آثار تغير المناخ على مسببات الأمراض النباتية وتفاعلات العائل والمرض

رشيد لحلاي، توصي محمد، صلاح الدين لاسلي، غريس غاشارا، رشيد الزوگاري، زين بلبس، كمال أبركاني، أمين أسوجوم، عبد الإله مدديش، موسى الجارودي، سعيد عيت بركة

يرجى الاستشهاد بهذه المقالة كالتالي: ر. لحلاي، ت. محمد، ص.-إ. لاسلي، غ. غاشارا، ر. الزوگاري، ز. بلبس، ك. أبركاني، أ. أسوجوم، أ. مدديش، م. الجارودي، س. عيت بركة، آثار تغير المناخ على مسببات الأمراض النباتية وتفاعلات العائل والمرض، المحاصيل والبيئة، https://doi.org/10.1016/ j.crope.2024.05.003.

هذا ملف PDF لمقالة خضعت لتحسينات بعد القبول، مثل إضافة صفحة غلاف وبيانات وصفية، وتنسيق لسهولة القراءة، لكنها ليست النسخة النهائية المسجلة بعد. ستخضع هذه النسخة لمزيد من التحرير، وتنسيق الطباعة والمراجعة قبل نشرها في شكلها النهائي، لكننا نقدم هذه النسخة لإعطاء رؤية مبكرة للمقالة. يرجى ملاحظة أنه، خلال عملية الإنتاج، قد يتم اكتشاف أخطاء قد تؤثر على المحتوى، وجميع الإخلاءات القانونية التي تنطبق على المجلة سارية.
© 2024 المؤلفون. نشرت بواسطة إلسفير المحدودة نيابة عن جامعة هواتشونغ الزراعية.

المناخات الأكثر دفئًا. لا يؤثر تغير المناخ فقط على انتشار وشدة الأمراض النباتية، بل يؤثر أيضًا على فعالية استراتيجيات إدارة الأمراض، مما يستلزم اتباع نهج تكيفي في الممارسات الزراعية. تقدم هذه المراجعة فحصًا شاملاً للعلاقة بين تغير المناخ ومسببات الأمراض النباتية وتقدم تحليلًا دقيقًا للتفاعل بين التحولات المناخية وديناميات الأمراض. بالإضافة إلى الرؤى حول تطوير استراتيجيات فعالة لمواجهة الآثار السلبية لتغير المناخ على الأمراض النباتية، تحمل هذه الرؤى وعدًا كبيرًا لتعزيز مرونة إنتاج المحاصيل العالمية ضد التحديات البيئية المتزايدة.

الكلمات المفتاحية: تغير المناخ، إنتاج المحاصيل، الأمراض النباتية، انبعاثات غازات الدفيئة، استراتيجيات التخفيف.

تأثير تغير المناخ على الأمراض النباتية كبير، حيث يؤثر على جوانب مختلفة بما في ذلك تطور مسببات الأمراض، تفاعلات العائل والمرض، وظهور سلالات مرضية جديدة (سينغ وآخرون، 2023). مع تغير الظروف البيئية، تخضع مسببات الأمراض لتحولات تطورية، تتكيف مع بيئات جديدة وقد تؤدي إلى ظهور أمراض جديدة أو إعادة ظهور أمراض كانت تحت السيطرة سابقًا. في الوقت نفسه، يمكن أن يؤثر تغير المناخ أيضًا على شدة مسببات الأمراض (سينغ وآخرون، 2023). يبقى تغير المناخ أحد أكبر التهديدات للبشرية، حيث يكلف سنويًا حوالي 1.2 تريليون دولار أمريكي ويتسبب في حوالي 0.4 مليون حالة وفاة سنويًا من حيث الموارد الزراعية (EPA، 2023). مع ارتفاع متوسط درجة حرارة العالم بمقدار خلال القرن الماضي وارتفاع تركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ( ) من 280 جزء في المليون في عام 1750 إلى 417.9 جزء في المليون في عام 2022، فإن التأثير على الزراعة عميق (EPA، 2023). تؤثر هذه التغيرات بشكل كبير على نمو وإنتاج العديد من المحاصيل على الأرض، بينما تغير أيضًا شدة وانتشار وتكاثر العديد من الأمراض النباتية، مما يهدد أمننا الغذائي (مولك وآخرون، 2019). في ضوء هذه التقلبات المناخية وآثارها على نباتات المحاصيل ومسببات الأمراض النباتية، فإن الحاجة الملحة لتطوير أصناف جديدة من المحاصيل واضحة. ومع ذلك، تستغرق هذه العملية حاليًا في المتوسط حوالي 20 عامًا (سرينيفاس، 2022). تحمل التحولات التي شهدناها آثارًا عميقة على الأنظمة الزراعية والبيئية على حد سواء. إن انتشار الأمراض النباتية لا يهدد فقط إنتاجية المحاصيل، بل يؤدي أيضًا إلى فقدان التنوع البيولوجي، مما يقوض الخدمات البيئية الحيوية (كاشياب وآخرون، 2018؛ سينغ وآخرون، 2023). لذلك، فإن فهم تعقيدات
التحولات الناتجة عن تغير المناخ في ديناميات الأمراض النباتية يصبح أمرًا ضروريًا. يشكل هذا الفهم الأساس لوضع استراتيجيات قوية تهدف إلى التخفيف من الآثار السلبية على كل من الاستدامة الزراعية والنزاهة البيئية.

