Satu Pokok, Seribu Anak: Teknologi Tisu Kultur Pisang

Penulis: Dr. Nurul Nadhirah Othman¹ & Nur Izzatul  Syafiqah Mohd Sabri²

Pensyarah Kanan,
Glami Lemi Biotechnology Research Centre, Universiti Malaya

Bayangkan hanya dengan secebis tisu daripada pokok pisang, ribuan anak benih boleh dihasilkan dalam tempoh yang singkat dan semuanya dilakukan di dalam makmal, bukannya di ladang. Inilah kehebatan teknologi bioteknologi tumbuhan yang dikenali sebagai kultur tisu, yang membolehkan anak benih pisang diklon dalam jumlah yang besar serta bebas daripada penyakit. Melalui teknologi ini, petani tidak lagi hanya bergantung kepada kaedah penanaman konvensional menggunakan anak sulur yang mengambil masa lebih lama untuk menghasilkan tuaian dan menghasilkan bilangan anak pokok yang terhad. Sebaliknya, kultur tisu membuka peluang kepada pengeluaran anak benih yang lebih cepat, seragam dan berkualiti tinggi.

Pokok pisang yang dihasilkan melalui kaedah ini sering dikenali sebagai pokok tisu. Kultur tisu merupakan teknik pembiakan mikro, iaitu proses menghasilkan anak pokok baharu menggunakan sebahagian kecil tisu tumbuhan yang dikenali sebagai eksplan. Kebiasaannya, eksplan diambil daripada bahagian tumbuhan yang mempunyai sel yang masih aktif membahagi. Tisu ini kemudiannya dibiakkan dalam medium nutrisi yang steril atau aseptik di dalam makmal bagi membolehkan pertumbuhan berlaku di luar organisma asal. Selain itu, teknik ini juga dikenali sebagai in vitro. Istilah in vitro berasal daripada perkataan Latin yang bermaksud “di dalam kaca”. Ia merujuk kepada proses biologi yang dijalankan di dalam tabung uji atau bekas makmal lain, iaitu di luar organisma asal tetapi dalam persekitaran yang terkawal. Teknologi ini semakin berkembang dalam sektor pertanian moden dan semakin banyak digunakan pada pelbagai tanaman seperti pisang, nanas serta tumbuhan herba.

Secara umumnya, teknologi ini bukan sahaja menjimatkan masa dan ruang, malah membantu petani mendapatkan hasil yang lebih baik, cepat dan berkualiti tinggi. Melalui teknik ini, satu pokok mampu menghasilkan ribuan anak pokok, dan semuanya bermula di dalam satu botol kecil di makmal. Prosesnya hanya menggunakan secebis tisu kecil daripada pokok induk. Tisu tersebut akan dibersihkan terlebih dahulu menggunakan larutan disinfeksi seperti alkohol, peluntur dan sabun pencuci sebelum dimasukkan ke dalam medium agar. Medium ini biasanya mengandungi campuran sukrosa, air suling serta nutrien yang diperlukan bagi memastikan tisu dapat membesar dengan baik. Medium tersebut akan ditukar secara berkala bagi membolehkan proses penggandaan tisu berlaku dari semasa ke semasa (Gambar 1 a-d). Selepas kira-kira tujuh hingga lapan bulan, anak benih yang dihasilkan dalam jumlah mencukupi akan dipindahkan ke tapak semaian. Sebelum ditanam di ladang, anak pokok ini akan melalui proses aklimatisasi bagi memastikan ia dapat menyesuaikan diri dan terus hidup dengan baik dalam persekitaran luar.Namun tanaman pisang sering menjadi pilihan dalam pengaplikasian teknik ini oleh penyelidik dan pengusaha makmal komersial memandangkan permintaan yang sentiasa tinggi, digemari ramai sering mengalami serangan penyakit yang mampu memusnahkan keseluruhan ladang tanaman.

