Molecular detection of smut and bunt pathogens
Author(s)
Agroscope
Publisher
Université de Neuchâtel
Date issued
2026
Number of pages
188 pages
Subjects
plant protection strategies seed treatment evaluation seed health testing seed- and soilborne pathogenic fungi quantitative and digital PCR Tilletia caries Tilletia controversa Ustilago nuda wheat barley Mots-clés: stratégies de protection des végétaux évaluation du traitement des semences tests de santé des semences champignons pathogènes transmis par les semences et le sol PCR quantitative et digital blé orge
Abstract
Le renforcement de la réglementation sur les produits phytopharmaceutiques synthétiques (PPP) rend toutefois la gestion des maladies céréalières transmises par les semences et le sol plus difficile. Les politiques agricoles, comme le « Green Deal » pour l’Europe et la stratégie « Farm to Fork », visent à réduire l’utilisation et les risques liés aux pesticides synthétiques afin de protéger la santé humaine et l’environnement. Cependant, cette transition écologique nécessaire à l’agriculture durable peut accroître la vulnérabilité des cultures au retour d’agents pathogènes qui étaient historiquement contrôlés par des traitements prophylactiques synthé-tiques des semences. Ces agents pathogènes comprennent Ustilago nuda (charbon de l’orge), Tilletia caries (carie commun du blé) et Tilletia controversa (carie naine du blé). Aucun traitement à faible risque ou biologique sont disponible sur le marché se révèle aussi efficace que les PPP synthétiques pour lutter contre ces maladies. De plus, les méthodes d’évaluation de la présence de ces agents pathogènes nécessitent beaucoup de travail et la pertinence biologique du seuil de tolérance utilisé pour orienter les décisions de gestion ne est pas claire. Ensemble, ces facteurs entravent l’application pratique des stratégies de lutte intégrée (IPM) pour contrôler ces maladies du charbon et carie; l’IPM étant basée sur l’évaluation des agents pathogènes pour prendre des décisions concernant l’application des traitements et la prévention de la transmission de ces agents pathogènes.
La gestion des maladies avec une réduction des applications de pesticides synthétiques, nécessite des évaluations précises et rapides de la présence et de la pression des agents pathogènes. Les méthodes actuelles de surveillance et de détection, comme les inspections sur le champ et les tests de santé des semences, manquent souvent de la sensibilité nécessaire pour détecter de faibles niveaux d’infection transmise par les semences ou des outils pour mesurer l’inoculum transmis par le sol. Ces méthodes sont également peu adaptées pour contribuer à la prise de décision fondée sur les risques ou à l’évaluation de nouvelles stratégies de protection des végétaux, car elles sont laborieuses, chronophages et coûteuses. Il est donc nécessaire d’améliorer les méthodes de détection afin de soutenir à la fois la prévention des agents pathogènes et le développement de traitements. Une meilleure détection des agents pathogènes permet d’appliquer des traitements ciblés de manière plus précise lorsque les niveaux d’agents pathogènes dépassent les seuils de tolérance. Les seuils de tolérance font partie intégrante des stratégies de IPM visant à prévenir la transmission des agents pathogènes.
