Hoewel het gebruik van fungiciden nuttig is bij het bestrijden van plantenziekten, heeft het ingewikkelde beperkingen die telers zowel gemoedsrust als kwantiteit van de opbrengst kunnen kosten. Plantpathogenen die anders door fungiciden zouden worden gedood, kunnen evolueren om hun dode broers en zussen te wreken, waarbij ze resistentie ontwikkelen die de standaarddosis fungicidentoepassing ondoeltreffend maakt.
Om de resistentie tegen fungiciden te vertragen, gebruiken telers vaak mengsels van fungiciden om opbrengstbeperkende schimmelziekten te behandelen. Dit is gebaseerd op uitgebreid onderzoek naar hoe deze mengsels moeten worden samengesteld. Dit onderzoek vertaalt zich echter niet volledig naar het gebruikelijke, praktijkscenario waarin het ene fungicide langer beschikbaar is dan het andere, wat de vraag doet rijzen: wat is de optimale strategie voor de toepassing van fungicidenmengsels wanneer de initiële niveaus van resistentie tegen elk fungicide verschillen?
Om deze vraag te beantwoorden, ontwikkelden Nick Taylor en Nik Cunniffe van de Universiteit van Cambridge in het Verenigd Koninkrijk een eenvoudige, alternatieve strategie door een wiskundig model te analyseren dat rekening houdt met de seksuele voortplanting van ziekteverwekkers, die zelden wordt opgenomen in modelstudies, ondanks de relevantie ervan voor de evolutionaire dynamiek. van schimmelpathogenen.
Hun paper, onlangs gepubliceerd in Fytopathologie, past het model toe op een economisch belangrijke ziekte, Septoria-bladvlek op tarwe, en biedt een uitgebreide analyse van de evolutionaire dynamiek ervan.
Taylor en Cunniffe gebruiken de theoretische en wiskundig model om de optimale ziektebeheersingsstrategie te vinden wanneer de initiële resistentiefrequenties tegen de twee fungiciden in het mengsel verschillen. Het model toont aan dat eerdere modelleringsaanbevelingen voor het beheer van fungicidenresistentie niet optimaal zijn en mogelijk mislukken in wisselende praktijkomstandigheden.
Hun nieuwe strategie is daarentegen optimaal, zelfs wanneer de initiële resistentiefrequenties verschillen en wanneer fungicideparameters en het aandeel van de seksuele voortplanting van ziekteverwekkers tussen de seizoenen variëren. Bovendien vinden ze die ziekteverwekker tussen de seizoenen seksuele reproductie kan de snelheid van resistentieontwikkeling beïnvloeden, maar heeft geen kwalitatieve invloed op de optimale strategie aanbeveling.
Hoewel dit misschien ingewikkeld lijkt, merkt Taylor op: “Het meest opwindende aspect van dit onderzoek is het idee dat zo'n complex probleem een heel eenvoudige oplossing kan hebben. Hoewel het beheersen van de resistentie van ziekteverwekkers tegen mengsels die paren fungiciden bevatten waartegen ziekteverwekkers mogelijk resistentie kunnen verwerven, moeilijk en complex is, werkt de optimale beheersstrategie op betrouwbare wijze en is eenvoudig te stellen: het programma voor de toepassing van fungiciden moet zo worden ontworpen dat de resistentie tegen beide fungiciden in evenwicht is door het einde van het programma.”
Uiteindelijk is hun strategie gericht op evenwicht ziektebestrijding met resistentiemanagement door de resistentie tegen beide fungiciden in evenwicht te brengen totdat de resistentie zo sterk is toegenomen dat het programma faalt.
Deze strategieaanbeveling is robuust voor variaties in parameters die de epidemiologie van pathogenen en de werkzaamheid van fungiciden beheersen, en zodra deze strategie in de toekomst experimenteel is geverifieerd, kan deze mogelijk beleidsaanbevelingen over effectief beheer van landbouwziekten beïnvloeden. Cunniffe kijkt ernaar uit om "deze ideeën uit te breiden om complexere modellen mogelijk te maken, waaronder fungicidenresistentie, evenals voor Weerstand managementstrategieën die in de loop van de tijd variëren.”