A MODELLING FRAMEWORK FOR GRAPEVINE DOWNY MILDEW EPIDEMICS INCORPORATING FOLIAGE-CLUSTER RELATIONSHIPS AND HOST-PLANT RESISTANCE

The present dissertation aims to explore the effects of partial resistance on grapevine downy mildew (Plasmopara viticola) epidemics. A theoretical simulation model was developed including host dynamics and main phases of the disease, from inoculum mobilisation to disease multiplication on foliage, and to infection of clusters. The response to P. Viticola infection was studied for 16 grapevine varieties through (monocyclic) inoculation experiments, by measuring components of partial resistance: infection frequency, duration of latent period, size of lesions, production of sporangia, duration of infectious period, and infectivity of sporangia produced on lesion. Components of partial resistance were incorporated into the model and their effects on the (polycyclic) epidemic were investigated accross different scenarios. Components of partial resistance showed different effectiveness on the suppression of epidemics, infection efficiency and spore production having the strongest impact on the overall field resistance response. This approach is an useful tool for phenotyping studies on host plant resistance and for anticipating the performance of a genotype at the field scale, that otherwise is difficult and time requiring due to the perennial nature of grapevine.

La presente tesi intende esplorare gli effetti della resistenza parziale sulle epidemie di peronospora della vite (Plasmopara viticola). È stato sviluppato un modello di simulazione teorico che comprende lo sviluppo della pianta ospite e le fasi principali della malattia, dalla mobilizzazione dell’inoculo, alla moltiplicazione della malattia sulle foglie, all’infezione dei grappoli. Attraverso esperimenti (monociclici) di inoculazione è stata studiata la risposta alle infezioni di P. Viticola di 16 varietà parzialmente resistenti, analizzando le seguenti componenti: frequenza d’infezione, durata del periodo di latenza, dimensione delle lesioni, produzione di sporangi, durata del periodo infezioso e infettività degli sporangi prodotti sulle lesioni. Queste componenti di resistenza sono state incorporate nel modello, attraverso cui sono stati studiati i loro effetti sull’epidemia (policiclica) in diversi scenari. Le componenti di resistenza hanno mostrato diversi livelli di efficacia nel sopprimere l’epidemia: l’efficienza di infezione e la produzione di sporangi risultano avere un maggiore impatto nella resistenza espressa a livello di pieno campo. Questo approccio è utile per guidare lo studio fenotipico della resistenza dell’ospite e per anticipare le prestazioni di un genotipo a livello di pieno campo, che risulterebbe difficile e dispendioso considerando la natura perenne della vite.