Pengenalan
Kultur tisu tumbuhan diiktiraf sebagai teknologi penting dalam sains tumbuhan, digunakan secara meluas untuk menjana semula dan memulihara sumber tumbuhan yang seiras dari segi fenotip dan genetik. Kemajuan kaedah kultur tisu menjadikan mikropembiakan pilihan yang praktikal di peringkat komersial, termasuk di Malaysia untuk pisang, kelapa sawit, orkid dan nanas (pengetahuan am). Namun, kejayaan mikropembiakan komersial memerlukan kestabilan genetik dalam kalangan tumbuhan yang dijana semula.
Artikel ini meringkaskan ulasan bertajuk “Somaclonal variation and clonal fidelity in commercial micropropagation: Challenges and perspectives” (Majumder et al., 2025) dari Kanada. Objektifnya ialah menghuraikan punca variasi somaklon, pemilihan varian somaklon dan kegunaannya dalam penambahbaikan tanaman di peringkat komersial, serta proses pengoptimuman untuk mengurangkan variasi yang tidak diingini. Dapatan dilengkapi oleh rujukan dari Israel (Loberant & Altman, 2010) dan Turki (Gürel, 2009).
Sorotan Kajian Lepas
Konsep variasi somaklon diperkenalkan secara rasmi oleh Larkin dan Scowcroft (1981) dalam kertas yang dipetik lebih 3,300 kali. Mereka berhujah bahawa variasi dalam kultur sel tumbuhan itu sendiri menjana kebolehubahan genetik, yang dinamakan variasi somaklon, dan ia boleh digunakan sebagai sumber variasi baharu untuk penambahbaikan tanaman. Pandangan ini menjadikan variasi somaklon sebagai “pedang bermata dua”: masalah dalam pembiakan klon, tetapi peluang dalam pembiakbakaan.
Krishna et al. (2016) mengulas sumber variasi yang timbul semasa kitaran kultur tisu dan strategi untuk menentukan serta mengesahkan ketepatan genetik pelbagai anak pokok in vitro, di samping potensi aplikasi varian dalam penambahbaikan tanaman hortikultur. Bidabadi dan Jain (2020) pula mengulas aspek selular, molekul dan fisiologi penjanaan semula tumbuhan in vitro, menunjukkan bahawa penjanaan semula melibatkan pemprograman semula sel somatik tertentu, satu proses yang boleh mencetuskan perubahan genetik dan epigenetik.
Medium Murashige dan Skoog (1962), yang dipetik lebih 70,000 kali, kekal sebagai asas kebanyakan protokol kultur tisu. Komposisi medium ini, terutamanya kepekatan pengawal atur tumbesaran yang ditambah, menjadi salah satu faktor yang mempengaruhi kestabilan genetik anak pokok.
Dapatan Utama
Kestabilan genetik ialah syarat kejayaan. Majumder et al. (2025) menyatakan bahawa kejayaan mikropembiakan komersial memerlukan kestabilan genetik antara tumbuhan yang dijana semula, dan kestabilan ini perlu dipastikan pada peringkat awal.
Punca variasi. Tumbuhan in vitro kadangkala menunjukkan perubahan genetik dan epigenetik akibat keadaan kultur buatan yang menekan, komposisi media dan jenis eksplan.
Kaedah pengesanan. Variasi somaklon boleh dikesan melalui penilaian fenotip, sitogenetik, penanda molekul berasaskan DNA, penjujukan bisulfit (untuk perubahan metilasi DNA) dan penjujukan RNA.
Varian sebagai peluang. Ulasan ini turut membincangkan pemilihan varian somaklon dan kegunaannya dalam penambahbaikan tanaman di peringkat komersial dalam hortikultur, pertanian dan perhutanan global.
Faktor pengehad lain. Loberant dan Altman (2010) menekankan bahawa selain variasi somaklon, faktor pengehad termasuk kerencatan (recalcitrance) dan pencemaran, dengan pemilihan eksplan, teknik aseptik dan kawalan persekitaran sebagai kunci kecekapan. Gürel (2009) menambah had kos tinggi, keperluan teknologi dan kakitangan mahir.
| Aspek | Butiran | Sumber |
|---|---|---|
| Punca variasi | Tekanan kultur, komposisi media, jenis eksplan | Majumder et al. (2025) |
| Jenis perubahan | Genetik dan epigenetik | Majumder et al. (2025) |
| Kaedah pengesanan | Fenotip, sitogenetik, penanda DNA, penjujukan bisulfit, RNA-seq | Majumder et al. (2025) |
| Kegunaan varian | Penambahbaikan tanaman | Majumder et al. (2025); Larkin & Scowcroft (1981) |
| Faktor pengehad lain | Kerencatan, pencemaran, kos | Loberant & Altman (2010); Gürel (2009) |
Perbincangan
Variasi somaklon pernah menyebabkan masalah besar dalam industri, seperti kelapa sawit “mantled” yang tidak berbuah dengan normal akibat perubahan epigenetik daripada kultur tisu (pengetahuan am). Kes ini menunjukkan bahawa perubahan epigenetik, yang tidak mengubah jujukan DNA, tetap boleh memberi kesan ekonomi yang besar. Oleh itu, penjujukan bisulfit yang mengesan metilasi DNA merupakan alat penting di samping penanda DNA biasa.