علاوة على ذلك، يمكن أن تتوسع نطاق العديد من الأمراض التي كانت مقيدة الآن بسبب الحاجة إلى الشتاء، مثل صدأ ساق القمح الناجم عن Puccinia graminis f. sp. tritici، نتيجة لارتفاع درجات الحرارة (سينغ وآخرون، 2023). من ناحية أخرى، لوحظ أن Triphragmium ulmarie، وهو العامل المسبب للصدأ الذي يصيب Filipendula ulmaria (نبات المروج)، كان يوشك على الانقراض في بعض المناطق على مدى فترة 30 عامًا ارتفعت خلالها درجات حرارة الصيف بشكل مستمر (زان وآخرون، 2018). تشير توقعات المناخ إلى زيادة مستقبلية في تكرار الأحداث الجوية المتطرفة، مثل العواصف، والجفاف، وفترات الحرارة الشديدة (كوك وآخرون، 2016)، مما يعزز تفشي الأمراض المتنوعة عبر المناطق الجغرافية. تؤثر التغيرات الناجمة عن المناخ بشكل عميق على قابلية المضيف للأمراض وتؤثر على زراعة أصناف المضيف (مولك وآخرون، 2019). يمكن أن يؤدي بدء الاحترار العالمي، الذي يتجلى من خلال التحولات في متوسط درجات الحرارة، وتغيرات في أنماط هطول الأمطار السنوية، والجفاف المطول، إلى تعطيل نمو النباتات وتطورها، مما يؤدي في النهاية إلى خسائر في المحاصيل (إيبي وآخرون، 2016). يمكن أن تجعل الضغوط البيئية الناجمة عن تغير المناخ النباتات عرضة للاجتياح من قبل العوامل الممرضة البكتيرية والفطرية، مما يهدد صحة النباتات ويزيد من معدلات الوفيات (ديفندرا، 2012).

تساهم المناظر الطبيعية الديناميكية والتفاعلات المتطورة بين العوامل الممرضة ومضيفيها بشكل كبير في ظهور أحداث مرضية جديدة (فيلسكيز وآخرون، 2018). تستخدم الكائنات الممرضة مجموعة متنوعة من الهياكل والمركبات بمهارة لاختراق النباتات المضيفة والتلاعب بها، مما يؤدي إلى بدء الأمراض (أوغبونا وأومونا، 2017). استجابة لذلك، تنشط النباتات آليات الدفاع لمواجهة هجمات العوامل الممرضة (أولوري-غريت وأوبارا، 2017). مثال بارز على هذا التفاعل المعقد يُلاحظ في التفاعل بين Colletotrichum gloesporioides وثمار الأفوكادو، حيث يعمل الإبيكاتشين المنتج من الثمار كآلية دفاع ضد بروتينات اللاكاز الفطرية (جامي-تشاتشو وآخرون، 2013).

تؤكد تطورات جينات pathogenicity للعوامل الممرضة عبر المناطق الجغرافية على التأثير الإقليمي على ديناميات الأمراض (جامي-تشاتشو وآخرون، 2013؛ غراسي وآخرون، 2009؛ مايك-بيريز وآخرون، 2002). تلعب الضغوط غير الحيوية، مثل الملوحة، والجفاف، ودرجات الحرارة العالية، دورًا محوريًا في تشكيل التفاعل المعقد بين العوامل الممرضة والمضيفين، مما يؤثر على آليات الدفاع النباتية وفتك العوامل الممرضة (سون وآخرون، 2021). تقوم العوامل الممرضة باستمرار بتحسين آليات فتكها لاختراق دفاعات المضيف وبدء الأمراض (دوهلمان وآخرون، 2017)، بينما تنظم العوامل غير الحيوية آليات الدفاع النباتية وتشكل ديناميات العوامل الممرضة عبر موائل بيئية متنوعة (أدهikari وآخرون، 2013).

فهم العلاقة التي تضم تغير المناخ وأمراض النباتات أمر ضروري من كل من المنظورين الزراعي والبيئي، لضمان الأمن الغذائي والتخفيف من الآثار السلبية للأمراض على المحاصيل الغذائية الحيوية (تشاكراورتى ونيوتن، 2011)، يجب أن تشمل استراتيجيات التخفيف هذه تطوير أصناف مقاومة، وطرق تحكم مبتكرة، وتقنيات تكيفية لتقليل الخسائر المحتملة (هيرنانديز نوبسا وآخرون، 2014). يتطلب التصدي للتحديات الكبيرة التي تطرحها التغيرات المدفوعة بالمناخ في ديناميات الأمراض استثمارات كبيرة في البحث والتطوير، وتهدف هذه الجهود إلى تعزيز نمو المحاصيل المقاومة للمناخ وتحسين بروتوكولات إدارة الأمراض (ديساي وآخرون، 2021). يتطلب ذلك إنشاء أصناف ذات مقاومة أعلى للأمراض واعتماد استراتيجيات تحكم مبتكرة، بما في ذلك العوامل البيولوجية وأنظمة إدارة الأمراض المتكاملة (تشاكراورتى ونيوتن، 2011). تؤكد المناظر الطبيعية المتطورة للأمراض، التي تسببت فيها تغيرات المناخ، على ضرورة تعزيز أساليب النمذجة التنبؤية للتنبؤ بشدة العدوى الرئيسية التي تؤثر على المحاصيل الحيوية في سيناريوهات الحقل الواقعية. علاوة على ذلك، يتطلب التكيف مع المناخ المتغير دمج استراتيجيات إنتاج الغذاء المستدام مع تدابير قوية للتحكم في الأمراض (سينغ وآخرون، 2023).

لذلك، توضح هذه المراجعة المحركات المتعددة الأوجه لتغير المناخ، بما في ذلك انبعاثات غازات الدفيئة، وإزالة الغابات، والأنشطة البشرية، جنبًا إلى جنب مع آثارها الناتجة على العوامل البيئية مثل درجة الحرارة ودرجة حموضة التربة. يمكن أن تؤثر الاضطرابات في هذه المعايير بشكل عميق على صحة النباتات، وقابلية المضيف، وديناميات الأمراض، وفتك العوامل الممرضة وانتشارها.