Les méthodes moléculaires, telles que la qPCR et la dPCR, ont le potentiel de simplifier le processus de certification sanitaire des semences. Dans le cadre de ma thèse, j’ai développé un protocole qPCR pour détecter U. nuda dans les semences d’orge, qui peut servir de test sanitaire des semences. Comparée au test sanitaire conventionnel des semences d’orge basé sur l’inspection visuelle des embryons, la méthode qPCR a montré une corrélation plus forte avec l’incidence observée de la maladie dans les champs. Les évaluations basées sur la qPCR ont permis une classification précise et exacte de l’infection des lots de semences testés comme étant supérieurs ou inférieurs au seuil de tolérance, qui correspond à 0.01% d’embryons infectés. J’ai établi un lien entre les mesures qPCR des lots de semences et la suivant développementde la maladie dans les champs afin de déterminer la signification biologique des résultats qPCR. J’ai lié les mesures qPCR des lots de semences et le suivant développement de la maladie dans les champs afin de déterminer la signification biologique des résultats qPCR. Bien que les méthodes de détection basées sur les semences et les tests de santé des semences soient adaptées à la détection des agents pathogènes transmis par les semences, ces tests ne tiennent pas compte de la présence potentielle d’inoculum transmis par le sol. Les agents pathogènes transmis à la fois par les semences et par le sol, comme T. caries et T. controversa, nécessitent des méthodes de détection qui tiennent compte des deux voies de transmission. J’ai développé un protocole basé sur la PCR pour détecter ces espèces de Tilletia sur les semences et dans le sol. Ce protocole peut être utilisé avec la dPCR et la qPCR, et utilise les primers ciblant les régions mitochondriales et nucléaires pour distinguer les deux espèces de carie. J’ai intégré un contrôle interne exogène afin d’améliorer la fiabilité de l’extraction de l’ADN du sol. Ces protocoles basés sur la PCR ont permis de détecter de faibles niveaux de T. caries dans des lots de semences (1-2 téliospores par échantillon de 250 graines) et de faibles niveaux de téliospores de T. controversa dans le sol (100 téliospores par gramme de sol).
Des traitements efficaces sont nécessaires lorsque les niveaux de pathogènes dépassent les seuils de tolérance afin de prévenir les épidémies. Cependant, il existe actuellement peu de traitements biologiques ou à faible risque pour contrôler U. nuda, T. caries et T. controversa. De plus, comme ces agents pathogènes ne provoquent des symptômes qu’à un stade avancé de la croissance des plantes, l’évaluation de nouveaux traitements — et par conséquent leur développement — s’inscrit dans le long terme. Pour accélérer l’évaluation de l’efficacité des traitements, j’ai adapté le protocole de qPCR utilisé pour détecter U. nuda dans les graines à une procédure de dépistage en laboratoire qui permettant de quantifier les copies de U. nuda dans l’ADN extrait de semis d’orge. La quantification simultanée de l’ADN de U. nuda et de l’orge dans les échantillons de semis permet de normaliser les niveaux de pathogènes par rapport au tissu hôte et de réduire la variabilité liée à l’échantillonnage. Sur la base d’expériences menées en champ et en laboratoire, j’ai constaté que les mesures qPCR obtenues à partir d’échantillons de semis issus de graines traitées cultivées pendant 10 ou 14 jours sur du papier filtre ou dans du terreau constituaient des prédicteurs utiles de l’efficacité du traitement en champ. Cette procédure de dépistage basée sur la qPCR permet de sélectionner de nouveaux traitements prometteurs à un stade précoce de la plante, réduisant ainsi le temps et l’espace nécessaires à l’évaluation de l’efficacité du traitement. En raison de la double voie de transmission de T. caries et T. controversa, des traitements efficaces contre les inoculums transmis par les semences et par le sol sont nécessaires. Pour améliorer l’efficacité du traitement contre T.
caries, j’ai optimisé une méthode de dépistage basée sur la qPCR en adaptant le protocole PCR utilisé pour détecter les agents pathogènes du carie sur les semences et dans le sol. Cette méthode de dépistage a permis de distinguer correctement les plantes infectées des plantes non infectées en se basant sur le développement éventuel de grains cariés. Toutefois, l’estimation de l’efficacité du traitement fournie avec la qPCR était moins fiable que les symptômes précoces de T. caries sur les feuilles. Une des limites est que l’ADN du pathogène n’a pas été normalisé par rapport à l’ADN du tissu hôte dans chaque échantillon, ce qui a pu réduire l’exactitude de l’évaluation de l’efficacité du traitement basée sur la qPCR.
