Sifat Totipotensi untuk Kultur Jaringan
Kultur jaringan adalah suatu cara memperbanyak tanaman dari sel atau jaringan tanaman dewasa sehingga diperoleh individu baru yang sempurna. Dasar dari kultur jaringan adalah suatu sifat yang dimiliki tumbuhan yang disebut totipotensi. Sifat totipotensi adalah kemampuan sel yang apabila diletakkan dalam lingkungan yang sesuai dapat tumbuh menjadi individu baru yang sempurna. Untuk itu diperlukan medium yang tepat untuk pertumbuhan sel, yaitu medium yang mengandung nutrisi dan hormon tumbuh. Selain kondisi steril, kedua hal tersebut adalah kunci pokok bagi keberhasilan kultur jaringan. Totipotensi pertama kali dikemukakan oleh G. Haberlandt, seorang ahli fisiologi Jerman.
Kemudian oleh F.C. Stewardberhasil dibuktikan totipotensi dari satu sel wortel yang dikultur pada medium tertentu dan menghasilkan tanaman wortel yang utuh dan lengkap. Penggunaan kultur jaringan mempunyai berbagai keuntungan antara lain :
- Diperoleh propagasi klonal, artinya didapatkan turunan secara genetik yang identik dengan induknya atau seragam dalam jumlah besar.
- Dapat digunakan sebagai pemuliaan tanaman, seperti seleksi, kultur anther atau polen, kultur protoplas, dan fusi protoplas.
- Diperoleh tumbuhan yang bebas dari virus, karena digunakan eksplan yang benar-benar bebas virus.
- Metabolisme sekunder, yaitu sifat totipotensi tidak terbatas pada struktur, tetapi menyangkut kemampuan mensintesis bahan kimia alami.
- Untuk pelestarian plasma nutfah.
Rekayasa Genetika
Rekayasa genetika merupakan tindakan untuk memanfaatkan gen atau DNA dari suatu orgnisme untuk keperluan manusia. Hal ini dapat dilakukan antara lain dengan persilangan, radiasi. Pencangkokan atau transplantasi gen atau kultur jaringan. Dalam pencangkokan gen biasa menggunakan bakteri atau virus.
1. Transfer gen (transplantasi gen)
Transfer gen dikenal pula pencangkokan gen. Dengan memanfaatkan teknologi mutakhir, para ahli telah berhasil menemukan kedudukan gen di dalam kromosom. Bahkan dengan perantaran mikroorganisme bersel satu mereka mampu memindahkan gen dari suatu species ke kromosom lainnya. Penerapan teknik ini banyak memberikan manfaat yang dapat digunakan untuk menyembuhkan penyakit yang diturunkan untuk menghasilkan berbagai macam tanaman panen yang lebih. Pada organisme tingkat tinggi, seperti tanaman dan hewan, gen yang dicangkok terlebih dahulu harus disambung ke dalam alat mengangkut, yaitu vektor seperti virus dan plasmid. Suatu vektor harus mampu memasuki suatu sel yang selanjutnya menjadi bagian dari genom sel sehingga mentaati kontrol sel secara normal pada transkripsi dan replikasi DNA. Tentu saja sangat penting bahwa setiap gen tambahan di mana vektor bisa membawa masuk ke dalam sel harus tidak berbahaya bagi sel. Pada masa sekarang, secara rutin gen-gen dicangkokan ke dalam sel-sel di kultur laboratorium.
Manfaat dari pencangkokan gen tidak dapat diragukan lagi dalam bidang pertanian, terutama untuk memperoleh gen-gen tanaman yang dapat bertahan dan melawan sebagian besar penyakit atau hama dan tumbuhan pembunuh (rumput liar). Para peneliti tanaman pangan telah bekerja keras untuk mentransplantasikan gen-gen pengikat nitrogen dan menghasilkan tumbuhan polongan yang mampu mengikat nitrogen sendiri tanpa bersimbiosis dengan bacteri pengikat nitrogen.
Dengan demikian tumbuhan hasil rekayasa genetika tersebut dapat tumbuh baik pada lahan yang miskin akan nitrogen. Bila kita mencangkokan gen-gen yang relevan ke dalam tanaman pangan lain dan mengaturnya dengan bacteri tersebut, maka kita tidak perlu menggunakan pupuk nitrogen. Dalam tahun 1987, percobaan pertama terhadap tanaman yang mengandung gen-gen pestisida dilakukan dengan menggunakan tanaman. Gen-gen pestisida berasal dari bacteri Bacillus thuringiensis. Bacteri ini menghasilkan suatu toksin yang membunuh larva hewan ngengat, tetapi tidak berbahaya (beracun) terhadap insekta lain, mamalia atau burung.
2. Transplantasi nukleus pada hewan
Transplantasi nukleus dilakukan dengan dipindahkannya sebuah telur dan diganti dengan nukleus dari suatau sel yang berdiferensiasi. Bila nukleus dari sebuah sel di dalam usus seekor berudu (kecebong) dicangkokan ke dalam sebuah telur katak, maka zigot artifisial begitu terbentuk berkembang secara normal menjadi seekor katak dewasa secara. Transplantasi nukleus memasukan semua gen dari nukleus yang ditransplantasikan ke dalam setiap sel yang menghasilkan embrio, termasuk “germ cells”, yaitu sel-sel yang menumbuhkan telur dan sperma. Gen-gen yang ditransplantasikan ini akan diteruskan pada generasi selanjutnya.
