Pada mulanya, orientasi teknik kultur jaringan hanya pada pembuktian teori totipotensi sel ” bahwa setiap sel mampu berkembang biak”. Kemudian teknik kultur jaringan berkembang menjadi sarana penelitian di bidang fisiologi tanaman dan aspek-aspek biokimia tanaman serta industri tanaman. Perbanyakan mikro merupakan contoh yang menarik dari penerapan kultur jaringan , terutama untuk beberapa jenis tanaman yang biasa diperbanyak secara vegetatif.
Perbanyakan mikro secara umum dapat diartikan sebagai usaha menumbuh-kan bagian tanaman dalam media aseptik dan diperbanyak hingga menghasilkan tanaman yang sempurna. Tanaman kecil ini kemudian dipindahkan ke media non aseptik (campuran tanah dll). Tujuan pokok penerapan perbanyakan mikro adalah produksi tanaman dalam jumlah besar dalam waktu yang singkat, terutama untuk varietas-varietas unggul yang baru dihasilkan.
Selain untuk perbanyakan mikro, teknik kultur jaringan dapat diterapkan dalam pemuliaan tanaman untuk mempercepat pencapaian tujuan dan membantu jika cara-cara konvensional menemui rintangan alamiah. Melalui teknik kultur jaringan dapat dilakukan manipulasi sebagai berikut :
1.Manipulasi jumlah kromosom melalui bahan kimia atau meregenerasikan jari-ngan tertentu dalam tanaman seperti: endosperma yang memiliki kromosom 3n.
2.Tanaman haploid dan double haploid yang homogeneous melalui kultur anther atau mikrospora.
3.Hibridisasi somatik melalui teknik fusi protoplasma.
4.Transfer DNA atau organel untuk memperoleh sifat tertentu. Kultur jaringan sudah diakui sebagai metode baru dalam perbanyakan tanaman.
Tanaman yang pertama berhasil diperbanyak secara besar-besaran melalui kultur jaringan adalah anggrek. Menyusul berbagai tanaman hias dan tanaman hortikultura lainnya, yang terakhir adalah perbanyakan tanaman kehutanan. Jenis tanaman yang secara ekonomi menguntungkan untuk diperbanyak secara kultur jaringan sudah banyak.
Namun harus diakui bahwa ada beberapa tanaman yang tidak menguntungkan bila dikembangkan dengan kultur jaringan. Misal-nya; kecepatan multiplikasinya rendah, terlalu banyak langkah untuk mencapai tanaman sempurna atau terlalu tinggi tingkat penyimpangan genetiknya.
Pada prinsipnya, perbanyakan melalui kultur jaringan sangat perlu dalam tanaman-tanaman yang ;
1.Persentase perkecambahan biji rendah.
2.Tanaman hibrida yang berasal dari tetua yang tidak menunjukkan male sterility. 3.Hibrida-hibrida yang unik.
4.Perbanyakan pohon-pohon elite.
5.Tanaman yang selalu diperbanyak secara vegetatif; seperti kentang, pisang, strawberry dsb.
Kultur jaringan (tissue culture) sampai sekarang digunakan sebagai suatu istilah umum yang meliputi pertumbuhan kultur secara aseptik dalam wadah yang umumnya tembus cahaya. Sering kali kultur aseptik disebut juga kultur in vitro yang arti sebenarnya; kultur di dalam gelas.
Dalam pelaksanaannya, ditemui pembagian kultur sebagai berikut:
1.Kultur organ,
merupakan kultur yang diinisiasi dari bagian-bagian tanaman seperti: ujung akar, pucuk aksilar, ujung pucuk (meristem dengan beberapa primordia daun) dan embrio sebagai bagian dari biji.
2.Kultur kalus,
merupakan kultur sekumpulan sel yang tidak terorganisir, hanya sel-sel perenkhima yang berasal dari berbagai bahan awal.
3.Kultur suspensi,
adalah kultur sel bebas atau agregat sel kecil dalam media cair dengan pengocokan. Pada umumnya kultur suspensi diinisiasi dari kalus.
4.Kultur protoplasma,
yaitu sel-sel muda yang diinisiasi dalam media cair kemudian dihilangkan dinding selnya dengan menggunakan enzim. Protoplasma kemudian dibiarkan membelah diri dan membentuk dinding kembali pada media padat. Kultur protoplasma digunakan untuk hibridisasi somatik (fusi dua protoplasma).
5.Kultur haploid (kultur mikrospora/kultur anther),
adalah kultur yang berasal dari bagian reproduktif tanaman yaitu; kepala sari atau tepung sarinya. Diharapkan yang tumbuh dan beregenerasi adalah tepung sari sehingga diperoleh kultur yang haploid. Apabila secara khusus yang dipakai sebagai bahan awal adalah tepung sari, maka kultur sering disebut kultur mikrospora. Kultur anther adalah kultur yang diinisiasi dari seluruh kepala sari.
Bagian dari tanaman yang digunakan sebagai bahan untuk inisiasi suatu kultur disebut eksplan. Sedangkan inisiasi adalah kegiatan sterilisasi eksplan yang dari lapang. Pemindahan kultur ke media lain baik pada media yang sama atau berbeda disebut subkultur. Bahan yang diambil pada setiap subkultur disebut sebagai inokulum.
Eksplan yang ditanam pada media tumbuh yang tepat dapat beregenerasi melalui proses yang disebut organogenesis atau embriogenesis. Organogenesis artinya proses terbentuknya organ-organ, seperti; pucuk dan akar. Pucuk yang ter-bentuk pada tempat yang bukan jaringan asal yang biasa disebut pucuk adventif. Contoh pucuk adventif adalah pucuk yang terbentuk dari kalus, pucuk yang terbentuk dari hipokotil, serta pucuk yang terbentuk dari kotiledon akar.
Sedangkan embriogenesis ialah; proses terbentuknya embrio somatik. Embrio somatik adalah embrio yang bukan berasal dari zigot, tetapi dari sel biasa dari tubuh tanaman. Apabila embrio terbentuk langsung dari kultur anther atau mikrospora, prosesnya disebut androgenesis. Proses pembentukan embrio dari ovari yang belum mengalami fertilisasi di-sebut gynogenesis.
Tanaman lengkap hasil regenerasi dalam kultur
jaringan disebut plantlet. Planlet sebelum dipindahkan langsung ke
lapangan mengalami suatu proses adaptasi yang disebut masa aklimatisasi.
Pucuk-pucuk yang terbentuk dari jaringan kalus, terutama yang sudah
mengalami subkultur dapat bervariasi. Variasi-variasi ini disebut
variasi somaklonal. Penyebab variasi ini belum diketahui dengan pasti.
Ada kemungkinan variasi ini suda
h ada dalam eksplan asal karena sifat kromosom mosaic dalam sel-sel somatik ataupun terjadi akibat lingkungan dalam kultur.