Les méthodes de détection par PCR développées pour T. caries et T. controversa sur les semences, dans le sol et dans les plantes fournissent des outils supplémentaires pour gérer les agents pathogènes responsables de la carie transmise par les semences et le sol dans un contexte de réglementation plus restrictive concernant les pesticides synthétiques. Une optimisation supplémentaire de ces méthodes est nécessaire, notamment en ce qui concerne les stratégies d’échantillonnage, l’interprétation biologique des mesures avec PCR et les perfor-mances selon les types de sol. Cependant, ces approches permettent une prise de décision plus éclairée et fondée sur les risques dans le cadre de stratégies IPM. Les méthodes de développe-ment présentées dans cette
thèse peuvent contribuer à l’amélioration de la détection d’autres agents pathogènes végétaux. En fin de compte, les travaux de ma thèse renforcent les ap-proches de détection moléculaire fondées sur des données acquises sur le champ, réduisant ainsi la dépendance aux applications prophylactiques de pesticides synthétiques et favorisant une production agricole plus durable.
ABSTRACT
Increasingly strict regulations on synthetic plant protection products (PPPs) make the management of seed- and soil-borne cereal diseases more challenging. Agricultural policies, such as the European Green Deal and the "Farm to Fork" strategy, aim to reduce the use and risk of synthetic pesticides to protect human health and the environment. Although sustainable agriculture requires this ecological transition, it may increase crop vulnerability to the reemergence of pathogens that were historically controlled with prophylactic synthetic seed treatments. These pathogens include Ustilago nuda (loose smut of barley), Tilletia caries (common bunt of wheat), and Tilletia controversa (dwarf bunt of wheat). No low-risk or organic treatments available on the market control these diseases as effectively as synthetic PPPs. Additionally, methods to assess the presence of these pathogens are labor-intensive, and the biological relevance of the tolerance threshold used to guide management decisions is unclear. Together, these factors hinder the practical application of integrated pest management (IPM) strategies to control these bunt and smut diseases; IPM relies on pathogen assessments to make decisions regarding treatment applications and prevent pathogen transmission.
Disease management with reduced synthetic pesticide inputs requires accurate and timely assessments of pathogen presence and pressure. Current surveillance and detection methods, such as field inspections and seed health tests, often lack the sensitivity required to detect low levels of seedborne infection or tools to measure soilborne inoculum. These methods are also poorly suited for contributing to risk-based decision-making or evaluating new plant protection strategies because they are laborintensive, time-consuming, and costly. Thus, improved detection methods are necessary to support both pathogen prevention and treatment development. With improved pathogen detection, targeted treatments can be applied more precisely when pathogen levels exceed tolerance thresholds. Tolerance thresholds are an integral part of IPM strategies to prevent pathogen transmission.
Molecular methods, such as qPCR and dPCR, have the potential to streamline the seed health certification process. In my dissertation research, I developed a qPCR protocol to detect U. nuda in barley seeds that can serve as a seed health test. Compared to the conventional barley seed health test based on visual embryo inspection, the qPCR method showed a stronger correlation with the observed disease incidence in the field. The qPCR-based assessments enabled a precise and accurate classification of tested the seed lots’ infection as above or below the tolerance threshold, which corresponds to 0.01% infected embryos. I linked the qPCR measurements from seed lots to subsequent disease occurrence in the field to determine the biological meaning of the qPCR results. Although seed-based detection methods and seed health tests are suitable for detecting seedborne pathogens, these tests do not address the potential presence of soilborne inoculum. Pathogens transmitted through both seeds
and soil, such as T. caries and T. controversa, require detection methods that consider both transmission pathways. I developed a PCR-based protocol to detect these Tilletia spp. on seeds and in soil. This protocol is applicable to both dPCR and qPCR assays and uses primers targeting mitochondrial and nuclear regions to discriminate between the two bunt species. I incorporated an exogenous internal control to improve the reliability of soil DNA extraction. These PCR-based protocols detected low
levels of T. caries in contaminated seed lots (1-2 teliospores per sample of 250 seeds) and low levels of T. controversa teliospores in soil (100 teliospores per gram of soil).