ينشأ تغير المناخ من تفاعل معقد بين الظواهر الطبيعية والأنشطة البشرية. تعتبر الأنشطة البشرية، مثل احتراق الوقود الأحفوري، وإزالة الغابات، والزراعة من المحركات الرئيسية لإزالة الغابات، خاصة في المناطق الاستوائية. يؤدي تطهير الغابات لأغراض زراعية إلى إطلاق كميات كبيرة من الكربون المخزنة في الأشجار إلى الغلاف الجوي، بينما يقلل أيضًا من عدد الأشجار المتاحة لامتصاص CO2، وتساهم العمليات الصناعية والأسمدة والمبيدات في انبعاثات غازات الدفيئة خلال تصنيعها وتطبيقها (ندا وآخرون، 2018). بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤثر على صحة النظم البيئية وقدرتها على تخزين الكربون وإطلاق غازات الدفيئة إلى الغلاف الجوي، مما يحفز الاحترار العالمي وتغير المناخ اللاحق (ندا وآخرون، 2018؛ ترينبيرث، 2018). يطرح الإجماع العلمي الراسخ أن انبعاثات غازات الدفيئة تساهم مباشرة في
تغير المناخ من خلال حبس الحرارة الشمسية داخل الغلاف الجوي للأرض، مما يؤدي إلى مجموعة من العواقب البيئية (كويكو وآخرون، 2019).

تؤثر انبعاثات غازات الدفيئة الناتجة عن الأنشطة البشرية بشكل عميق على مناخ الأرض، وهو أمر تم تأكيده بشكل واسع من قبل الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC). أدت الزيادة في متوسط درجة حرارة الأرض الناتجة عن انبعاثات البشر، ولا سيما من والميثان ( ), إلى مجموعة من العواقب، بما في ذلك الاضطرابات في الدورات الطبيعية، وارتفاع مستويات البحر، وتفاقم الأحداث الجوية المتطرفة (كابير وآخرون، 2023). من ناحية أخرى، هناك أيضًا آثار إزالة الغابات التي تمتد إلى كل من النطاقات المحلية والعالمية. أظهرت الدراسات أن إزالة الغابات تساهم في حوالي من انبعاثات غازات الدفيئة العالمية، بشكل أساسي من خلال إطلاق إلى الغلاف الجوي (دييغو وآخرون، 2010)، حيث تعد إندونيسيا والبرازيل من أكبر المنبعثين، حيث تمثلان حوالي و من انبعاثاتهما، على التوالي (هونجان ولور، 2020). بالإضافة إلى الاحترار العالمي القوي الناتج عن كل من والتأثيرات الفيزيائية الحيوية، خاصة في سياق إزالة الغابات في العصر الصناعي، فإنه يزيد من متوسط درجة الحرارة المحلية السنوية بحوالي ويؤثر أيضًا على مستويات الأمطار (لورنس وآخرون، 2022).

في عام 1913، اكتشف الفيزيائيون الفرنسيون هنري بويسون وشارل فابري اكتشافًا رائدًا لغاز الأوزون، وهو إنجاز تم الاعتراف به لاحقًا من قبل عالم الأرصاد الجوية البريطاني دوبسون. سمح اختراع دوبسون لمقياس دوبسون بتقدير غاز الأوزون الستراتوسفيري من مستوى الأرض. ثم أسس شبكة دولية من محطات مراقبة الأوزون، التي سميت بشكل مناسب باسمه. ومع ذلك، في السبعينيات، ظهرت “ثغرة” مقلقة في طبقة الأوزون الستراتوسفيري، لا سيما فوق القارة القطبية الجنوبية، وتم تحديد أن المواد التي صنعها الإنسان كانت مسؤولة بشكل أساسي عن هذه الظاهرة (ديميرس وآخرون، 2016). أثار استنفاد طبقة الأوزون مخاوف عالمية، حيث تم تحديد الأنشطة البشرية بشكل كبير كسبب جذري لهذه المشكلة. على وجه التحديد، فإن الارتفاع المستمر في درجات الحرارة العالمية وزيادة تركيزات تساهم في تدمير طبقة الأوزون. على عكس العديد من أشكال التلوث الناجمة عن مصادر مختلفة، يُعزى استنفاد طبقة الأوزون بشكل أساسي إلى مادة كيميائية محددة: الكلوروفلوروكربونات (CFCs) (ديميرز وآخرون، 2016). يُعتقد أن كميات متزايدة من انبعاثات غازات الدفيئة هي السبب الرئيسي للمشكلة. تُعرف الغازات الدفيئة التالية بأنها تؤثر بشكل كبير على البيئة: CO2: ثاني أكسيد الكربون – CH4: الميثان – N2O: أكسيد النيتروس – HFC: الهيدروفلوروكربونات – PFC: البيرفلوروكربونات – SF6: سداسي فلوريد الكبريت (IPOC، 1995). من بين هذه، يعتبر على نطاق واسع المحرك الرئيسي لتغير المناخ العالمي. على الرغم من التأثير الكبير لجائحة COVID-19 في عام 2020 والتدابير المرتبطة بالإغلاق على
استهلاك الطاقة، الانبعاثات، أنشطة الإنتاج، والحياة اليومية، تستمر المستويات في التروبوسفير في التذبذب من حيث الزمن والمكان. يتم إنتاج هذا الغاز من خلال عمليات طبيعية وبشرية، وقد زادت تركيزه بشكل كبير على مدى الـ 125 عامًا الماضية (كبير وآخرون، 2023).

في خضم هذه الأوقات الحرجة، تتصاعد المخاوف بشأن تغير المناخ بسرعة، كما يتضح من الاستجابات العاطفية السلبية التي أبلغ عنها الأفراد عند إدراكهم لأهميته (كلايتون وكارازسيا، 2020). لقد زادت الأنشطة الصناعية البشرية، خاصة منذ الثورة الصناعية، بشكل كبير من تركيزات الغازات في الغلاف الجوي. المستويات، يتم سرد الجانب الرئيسي من تغير المناخ في (الجدول 1). ومن اللافت للنظر، أن تركيز في الستراتوسفير زادت بنسبة 30-31% على مدى العقود الثلاثة الماضية، حيث ارتفعت من 280 جزء في المليون في عام 1750 إلى 400 جزء في المليون في عام 2013 (ديالو وآخرون، 2017). هذه الزيادة غير المسبوقة قد عطلت الاستقرار النسبي لـ المستويات التي تم الحفاظ عليها لمدة تقارب الألفية (كبير وآخرون، 2023).