Mengapa Pisang menjadi Pilihan

Buah pisang bukan sahaja popular sebagai sarapan, malah juga sering dijadikan pencuci mulut atau snek ringkas serta menjadi pilihan atlet sukan sebagai sumber tenaga segera. Terdapat pelbagai jenis pisang tempatan di negara kita, antaranya pisang berangan, pisang tanduk, pisang nangka dan banyak lagi. Oleh itu, teknologi kultur tisu digunakan bagi menghasilkan anak pokok yang seragam, bebas penyakit serta dapat dibiakkan dalam jumlah yang banyak. Terdapat pelbagai jenis pisang tempatan di negara kita, antaranya pisang berangan, pisang tanduk, pisang nangka dan banyak lagi. Oleh itu, teknologi kultur tisu digunakan bagi menghasilkan anak pokok yang seragam, bebas penyakit serta dapat dibiakkan dalam jumlah yang banyak.

Pisang atau secara saintifik dikenali sebagai Musa sp. merupakan tumbuhan daripada famili Musaceae dan banyak ditanam secara meluas di kawasan tropika. Oleh sebab itu, tanaman pisang sering diusahakan secara besar-besaran bagi memenuhi keperluan pasaran. Pisang merupakan antara buah yang paling banyak dihasilkan dan diperdagangkan di dunia. Negara-negara di Amerika Latin, Kepulauan Caribbean serta beberapa negara di Asia menjadi antara pengeluar dan pengeksport utama buah ini. Malaysia juga tidak ketinggalan dan merupakan antara negara di Asia yang aktif dalam pengeluaran pisang.

Pemilihan jenis pisang yang ditanam di Malaysia biasanya bergantung kepada permintaan pengguna, sama ada untuk dimakan segar ataupun diproses menjadi pelbagai produk hiliran seperti kerepek pisang, kek pisang dan pelbagai snek lain. Antara kultivar pisang yang sering ditanam untuk dimakan secara segar ialah pisang mas, pisang berangan, pisang cavendish dan pisang rastali. Manakala bagi tujuan pemprosesan makanan ringan, kultivar seperti pisang nangka, pisang lang, pisang tanduk dan pisang nipah lebih menjadi pilihan. Pada masa kini, beberapa jenis pisang turut ditanam secara komersial bagi memenuhi permintaan pasaran eksport. Namun begitu, penanaman pisang secara komersial berdepan dengan pelbagai cabaran seperti serangan penyakit dan serangga perosak, peningkatan kos operasi serta kekurangan tenaga kerja. Oleh itu, teknologi kultur tisu dilihat sebagai satu pendekatan bioteknologi yang mampu membantu meningkatkan pengeluaran anak benih pisang dalam tempoh yang lebih singkat dan dalam kuantiti yang banyak.

Proses pengkulturan dan pembiakbakaan pisang secara in vitro

i- Pemilihan Induk Berkualiti

Pemilihan induk yang berkualiti tinggi amat penting dalam proses pengkulturan dan pembiakbakaan pisang. Pokok induk yang sihat dan bebas daripada penyakit mempunyai potensi tinggi untuk menghasilkan anak benih yang berkualiti. Oleh itu, pemilihan induk yang baik menjadi salah satu faktor utama dalam memastikan kejayaan penghasilan anak pokok. Antara ciri induk yang berkualiti termasuklah eksplan yang sihat dan bebas penyakit, buah yang matang serta bernutrisi, genetik yang baik dan struktur sel yang aktif. Dalam tanaman pisang, bahagian pokok yang sesuai dijadikan eksplan ialah pada bahagian sulur kerana sulur merupakan pucuk baharu yang akan membesar menjadi pokok pisang yang seterusnya. Terdapat dua jenis sulur yang biasanya dihasilkan oleh pokok pisang, iaitu sulur pedang [Gambar 2(a)] dan sulur air [Gambar 2(b)]. Sulur pedang lebih kerap digunakan berbanding sulur air kerana pertumbuhan selnya lebih aktif dan subur, sekali gus menjadikannya lebih sesuai untuk dijadikan bahan tanaman.