Effective treatments are required when pathogen levels exceed tolerance thresholds to prevent disease outbreaks. However, few organic or low-risk treatments are currently available to control U. nuda, T. caries, and T. controversa. Moreover, because these pathogens show symptoms only at late stages of plant growth, the evaluation of new treatments — and consequently their development — has a long time horizon. To accelerate the evaluation of treatment efficacy, I adapted the qPCR
U. nuda protocol used on seeds for a laboratory screening procedure that quantifies U. nuda copies in DNA extracted from barley seedlings. The simultaneous quantification of U. nuda and barley DNA in seedling samples enables a normalization of pathogen levels to its host tissue and reduces the variability related to sampling. Based on field and laboratory experiments, I found that qPCR measurements obtained from seedling samples grown from treated seed for 10 or 14 days on filter paper or in potting soil serve as useful predictors of treatment efficacy in the field. This qPCR-based screening procedure can enable the selection of promising new treatments at an early plant stage, reducing the time and space required for treatment efficacy evaluation. Due to the dual transmission pathway of T. caries and T. controversa, treatments that are effective against both seed- and soil-borne inocula are needed. To improve the treatment efficacy against T. caries, I optimized a qPCR-based screening method by adapting the PCR protocol used to detect bunt pathogens on seeds and in soil. This screening method correctly distinguished infected from uninfected plants based on the eventual development of bunt balls, it provided a less reliable estimate of treatment efficacy than early leaf symptoms of T. caries. One limitation is that pathogen DNA was not normalized to host tissue DNA within each sample, which may have reduced the accuracy of the qPCR-based assessment of treatment efficacy.
The PCR-based detection methods developed for T. caries and T. controversa on seeds, in soil, and in plants provide additional tools for managing bunt pathogens transmitted through seed and soil pathways under increasingly restrictive synthetic pesticide regulations. Further optimization of these methods is required, particularly regarding sampling strategies, the biological interpretation of PCR-based measurements, and performance across soil types. However, these approaches enable more informed, risk-based decision-making within IPM strategies. The frameworks for methodological development presented in this dissertation can inform the improvement of detection methods for other plant pathogens. Ultimately, the work of my dissertation work strengthens molecular detection approaches that are grounded with data acquired from the field, thereby reducing the reliance on prophylactic synthetic pesticide applications and supporting more sustainable crop production.
La gestion des maladies avec une réduction des applications de pesticides synthétiques, nécessite des évaluations précises et rapides de la présence et de la pression des agents pathogènes. Les méthodes actuelles de surveillance et de détection, comme les inspections sur le champ et les tests de santé des semences, manquent souvent de la sensibilité nécessaire pour détecter de faibles niveaux d’infection transmise par les semences ou des outils pour mesurer l’inoculum transmis par le sol. Ces méthodes sont également peu adaptées pour contribuer à la prise de décision fondée sur les risques ou à l’évaluation de nouvelles stratégies de protection des végétaux, car elles sont laborieuses, chronophages et coûteuses. Il est donc nécessaire d’améliorer les méthodes de détection afin de soutenir à la fois la prévention des agents pathogènes et le développement de traitements. Une meilleure détection des agents pathogènes permet d’appliquer des traitements ciblés de manière plus précise lorsque les niveaux d’agents pathogènes dépassent les seuils de tolérance. Les seuils de tolérance font partie intégrante des stratégies de IPM visant à prévenir la transmission des agents pathogènes.