تعتبر درجة الحرارة عاملاً بيئياً مهماً يؤثر على نمو النباتات وتطورها وعملياتها الفسيولوجية، بالإضافة إلى تشكيل دورة حياتها وتوزيعها وشدة الأمراض النباتية (هونجان ولور، 2020). بالإضافة إلى ذلك، تتحكم درجة الحرارة في جوانب حاسمة من عملية عدوى العوامل الممرضة، بما في ذلك معدل العدوى، ومدتها، وفترة الكمون، والتكاثر، وانتشار الجراثيم، وديناميات مقاومة العائل (كويكو وآخرون، 2019). بشكل عام، تعزز درجات الحرارة المرتفعة انتشار وتكاثر العوامل الممرضة للنباتات، وخاصة الفطريات والبكتيريا، بينما تضعف في الوقت نفسه دفاعات العائل.
ومع ذلك، من الضروري ملاحظة أن نطاق درجة الحرارة المثالي لأنظمة العائل والجراثيم يمكن أن يختلف، حيث تظهر بعض الجراثيم قابلية للإصابة بالحرارة أو البرودة الشديدة.

إن التصعيد في درجات الحرارة العالمية الناتج عن تغير المناخ يفرض عواقب كبيرة على أمراض النباتات (تشالونر وآخرون، 2021). على سبيل المثال، قد تؤدي الزيادات في درجات الحرارة إلى تغييرات في المناطق الزراعية المناخية، مما يدفع إلى هجرة النباتات المضيفة ويسهل ظهور مجمعات أمراض جديدة (هونجان ولور، 2020). قد تعزز الاتجاهات الدافئة أيضًا من قدرة مسببات الأمراض والناقلات، مثل الحشرات والديدان الخيطية، على البقاء خلال فصل الشتاء واستمرارها، مما يطيل فترات نشاطها ويوسع نطاقها الجغرافي (السيد وكامل، 2020). علاوة على ذلك، يمكن أن تؤدي التغيرات المناخية في علم الأحياء الفينولوجي والفيزيولوجي للنباتات المضيفة إلى جعلها أكثر عرضة أو مقاومة لمسببات الأمراض المحددة (باتاك وآخرون، 2018). تشير الأدلة التجريبية إلى أن ارتفاع درجات الحرارة يمكن أن يزيد من شدة العديد من أمراض المحاصيل، بما في ذلك صدأ القمح (بوسينيا تريتيكينا)، انفجار الأرز (ماغنابورث غريزيا)، العفن المتأخر للبطاطس (ب. إنفستانس)، وقرحة الحمضيات (زانثوموناس spp.) (أحمد وآخرون، 2024؛ تشارايا وآخرون، 2021؛ سينغ وآخرون، 2023).

تعتبر الأمطار عاملاً بيئيًا حاسمًا يؤثر على أمراض النباتات من خلال تشكيل توافر المياه والعناصر الغذائية، ورطوبة التربة، ومستويات الحموضة، وتسرّب المبيدات، والجريان السطحي، وتكوين ونشر الجراثيم (Chen et al., 2023). علاوة على ذلك، تلعب الأمطار دورًا محوريًا في تحديد مدة رطوبة الأوراق، وهو عامل حاسم يؤثر على العدوى والتكاثر للعديد من مسببات الأمراض الورقية (Beyer et al., 2022; Dutta et al., 2020). بشكل عام، تميل زيادة الأمطار إلى تعزيز تطور وانتشار أمراض النباتات، خاصة تلك التي تسببها الفطريات والميكروبات المائية، بينما تقلل في الوقت نفسه من فعالية تدابير السيطرة الكيميائية والبيولوجية (Lim et al., 2023). ومع ذلك، يمكن أن يختلف تأثير الأمطار على أمراض النباتات اعتمادًا على عوامل مثل التوقيت، والتكرار، والشدة، ونوع الأمطار، بالإضافة إلى تفاعلها مع متغيرات مناخية أخرى مثل درجة الحرارة والرطوبة (Skendžić et al., 2021).

لقد كان للتغير في أنماط هطول الأمطار بسبب تغير المناخ آثار متنوعة على أمراض النباتات (غارrett وآخرون، 2021). على سبيل المثال، قد يؤدي زيادة هطول الأمطار إلى تعزيز حدوث وشدة الأمراض المنقولة عبر التربة والأمراض الورقية، مثل تعفن الجذور، والتعفن، وبقع الأوراق، والذبول (لاميشهان وآخرون، 2023). قد يؤدي زيادة هطول الأمطار أيضًا إلى زيادة خطر الفيضانات وتجمع المياه، مما يمكن أن يخلق ظروفًا لاهوائية ويعزز تطور بعض
المُمْرِضات، مثل Pythium spp. و Phytophthora spp. (Martínez-Arias et al., 2022). من ناحية أخرى، قد يقلل انخفاض هطول الأمطار من حدوث وانتشار بعض الأمراض، مثل العفن البودري والعفن الفطري (PM)، ولكنه قد يزيد أيضًا من تعرض النباتات المضيفة للإجهاد الناتج عن الجفاف ومُمْرِضات أخرى، مثل Fusarium spp. و Verticillium spp. (Maurya et al., 2022). علاوة على ذلك، قد يؤدي انخفاض هطول الأمطار إلى زيادة الاعتماد على الري، مما يمكن أن يخلق ظروفًا ملائمة لبعض الأمراض، مثل الذبول البكتيري الناجم عن Erwinia tracheiphila ودودة العقد الجذرية الناجمة عن Meloidogyne spp. (Erayya et al., 2023).

