Info Teknologi » Melestarikan Sumber Daya Genetik Ubi Jalar dengan Kultur In Vitro

Konservasi kultur in vitro dari tunas batang ubi jalar varietas  Beta 3

Konservasi kultur in vitro dari tunas batang ubi jalar varietas Beta 3

Ketersediaan plasma nutfah sebagai sumber daya genetik tanaman sangat penting untuk mendukung kegiatan pemuliaan dalam menghasilkan varietas unggul. Koleksi sumber daya genetik (SDG) ubi jalar di Balai Penelitian Tanaman Aneka Kacang dan Umbi (Balitkabi) sampai tahun 2020 ini mencapai 331 aksesi yang terdiri atas varietas unggul nasional dan varietas lokal yang berasal dari berbagai daerah di Indonesia. Konservasi SDG ubi jalar selama ini dilakukan di lapang sepanjang tahun. Konservasi seperti ini selain membutuhkan lahan yang cukup luas juga beresiko terhadap kelestariannya, misalnya terancam kekeringan pada musim kemarau ataupun terserang hama dan penyakit.

Konservasi  konvensional SDG ubi jalar di IP2TP Kendalpayak Balitkabi

Konservasi konvensional SDG ubi jalar di IP2TP Kendalpayak Balitkabi

Alternatif cara konservasi, salah satunya dengan metode kultur in vitro. Kultur in vitro dilakukan dengan menekan pertumbuhan untuk sementara atau biasa disebut pertumbuhan minimal (slow growth) menggunakan suhu rendah, penambahan zat penghambat seperti paclobutrazol, cycocel, ancymidol dan asam absisat, penambahan gula alkohol dan mengurangi nutrisi media (pemiskinan media) dengan mengurangi dosis normal hara makro maupun mikro).

Kelebihan metode kultur in vitro untuk pelestarian SDG antara lain: 1) hemat tempat, tenaga dan biaya, 2) relatif aman dari kehilangan genotipe akibat gangguan hama, penyakit dan cekaman lingkungan, 4) mudah dalam transportasi, 5) mudah mengambil tindakan perbaikan apabila terjadi kemunduran pada koleksi, 6) perbanyakan benih lebih mudah. Meskipun demikian ada juga kelemahan dari metode ini yaitu: 1) memerlukan keahlian khusus, 2) memerlukan pembaharuan terus menerus untuk sub kultur sehingga beresiko terjadi kontaminasi dan peningkatan biaya konservasi, 3) Memerlukan biaya awal yang cukup banyak untuk penyediaan fasilitas laboratorium.

Faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultur in vitro antara lain: eksplan (bagian tanaman yang dikulturkan), media, sterilitas lingkungan kultur dan zat pengatur tumbuh (ZPT). Media yang digunakan mengandung garam-garam mineral yang terdiri dari unsur makro dan mikro, sumber karbon, asam amino, vitamin, zat pengatur tumbuh, dan bahan organik kompleks.

Tahapan Kultur In Vitro pada Ubi Jalar

Konservasi ubi jalar secara in vitro telah dilaksanakan di Laboratorium Sentral Balitkabi. Pada tahap awal konservasi bertujuan mendapatkan planlet steril sebagai sumber eksplan untuk tahapan konservasi selanjutnya menggunakan metode slow growth.

1. Sterilisasi lingkungan kerja dan Peralatan

Lingkungan kerja diusahakan steril, permukaan tempat kerja (LAF/Biosafety) di bersihkan dengan kapas yang telah diberi alkohol 70%, lampu ultraviolet dinyalakan antara 1-2 jam sebelum memulai pekerjaan, untuk mematikan kontaminan. Peralatan yang digunakan dicuci dengan sabun cuci cair kemudian dibilas dengan air mengalir hingga bersih, setelah kering, selanjutnya di oven pada suhu 120°C selama 1 jam. Botol kultur yang telah dioven kemudian ditutup dengan plastik (tebal ±0,08 mm) dan diikat dengan karet, kemudian dimasukkan ke autoclave listrik untuk disterilkan. Peralatan tanam seperti cawan petri, gunting, pinset dan scalpel juga disterilkan.2.

2. Pembuatan Media

Digunakan media MS (Murashige & Skoog) yang sudah siap pakai tanpa penambahan hormon. Bahan untuk pembuatan media antara lain: MS sebanyak 2 g/l, agar-agar sebanyak 7,8 gr/l, dan sukrosa sebanyak 30 gr/l. Bahan tersebut dilarutkan dengan aquades sebanyak 1 liter. Setelah bahan-bahan dicampur kemudian diaduk menggunakan stirer hingga homogen. Dilakukan pengukuran pH larutan hingga pH 5,8 apabila larutan terlalu asam ditambahkan NaOH dan jika larutan terlalu basa ditambahkan HCl. Selanjutnya larutan disterilkan menggunakan autoclave listrik. Media tersebut kemudian dituangkan ke botol kultur dan botol ditutup kembali menggunakan plastik (tebal ±0,08 mm) yang diikat karet. Media diletakkan di rak inkubator, dibiarkan beberapa hari untuk memastikan tidak ada kontaminasi. Proses pembuatan media seperti pada Gambar 3.

