基于PAT（Physiological and Atmospheric Transfer）模型的苹果黑星病分生孢子成熟过程的气候适应性及在温带喜马拉雅地区的验证

《Scientific Reports》：Climatic transferability and regional validation of a PAT-based mechanistic model for apple scab ascospore maturation under temperate Himalayan conditions

　　

摘要

Venturia inaequalis的空气传播子囊孢子的季节性出现是导致苹果黑星病初次感染的关键因素，描述子囊孢子成熟过程的机制模型被广泛用于疾病预测系统中。然而，这些模型在不同气候条件下的适用性尚未得到充分评估。本研究在印度查谟和克什米尔的温带喜马拉雅地区，对Rossi等人于2000年提出的“能够成为空气传播的子囊孢子比例（PAT）”子囊孢子成熟模型进行了实地验证。该模型保留了原有的结构和方程，并使用连续六个季节（2020–2025年）收集的每小时气象数据（气温、降雨量、相对湿度和叶片湿度）进行了应用。模型预测的子囊孢子成熟和释放动态与使用体积式孢子捕捉器获得的实际空气传播的V. inaequalis子囊孢子观测结果进行了对比。验证采用了基于事件的生物学方法和统计拟合优度指标。模型能够准确再现子囊孢子的释放时间、加速成熟阶段以及主要子囊孢子库的耗尽过程。大约90%的观测到的子囊孢子释放事件发生在模型预测的有利于释放的时间窗口内。对成熟轨迹的统计分析显示，预测结果与观测结果高度一致（R² ≈ 0.99；CCC?=?0.96 -1.00）。这些结果表明，基于PAT的子囊孢子成熟模型在温带喜马拉雅地区仍具有较好的预测能力，且几乎不需要参数调整，适用于支持区域性的苹果黑星病预警系统。