Ứng dụng thuốc diệt nấm, trong khi hữu ích trong việc kiểm soát các bệnh thực vật, có những hạn chế phức tạp có thể khiến người trồng mất an tâm và năng suất. Các mầm bệnh thực vật mà nếu không sẽ bị tiêu diệt bởi thuốc diệt nấm có thể tiến hóa để trả thù cho những người anh em đã chết của chúng, phát triển tính kháng thuốc khiến cho việc sử dụng thuốc diệt nấm theo liều tiêu chuẩn không hiệu quả.
Để trì hoãn khả năng kháng thuốc diệt nấm, người trồng trọt thường sử dụng các hỗn hợp thuốc diệt nấm để điều trị các bệnh nấm làm hạn chế năng suất—dựa trên nghiên cứu sâu rộng phác thảo cách xây dựng các hỗn hợp này. Tuy nhiên, nghiên cứu này không hoàn toàn chuyển thành kịch bản phổ biến trong thế giới thực khi một loại thuốc diệt nấm tồn tại lâu hơn loại kia, đặt ra câu hỏi: chiến lược tối ưu để áp dụng hỗn hợp thuốc diệt nấm là gì khi mức độ kháng ban đầu đối với từng loại thuốc diệt nấm khác nhau?
Để giải quyết câu hỏi này, Nick Taylor và Nik Cunniffe từ Đại học Cambridge ở Vương quốc Anh đã xây dựng một chiến lược thay thế, đơn giản bằng cách phân tích một mô hình toán học kết hợp sinh sản hữu tính của mầm bệnh, hiếm khi được đưa vào nghiên cứu mô hình mặc dù nó có liên quan đến động lực tiến hóa. của nấm bệnh.
Bài báo của họ, được xuất bản gần đây trên thực vật học, áp dụng mô hình cho một bệnh quan trọng về kinh tế, bệnh đốm lá Septoria trên lúa mì, và cung cấp một phân tích sâu rộng về động lực tiến hóa của nó.
Taylor và Cunniffe sử dụng lý thuyết và mô hình toán học để tìm ra chiến lược quản lý bệnh tối ưu khi tần số kháng ban đầu đối với hai loại thuốc diệt nấm trong hỗn hợp khác nhau. Mô hình chứng minh rằng các khuyến nghị lập mô hình trước đây để quản lý tính kháng thuốc diệt nấm là không tối ưu và có thể thất bại trong các tình huống thực tế khác nhau.
Ngược lại, chiến lược mới của họ là tối ưu ngay cả khi tần số kháng thuốc ban đầu khác nhau và khi các thông số thuốc diệt nấm và tỷ lệ sinh sản hữu tính của mầm bệnh giữa các mùa khác nhau. Ngoài ra, họ phát hiện ra rằng mầm bệnh giữa các mùa sinh sản hữu tính có thể ảnh hưởng đến tốc độ phát triển kháng nhưng không ảnh hưởng về chất chiến lược tối ưu sự giới thiệu.
Mặc dù điều này có vẻ phức tạp, nhưng Taylor nhận xét: “Khía cạnh thú vị nhất của nghiên cứu này là ý tưởng cho rằng một vấn đề phức tạp như vậy có thể có một giải pháp rất đơn giản. Mặc dù việc quản lý tính kháng của mầm bệnh đối với hỗn hợp có chứa các cặp thuốc diệt nấm mà mầm bệnh có khả năng kháng thuốc là khó khăn và phức tạp, chiến lược quản lý tối ưu hoạt động đáng tin cậy và rất đơn giản: chương trình ứng dụng thuốc diệt nấm nên được thiết kế sao cho khả năng kháng cả hai loại thuốc diệt nấm được cân bằng bởi kết thúc chương trình.”
Cuối cùng, chiến lược của họ nhằm mục đích cân bằng kiểm soát dịch bệnh với việc quản lý tính kháng bằng cách cân bằng tính kháng với cả hai loại thuốc diệt nấm cho đến khi tính kháng tăng cao đến mức chương trình thất bại.
Khuyến nghị chiến lược này là mạnh mẽ đối với các biến thể trong các thông số kiểm soát dịch tễ học mầm bệnh và hiệu quả của thuốc diệt nấm, và một khi chiến lược này được xác minh bằng thực nghiệm trong tương lai, nó có khả năng ảnh hưởng đến các khuyến nghị chính sách xung quanh việc quản lý dịch bệnh nông nghiệp hiệu quả. Cunniffe mong muốn “mở rộng những ý tưởng này để cho phép tạo ra các mô hình phức tạp hơn bao gồm khả năng kháng thuốc diệt nấm, cũng như cho điện trở chiến lược quản lý thay đổi theo thời gian.”