杀菌剂的应用虽然有助于控制植物病害,但具有复杂的局限性,可能会降低种植者的安心感和产量。 原本会被杀菌剂杀死的植物病原体可能会进化来为死去的同胞报仇,产生抗药性,导致标准剂量的杀菌剂施用无效。
为了延缓杀菌剂抗性,种植者通常使用杀菌剂混合物来治疗限制产量的真菌病害——基于概述如何构建这些混合物的广泛研究。 然而,这项研究并没有完全转化为常见的现实世界场景,即一种杀菌剂的使用时间比另一种杀菌剂的使用时间长,这就引出了一个问题:当每种杀菌剂的初始抗药性水平达到一定水平时,施用杀菌剂混合物的最佳策略是什么?不同?
为了解决这个问题,英国剑桥大学的 Nick Taylor 和 Nik Cunniffe 通过分析包含病原体有性繁殖的数学模型,构建了一种简单的替代策略,尽管该模型与进化动力学相关,但很少将其纳入模型研究中。真菌病原体。
他们的论文最近发表在 植物病理学将该模型应用于一种重要的经济疾病——小麦上的壳针孢叶斑病,并对其进化动态进行了广泛的分析。
泰勒和坎尼夫使用理论和 数学模型 当混合物中两种杀菌剂的初始抗性频率不同时,找到最佳的疾病管理策略。 该模型表明,先前针对杀菌剂抗性管理的建模建议并不理想,并且在不同的现实环境中可能会失败。
相比之下,即使初始抗性频率不同、杀菌剂参数和季节间病原体有性繁殖的比例不同,他们的新策略也是最佳的。 此外,他们发现季节间病原体 有性生殖 可以影响耐药性发展的速度,但不会定性地影响 最优策略 建议。
虽然这看起来很复杂,但泰勒评论道:“这项研究最令人兴奋的方面是这样一个复杂的问题可以有一个非常简单的解决方案。 尽管管理病原体对含有双杀菌剂的混合物(病原体可能对其产生抗药性)的抗性是困难和复杂的,但最佳管理策略可靠有效且易于说明:杀菌剂应用程序的设计应使对两种杀菌剂的抗性通过以下方式达到平衡:节目结束。”
最终,他们的策略旨在平衡 疾病控制 通过平衡对两种杀菌剂的耐药性来进行耐药性管理,直到耐药性增加太多以至于程序失败。
该策略建议对于控制病原体流行病学和杀菌剂功效的参数变化是稳健的,一旦该策略在未来通过实验得到验证,它可能会影响有关有效农业病害管理的政策建议。 Cunniffe 期待“扩展这些想法,以允许更复杂的模型,包括杀菌剂抗性,以及 抵抗性 管理策略会随着时间的推移而变化。”