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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
多種病毒感染是健康和農業領域的重要議題，對社會和經濟產生重大影響。一些研究涉及具有不同動態特性的病毒的種群動態，重點關注多重感染期間的菌株競爭以及對病毒宿主的影響。最近的興趣集中在多重感染如何響應溫度 (T) 等非生物因素。這對於植物病原體尤其重要，其動態可能會受到全球暖化的顯著影響。然而，很少數學模型考慮 T 對寄生蟲適應性的影響，尤其是在混合感染中。在這裡，我們研究了包含熱反應範數 (TRN) 的簡單數學模型，可以進行定量分析。針對單一感染考慮邏輯模型，並將其擴展到針對混合感染的 Lotka-Volterra 競爭模型。研究了這兩個模型的動力學，重點關注 T 依賴性複製和競爭性相互作用在瞬態和漸近動力學中的作用。我們確定共存和競爭排斥的場景，它們由跨臨界分叉分開。為了說明這些模型的適用性，我們使用兩種植物 RNA 病毒 Pepin 花葉病毒株在攝氏 20 度和 30 度下生長的植物中進行了單一和混合感染實驗。我們使用宏觀演化演算法，透過估計單次感染中兩種菌株的 TRN，將模型與資料進行擬合。然後，我們使用這些 TRN 來餵食混合感染模型，以估計競爭強度。我們發現了一種不對稱模式，其中每個菌株由於 TRN 的差異而在不同的 T 值上占主導地位。我們也發現 T 可以大幅改變兩種分離株的競爭幹擾。這裡提出的模型可用於研究非生物變化下多重感染動態的結果，並對理解病毒對全球暖化的反應有影響。