Bioteknologi bagi Pemuliaan Tanaman

Dalam beberapa tahun terakhir, telah banyak buku dan jurnal yang diterbitkan terkait perkembangan yang sangat cepat dalam bidang kultur jaringan tanaman dan kultur organ. 

Hal tersebut didorong oleh meningkatnya kebutuhan akan konservasi sumberdaya pasma nutfah, kebutuhan produk obat-obatan yang lebih baik, meningkatnya kerawanan pangan, kebutuhan akan sumber energi yang terbarukan, serta kekhawatiran terhadap pemanasan global dan berkurangnya sumber air bersih di bumi. Seluruh aspek tersebut tercakup secara komprehensif dalam bidang yang saat ini disebut dengan bioteknologi.

Pada umumnya, tahapan proses pemuliaan tanaman membutuhkan waktu 10-15 tahun hingga dapat diaplikasikan. Beberapa proses yang harus dilalui diantaranya adalah manipulasi plasma nutfah, seleksi genotip dan stabilisasi, pengujian varietas, peningkatan varietas, pengurusan hak paten hingga pada akhirnya sampai pada tahapan proses produksi. Kultur jaringan tanaman dan prosedur modifikasi genetik yang membentuk basis dari bioteknologi tanaman mampu memberikan kontribusi pada sebagian besar tahapan proses pemuliaan tanaman tersebut.

Bioteknologi tanaman dapat didefinisikan sebagai aplikasi kultur jaringan dan genetika molekuler untuk mengembangkan komoditas yang berasal dari tanaman. Kultur jaringan merupakan proses perawatan dan propagasi bagian tanaman dalam lingkungan aksenik yang terkontrol (Evans et al.,1983; Vasil, 1984), sedangkan genetika molekuler merupakan bidang yang mencakup teknik-teknik untuk melakukan isolasi, karakterisasi, rekombinasi, serta proses perbanyakan dan transfer fragmen DNA yang mengandung gen yang mengkode sifat tertentu (Maniatis et al.,1982; Gelvin et al.,1988; Watson et al.,1987).

Fakta bahwa seluruh sel tanaman dapat di regenerasi dari satu sel tunggal menyebabkan kultur jaringan menjadi sebuah prosedur yang sangat penting untuk proliferasi material dengan bahan genetik yang identik dan melakukan seleksi varietas yang unggul. 

Totipotensi juga memungkinkan dilakukannya perubahan bahan genetik pada level sel untuk membentuk sifat dari seluruh tanaman. Sifat tersebut dapat diwariskan kepada generasi spesies selanjutnya melalui metode persilangan konvensional.

Kultur jaringan tanaman

Teknik regenerasi tanaman melalui kultur jaringan berdasar pada konsep totipotensi yang diajukan oleh Haberlandt pada tahun 1902 (Vasil, 2008). Percobaan awal adalah untuk menumbuhkan potongan bagian tanaman, termasuk kultur akar (White, 1934) dan kultur ujung batang (shoot tip) atau kuncup ketiak (axillary bud) untuk mikropropagasi (Morel 1960). 

Percobaan setelahnya adalah regenerasi seluruh bagian tanaman melalui embriogenesis somatik dari kultur jaringan kallus wortel (Steward et al., 1958; Reinert, .1959), serta regenerasi seluruh bagian tanaman dari sel tunggal tembakau (vasil and Hildelbrant, 1965). Pada waktu yang sama Miller et al. (1955) melaporkan bahwa penambahan rasio auksin dan sitokinin yang tepat dalam nutrisi medium dapat menginduksi regenerasi tanaman dalam kultur. 

Musharagie dan Skoog (1962) mengembangkan formulasi nutrisi mineral yang telah disempurnakan berdasar pada analisis komposisi daun tembakau, yang dapat mendukung pertumbuhan dan pembelahan sel dan jaringan tembakau. Saat ini Medium tersebut dikenal dengan nama MS, dan telah memberikan kontribusi yang sangat besar pada teknik kultur jaringan tanaman.

Dalam perkembangan selanjutnya, ditemukan teknik transfer gen dan regenerasi tanaman transgenik yang dimediasi oleh Agrobacterium (Herrara-Estrella et al., 1983), yang terbukti sangat berguna dalam proses introduksi sifat agronomis yang diinginkan pada tanaman transgenik (Shah et al., 1986).