ii-Pengambilan Eksplan dan Pensterilan

Pensampelan merupakan langkah pertama dalam proses kultur tisu, iaitu pengambilan bahagian kecil daripada pokok yang dikenali sebagai eksplan. Dalam teknik ini, semuanya bermula dengan secebis tisu daripada tumbuhan yang akan dibiakkan di dalam makmal bagi menghasilkan anak benih baharu. Bagi tanaman pisang, bahagian yang paling sesuai digunakan sebagai eksplan ialah sulur muda atau pucuk tunas yang diambil daripada pokok induk yang sihat dan subur. Sulur ini dipilih kerana masih aktif membesar dan mempunyai keupayaan tinggi untuk menghasilkan anak pokok yang seragam serta berkualiti.

Sebelum dikultur, sulur tersebut perlu dipisahkan dengan cermat dan dibersihkan melalui proses pensterilan bagi memastikan tiada kuman atau penyakit yang boleh menjejaskan pertumbuhan di dalam makmal. Saiz dan umur sulur juga memainkan peranan penting kerana sulur yang terlalu tua atau terlalu kecil mungkin kurang sesuai untuk dikultur. Pemilihan sulur yang tepat amat penting kerana daripada satu sulur inilah berpotensi lahir ratusan hingga ribuan anak pokok pisang yang sihat untuk kegunaan ladang dan penanaman komersial.

Pensterilan

Pensterilan ialah proses membersihkan bahan tanaman daripada mikroorganisma seperti kulat dan bakteria yang boleh menjejaskan pertumbuhan dalam makmal. Dalam teknik kultur tisu, proses ini sangat penting bagi memastikan eksplan berada dalam keadaan steril atau aseptik sebelum dimasukkan ke dalam medium kultur. Bagi pisang, sulur terlebih dahulu dibersihkan daripada tanah menggunakan air paip dan lapisan luarnya dipotong [Gambar 3(a) dan (b)]. Sulur kemudian dibasuh dengan sabun basuh pinggan sebelum dibilas sebanyak tiga kali. Eksplan seterusnya direndam dalam larutan Clorox® (70–100%) selama 30 hingga 40 minit bergantung pada saiznya. Semakin besar saiz, semakin tinggi kepekatan atau tempoh rendaman diperlukan. Proses ini dilakukan di dalam ruang aliran udara lamina bagi mengekalkan keadaan steril.

Pada peringkat ini, lapisan luar sulur dibuang dan eksplan dipotong kepada saiz kira- kira 1 cm × 1 cm sehingga bahagian blok meristem pusat, yang dikenali sebagai korpus, diperoleh. Potongan menegak kemudiannya dibuat pada bahagian atas meristem pusat sebelum eksplan dimasukkan ke dalam medium kultur.

iii – Penyediaan dan Penumbuhan dalam Medium Agar

Medium yang sering digunakan dalam kultur tisu tumbuhan ialah medium Murashige dan Skoog (MS), iaitu medium pracampuran yang mengandungi vitamin serta nutrien penting untuk pertumbuhan tisu tumbuhan [Gambar 4 (a)]. Proses penyediaan medium agar bernutrien dimulakan dengan mencampurkan serbuk Murashige dan Skoog bersama sukrosa serta asid amino seperti asparagin, arginin dan glutamin (0.1 g/L setiap satu). Hormon pertumbuhan seperti 6-Benzylaminopurine (BAP), 1- Naphthaleneacetic acid (NAA) atau kinetin turut ditambah pada kepekatan 1.0 hingga

5.0 mg/L bagi merangsang pembentukan tunas dan akar. Semua bahan dilarutkan dalam air suling dan nilai pH diselaraskan kepada sekitar 5.7 hingga 5.8 menggunakan meter pH [Gambar 4 (e)] sebelum serbuk agar [Gambar 4 (b)] ditambah sebagai agen pengeras. Campuran ini kemudian dipanaskan sehingga larut sepenuhnya.

