal; (ii) komposisi media
kultur; (iii) kondisi tanaman donor; (iv) tahap perkembangan dari polen; (v)
pra       perlakuan       suhu     (shock      thermal)     dari     antera.

Faktor-faktor   yang     mempengaruhi     keberhasilan     kultur   antera:
•                                                                 Genotipa
Pemilihan bahan awal atau sumber eksplan untuk kultur antera merupakan
bagian yang sangat penting. Genotipa dari sumber bahan antera memegang
peranan penting dalam menentukan berhasil atau tidaknya kultur antera.
Tidak terlalu banyak jenis tanaman yang mempunyai kemampuan untuk
memproduksi tanaman haploid melalui kultur antera, bahkan didalam
spesies yang samapun kemampuannya dapat berbeda. Sebagai contoh,
beberapa kultivar tanaman jagung (Zea mays L.) sama sekali tidak responsif
dalam kultur antera, sementara pada beberapa kultivar lain dapat dihasilkan
(Wan dan Wildholm, 1993). Bahkan untuk spesies tanaman yang model,
seperti tembakau, beberapa genotipa menghasilkan tanaman haploid
dengan laju yang lebih tinggi dibandingkan genotipa yang lain. Karena
pengaruh genotipa tersebut maka penting untuk diperhatikan diversitas
genetik tanaman apabila mengembangkan protokol untuk memproduksi
tanaman            haploid        melalui           kultur          antera.

•                 Komposisi                   media                   kultur
Androgenesis dapat diinduksi pada media sederhana seperti yang
dikembangkan oleh Nitsch dan Nitsch (1969) untuk polen tanaman
tembakau dan beberpa spesies lainnya. Akan tetapi untuk sebagian besar
spesies, media yang umum digunakan adalah MS (Murashige dan Skoog,
1962) dan N6 (Chu, 1978) atau variasi kedua media tersebut. Dalam
beberapa hal media perlu diperkaya dengan senyawa organik komplek
seperti ekstrak kentang, air kelapa dan casein hidrolisat. Pada sebagian
besar spesies, sukrosa yang digunakan dalam media antara 2-3%
sementara untuk beberapa spesies lain khususnya tanaman serealia
responnya lebih baik apabila konsentrasi gulanya lebih tinggi (hingga 15%).
Pada beberapa spesies lain, penggunaan sumber karbohidrat seperti ribosa,
maltosa dan glukosa mempunyai pengaruh yang lebih baik dibanding
dengan                                                              sukrosa.
Pada beberapa spesies. seperti tembakau, penambahan zat pengatur
tumbuh pada media kultur antera tidak diperlukan. Akan tetapi untuk
sebagian besar spesies diperlukan auksin dalam media dengan konsentrasi
rendah. Sitokinin yang dikombinasikan dengan auksin kadang-kadang
diperlukan terutama untuk spesies yang memerlukan fase kalus sebelum
dihasilkan                        tanaman                           haploid.

Kultur antera umumnya memerlukan bahan pemadat berupa agar. Akan
tetapi karena agar mengandung senyawa yang dapat menghambat proses
androgenesis, maka diperlukan bahan pemadat alternatif. Agarose
dilaporkan merupakan bahan pemadat yang paling baik untuk kultur antera
dari spesies serealia. Alternatif lain adalah dengan menggunakan media cair
dengan cara menaruh antera di atas permukaan media yang disebut kultur
mengapung                    atau                ”float           culture”.




Gambar     G-7.1    .   Diagram     bunga    (Sumber:     www.teachnet.ie)
Gambar   G-7.2.     Skema      kultur  antera,     organogenesis     terjadi
secara langsung     maupun     tidak langsung     (melalui tahap      kalus)



•                  Kondisi                 tanaman                   donor
Umur dan kondisi fisiologis tanaman donor sering mempengaruhi
keberhasilan kultur antera. Pada sebagian besar spesies, respon yang paling
baik berasal dari bunga (atau kelompok bunga) pertama yang dihasilkan
oleh tanaman. Sebagaimana umumnya antera yang dikulturkan harus
berasal        dari         bunga        yang         masih        kuncup.
Berbagai faktor lingkungan yang mempengaruhi pertumbuhan tanaman
donor juga mempengaruhi tanaman haploid yang dihasilkan. Pada beberapa
spesies, intensitas cahaya, lama penyinaran dan suhu diketahui
mempengaruhi jumlah tanaman haploid yang dihasilkan. Kondisi
pertumbuhan optimum yang spesifik berbeda antara tanaman yang satu
dengan yang lainnya. Secara umum hasil terbaik akan diperoleh dari
tanaman       yang        pertumbuhannya        sehat       dan      vigor.

•                Tahap               perkembangan                  polen
Faktor yang sangat kritis yang mempengaruhi produksi tanaman haploid dari
kultur antera adalah tahap perkembangan mikrospora. Pada sebagian besar
jenis tanaman, antera hanya responsif selama fase uninukleat dari
perkembangan polen. Sebaliknya, pada tanaman tembakau respon optimum
ditemukan pada beberapa saat sebelum, selama dan sesudah fase mitosis
pertama dari polen (akhir fase uninukleat hingga awal binukleat dari
mikrospora).

•                                  Pra                             perlakuan
Pada beberapa spesies tanaman, produktivitas kultur anteranya dipengaruhi
oleh perlakuan pemberian suhu pada kuncup bunga sebelum proses
sterilisasi dan isolasi antera. Produktivitas tanaman haploid tembakau yang
dihasilkan sering meningkat dengan perlakuan penyimpanan kuncup bungan
pada suhu 7-8oC selama 12 hari (Sunderland dan Robert, 1979). Untuk jenis
tanaman lain, penyimpanan dapat dilakukan pada suhu antara 4-10oC
selama 3 hari sampai dengan 3 minggu. Umumnya penyimpanan pada suhu
yang lebih rendah memerlukan waktu yang lebih pendek dan sebaliknya.
Perlakuan suhu pra inkubasi pada tanaman tertentu, seperti Brassica
campestris L., dengan cara menyimpan biakan pada suhu 35oC selama 1-3
hari sebelum diinkubasi pada suhu 25oC, diketahui dapat meningkatkan
keberhasilan     kultur   antera   (Keller   dan    Amstrong,     1979).




Gambar G-7.3. Diagram dari beberapa tahap dalam kultur antera dan polen.
Keterangan:
Kultur antera: (a) Kuncup bunga yang belum terbuka; (1b) antera; (1c)
antera yang dikulturkan secara in vitro; (1d dan 1e) antera yang mengalami
proliferasi; (1f) kalus haploid; (1g) kalus yang sedang berdiferensiasi; (2d
dan 2e) antera yang mengalami regenerasi langsung tanpa pembentukan
kalus        atau        androgenesis;       (h)      plantlet      haploid.
Kultur polen (mikrospora): (a) Kuncup bunga yang belum terbuka; (3b)
polen yang sudah diisolasi dari antera; (3c) kultur polen; (3d) polen
multinukleat; (3e dan 3f) embrio polen.

								
To top