Forscher stellen neue optimale Empfehlungen für das Management von Fungizidresistenzen vor

Die Anwendung von Fungiziden ist zwar hilfreich bei der Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten, hat jedoch komplizierte Einschränkungen, die den Züchter sowohl Seelenfrieden als auch Quantität des Ertrags kosten können. Pflanzenpathogene, die sonst durch Fungizide abgetötet würden, können sich entwickeln, um ihre toten Geschwister zu rächen, indem sie Resistenzen entwickeln, die die Standarddosis der Fungizidanwendung unwirksam machen.

Um die Resistenz gegen Fungizide zu verzögern, verwenden Züchter üblicherweise Mischungen von Fungiziden, um ertragsbegrenzende Pilzkrankheiten zu behandeln – basierend auf umfangreicher Forschung, die beschreibt, wie man diese Mischungen herstellt. Diese Forschung lässt sich jedoch nicht vollständig auf das übliche reale Szenario übertragen, in dem ein Fungizid länger als das andere verfügbar ist, was die Frage aufwirft: Was ist die optimale Strategie für die Anwendung von Fungizidmischungen, wenn die anfänglichen Resistenzen gegen jedes Fungizid vorhanden sind? abweichen?

Um diese Frage zu beantworten, entwickelten Nick Taylor und Nik Cunniffe von der University of Cambridge im Vereinigten Königreich eine einfache, alternative Strategie, indem sie ein mathematisches Modell analysierten, das die sexuelle Fortpflanzung von Krankheitserregern beinhaltet, die trotz ihrer Relevanz für die Evolutionsdynamik selten in Modellstudien einbezogen wird von pilzlichen Krankheitserregern.

Ihre kürzlich erschienene Arbeit in Phytopathologiewendet das Modell auf eine wirtschaftlich wichtige Krankheit an, die Septoria-Blattfleckenkrankheit an Weizen, und bietet eine umfassende Analyse ihrer evolutionären Dynamik.

Taylor und Cunniffe verwenden das theoretische und mathematische Modell, um die optimale Krankheitsmanagementstrategie zu finden, wenn sich die anfänglichen Resistenzhäufigkeiten gegen die beiden Fungizide in der Mischung unterscheiden. Das Modell zeigt, dass frühere Modellierungsempfehlungen für das Management von Fungizidresistenzen suboptimal sind und unter unterschiedlichen realen Umständen fehlschlagen können.

Im Gegensatz dazu ist ihre neuartige Strategie auch dann optimal, wenn die anfänglichen Resistenzhäufigkeiten unterschiedlich sind und wenn die Fungizidparameter und der Anteil der zwischensaisonalen sexuellen Vermehrung von Krankheitserregern variieren. Darüber hinaus stellen sie fest, dass die sexuelle Reproduktion von Krankheitserregern zwischen den Jahreszeiten die Rate der Resistenzentwicklung beeinflussen kann, aber keinen qualitativen Einfluss auf die optimale Strategieempfehlung hat.

Obwohl dies kompliziert erscheinen mag, kommentiert Taylor: „Der aufregendste Aspekt dieser Forschung ist die Idee, dass ein so komplexes Problem eine sehr einfache Lösung haben kann schwierig und komplex, die optimale Managementstrategie funktioniert zuverlässig und ist einfach zu sagen: Das Fungizidanwendungsprogramm sollte so gestaltet sein, dass die Resistenz gegen beide Fungizide am Ende des Programms ausgeglichen ist.“

Letztendlich zielt ihre Strategie darauf ab, die Krankheitsbekämpfung mit dem Resistenzmanagement in Einklang zu bringen, indem die Resistenz gegen beide Fungizide ausgeglichen wird, bis die Resistenz so stark zugenommen hat, dass das Programm scheitert.

Diese Strategieempfehlung ist robust gegenüber Schwankungen der Parameter, die die Epidemiologie von Pathogenen und die Wirksamkeit von Fungiziden kontrollieren, und sobald diese Strategie in der Zukunft experimentell verifiziert wird, könnte sie möglicherweise politische Empfehlungen für ein effektives Management von Krankheiten in der Landwirtschaft beeinflussen. Cunniffe freut sich darauf, „diese Ideen zu erweitern, um komplexere Modelle einschließlich Fungizidresistenz sowie Strategien zum Resistenzmanagement zu ermöglichen, die sich im Laufe der Zeit ändern“.