Bunga, selain berfungsi sebagai organ reproduktif, juga memiliki nilai estetika yang menjadi daya tarik suatu tanaman. Pembungaan secara in vitro di dalam botol kultur bermanfaat dalam mempelajari proses pembungaan, mempercepat pemuliaan tanaman, dan menciptakan peluang agribisnis tanaman hias. Pembungaan in vitro dapat dilakukan mulai dari modifikasi komposisi media, hormon, lingkungan, mutagenesis, hingga transformasi genetik.
Tanaman Angiospermae memiliki organ reproduktif yang disebut bunga. Setelah proses penyerbukan, bunga kemudian menghasilkan buah dan biji yang merupakan edible product atau sebagai benih untuk perbanyakan tanaman. Selain itu, morfologi dan warna bunga yang beragam pun seringkali menciptakan daya tarik yang menjadikan tanaman tersebut memiliki nilai ekonomis sebagai komoditas tanaman hias. Maka dari itu, proses pembungaan masih menjadi fokus perhatian dalam berbagai penelitian. Berbagai upaya dilakukan oleh peneliti, petani, dan pemulia baik untuk mempercepat maupun memperlambat pembungaan. Proses pembungaan itu sendiri dipengaruhi oleh faktor internal tanaman yaitu umur, genetik, dan hormon, serta faktor eksternal yaitu suhu, fotoperiode, dan nutrisi. Untuk mengendalikan faktor- faktor tersebut salah satunya dapat dilakukan dengan menginduksi pembungaan pada tanaman yang berada dalam kultur in vitro atau yang disebut in vitro flowering.
In vitro flowering telah berhasil dilakukan pada berbagai komoditas tanaman. Sebagai contoh pada tanaman industri yaitu bambu [1] dan kelapa sawit [2]; pada tanaman buah-buahan yaitu mentimun [3], kurma [4], pear [5], dan jeruk [6]; pada tanaman obat yaitu ginseng [7] dan leunca (bahasa Sunda) [8]; serta pada tanaman hias yaitu anggrek [9,10,11], mawar [12], dan gerbera [13].
Kegunaan dari in vitro flowering antara lain untuk mempelajari proses fisiologis pembungaan karena pembungaan hanya dapat terjadi apabila faktor genetik, fotoperiode, dan kondisi lingkungan tertentu terpenuhi. Manfaat berikutnya adalah untuk mempersingkat waktu yang diperlukan dalam pemuliaan tanaman. Sebagai contoh pada persilangan anggrek yang memerlukan waktu setidaknya 3-5 tahun untuk mendapatkan anggrek hibrida dengan kualitas seperti yang diharapkan karena waktu berbunga yang lama. Oleh karena itu, banyak dilakukan induksi pembungaan in vitro pada anggrek sehingga penyerbukan dapat dilakukan in vitro yang dapat memperpendek siklus pemuliaan anggrek menjadi sekitar 1 tahun saja. Selain itu, pembungaan in vitro juga dilakukan untuk tujuan bisnis tanaman hias. Seperti tanaman mawar kecil yang sudah berbunga pada medium agar nutrisi di dalam botol atau vas kaca yang unik, tentu akan meningkatkan nilai jual tanaman tersebut.
Lalu bagaimana proses pembungaan suatu tanaman dapat diinduksi dalam kultur in vitro? Induksi pembungaan in vitro dapat dilakukan melalui modifikasi medium kultur in vitro, lingkungan kultur in vitro, maupun genetik tanaman. Modifikasi medium kultur in vitro dilakukan dengan penggunaan hormon pemacu pembungaan seperti giberelin dan sitokinin, modifikasi komposisi unsur hara misalnya dengan rasio P tinggi dan N rendah, maupun menggunakan medium double-layer yaitu dengan menambahkan medium cair di atas medium agar.
Modifikasi lingkungan kultur in vitro antara lain dilakukan dengan pengaturan fotoperiode (lama penyinaran), seperti tanaman padi yang memerlukan hari pendek untuk berbunga, sedangkan Arabidopsis berbunga pada hari panjang. Dapat pula dilakukan pengaturan suhu sesuai suhu optimal tanaman untuk berbunga, seperti pada tanaman Brassicaceae yang berbunga lebih cepat pada suhu tinggi [14], sedangkan sebagian besar tanaman sub tropis memerlukan cekaman suhu dingin untuk memicu pembungaan. Modifikasi lingkungan kultur lainnya dapat dilakukan dengan penggunaan bahan wadah kultur yang sesuai untuk menciptakan iklim mikro tertentu untuk memicu pembungaan.