Medium yang telah siap dibancuh dituangkan kira-kira 50 mL ke dalam setiap balang kaca dan ditutup rapat dengan penutup atau kerajang aluminium [Gambar 4(c)].

Medium seterusnya disterilkan menggunakan autoklaf pada suhu 121°C selama 15 minit [Gambar 4(d)] sebelum dibiarkan sejuk sepenuhnya bagi mengurangkan risiko pencemaran.

iv – Inokulasi dan Penggandaan Anak Benih

Pucuk pemula dipindahkan ke medium nutrien baharu setiap 30 hingga 45 hari. Selepas kira-kira tiga bulan, pucuk akan membiak dengan lebih banyak. Proses ini dikenali sebagai subkultur, iaitu pemotongan bahagian pucuk dan akar bagi merangsang pertumbuhan pucuk baharu dengan lebih cepat [Gambar 5(b)].

Selepas tempoh sekitar lapan hingga sepuluh bulan, plantlet sedia dipindahkan ke rumah teduh. Bahagian pangkal anak pokok perlu dibersihkan daripada sisa agar bagi mengelakkan jangkitan kulat. Anak pokok yang telah dibersihkan kemudiannya dipindahkan ke dalam polibeg yang mengandungi tanah sebelum melalui proses aklimatisasi.

Subkultur dan Pengakaran Anak Pokok (plantlet)

Pucuk pemula dipindahkan ke medium nutrien baharu setiap 30 hingga 45 hari. Selepas kira-kira tiga bulan, pucuk akan membiak dengan lebih banyak. Proses ini dikenali sebagai subkultur, iaitu pemotongan bahagian pucuk dan akar bagi merangsang pertumbuhan pucuk baharu dengan lebih cepat [Gambar 5(b)].

Selepas tempoh sekitar lapan hingga sepuluh bulan, plantlet sedia dipindahkan ke rumah teduh. Bahagian pangkal anak pokok perlu dibersihkan daripada sisa agar bagi mengelakkan jangkitan kulat. Anak pokok yang telah dibersihkan kemudiannya dipindahkan ke dalam polibeg yang mengandungi tanah sebelum melalui proses aklimatisasi.

v – Proses Aklimatisasi

Aklimatisasi ialah proses menyesuaikan plantlet yang dihasilkan secara kultur tisu dengan persekitaran luar secara berfasa dan berperingkat untuk meningkatkan kadar pertumbuhan anak pokok. Proses ini membantu pertumbuhan akar pokok yang lebih banyak sebelum ia dipindahkan ke rumah teduh. Persekitaran rumah teduh perlu dalam keadaan yang redup dan sejuk untuk mengurangkan tekanan pada anak-anak pokok. Campuran tanah perlulah mengikut nisbah yang sesuai bagi menyokong pertumbuhan anak pokok seperti campuran tanah merah, tanah hitam dan pasir dengan nisbah 3:2:1. Pencahayaan dan penyiraman perlu dikawal dengan baik sepanjang tempoh ini bagi mengelakkan kematian anak pokok. Setelah mencapai pertumbuhan yang baik, anak pokok pisang akan dipindahkan ke ladang untuk pertumbuhan secara semula jadi.

Ringkasnya, teknologi kultur tisu pisang membuktikan bahawa daripada satu sulur kecil, ribuan anak pokok boleh dihasilkan secara terancang dan terkawal. Kaedah ini bukan sahaja menghasilkan anak benih yang seragam dan bebas penyakit, malah membantu meningkatkan produktiviti penanaman pisang secara komersial. Melalui beberapa peringkat penting seperti pemilihan induk, pensterilan, penyediaan medium, subkultur dan aklimatisasi, plantlet yang berkualiti dapat dihasilkan dengan lebih efisien. Daripada satu sulur kecil di dalam makmal, lahirlah ribuan pokok yang bakal menghijaukan ladang serta menyemai harapan baharu untuk industri pisang negara