Embryo Culture

Dr. Ir. Ida Ayu Astarini, MSc.

Definisi Kultur Embrio

• Isolasi secara steril embrio matang ataupun belum matang, dengan tujuan memperoleh tanaman yang viabel • 2 macam kultur embrio: – Kultur embrio yg belum matang, utk mencegah keguguran : perkecambahan : embryo rescue – Kultur embrio matang, utk merangsang embryo culture

Aplikasi

1. Memecahkan dormansi – Pd Musa balbisiana, tdk mungkin memperoleh perkecambahan secara normal – Cherry, hazel, acer : tanaman yg memiliki dormansi panjang 2. Perkecambahan parasit obligat – Tidak mungkin berkecambah dg cara normal 3. Memendekkan siklus pemuliaan – Akibat dormansi benih

4. Menghasilkan tanaman haploid – Pd Hordeum vulgare x H. bulbosum, fertilisasi terjadi, tapi kromosom bulbosum tereliminasi dan embrio gugur.

5. Mencegah aborsi embrio pd buah – pd persilangan stone fruit, transportasi air dan nutrisi terhenti terlalu cepat, sehingga embrio gugur

6. Mencegah aborsi pd persilangan interspesifik – Persilangan ini sering menghasilkan biji dengan endosperm yg tdk sempurna, atau embrio yg lemah, kecil. Co: Kacang, Kapas, Tomat, Padi.

7. Pembiakan vegetatif – Embrio dapat digunakan sebagai bahan awal pembiakan vegetatif. Co: Poaceae, Conifer

Faktor yg mempengaruhi kesuksesan kultur embrio

• Genotipe – Pd suatu sp, embrio mudah diisolasi dan tumbuh, sementara tan lain, susah… • Tahap (stage) embrio diisolasi – The bigger the better • Kondisi tumbuh tan. Inang – Sebaiknya ditumbuhkan di rumah kaca/ kondisi terkontrol. Embrio mesti cukup besar dan berkualitas tinggi

• Kondisi media – 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)

• Lingkungan – Oksigen (perlu oksigen tinggi) – Cahaya : kadang embrio perlu ditumbuhkan dlm gelap selama 14 hari, kemudian ditransfer ke cahaya untuk merangsang sintesa klorofil – Suhu : kadang perlu perlakuan dingin (vernalisasi, 4 o C) untuk memecah dormansi

Wide hybridisation & embryo rescue

1.Introgresi gen penting dari spesies liar yg masih kerabat dekat dg spesies yg akan disilangkan – Spesies dg struktur genom serupa Tomat Lycopersicum esculentum 2n=2x=24 Lycopersicum chmiclewskii 2n=2x=24 (sumber gen dg kandungan gula tinggi) – Spesies dg struktur genom berbeda Kacang hijau Vigna radiata 2n=2x=22 Vigna glabrescens 2n=4x=24 (sumber gen tahan serangga)

2. Sintesa spesies alopoliploid – Turnip(B. campestris, 2n=2x=16) X Kol (B.oleracea, 2n=2x=18) = Oilseed rape (B. napus, 2n=4x=34) – Gandum tetraploid (Triticum turgidum, 2n=4x=28) X Rye (Secale cereale, 2n=2x=14) = Triticale (Triticosecale, 2n=6x=42).

3. Produksi triploid (buah tanpa biji) – Jeruk triploid Citrus sinensis Diploid citrus X tetraploid citrus = jeruk tanpa biji – Pisang triploid Musa acuminata (AA) X Musa balbisiana (BB) = pisang tanpa biji (AAB) 4. Produksi tan. Haploid – Hordeum vulgare (2n=2x=14) x H. bulbosum (2n=2x=14) = H. vulgare x=7.

Karena kromosom tereliminasi

Embryo rescue pada anggrek

• Biji mrpkan sumber eksplan yg bagus • 1 kapsul anggrek berisi 1500 – 3 juta biji • Biji sangat kecil, hampir tdk memiliki cadangan makanan, shg benih sulit berkecambah di tanah. Mudah terancam kekeringan dan serangan hama penyakit • Perbanyakan in vitro memberi alternatif lingkungan terproteksi, nutrisi yg cukup, dan bebas serangan bakteri atau jamur

Proses perkecambahan

• 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 • Jk ada chy, daun terbentuk, diikuti oleh akar sejati. Rhizoid & protocorm tdk

Catatan

• Biji anggrek memiliki kemampuan berkecambah sebelum kapsulnya masak dan membelah/terbuka • Lebih baik memakai benih dr kapsul yg belum terbuka, karena sterilisasi lebih mudah, hanya perlu mensterilisasi kapsul

Perkecambahan benih –

embryo rescue

• Sterilisasi kapsul yg belum terbuka dg cara merendam dlm 95% alkohol dan ‘flaming’ • Transfer ke laminar, buka kapsul dg menggunakan skalpel steril. Biji dlm kapsul biasanya steril.

• Jk kapsul sdh terbuka, benih perlu disterilisasi. Rendam dlm 2% NaOCl.

Cara penanaman benih oleh Pierik:

• Benih ditanam pd permukaan media padat dlm wadah dg permukaan luas, mis. Erlenmeyer.

• Jgn terlalu banyak benih yg ditanam, supaya jk benih berkecambah, tdk terlampau rapat • Perlu subkultur 2 -3 kali sebelum ditransfer ke tanah