Les méthodes moléculaires, telles que la qPCR et la dPCR, ont le potentiel de simplifier le processus de certification sanitaire des semences. Dans le cadre de ma thèse, j’ai développé un protocole qPCR pour détecter U. nuda dans les semences d’orge, qui peut servir de test sanitaire des semences. Comparée au test sanitaire conventionnel des semences d’orge basé sur l’inspection visuelle des embryons, la méthode qPCR a montré une corrélation plus forte avec l’incidence observée de la maladie dans les champs. Les évaluations basées sur la qPCR ont permis une classification précise et exacte de l’infection des lots de semences testés comme étant supérieurs ou inférieurs au seuil de tolérance, qui correspond à 0.01% d’embryons infectés. J’ai établi un lien entre les mesures qPCR des lots de semences et la suivant développementde la maladie dans les champs afin de déterminer la signification biologique des résultats qPCR. J’ai lié les mesures qPCR des lots de semences et le suivant développement de la maladie dans les champs afin de déterminer la signification biologique des résultats qPCR. Bien que les méthodes de détection basées sur les semences et les tests de santé des semences soient adaptées à la détection des agents pathogènes transmis par les semences, ces tests ne tiennent pas compte de la présence potentielle d’inoculum transmis par le sol. Les agents pathogènes transmis à la fois par les semences et par le sol, comme T. caries et T. controversa, nécessitent des méthodes de détection qui tiennent compte des deux voies de transmission. J’ai développé un protocole basé sur la PCR pour détecter ces espèces de Tilletia sur les semences et dans le sol. Ce protocole peut être utilisé avec la dPCR et la qPCR, et utilise les primers ciblant les régions mitochondriales et nucléaires pour distinguer les deux espèces de carie. J’ai intégré un contrôle interne exogène afin d’améliorer la fiabilité de l’extraction de l’ADN du sol. Ces protocoles basés sur la PCR ont permis de détecter de faibles niveaux de T. caries dans des lots de semences (1-2 téliospores par échantillon de 250 graines) et de faibles niveaux de téliospores de T. controversa dans le sol (100 téliospores par gramme de sol).
Des traitements efficaces sont nécessaires lorsque les niveaux de pathogènes dépassent les seuils de tolérance afin de prévenir les épidémies. Cependant, il existe actuellement peu de traitements biologiques ou à faible risque pour contrôler U. nuda, T. caries et T. controversa. De plus, comme ces agents pathogènes ne provoquent des symptômes qu’à un stade avancé de la croissance des plantes, l’évaluation de nouveaux traitements — et par conséquent leur développement — s’inscrit dans le long terme. Pour accélérer l’évaluation de l’efficacité des traitements, j’ai adapté le protocole de qPCR utilisé pour détecter U. nuda dans les graines à une procédure de dépistage en laboratoire qui permettant de quantifier les copies de U. nuda dans l’ADN extrait de semis d’orge. La quantification simultanée de l’ADN de U. nuda et de l’orge dans les échantillons de semis permet de normaliser les niveaux de pathogènes par rapport au tissu hôte et de réduire la variabilité liée à l’échantillonnage. Sur la base d’expériences menées en champ et en laboratoire, j’ai constaté que les mesures qPCR obtenues à partir d’échantillons de semis issus de graines traitées cultivées pendant 10 ou 14 jours sur du papier filtre ou dans du terreau constituaient des prédicteurs utiles de l’efficacité du traitement en champ. Cette procédure de dépistage basée sur la qPCR permet de sélectionner de nouveaux traitements prometteurs à un stade précoce de la plante, réduisant ainsi le temps et l’espace nécessaires à l’évaluation de l’efficacité du traitement. En raison de la double voie de transmission de T. caries et T. controversa, des traitements efficaces contre les inoculums transmis par les semences et par le sol sont nécessaires. Pour améliorer l’efficacité du traitement contre T.
caries, j’ai optimisé une méthode de dépistage basée sur la qPCR en adaptant le protocole PCR utilisé pour détecter les agents pathogènes du carie sur les semences et dans le sol. Cette méthode de dépistage a permis de distinguer correctement les plantes infectées des plantes non infectées en se basant sur le développement éventuel de grains cariés. Toutefois, l’estimation de l’efficacité du traitement fournie avec la qPCR était moins fiable que les symptômes précoces de T. caries sur les feuilles. Une des limites est que l’ADN du pathogène n’a pas été normalisé par rapport à l’ADN du tissu hôte dans chaque échantillon, ce qui a pu réduire l’exactitude de l’évaluation de l’efficacité du traitement basée sur la qPCR.