تعتبر الرطوبة عاملاً بيئيًا حاسمًا آخر يؤثر على أمراض النباتات، حيث تؤثر على عمليات رئيسية مثل التبخر والنتح وموصلية الثغور في النباتات المضيفة، بالإضافة إلى إنبات pathogens النباتية، والعدوى، والبقاء (ديكست وآخرون، 2023). بالإضافة إلى ذلك، تلعب الرطوبة دورًا مهمًا في تشكيل وتراكم الندى، مما يوفر مصدرًا للمياه الحرة للعديد من pathogens (ناث، 2021). بشكل عام، تميل مستويات الرطوبة المرتفعة إلى تعزيز تطور وانتشار أمراض النباتات، خاصة تلك التي تسببها الفطريات والبكتيريا، بينما تقلل أيضًا من فعالية آليات مقاومة المضيف وتدابير السيطرة (ليم وآخرون، 2023). ومع ذلك، يمكن أن يختلف تأثير الرطوبة على أمراض النباتات اعتمادًا على عوامل مثل نوع ومرحلة pathogen، والنبات المضيف، وتفاعله مع متغيرات مناخية أخرى مثل درجة الحرارة والهطول (ديكست وآخرون، 2023).

من المتوقع أن يؤثر التغير في مستويات الرطوبة بسبب تغير المناخ بشكل كبير على أمراض النباتات. على سبيل المثال، قد تعزز الرطوبة المتزايدة حدوث وشدة الأمراض الورقية والفاكهية، مثل الأنثراكنوز (Colletotrichum spp.)، والقشرة (Streptomyces scabies)، والعفن الرمادي (Botrytis cinerea) (Ji et al., 2021؛ Maurya et al., 2022). قد تزيد الرطوبة المتزايدة أيضًا من خطر الأمراض بعد الحصاد، مثل العفن الرمادي (B. cinerea) والعفن الطري (Pandanus conoideus)، مما يمكن أن يتسبب في خسائر كبيرة في التخزين والنقل (Moradinezhad وRanjbar، 2023). من ناحية أخرى، قد تقلل الرطوبة المنخفضة من حدوث وانتشار بعض الأمراض، مثل الصدأ والسماد، لكنها قد تزيد أيضًا من تعرض النباتات المضيفة للإجهاد المائي وعوامل المرض الأخرى، مثل الذبول والقرحة (Jeger، 2022). علاوة على ذلك، قد تؤثر الرطوبة المنخفضة على جودة وكمية حبوب اللقاح والرحيق، مما يمكن أن يؤثر على التلقيح والتكاثر للنباتات المضيفة (Biella et al.، 2022).

تمثل الأحداث الجوية المتطرفة عاملاً بيئيًا مهمًا يؤثر على أمراض النباتات، مما يؤدي إلى أضرار جسدية، وإجهاد فسيولوجي، وتغيرات كيميائية حيوية في النباتات المضيفة، بالإضافة إلى تغيير الديناميات السكانية وتنوع مسببات الأمراض النباتية وناقلاتها (Singh et al.، 2023). تشمل هذه الأحداث العواصف، وموجات الحرارة، والبرودة المفاجئة، والبرد، التي تشهد زيادة في التكرار والشدة بسبب تغير المناخ (Faranda et al.، 2022). عادةً ما تزيد الأحداث الجوية المتطرفة من ضعف وتعرض النباتات المضيفة للأمراض، مما يقلل من فعالية تدابير السيطرة (Gullino et al.، 2022). على سبيل المثال، يمكن أن تسبب العواصف جروحًا جسدية على النباتات المضيفة، مما يعمل كنقاط دخول لمسببات الأمراض مثل العفن الناري والورم التاجي (Hong et al.، 2021)، وتوزيع ناقلات الصدأ والمن (Bastas، 2022). قد تؤدي موجات الحرارة والبرودة المفاجئة إلى إجهاد حراري وأكسيدي في النباتات، مما يضعف عملية التمثيل الضوئي والتنفس، ويجعلها أكثر عرضة لمسببات الأمراض مثل العفن البودري، والبقع الورقية، والعفن الأسود (Rivero et al.، 2022؛ Tanveer et al.، 2023). علاوة على ذلك، يمكن أن تزيد أضرار البرد على الهياكل الواقية مثل البشرة والجلد من تعرض النباتات للأمراض مثل العفن الفطري والعفن البكتيري (Khadiri et al.، 2023).

لقد غير تغير المناخ العديد من العوامل البيئية غير المتعلقة بالحرارة مثل الإشعاع الشمسي والرياح، والتي تؤثر بشكل كبير على نظم النباتات البيئية. على سبيل المثال، تم ملاحظة زيادة في الإشعاع العالمي منذ التسعينيات، مما يؤثر بشكل خاص على عملية التمثيل الضوئي في المنتجين الأساسيين خلال الربيع في بحيرة تايهو، الصين، مما أدى إلى تغييرات في مجتمعات الفيتوبلانكتون، التي تعتبر حيوية للنظم البيئية المائية. تساهم مجموعة هذه التغييرات مع زيادة مستويات المغذيات بسبب الأمطار الغزيرة والجريان السطحي في حدوث ازدهار أكثر حدة للطحالب، مما يبرز التفاعل المعقد لعوامل تغير المناخ على الحياة المائية (Deng et al.، 2018). يمكن أن يؤثر الإشعاع الشمسي على تطور وانتشار أمراض النباتات. على سبيل المثال، يمكن أن يؤثر على بقاء الأبواغ الفطرية على أسطح النباتات (Bornman et al.، 2015). يمكن أن يؤثر الإشعاع الشمسي على بقاء ونمو مسببات الأمراض النباتية. يمكن أن يؤدي التعرض لأشعة الشمس إلى تعطيل بعض مسببات الأمراض بسبب الإشعاع فوق البنفسجي (Campillo et al.، 2012). على سبيل المثال، تم قمع بقعة ورقة Cercospora، وهي مرض شديد في أوراق الشمندر، والعفن الرمادي (Botrytis cinerea) على الفراولة بسبب التعرض لأشعة UV (Kumari et al.، 2017).

