Epidemiology and modeling of grape diseases related to China

Grapevine anthracnose (caused by Elsinoe ampelina), ripe rot (caused by Colletotrichum spp.) and white rot (caused by Coniella diplodiella) are serious threats in many vineyards of China, and their controls require repeated application of fungicides. In the present dissertation, the available knowledge on grapevine anthracnose and ripe rot were retrieved from literature, analyzed, and synthesized to develop weather-driven, mechanistic models for indicated two diseases based on system analysis. Unlike the previous two diseases, the literature review provided incomplete information about some important aspects of epidemiology of grape white rot. Therefore, several artificial inoculation experiments were conducted to investigate the effects of environmental factors on epidemiological parameters of white rot, including berry infection, incubation, latency and sporulation dynamics. Subsequently, a process-based mechanistic model that accounts for the entire life cycle of pathogen was constructed by using these experimental data. The above three mechanistic models were validated by comparing with independent datasets, and provided good ability and accuracy to represent the real epidemiological systems. The models developed in this dissertation provide a basis for better scheduling crop protection actions in vineyards.

L’antracnosi della vite (causato da Elsinoe ampelina), il mariciume dell’uva (o ripe rot causato da Colletotrichum spp.) e la carie bianca (o white rot causato da Coniella diplodiella) sono malattie che minacciano seriamente la produzione viticola in Cina. Infatti, il loro controllo implica la ripetuta applicazione di fungicidi durante la stagione produttiva. Nella presente tesi, le conoscenze disponibili sull’antracnosi e il marciume dell’uva (ripe rot) sono state raccolte dalla letteratura, analizzate e sintetizzate attraverso l’analisi dei sistemi, per sviluppare modelli meccanicistici in cui le variabili ambientali guidano le predizioni del modello. A differenza di quanto ottenuto per questi patogeni, la revisione della letteratura per la carie bianca (white rot) ha evidenziato una carenza di informazioni per alcuni importanti aspetti epidemiologici di questa malattia. Pertanto, sono stati eseguiti diversi esperimenti in laboratorio per studiare l’effetto di diverse condizioni ambienti sull’infezione degli acini, il periodo di incubazione, il periodo di latenza e la dinamica di sporulazione. Sulla base dei risultati di questi esperimenti, è stato quindi sviluppato un modello meccanicistico per la carie bianca che considera l’intero ciclo vitale del patogeno. I tre modelli meccanicistici sviluppati sono stati validati confrontando le predizioni con dati reali indipendenti; i modelli hanno mostrato una buona capacità e accuratezza nella rappresentazione delle epidemie in condizioni reali. I modelli sviluppati in questa tesi forniscono la base per una migliore protezione del vigneto da queste malattie.