Applicering av svampdödande medel, även om det är till hjälp för att kontrollera växtsjukdomar, har komplicerade begränsningar som kan kosta odlarna både sinnesfrid och kvantitet av skörd. Växtpatogener som annars skulle dödas av svampdödande medel kan utvecklas för att hämnas sina döda syskon och utvecklar resistens som gör standarddosen av svampdödande applicering ineffektiv.
För att fördröja fungicidresistens använder odlare vanligtvis blandningar av fungicider för att behandla skördebegränsande svampsjukdomar - baserat på omfattande forskning som beskriver hur man konstruerar dessa blandningar. Denna forskning översätts dock inte helt till det vanliga, verkliga scenariot där en fungicid har varit tillgänglig längre än den andra, vilket ställer frågan: vad är den optimala strategin för applicering av fungicidblandningar när de initiala nivåerna av resistens mot varje fungicid skilja sig?
För att ta itu med denna fråga konstruerade Nick Taylor och Nik Cunniffe från University of Cambridge i Storbritannien en enkel, alternativ strategi genom att analysera en matematisk modell som inkluderar patogen sexuell reproduktion, som sällan ingår i modelleringsstudier trots dess relevans för den evolutionära dynamiken. av svamppatogener.
Deras tidning, nyligen publicerad i Fytopatologi, tillämpar modellen på en ekonomiskt viktig sjukdom, Septoria leaf fläck på vete, och ger en omfattande analys av dess evolutionära dynamik.
Taylor och Cunniffe använder den teoretiska och matematisk modell för att hitta den optimala sjukdomshanteringsstrategin när initiala resistensfrekvenser mot de två fungiciderna i blandningen skiljer sig åt. Modellen visar att tidigare modelleringsrekommendationer för hantering av fungiciderresistens är suboptimala och kan misslyckas under varierande verkliga omständigheter.
Däremot är deras nya strategi optimal även när initiala resistensfrekvenser skiljer sig och när svampdödande parametrar och andelen sexuell reproduktion mellan säsonger av patogen varierar. Dessutom finner de att mellan säsong patogen Sexuell fortplantning kan påverka hastigheten för resistensutveckling men påverkar inte kvalitativt optimal strategi rekommendation.
Även om detta kan verka komplicerat, kommenterar Taylor, "Den mest spännande aspekten av denna forskning är tanken att ett så komplext problem kan ha en mycket enkel lösning. Även om det är svårt och komplext att hantera patogenresistens mot blandningar som innehåller par av fungicider mot vilka patogener potentiellt kan få resistens, fungerar den optimala hanteringsstrategin tillförlitligt och är enkel att ange: fungicidapplikationsprogrammet bör utformas så att resistens mot båda fungiciderna balanseras av slutet av programmet."
I slutändan syftar deras strategi till att balansera sjukdomsbekämpning med resistenshantering genom att balansera resistens mot båda fungiciderna tills resistensen har ökat så mycket att programmet misslyckas.
Denna strategirekommendation är robust för variationer i parametrar som styr patogenepidemiologi och fungicideffektivitet, och när denna strategi väl har verifierats experimentellt i framtiden kan den potentiellt påverka policyrekommendationer kring effektiv hantering av jordbrukssjukdomar. Cunniffe ser fram emot att "utvidga dessa idéer för att möjliggöra mer komplexa modeller inklusive fungiciderresistens, såväl som för resistens förvaltningsstrategier som varierar över tiden.”