Les méthodes de détection par PCR développées pour T. caries et T. controversa sur les semences, dans le sol et dans les plantes fournissent des outils supplémentaires pour gérer les agents pathogènes responsables de la carie transmise par les semences et le sol dans un contexte de réglementation plus restrictive concernant les pesticides synthétiques. Une optimisation supplémentaire de ces méthodes est nécessaire, notamment en ce qui concerne les stratégies d’échantillonnage, l’interprétation biologique des mesures avec PCR et les perfor-mances selon les types de sol. Cependant, ces approches permettent une prise de décision plus éclairée et fondée sur les risques dans le cadre de stratégies IPM. Les méthodes de développe-ment présentées dans cette
thèse peuvent contribuer à l’amélioration de la détection d’autres agents pathogènes végétaux. En fin de compte, les travaux de ma thèse renforcent les ap-proches de détection moléculaire fondées sur des données acquises sur le champ, réduisant ainsi la dépendance aux applications prophylactiques de pesticides synthétiques et favorisant une production agricole plus durable.
ABSTRACT
Increasingly strict regulations on synthetic plant protection products (PPPs) make the management of seed- and soil-borne cereal diseases more challenging. Agricultural policies, such as the European Green Deal and the "Farm to Fork" strategy, aim to reduce the use and risk of synthetic pesticides to protect human health and the environment. Although sustainable agriculture requires this ecological transition, it may increase crop vulnerability to the reemergence of pathogens that were historically controlled with prophylactic synthetic seed treatments. These pathogens include Ustilago nuda (loose smut of barley), Tilletia caries (common bunt of wheat), and Tilletia controversa (dwarf bunt of wheat). No low-risk or organic treatments available on the market control these diseases as effectively as synthetic PPPs. Additionally, methods to assess the presence of these pathogens are labor-intensive, and the biological relevance of the tolerance threshold used to guide management decisions is unclear. Together, these factors hinder the practical application of integrated pest management (IPM) strategies to control these bunt and smut diseases; IPM relies on pathogen assessments to make decisions regarding treatment applications and prevent pathogen transmission.
Disease management with reduced synthetic pesticide inputs requires accurate and timely assessments of pathogen presence and pressure. Current surveillance and detection methods, such as field inspections and seed health tests, often lack the sensitivity required to detect low levels of seedborne infection or tools to measure soilborne inoculum. These methods are also poorly suited for contributing to risk-based decision-making or evaluating new plant protection strategies because they are laborintensive, time-consuming, and costly. Thus, improved detection methods are necessary to support both pathogen prevention and treatment development. With improved pathogen detection, targeted treatments can be applied more precisely when pathogen levels exceed tolerance thresholds. Tolerance thresholds are an integral part of IPM strategies to prevent pathogen transmission.
Molecular methods, such as qPCR and dPCR, have the potential to streamline the seed health certification process. In my dissertation research, I developed a qPCR protocol to detect U. nuda in barley seeds that can serve as a seed health test. Compared to the conventional barley seed health test based on visual embryo inspection, the qPCR method showed a stronger correlation with the observed disease incidence in the field. The qPCR-based assessments enabled a precise and accurate classification of tested the seed lots’ infection as above or below the tolerance threshold, which corresponds to 0.01% infected embryos. I linked the qPCR measurements from seed lots to subsequent disease occurrence in the field to determine the biological meaning of the qPCR results. Although seed-based detection methods and seed health tests are suitable for detecting seedborne pathogens, these tests do not address the potential presence of soilborne inoculum. Pathogens transmitted through both seeds
and soil, such as T. caries and T. controversa, require detection methods that consider both transmission pathways. I developed a PCR-based protocol to detect these Tilletia spp. on seeds and in soil. This protocol is applicable to both dPCR and qPCR assays and uses primers targeting mitochondrial and nuclear regions to discriminate between the two bunt species. I incorporated an exogenous internal control to improve the reliability of soil DNA extraction. These PCR-based protocols detected low
levels of T. caries in contaminated seed lots (1-2 teliospores per sample of 250 seeds) and low levels of T. controversa teliospores in soil (100 teliospores per gram of soil).