بالإضافة إلى ذلك، تؤثر التغييرات في أنماط الرياح على ديناميات الرواسب في البحيرات، مما يؤثر على اختراق الضوء وتوزيع المغذيات، والتي تعتبر حيوية لنمو النباتات المائية. يمكن أن يؤدي انخفاض سرعة الرياح، جنبًا إلى جنب مع زيادة الغطاء السحابي، إلى تقليل توفر الإشعاع الشمسي، مما يؤدي إلى نقص الضوء. تعزز هذه العوامل مجتمعة من احتمالية تفشي مسببات الأمراض النباتية من خلال خلق ظروف ملائمة لنموها وانتشارها، مما يظهر التأثيرات البيئية الأوسع لتغير المناخ على صحة النباتات (Deng et al.، 2018). يمكن أن تلعب الرياح دورًا في توزيع مسببات الأمراض النباتية على مسافات طويلة، مما يساعد في انتشار الأمراض بين النباتات والمناطق. يمكن أن تتسبب الرياح القوية في أضرار جسدية للنباتات، مما يخلق نقاط دخول لمسببات الأمراض لإصابة أنسجة النبات (Krafft et al.، 2019). يمكن أن تنتشر الفطريات التي تنتج الأبواغ على الأجزاء الهوائية من النباتات، مثل الأوراق أو الزهور، بسهولة بواسطة الرياح على مدى واسع من المسافات. تشمل الأمثلة العفن البودري وفطريات الصدأ التي تصيب الحبوب (El Jarroudi et al.، 2020). الأبواغ أو الأجزاء التناسلية الجافة والخفيفة تحملها الرياح بسهولة مقارنة بتلك الرطبة والثقيلة. تعتمد مسببات الأمراض مثل Xanthomonas axonopodis pv. citri (قرحة الحمضيات) على انتشار الرياح للجراثيم الجافة (Esker et al.، 2007). يمكن أن يؤدي انتشار الرياح على مسافات طويلة إلى انتشار مسببات الأمراض عبر القارات وحتى بينها، مما يعيد تأسيس الأمراض في المناطق التي تكون فيها النباتات المضيفة غائبة موسميًا. يمكن أن يؤدي ذلك إلى تأثيرات مؤسسية حيث تسبب الأنماط الجينية غير العادية لمسببات الأمراض تفشي الأمراض (Rieux et al.، 2014).

استكشفت دراسة أجراها مايرز وآخرون (2021) كيف يمكن أن يزيد تغير المناخ من انتشار مسببات الأمراض النباتية، مع التركيز على مسببات الأمراض الفطرية والوميكيت. من المحتمل أن تنتشر هذه الكائنات، التي تسبب خسائر كبيرة في المحاصيل، بشكل أكبر مع ارتفاع درجات الحرارة العالمية، مما قد يؤثر على المناطق ذات خطوط العرض العليا التي كانت أقل عرضة لمثل هذه المسببات. دمجت الأبحاث نماذج مناخية مختلفة للتنبؤ بالتغيرات في غلات المحاصيل وانتشار مسببات الأمراض، مما يشير إلى زيادة عامة في نشاط مسببات الأمراض مع ارتفاع درجات الحرارة، مما قد يعاكس المكاسب في الإنتاجية الزراعية بسبب تغير المناخ (Myers et al.، 2021).

يمثل تغير المناخ تهديدًا مباشرًا للأمن الغذائي العالمي، حيث يؤثر على فسيولوجيا المحاصيل وإنتاجيتها، بالإضافة إلى تأثيره غير المباشر على الميكروبيوتا المرتبطة بالنباتات، والتي تشمل مسببات الأمراض النباتية. على الرغم من أن التفاعلات بين النباتات المضيفة ومسببات الأمراض والعوامل البيئية يمكن أن تكون معقدة، إلا أن الأبحاث الحديثة بدأت تكشف عن أنماط شاملة معينة في كيفية تأثير أمراض النباتات على إنتاج المحاصيل في المستقبل (Raza وBebber، 2022). ستؤثر هذه التحولات بشكل عميق على نمو وزراعة مختلف المحاصيل على الأرض.

في الوقت نفسه، ستؤثر على التكاثر، والانتشار، وشدة العديد من مسببات الأمراض النباتية، مما يشكل تهديدًا كبيرًا للأمن الغذائي العالمي (Gautam et al.، 2013).

تشكل تفشي أمراض النباتات تهديدًا كبيرًا للأمن الغذائي العالمي واستدامة البيئة، مما يقوض الإنتاجية الأساسية والتنوع البيولوجي على نطاق عالمي. كما أن تغير المناخ يزيد من تفاقم هذه المخاطر من خلال تشكيل تطور مسببات الأمراض وتغيير تفاعلات العائل-مسبب المرض، مما يعزز ظهور سلالات مرضية جديدة (سينغ وآخرون، 2023). على مدار العقد الماضي، كانت تأثيرات تغير المناخ على أمراض النباتات موضوعًا للبحث المكثف (يانيز-لوبيز وآخرون، 2012). من المؤكد أن التحولات المتوقعة في المناخ ستؤثر على تطور مسببات الأمراض ومعدلات بقائها، بالإضافة إلى تغيير قابلية العائل، مما يؤدي إلى تباينات في تأثير الأمراض على المحاصيل. ستختلف التأثيرات الدقيقة للتغيرات المناخية بناءً على النظام المرضي والسياق الجغرافي المحدد، مما يؤثر على ظروف العدوى المثالية، وخصوصية العائل، وآليات العدوى (إيلاد وبيرتوت، 2014). علاوة على ذلك، ستعيد التغيرات في الظروف غير الحيوية تشكيل المناخ المحلي المحيط بالنباتات، مما قد يعطل التأثيرات المفيدة لمجتمعات الميكروبات في التربة وأنظمة الأمراض في المظلة. من المتوقع أن تؤدي هذه التأثيرات المتزامنة على مسببات الأمراض والنباتات العائلية إلى تغييرات كبيرة في تجليات الأمراض، والتوزيع الجغرافي، والآثار الاقتصادية، مما يتطلب تعديلات في استراتيجيات إدارة الأمراض وأنظمة الزراعة (إيلاد وبيرتوت، 2014). من المهم أن نلاحظ أنه على الرغم من المكاسب المحتملة في غلات المحاصيل الناتجة عن تغير المناخ، يمكن أن تعوض أمراض النباتات عن هذه التقدمات (رازة وببر، 2022). تأثير المناخ على أمراض النباتات عميق، حيث يشكل النباتات العائل، وسلوك الناقل، وآليات انتشار مسببات الأمراض، مما يؤثر على احتمالية غزو مسببات الأمراض.