Proses pembuatan media: penimbangan bahan kimia (kiri), pengukuran pH media (tengah), dan penuangan media di dalam botol kultur di LAF(kanan)

Proses pembuatan media: penimbangan bahan kimia (kiri), pengukuran pH media (tengah), dan penuangan media di dalam botol kultur di LAF(kanan)

3. Persiapan Bahan Tanam

Stek batang dapat berasal dari batang tanaman ubi jalar yang ditanam di lahan koleksi, atau eksplan tunas aksilar ubi jalar dan tunas dari umbi. Pengambilan bahan tanam (eksplan) dilakukan dengan cara memotong stek ubi jalar satu mata tunas aksilar (micro cuting) berukuran ± 0,5–1,0 cm.

Bahan eksplan asal batang/sulur dan asal tunas umbi: Batang/sulur bahan eksplan (kiri), setek satu mata tunas (tengah), dan tunas pada umbi (kanan)

Bahan eksplan asal batang/sulur dan asal tunas umbi: Batang/sulur bahan eksplan (kiri), setek satu mata tunas (tengah), dan tunas pada umbi (kanan)

4. Sterilisasi Eksplan

Tahap I : Eksplan yang telah dipotong kemudian direndam menggunakan sabun cuci cair selama 10 menit dan dibilas dengan air mengalir. Kemudian eksplan direndam dalam fungibakterisida (1,5 gram dilarutkan dalam 400 ml aquades) selama 30 menit kemudian dibilas dengan aquades steril seperti pada Gambar 5.

proses sterilisasi tahap 1: perendaman menggunakan sabun cuci cair (kiri), pembilasan oleh air mengalir (tengah), perendaman menggunakan fungi bakterisida (kanan)

proses sterilisasi tahap 1: perendaman menggunakan sabun cuci cair (kiri), pembilasan oleh air mengalir (tengah), perendaman menggunakan fungi bakterisida (kanan)

Tahap II sterilisasi dilakukan dalam Laminair air flow cabinet (LAF) atau Biosafety yaitu : eksplan direndam dalam alkohol 70% selama 15 menit, selanjutnya direndam di dalam larutan klorok (Bayclin) 50% selama 10 menit, kemudian direndam dalam Bayclin 30% selama 15 menit, tahap akhir dibilas dengan aquades steril sebanyak 3 kali.

sterilisasi tahap 2 (di dalam LAF): perendaman dengan alkohol 70% (kiri), perendaman dengan klorok (kanan)

sterilisasi tahap 2 (di dalam LAF): perendaman dengan alkohol 70% (kiri), perendaman dengan klorok (kanan)

5. Penanaman/Inokulasi eksplan

Tahap selanjutnya penanaman/inokulasi eksplan di dalam LAF/Biosafety yang telah disterilkan menggunakan sinar UV. Eksplan ditanam pada media yang sudah disterilkan, setelah inokulasi eksplan, botol kultur diberi label dan tanggal penanaman.

Proses inokulasi eksplan di dalam LAF (Biosafety)

Proses inokulasi eksplan di dalam LAF (Biosafety)

6. Penyimpanan di rak inkubator

Botol-botol kultur yang telah diinokulasi eksplan diletakkan pada rak inkubator di dalam ruang kultur dengan suhu 16°C – 20°C, diterangi lampu TL 10 lux. Dilakukan pengamatan tingkat kontaminasi secara berkala. Eksplan yang terkontaminasi jamur dan bakteri disisihkan. Eksplan yang sehat dapat dipindah ke sub kultur media yang baru.

Rak inkubator (kiri) dan Planlet dari tunas batang var. Beta 3 (kanan atas-bawah)

Rak inkubator (kiri) dan Planlet dari tunas batang var. Beta 3 (kanan atas-bawah)

Tahapan konservasi klon-klon ubi jalar secara in vitro di Balitkabi saat ini, telah diperoleh planlet-planlet steril beberapa aksesi yang dapat digunakan sebagai bahan/eksplan untuk perbanyakan benih. Untuk menjaga kestabilan genetik klon-klon yang dikonservasi secara in vitro maka setelah sub kultur beberapa kali perlu dilakukan aklimatisasi dan diuji kestabilan genetiknya di lapang.
Febria Cahya Indriani dan Wiwit Rahajeng