Effective treatments are required when pathogen levels exceed tolerance thresholds to prevent disease outbreaks. However, few organic or low-risk treatments are currently available to control U. nuda, T. caries, and T. controversa. Moreover, because these pathogens show symptoms only at late stages of plant growth, the evaluation of new treatments — and consequently their development — has a long time horizon. To accelerate the evaluation of treatment efficacy, I adapted the qPCR
U. nuda protocol used on seeds for a laboratory screening procedure that quantifies U. nuda copies in DNA extracted from barley seedlings. The simultaneous quantification of U. nuda and barley DNA in seedling samples enables a normalization of pathogen levels to its host tissue and reduces the variability related to sampling. Based on field and laboratory experiments, I found that qPCR measurements obtained from seedling samples grown from treated seed for 10 or 14 days on filter paper or in potting soil serve as useful predictors of treatment efficacy in the field. This qPCR-based screening procedure can enable the selection of promising new treatments at an early plant stage, reducing the time and space required for treatment efficacy evaluation. Due to the dual transmission pathway of T. caries and T. controversa, treatments that are effective against both seed- and soil-borne inocula are needed. To improve the treatment efficacy against T. caries, I optimized a qPCR-based screening method by adapting the PCR protocol used to detect bunt pathogens on seeds and in soil. This screening method correctly distinguished infected from uninfected plants based on the eventual development of bunt balls, it provided a less reliable estimate of treatment efficacy than early leaf symptoms of T. caries. One limitation is that pathogen DNA was not normalized to host tissue DNA within each sample, which may have reduced the accuracy of the qPCR-based assessment of treatment efficacy.
The PCR-based detection methods developed for T. caries and T. controversa on seeds, in soil, and in plants provide additional tools for managing bunt pathogens transmitted through seed and soil pathways under increasingly restrictive synthetic pesticide regulations. Further optimization of these methods is required, particularly regarding sampling strategies, the biological interpretation of PCR-based measurements, and performance across soil types. However, these approaches enable more informed, risk-based decision-making within IPM strategies. The frameworks for methodological development presented in this dissertation can inform the improvement of detection methods for other plant pathogens. Ultimately, the work of my dissertation work strengthens molecular detection approaches that are grounded with data acquired from the field, thereby reducing the reliance on prophylactic synthetic pesticide applications and supporting more sustainable crop production.
Notes
Submitted to the Jury:
Professor Dr. Daniel Croll, University of Neuchâtel (thesis director)
Dr. Karen E. Sullam, Agroscope (thesis supervisor)
Professor tit. Saskia Bindschedler, University of Neuchâtel (internal expert)
Professor Dr. Anna Berlin, Swedish University of Agricultural Sciences (external expert)
Dr. Alison Lees, The James Hutton Institute (external expert)
Defended January 30th, 2026
No de thèse : 3246
Professor Dr. Daniel Croll, University of Neuchâtel (thesis director)
Dr. Karen E. Sullam, Agroscope (thesis supervisor)
Professor tit. Saskia Bindschedler, University of Neuchâtel (internal expert)
Professor Dr. Anna Berlin, Swedish University of Agricultural Sciences (external expert)
Dr. Alison Lees, The James Hutton Institute (external expert)
Defended January 30th, 2026
No de thèse : 3246
Publication type
doctoral thesis
File(s)