Merancang dan Membuat Bioreaktor Temporary Immersion System (TIS) untuk Kultur Jaringan Tumbuhan

Pendahuluan

Bioreaktor TIS atau Temporary Immersion System merupakan suatu sistem kultur jaringan dalam suatu wadah dengan pemberian aerasi dan penggunaan media cair yang bertujuan untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman. Prinsip kerja bioreaktor TIS menggunakan metode perendaman eksplan sementara sehingga memungkinkan pengendalian terhadap kondisi lingkungan untuk pertumbuhan eksplan. Bioreaktor TIS mulai banyak digunakan dalam skala industri dikarenakan efisiensi dalam handling lab yang lebih singkat, waktu penanaman lebih cepat, pengambilan sub kultur lebih banyak, hasil dalam kontainer yang lebih besar. Pembuatan bioreaktor ini mampu menekan biaya produksi dengan skala yang aplikatif, sehingga diharapkan dapat diaplikasikan untuk memenuhi permintaan akan benih unggul. Bioreaktor TIS yang dirancang menggunakan bahan dan peralatan yang sederhana, mudah dicari, serta biaya yang rendah. Hal ini diharapkan bahwa bioreaktor TIS dapat dimanfaatkan oleh berbagai pihak, terutama peneliti dan pengembang benih skala kecil.

Tujuan

1. Mendapatkan Bioreaktor TIS dengan biaya lebih murah
2. Dapat diaplikasikan dengan mudah
3. Menghasilkan efektifitas dan efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan kultur jaringan konvensional

Desain dan Bahan

Bioreaktor TIS ini didesain meniru prinsip bioreaktor single vessel yang terdapat dipasaran. Dimana dua bejana tabung berbahan plastik pp dengan berukuran beda tinggi dan panjang digabungkan sehingga mendapatkan wadah luar sebagai penampung media cair serta wadah dalam berbentuk “bell shape” untuk wadah eksplan serta penampung tekanan udara.

Komponen :

1. Wadah plastik PP berbentuk tabung beda ukuran
2. Selang udara tahan panas
3. Filter PTFE untuk memfilter udara masuk maupun keluar
4. Pompa udara, 1 pompa udara 0.15pa untuk 1 bioreaktor, lebih dari itu kemungkinan merusak filter

Cara Kerja

1. Pembuatan dilakukan dengan melubangi tutup wadah untuk inlet dan outlet
2. Wadah bell dibentuk sedemikian rupa agar menampung media dan menahan eksplan
3. Ujicoba untuk menghindari kebocoran dan kegagalan imersi
4. Setelah selesai, bioreaktor dilakukan pencucian, pengisian media, dan sterilisasi
5. Penanaman dilakukan dengan sangat amat hati-hati.
6. Pemasangan aerator selang dapat dilakukan dengan kehati-hatian tinggi agar tidak mencopot filter, tekanan juga perlu diatur agar tidak lebih dan tidak kurang.
7. Timer diseting sesuai dengan jenis eksplan, pembuatan timer dapat dilihat pada post selanjutnya atau link github, github.com/ghassanirfan

Hasil Dan Evaluasi

Penulis menguji bioreaktor dengan melakukan sub kultur eksplan kentang. Dalam setiap percobaan menggunakan media MS dengan sukrosa sebesar 0-15g/l.

• Percobaan Pertama

Percobaan pertama menunjukkan adanya tingkat kontaminasi yang tinggi. Kontaminasi ini dikarenakan kurangnya sterilitas dari filter, tingginya tekanan dari aerator, serta banyaknya kebocoran dari inlet maupun outlet akibat penempelan plastik metode las kurang rapat.

• Percobaan kedua

Percobaan kedua setelah melakukan perbaikan besar pada desain utama, las plastik lebih rapat, serta penambahan penghubung selang. Penanaman juga dilakukan secara hati-hati dan lebih steril. Perbaikan juga dengan meningkatkan aerator menggunakan Resun ACO 002. Hasil menunjukkan kontaminasi berkurang, vitrifikasi nampak. Kontaminasi terjadi pada minggu ke 3 setelah penanaman, terindikasi dari kotornya filter ptfe sehingga filter rusak.

• Percobaan Ketiga

Percobaan ketiga dilakukan setelah melakukan penggantian filter, penyesuaian tekanan, serta mengurangi waktu imersi. Hasil masih terdapat kontaminasi pada beberapa bioreaktor, namun pertumbuhan sangat cepat, pada tanaman kentang, muncul daun majemuk di minggu ke 3 awal yang menandakan eksplan cepat menua. Hasil ini berbeda dengan penggunaan media padat yang lebih lama dan berukuran lebih kecil dibandingkan dengan penggunaan bioreaktor.

Kesimpulan

Penggunaan dan pembuatan bioreaktor TIS menjadi terobosan baru dalam teknologi kultur jaringan, terutama dalam mempercepat pertumbuhan eksplan. Pembuatan bioreaktor TIS juga mampu menekan biaya dalam pengadaan alat, namun dengan kekurangan pada tenaga dan kemampuan pembuat.

Penutup dan acknowledgement

Artikel ini dibuat untuk portofolio dan ilmu semata. Artikel ilmiah lengkap dapat dilihat pada digilib.uns.ac.id dengan menghubungi pihak tersebut untuk melihat artikel, Artikel ilmiah dalam bentuk jurnal akan segera dipublikasikan. Artikel dan desain bioreaktor sepenuhnya dilindungi dalam lisensi Creative Commons Attribution Non-Commercial License 4.0 (CC-BY-SA-4.0), lihat lisensi disini

DILARANG DENGAN KERAS MENYALIN TANPA SITASI ATAU PERSETUJUAN DARI PENULIS!