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Durable strategies to deploy plant resistance in agricultural landscapes

Authors :
Ludovic Mailleret
Elsa Rousseau
Benoît Moury
Frédéric Fabre
Unité de Pathologie Végétale (PV)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Unité Recherches Intégrées en Horticulture (URIH)
Institut Sophia Agrobiotech (ISA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE)
Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV)
Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM)
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Societe Francaise de Phytopathologie (SFP). Paris, FRA.
Station de Pathologie Végétale (AVI-PATHO)
Institut Sophia Agrobiotech [Sophia Antipolis] (ISA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS)
Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM)
Source :
New Phytologist, New Phytologist, 2012, 193 (4), pp.1064-1075. ⟨10.1111/j.1469-8137.2011.04019.x⟩, Livre des résumés, 8. Colloque de la Société Française de Phytopathologie (SFP), 8. Colloque de la Société Française de Phytopathologie (SFP), Societe Francaise de Phytopathologie (SFP). Paris, FRA., Jun 2012, Paris, France. pp.32, 8. Colloque de la Société Française de Phytopathologie (SFP), Jun 2012, Paris, France. pp.32, New Phytologist, Wiley, 2012, 193 (4), pp.1064-1075. ⟨10.1111/j.1469-8137.2011.04019.x⟩, New Phytologist, Wiley, 2012, 193 (4), pp.1064-1075. ⟨10.1111/j.1469-8137.2011.04019.x.⟩, New Phytologist 4 (193), 1064-1075. (2012), Livre des résumés. 2012; 8. Colloque de la Société Française de Phytopathologie (SFP), Paris, FRA, 2012-06-05-2012-06-08, 32
Publication Year :
2012
Publisher :
HAL CCSD, 2012.

Abstract

International audience; The deployment of resistant crops often leads to the emergence of resistance-breaking pathogens that suppress the yield benefit provided by the resistance. Here, we theoretically explored how farmers' main leverages (resistant cultivar choice, resistance deployment strategy, landscape planning and cultural practices) can be best combined to achieve resistance durability while minimizing yield losses as a result of plant viruses. Assuming a gene-for-gene type of interaction, virus epidemics are modelled in a landscape composed of a mosaic of resistant and susceptible fields, subjected to seasonality, and a reservoir hosting viruses year-round. The model links the genetic and the epidemiological processes, shaping at nested scales the demogenetic dynamics of viruses. The choice of the resistance gene (characterized by the equilibrium frequency of the resistance-breaking virus at mutation-selection balance in a susceptible plant) is the most influential leverage of action. Our results showed that optimal strategies of resistance deployment range from 'mixture' (where susceptible and resistant cultivars coexist) to 'pure' strategies (with only resistant cultivar) depending on the resistance characteristics and the epidemiological context (epidemic incidence and landscape connectivity). We demonstrate and discuss gaps concerning virus epidemiology across the agro-ecological interface that must be filled to achieve sustainable disease management.

Subjects

Subjects :
0106 biological sciences
EVOLUTIONARY EPIDEMIOLOGY
Physiology
Virologie
Biodiversité et Ecologie
[SDV]Life Sciences [q-bio]
Plant Science
01 natural sciences
Plant Viruses
[SPI]Engineering Sciences [physics]
durabilité des résistances
[INFO.INFO-AU]Computer Science [cs]/Automatic Control Engineering
réservoir de pathogènes
ComputingMilieux_COMPUTERSANDEDUCATION
Cultivar
DURABLE RESISTANCE
épidémiologie végétale
Disease Resistance
2. Zero hunger
0303 health sciences
Agroforestry
aménagement du territoire
food and beverages
Agriculture
Viral Load
gène de résistance
dynamique des populations
[SDV.MP.VIR]Life Sciences [q-bio]/Microbiology and Parasitology/Virology
DEPLOYMENT STRATEGY
GENE FOR GENE MODEL
LANDSCAPE EPIDEMIOLOGY
aménagement paysager
résistance durable
Landscape planning
résistance aux maladies
Crops, Agricultural
Landscape epidemiology
Phytopathology and phytopharmacy
GeneralLiterature_INTRODUCTORYANDSURVEY
Context (language use)
virus
Biology
ressource génétique
Models, Biological
Biodiversity and Ecology
03 medical and health sciences
modèle mathématique
InformationSystems_MODELSANDPRINCIPLES
[MATH.MATH-GM]Mathematics [math]/General Mathematics [math.GM]
Disease management (agriculture)
Virology
Plant virus
pratique culturale
030304 developmental biology
modélisation
virus phytopathogène
Resistance (ecology)
ComputingMilieux_THECOMPUTINGPROFESSION
business.industry
15. Life on land
Phytopathologie et phytopharmacie
Biotechnology
[SDV.BV.PEP]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology/Phytopathology and phytopharmacy
stomatognathic diseases
gestion du paysage
mutation
[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology
business
010606 plant biology & botany
Landscape connectivity

Details

Language :
English
ISSN :
0028646X and 14698137
Database :
OpenAIRE
Journal :
New Phytologist, New Phytologist, 2012, 193 (4), pp.1064-1075. ⟨10.1111/j.1469-8137.2011.04019.x⟩, Livre des résumés, 8. Colloque de la Société Française de Phytopathologie (SFP), 8. Colloque de la Société Française de Phytopathologie (SFP), Societe Francaise de Phytopathologie (SFP). Paris, FRA., Jun 2012, Paris, France. pp.32, 8. Colloque de la Société Française de Phytopathologie (SFP), Jun 2012, Paris, France. pp.32, New Phytologist, Wiley, 2012, 193 (4), pp.1064-1075. ⟨10.1111/j.1469-8137.2011.04019.x⟩, New Phytologist, Wiley, 2012, 193 (4), pp.1064-1075. ⟨10.1111/j.1469-8137.2011.04019.x.⟩, New Phytologist 4 (193), 1064-1075. (2012), Livre des résumés. 2012; 8. Colloque de la Société Française de Phytopathologie (SFP), Paris, FRA, 2012-06-05-2012-06-08, 32
Accession number :
edsair.doi.dedup.....3d4d84a8a999bed24f425ff367d5f8b6
Full Text :
https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2011.04019.x⟩