تؤثر القرارات البشرية بشكل كبير على غزوات مسببات الأمراض الاقتصادية الهامة، حيث تتأثر اتصالات المناظر الطبيعية لحركة مسببات الأمراض بالتوزيع المكاني للمضيفين ومسببات الأمراض والظروف البيئية (جارrett وآخرون، 2014). وبالتالي، يصبح تقييم العوامل المحددة قبل الغزو تحديًا، مما يبرز الدور الحاسم لاستراتيجيات الإدارة الاستباقية في التخفيف من آثار التحولات الناتجة عن المناخ في ديناميات أمراض النباتات. تأثير ظروف الجفاف على أمراض النباتات معقد ويحمل تداعيات كبيرة على الزراعة العالمية. تقليديًا، كان يُنظر إلى الجفاف على أنه يعيق أو يزعج تطور الأمراض التي تسببها مسببات الأمراض التي تزدهر في البيئات الرطبة. ومع ذلك، من المهم ملاحظة أن بعض الأمراض يمكن أن تستفيد من ظروف الجفاف، حيث تصبح النباتات المجهدة أكثر عرضة لمسببات أمراض معينة. هذه العلاقة متعددة الأوجه تبرز الحاجة إلى فهم دقيق لكيفية تأثير الجفاف على ديناميات الأمراض في
الأنظمة الزراعية (ويغولو وآخرون، 2013). كما هو متوقع، من المتوقع أن يؤدي تغير المناخ إلى زيادة حدوث ومدى الجفاف في مناطق مختلفة من العالم. لذلك، من الضروري فهم كيف ستؤثر هذه التحولات على تفاعلات النبات والآفات. قد تؤثر هذه التحولات على الدورات الطبيعية لحياة الآفات النباتية، وتؤثر على قابلية المضيف للإصابة أو ظهور المرض، وتغير التوزيع الطبيعي للآفات، وتعدل من وتيرة التغيرات الجينية داخل تجمعات الآفات. بشكل جماعي، من المحتمل أن تكون لهذه التأثيرات تداعيات على أنظمة الأمراض المتنوعة، مما يحمل أهمية اقتصادية للقطاعات الإنتاجية (واكيلين وآخرون، 2018). تعفن الفحم، المعروف أيضًا بذبول الطقس الجاف، يسببه الفطر ماكروفومينا فازولينا ويمكن أن يؤثر على مجموعة متنوعة من المحاصيل، بما في ذلك الذرة، والدخن، وفول الصويا، وعباد الشمس، والفاصوليا الجافة. يتمتع الفطر بتوزيع واسع ويصيب مجموعة متنوعة من المضيفين. يشكل الأجسام الصلبة الفطرية، المعروفة بالميكروسكليروتيا، داخل أنسجة المحاصيل المصابة. تعمل هذه الميكروسكليروتيا كوسيلة للفطر للبقاء خلال فصل الشتاء في حطام المحاصيل المصابة والتربة. بينما يمكن أن تبقى حية لعدة سنوات في التربة الجافة، فإن بقائها محدود لبضعة أسابيع في التربة الرطبة والمشبعة. نظرًا لأن معظم الدورات الزراعية تشمل مضيفين عرضة لهذا الفطر سنويًا، هناك احتمال كبير لوجود الآفة في العديد من الحقول، وتفضل الظروف الجافة انتشارها. يشكل تعفن آذان الفطر Aspergillus تهديدًا كبيرًا في الحقول المتأثرة بالجفاف والتي تفتقر إلى الري. يُعتبر هذا المرض ملحوظًا بسبب الأنواع الفطرية المسؤولة، عادةً Aspergillus flavus و . البارازيتكوس، التي لديها القدرة على إنتاج الأفلاتوكسين. الأفلاتوكسين، الموجود في الحبوب الملوثة، يشكل مخاطر صحية خطيرة على كل من المستهلكين من الحيوانات والبشر. في الوقت نفسه، تعتبر مسببات الأمراض من جنس الفيوزاريوم، التي تستمر في التربة وبقايا المحاصيل، معروفة بالتسبب في الأمراض التي تتأثر بالعديد من العوامل. من بين هذه العوامل، يلعب إجهاد النبات، وخاصة الجفاف، دورًا كبيرًا في زيادة حدوث وشدة الأمراض المرتبطة بالفيوزاريوم. تعتبر أنواع الفيوزاريوم معروفة بالتسبب في خسائر كبيرة في المحاصيل مثل الذرة والقمح وفول الصويا، حيث يزيد الجفاف من تأثير هذه الأمراض. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي الفيوزاريوم فيرتيسيليويدس إلى خسائر كبيرة في المحاصيل وتلوث بالسموم الفطرية في الذرة، مما يؤثر على تعفن الساق، وتعفن الأذن، وتعفن الحبة. تتفاقم أمراض جذور القمح، مثل تعفن الجذر الشائع (بيبولاريس سوروكينيانا) وتعفن تاج الفيوزاريوم (فيوزاريوم spp.) في الظروف الجافة، مما يسبب تقليلًا شديدًا في المحصول نتيجة للإصابات المبكرة في الجذر. من المثير للاهتمام، أنه تم ملاحظة أن الجفاف يقلل من احتمال حدوث متلازمة الموت المفاجئ في فول الصويا، بينما يعزز في الوقت نفسه إصابات الفيوزاريوم الأخرى التي تؤدي إلى ذبول الفيوزاريوم (ويغولو وآخرون، 2013). تم إجراء تقييمات لتقييم التأثير المحتمل للجفاف على عدة أمراض نباتية مهمة لنيوزيلندا. تشمل هذه الأمراض تعفن جذر البازلاء (الناجم عن أبانوميسيس يوتيكيش)، وتعفن البصل الأبيض (سكليروتيوم سيبيفوروم)، وأخذ القمح (غاومانوميسيس غرامينيس نوع تريتيكي)، وتعفن تاج القمح (فيوزاريوم spp.)، وبراسيكا
الساق السوداء (Leptosphaeria maculans)، قدم سوداء في الكرمة (Ilyonectria/Dactylonectria spp.)، تعفن سكليروتينيا في الكيوي (Sclerotinia sclerotiorum)، ومرض تساقط الإبر الحمراء في الصنوبر رادياتا (Phytophthora pluvialis). في معظم أنظمة الأمراض، يُتوقع أن يؤدي زيادة الجفاف إلى ارتفاع في تعبير المرض. ومع ذلك، بالنسبة لبعض الأمراض، مثل تعفن سكليروتينيا في الكيوي وتساقط الإبر الحمراء في الصنوبر رادياتا، قد يؤدي الجفاف إلى تقليل شدة المرض (Wakelin et al., 2018).

