GENETIC VARIABILITY, POPULATION STRUCTURE, AND MUTATION PROFILING OF Phytophthora infestans IN OXATHIAPIPROLIN FUNGICIDE RESISTANCE

Ade Mahendra Sutejo, Prof. Ani Widiastuti, S.P., M.P., Ph.D.; Dr. Ir. Arif Wibowo, M.Agr.Sc.; Prof. Tri Joko, S.P., M.Sc., Ph.D.

2026 | Disertasi | S3 Ilmu Pertanian

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis struktur populasi, variasi genetik dan mutasi nukleotida sekuen OSBPI pada Phytophthora infestans dalam hubungannya dengan terjadinya resistensi fungisida. Empat sub-ekperimen dilakukan yaitu (1) mengkombinasikan metode penelitian secara konvensional untuk optimasi teknik sampling, isolasi, identifikasi spesies, tipe mating, dan (2) sensitifitas terhadap fungisida, sedangkan teknik molekuler seperti PCR dengan marker spesifik untuk identifikasi spesies, tipe mating, dan analisis genotipe; (3) PCR-RFLP untuk karakterisasi haplotipe mtDNA dan identifikasi tipe mating; selanjutnya (4) PCR-Sequencing untuk identifikasi spesies dan tipe mating yang lebih akurat serta analisis mutasi nukleotida. Sebanyak 126 sampel P. infestans yang terdiri dari kultur dan DNA dikoleksi dari beberapa pertanaman kentang di pulau Jawa. Hasil menunjukkan bahwa Whatman paper merupakan alternatif untuk sampling dan isolasi DNA jarak jauh, kemudian marker O8-1F/2R sebagai marker identifikasi spesies yang paling akurat. Sementara metode yang tepat untuk tipe mating adalah dengan mengkombinasi teknik konvensional (metode uji ganda) dengan teknik molekuler PCR-RFLP dan mikrosatelit. Ditemukan beberapa sample resisten terhadap metalaxyl, dimetomorp dan oxathiapiprolin dengan titik mutasi sekuen OSBPI yang berbeda-beda dengan K884C/E/R, S768D/N dan G770A/V yang paling utama. Haplotipe Ia dan IIb terdeteksi dari analisis mtDNA dengan Ia yang paling dominan sehingga dapat diasumsikan dan disimpulkan bahwa populasi P. infestans pertama di pulau Jawa berasal dari Eropa yang dibawa Belanda. Analisis genotipe menunjukkan bahwa variabilitas genetik rendah sampai menengah diantara populasi karena tingginya aliran gen dan rekombinasi genetik, tetapi variabilitas yang tinggi diperoleh diantara dan antar individu dimana Magelang yang tertinggi dan Tegal yang terendah. Tipe mating A1 dan A2 dideteksi dengan genotipe utama adalah EU_2_A1; ID_01_A1; EU_13_A2; EU_33_A2; and EU_6_A1 dengan dua genotipe awal yang paling dominan. Kombinasi mikrosatelit dan PCR-Sekuensing menunjukkan hasil yang menjanjikan untuk analisis genotipe dalam hubungannya dengan resistensi fungisida dan mutasi nukleotida.

This research aimed to analyze the population structure, genetic variation, and OSBPI nucleotide mutations of Phytophthora infestans related to fungicide resistance. Four sub-experiments were conducted i.e., (1) combining conventional methods for sampling, isolation, species identification, mating type, and (2) fungicide sensitivity, with molecular techniques such as PCR with specific markers for species identification, mating type, and genotyping; (3) PCR-RFLP for mtDNA haplotype and mating type; and (4) PCR-Sequencing for validation of species and mating type identification, as well as nucleotide mutation analysis. A total of 126 samples were collected across Java Island, consisting of cultures and DNA. Whatman paper was found to be an alternative for long-distance sampling and DNA isolation, and marker O8-1F/R proved most accurate for species identification. Mating type determination was accomplished by combining conventional and molecular methods: pairing test, PCR-RFLP and microsatellite. Resistant samples were found against metalaxyl, dimetomorf, and oxathiapiprolin with diverse OSBPI mutation sites, where K884C/E/R, S768D/N, and G770A/V were most prominent. MtDNA analysis detected haplotypes Ia and IIb, with haplotype Ia being dominant, suggesting that P. infestans populations on Java Island likely originated from Europe and were introduced during the Dutch colonial period. Genotyping revealed low to moderate genetic variability among populations due to high gene flow and genetic recombination, but enhanced variability among and within individuals with maximum variability in Magelang and lowest in Tegal. Both A1 and A2 mating types were detected, with the main genotypes being EU_2_A1, ID_01_A1, EU_13_A2, EU_33_A2, and EU_6_A1, where the first two were dominant. The combination of microsatellite analysis and PCR-Sequencing provided promising results for genotyping related to fungicide resistance and mutation analysis. 

Kata Kunci : Microsatellite, Oxathiapiprolin, Phytophthora infestans, Resistance, Genetic Variation