Modifikasi genetik pun dapat dilakukan untuk menginduksi pembungaan dalam kultur in vitro, baik melalui mutagenesis dengan iradiasi, maupun dengan teknik biologi molekuler seperti transformasi gen. Berbagai macam gen yang berperan dalam pembungaan telah dipelajari dengan cukup detail, terutama pada tanaman model seperti Arabidopsis [15]. Gen-gen pada Arabidopis ini juga ternyata ditemukan pada tanaman lain yang juga berperan penting dalam mengatur waktu pembungaan. Dengan teknik biologi molekuler, ekspresi gen pembungaan ini dapat diinduksi, sehingga tanaman dapat berbunga lebih awal, bahkan ketika masih di dalam botol.
Referensi
1. Kaur, D, P Thapa, M Sharma, A Bhattacharya, & A Sood. (2014). In vitro flowering- A system for tracking floral organ development in Dendrocalamus hamiltonii Nees et Arn. ex Munro. Indian J Exp Biol., 52: 825-834.
2. Nizam K, & S Te-Chato. (2012). In vitro flowering and fruit setting of oil palm Elaeis guineensis Jacq. J Agric Technol., 8(3): 1079-1088.
3. Sangeetha, P, & P Venkatachalam. (2014). Induction of direct shoot organogenesis and in vitro flowering from shoot tip explants of cucumber (Cucumis sativus L. cv. ‘Green Long’). In Vitro Cell Dev Biol., 50(2): 242-248.
4. Masmoudi-Allouche, F, B Meziou, W Kriaa, R Gargouri-Bouzid, & N Drira. (2010). In vitro flowering induction in date palm (Phoenix dactylifera L.). J Plant Growth Regul., 29: 35-43.
5. Gao, M., N Matsuta, H Murayama, T Toyomasu, W Mitsuhashi, AM Dandekar, R Tao, & K Nishimura. (2007). Gene expression and ethylene production in transgenic pear (Pyrus communis cv.‘La France’) with sense or antisense cDNA encoding ACC oxidase. Plant Sci., 173: 32-42.
6. Singh, B., S Sharma, G Rani, GS Virk, AA Zaidi, & A Nagpal. (2006). In vitro flowering in embryogenic cultures of Kinnow mandarin (Citrus nobilis Lour x C.deliciosa Tenora). African J Biotechnol., 5: 1470-1474.
7. Ahn, M, Y Kim, JY Han, ES Yoon, & YE Choi. (2015). Panax ginseng PgMADS1, an AP1/FUL-like MADS-box gene, is activated by hormones and is involved in inflorescence growth. Plant Cell Tiss Org Cult., 122(1): 161-173.
8. Kolar, AB, L Vivekanandan, & MG Bhasha. (2008). In vitro regeneration and flower induction on Solanum nigrum L. from Pachamalai hills of Eastern Ghats. Plant Tiss Cult Biotechnol., 18: 43-48.
9. Hee, KH, CS Loh, & HH Yeoh. (2007). Early in vitro flowering and seed production in culture in Dendrobium Chao Praya Smile (Orchidaceae). Plant Cell Rep., 26: 2055- 2062.
10. Sim, GE., CJ Goh, & CS Loh. (2008). Induction of in vitro flowering in Dendrobium madame Thong-In (Orchidaceae) seedlings is associated with increase in endogenous N6-(∆2-isopentynyle)-adenine (iP) and N6-(∆2-isopentynyle)-adenosine (iPa) levels. Plant Cell Rep., 27: 1281-1289.
11. W Wang, ZH., L Wang, & QS Ye. (2009). High frequency early flowering from in vitro seedlings of Dendrobium nobile. Sci Hort., 122: 328-331.
12. Zeng, SJ, S Liang, YY Zhang, KL Wu, JA Teixeira da Silva, & J Duan. (2013). In vitro flowering red miniature rose. Biol Planta., 57(3): 401-409.
13. R anasinghe, RATD, AGNI Abayagunawardana, HIDD Hettiarachchi, ARF Farzana, & JP Eeswara. (2006). In vitro flower induction in gerbera (Gerbera jamesonii Adlam). Trop Agric Res., 18: 109-114.
14. Lee, JH, SH Park, JS Lee, & JH Ahn. (2007). A conserved of SHORT VEGETATIVE PHASE (SVP) in controlling flowering time of Brassica plants. Biochem Biophys Acta., 769(7-8): 455-61.
15. Andres, F, & G Coupland.(2012). The genetic basis of flowering responses to seasonal cues. Nat Rev Gen., 13: 627-639.