Dari sudut yang berbeza, seperti yang ditekankan oleh Larkin dan Scowcroft (1981) serta Krishna et al. (2016), variasi somaklon boleh menjadi sumber sifat baharu seperti ketahanan penyakit atau toleransi tekanan. Pisang tahan penyakit Fusarium yang dibangunkan melalui pemilihan somaklon di Taiwan merupakan contoh kejayaan pendekatan ini (pengetahuan am).
Bagi makmal komersial di Malaysia, pengehadan bilangan subkultur, penggunaan pengawal atur tumbesaran pada kepekatan rendah dan pemantauan molekul berkala adalah langkah praktikal untuk mengekalkan ketepatan klon. Pemilihan eksplan juga penting: meristem dan tunas aksil lebih stabil berbanding kalus.
Bab Loberant dan Altman (2010) mengenai mikropembiakan dalam Encyclopedia of Industrial Biotechnology menekankan bahawa nilai komersial mikropembiakan bergantung kepada keupayaan menghasilkan anak pokok yang seragam dalam jumlah besar. Dalam kerangka ini, ketepatan klon bukan sekadar isu saintifik, tetapi asas kepercayaan pelanggan: anak pokok yang menyimpang daripada jenis induk merosakkan reputasi makmal dan menimbulkan kerugian kepada penanam. Gürel (2009) pula meninjau kemungkinan pembiakan tumbuhan penting secara komersial melalui teknik kultur tisu, dan menunjukkan bahawa kesesuaian teknik berbeza mengikut spesies, termasuk dari segi kestabilan genetik. Ini bermakna protokol pemantauan perlu disesuaikan dengan risiko setiap tanaman, contohnya lebih ketat bagi tanaman yang bergantung kepada fasa kalus.
Di peringkat operasi, makmal boleh mengamalkan sistem penjejakan kelompok yang merekodkan pokok induk, bilangan subkultur dan tarikh pemindahan bagi setiap kelompok anak pokok (pengetahuan am). Rekod ini memudahkan pengesanan punca jika varian ditemui di ladang dan membolehkan kelompok berisiko ditarik balik lebih awal.
Implikasi kepada Makmal dan Pengusaha
1. Hadkan bilangan kitaran subkultur bagi setiap stok.
2. Gunakan pengawal atur tumbesaran pada kepekatan minimum yang berkesan.
3. Pilih eksplan yang stabil, seperti meristem atau tunas aksil, dan elakkan fasa kalus yang panjang.
4. Lakukan ujian penanda DNA dan metilasi berkala ke atas sampel anak pokok.
5. Pertimbangkan varian somaklon yang berguna sebagai bahan pembiakbakaan.
Kesimpulan
Variasi somaklon, sama ada genetik atau epigenetik, timbul akibat tekanan kultur, komposisi media dan jenis eksplan, dan merupakan risiko utama mikropembiakan komersial. Pengesanan awal melalui penanda DNA, penjujukan bisulfit dan RNA-seq, bersama pemilihan eksplan dan pengurusan media yang baik, membantu mengekalkan ketepatan klon. Pada masa yang sama, varian somaklon boleh dimanfaatkan sebagai sumber sifat baharu.
Rujukan
1. Majumder, S., Igamberdiev, A. U., & Debnath, S. C. (2025). Somaclonal variation and clonal fidelity in commercial micropropagation: Challenges and perspectives. Agronomy, 15(6), 1489. https://doi.org/10.3390/agronomy15061489
2. Loberant, B., & Altman, A. (2010). Micropropagation of plants. Dalam Encyclopedia of Industrial Biotechnology. Wiley. https://doi.org/10.1002/9780470054581.eib442
3. Gürel, A. (2009). Propagation possibilities of commercially important plants through tissue culture techniques. Turki.
4. Larkin, P. J., & Scowcroft, W. R. (1981). Somaclonal variation — a novel source of variability from cell cultures for plant improvement. Theoretical and Applied Genetics, 60. https://doi.org/10.1007/BF02342540
5. Krishna, H., Alizadeh, M., Singh, D., et al. (2016). Somaclonal variations and their applications in horticultural crops improvement. 3 Biotech, 6. https://doi.org/10.1007/s13205-016-0389-7
6. Bidabadi, S. S., & Jain, S. M. (2020). Cellular, molecular, and physiological aspects of in vitro plant regeneration. Plants, 9(6), 702. https://doi.org/10.3390/plants9060702
7. Murashige, T., & Skoog, F. (1962). A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, 15(3). https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Sumber carian: SciSpace Literature Review (mod High Quality), November 2026.
Kata kunci: kultur tisu, mikropembiakan, variasi somaklon, ketepatan klon, epigenetik, penjujukan bisulfit, eksplan, subkultur
