Modélisation de la dynamique d'interaction entre deux pathogènes foliaires dans le blé : une approche multi-échelle.

Résumé Contexte et objectifs Les modèles de maladies peuvent améliorer notre compréhension des interactions dynamiques dans les pathosystèmes et ainsi soutenir la conception de stratégies innovantes et durables de protection des cultures. Cependant, la plupart des modèles épidémiologiques se concentrent sur un seul type d'agent pathogène, ignorant les interactions entre différents parasites en compétition sur le même hôte et la façon dont ils sont impactés par les propriétés du couvert végétal. Cette étude présente un nouveau modèle d'un complexe de maladies couplant deux maladies fongiques du blé, causées respectivement par Zymoseptoria tritici (septoriose) et Puccinia triticina (rouille brune), combiné à un modèle végétal fonctionnel-structurel du blé. Méthodes A l'échelle de la feuille, notre modèle est une combinaison de deux sous-modèles des cycles d'infection pour les deux champignons pathogènes avec un sous-modèle de compétition entre les lésions. Nous supposons que la surface foliaire est la ressource disponible pour les deux champignons. En raison de la période nécrotique de la septoriose, elle a un avantage compétitif sur les lésions biotrophes de la rouille. Les hypothèses sur la compétition entre les lésions sont d'abord testées en développant un modèle géométriquement explicite sur une forme rectangulaire simplifiée, représentant une feuille sur laquelle les lésions se développent et interagissent selon un ensemble de règles issues de la littérature. Ensuite, un modèle statistique descriptif à l'échelle de la feuille a été conçu en augmentant l'échelle du modèle mécaniste précédent, et les deux modèles ont été comparés. Enfin, le modèle statistique simplifié a été utilisé dans un modèle épidémiologique 3D de croissance de la canopée pour simuler la dynamique des maladies et les interactions à l'échelle de la canopée. Principaux résultats À l'échelle de la feuille, le modèle statistique était un métamodèle satisfaisant du modèle géométrique complexe. A l'échelle de la canopée, la dynamique des maladies pour chaque champignon seul et ensemble a été explorée dans différents scénarios météorologiques. Les épidémies de rouille et de septoriose ont montré des comportements différents. Les épidémies simulées de rouille brune étaient fortement affectées par la présence de la septoriose pour presque tous les scénarios testés, mais l'inverse n'était pas le cas. Cependant, le raccourcissement de la période de latence de la rouille ou l'avancement de l'inoculum de rouille a déplacé la compétition en faveur de la rouille, et les épidémies sont devenues plus équilibrées. Conclusions Cette étude est un premier pas vers l'intégration de plusieurs maladies dans des modèles virtuels de plantes et devrait susciter de nouvelles recherches pour comprendre les interactions entre les propriétés du couvert végétal et les pathogènes concurrents.