ליישום קוטלי פטריות, על אף שהוא מועיל בשליטה על מחלות צמחים, יש מגבלות מסובכות שעלולות לעלות למגדלים הן בשקט נפשי והן בכמות היבול. פתוגנים צמחיים שאחרת היו נהרגים על ידי קוטלי פטריות יכולים להתפתח כדי לנקום את אחיהם המתים, ולפתח עמידות שהופכת את המינון הסטנדרטי של יישום קוטלי פטריות ללא יעיל.
כדי לדחות עמידות לקוטלי פטריות, מגדלים משתמשים בדרך כלל בתערובות של קוטלי פטריות לטיפול במחלות פטרייתיות מגבילות תפוקה - בהתבסס על מחקר מקיף המתאר כיצד לבנות תערובות אלו. עם זאת, מחקר זה אינו מתורגם לחלוטין לתרחיש הנפוץ בעולם האמיתי שבו קוטל פטריות אחד היה זמין זמן רב יותר מהאחר, ומעלה את השאלה: מהי האסטרטגיה האופטימלית ליישום תערובות קוטלי פטריות כאשר רמות העמידות הראשוניות לכל קוטל פטריות לִהיוֹת שׁוֹנֶה?
כדי לענות על שאלה זו, ניק טיילור וניק קוניף מאוניברסיטת קיימברידג' בבריטניה בנו אסטרטגיה פשוטה חלופית על ידי ניתוח מודל מתמטי המשלב רבייה מינית של פתוגן, שלעיתים רחוקות נכלל במחקרי מודלים למרות הרלוונטיות שלו לדינמיקה האבולוציונית. של פתוגנים פטרייתיים.
המאמר שלהם, שפורסם לאחרונה ב פיטופתולוגיה, מיישמת את המודל על מחלה חשובה מבחינה כלכלית, כתמת עלי ספטוריה על חיטה, ומספקת ניתוח נרחב של הדינמיקה האבולוציונית שלה.
טיילור וקוניף משתמשים בתיאורטי ו מודל מתמטי כדי למצוא את אסטרטגיית ניהול המחלה האופטימלית כאשר תדירויות העמידות הראשוניות לשני קוטלי הפטריות בתערובת שונות. המודל מדגים שהמלצות דוגמנות קודמות לניהול עמידות לקוטלי פטריות אינן אופטימליות ועשויות להיכשל בנסיבות שונות בעולם האמיתי.
לעומת זאת, האסטרטגיה החדשנית שלהם אופטימלית גם כאשר תדירויות ההתנגדות הראשוניות שונות וכאשר פרמטרים של קוטלי פטריות ושיעור הרבייה המינית של הפתוגן בין עונות משתנה. בנוסף, הם מוצאים את הפתוגן בין עונות רבייה מינית יכול להשפיע על קצב התפתחות העמידות אך אינו משפיע באופן איכותי על אסטרטגיה אופטימלית המלצה.
למרות שזה עשוי להיראות מסובך, מעיר טיילור, "ההיבט המרגש ביותר של המחקר הזה הוא הרעיון שלבעיה מורכבת כל כך יכולה להיות פתרון פשוט מאוד. למרות שניהול עמידות פתוגנים לתערובות המכילות זוגות של קוטלי פטריות אשר פתוגנים יכולים לרכוש בפניהם עמידות היא קשה ומורכבת, אסטרטגיית הניהול האופטימלית פועלת בצורה מהימנה ופשוטה להגדרה: תוכנית היישום של קוטלי פטריות צריכה להיות מתוכננת כך שהעמידות לשני קוטלי הפטריות מאוזנת על ידי סוף התוכנית".
בסופו של דבר, האסטרטגיה שלהם שואפת לאזן בקרת מחלות עם ניהול עמידות על ידי איזון עמידות לשני קוטלי הפטריות עד שההתנגדות עלתה כל כך עד שהתוכנית נכשלת.
המלצת אסטרטגיה זו מבוססת על שינויים בפרמטרים השולטים באפידמיולוגיה של פתוגנים וביעילות קוטלי פטריות, וברגע שאסטרטגיה זו תאומת בניסוי בעתיד, היא עשויה להשפיע על המלצות מדיניות סביב ניהול יעיל של מחלות חקלאיות. קוניף מצפה "להרחיב את הרעיונות האלה כדי לאפשר מודלים מורכבים יותר כולל עמידות לקוטלי פטריות, כמו גם עבור התנגדות אסטרטגיות ניהול המשתנות לאורך זמן".