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Mate Limitation in Fungal Plant Parasites Can Lead to Cyclic Epidemics in Perennial Host Populations

Authors :
Valérie Lemesle
Alicia Walter
Virginie Ravigné
Frédéric Hamelin
Ludovic Mailleret
Peuplements végétaux et bioagresseurs en milieu tropical (UMR PVBMT)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de La Réunion (UR)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
College Carnot, Grasse
Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
Biological control of artificial ecosystems (BIOCORE)
Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV)
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)
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)
Institut Sophia Agrobiotech (ISA)
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)
Laboratoire International de Recherche en Informatique et Mathématiques Appliquées (LIRIMA)
Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)-Université Gaston Bergé Sénégal-Université d'Antananarivo-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Yaoundé I
COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)
French Agropolis Fondation 1001-001 / 1504-004 /ANR-13-BSV7-0011
EPITAG
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Rennes (UR)-AGROCAMPUS OUEST
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 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)
Université de Yaoundé I-Université Badji Mokhtar Annaba (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)
ANR-13-BSV7-0011,FunFit,Une approche basée sur les traits d'histoire de vie des champignons phytopathogènes pour faire le lien entre fitness individuelle et stratégies écologiques.(2013)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de La Réunion (UR)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-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)-Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV)
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)
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)
Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)-Université Gaston Bergé Sénégal-Université d'Antananarivo-Université de Ouagadougou-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Yaoundé I [Yaoundé]
Université Côte d'Azur (UCA)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Sophia Antipolis - Méditerranée (CRISAM)
Université de Yaoundé I-Université Badji Mokhtar - Annaba [Annaba] (UBMA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université Joseph Ki-Zerbo [Ouagadougou] (UJZK)-Université d'Antananarivo-Université Gaston Bergé Sénégal-Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST)
Source :
Bulletin of Mathematical Biology, Bulletin of Mathematical Biology, Springer Verlag, 2017, 73 (3), pp.1-447. ⟨10.1007/s11538-016-0240-7⟩, Bulletin of Mathematical Biology, 2017, 73 (3), pp.1-447. ⟨10.1007/s11538-016-0240-7⟩, Bulletin of Mathematical Biology 3 (79), 430-447. (2017)
Publication Year :
2017
Publisher :
HAL CCSD, 2017.

Abstract

International audience; Fungal plant parasites represent a growing concern for biodiversity and food security. Most ascomycete species are capable of producing different types of infectious spores both asexually and sexually. Yet the contributions of both types of spores to epidemiological dynamics have still to been fully researched. Here we studied the effect of mate limitation in parasites which perform both sexual and asexual reproduction in the same host. Since mate limitation implies positive density dependence at low population density, we modeled the dynamics of such species with both density-dependent (sexual) and density-independent (asexual) transmission rates. A first simple SIR model incorporating these two types of transmission from the infected compartment, suggested that combining sexual and asexual spore production can generate persistently cyclic epidemics in a significant part of the parameter space. It was then confirmed that cyclic persistence could occur in realistic situations by pa-rameterizing a more detailed model fitting the biology of the Black Sigatoka disease of banana, for which literature data is available. We discuss the implications of these results for research on and management of Sigatoka diseases of banana.

Details

Language :
English
ISSN :
00928240 and 15229602
Database :
OpenAIRE
Journal :
Bulletin of Mathematical Biology, Bulletin of Mathematical Biology, Springer Verlag, 2017, 73 (3), pp.1-447. ⟨10.1007/s11538-016-0240-7⟩, Bulletin of Mathematical Biology, 2017, 73 (3), pp.1-447. ⟨10.1007/s11538-016-0240-7⟩, Bulletin of Mathematical Biology 3 (79), 430-447. (2017)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....dac08e3fb86536c106b6e8729de6102e