مستويات مرتفعة من ودرجة الحرارة معروفة بأنها تحفز عواقب معقدة على مسببات الأمراض النباتية (غولينو وآخرون، 2018). إن الزيادة في درجات الحرارة والتركيزات المعززة من من المتوقع أن تؤثر العوامل المرتبطة بتغير المناخ بشكل عميق على التفاعل بين النباتات والأمراض. يؤثر المناخ بشكل حاسم على حدوث الأمراض النباتية، فضلاً عن التوزيع الزمني والمكاني لها. في المناطق الزراعية المناخية القريبة من القطب، من المحتمل أن يؤدي تغير المناخ إلى تعديل ينتج عنه تحول في التوزيع الجغرافي للعوامل المسببة للأمراض.

في ظل ارتفاع درجات الحرارة وزيادة الغلاف الجوي قد تخضع سلالات جديدة من مسببات الأمراض لتطور سريع. يتم تحفيز هذه العملية التطورية من خلال زيادة ملحوظة في أعداد مسببات الأمراض، مما يؤدي إلى زيادة التكاثر ودورات العدوى ضمن مظلة موسعة، مدعومة بظروف ميكروكليماتية ملائمة. علاوة على ذلك، قد تؤدي التغيرات في التوزيع الجغرافي إلى جمع سلالات أو أنماط وراثية متنوعة من مسببات الأمراض التي قد لا تشترك عادة في نفس الموطن البيئي، مما قد يؤدي إلى تصعيد في تنوع مسببات الأمراض (تشاكرا بورتي، 2013).

المناخ المتغير، جنبًا إلى جنب مع الزيادة المتزامنة في الغلاف الجوي تحتوي المستويات على إمكانية التأثير بشكل كبير على شدة أمراض النباتات، مما يشكل تهديدًا وشيكًا لمحاصيل المستقبل (تشو وآخرون، 2019). تؤكد هذه التحولات المتوقعة على الأهمية الحاسمة لمبادرات البحث الشاملة التي تهدف إلى فك تعقيدات الديناميات بين تغير المناخ وتفاعلات النباتات والآفات. تعتبر هذه الجهود ضرورية لتطوير استراتيجيات فعالة للتخفيف من الآثار السلبية لتغير المناخ على الإنتاجية الزراعية وضمان الأمن الغذائي العالمي في مواجهة التحديات المناخية المتطورة.

تؤدي درجات الحرارة المرتفعة المرتبطة بتغير المناخ غالبًا إلى تفاقم شدة أمراض النباتات (الشكل 1). إن فهم كيفية استجابة النباتات للعوامل الممرضة تحت ضغط درجات الحرارة العالية أمر بالغ الأهمية لتعزيز مرونة المحاصيل. ومع ذلك، لا تزال الآليات الجزيئية التي تحكم هذه الاستجابة غير مستكشفة إلى حد كبير (كوهين وليتش، 2020). تتعرض مقاومة المحاصيل لصدأ الساق، وخاصة Sr31، للخطر بسبب سلالة Ug99 من صدأ الساق الناجم عن
P. graminis f. sp. tritici. علاوة على ذلك، فإن درجات الحرارة المرتفعة وزيادة تزيد المستويات من تهديد العفن المتأخر . infestans) في البطاطس، بالإضافة إلى أمراض الأرز المهمة بما في ذلك الانفجار (P. oryzae) وShB (R. solani) (Gautam et al.، 2013).

تجري أبحاث للتحقيق في تأثير ارتفاع درجات حرارة المناخ على فطر فيتوفثورا سينامومي، وهو مسبب أمراض غابات واسع الانتشار ومدمر للغاية. في أوروبا، يؤثر بقاء هذا الفطر في فصل الشتاء بشكل كبير على تطور المرض في أشجار البلوط، وخاصة في الأنواع كويركوس روبور وكويركوس روبرا. تقارن الأبحاث النطاقات الجغرافية المحتملة للفطر والمرض المرتبط به في فرنسا على مدى فترتين متميزتين: 1968-1998 و2070-2099. تتضمن المحاكاة نهجًا قائمًا على الفسيولوجيا للتنبؤ ببقاء الفطر في فصل الشتاء بالنسبة لدرجة حرارة الميكروبيئة (على وجه التحديد، في اللحاء للأشجار المصابة)، إلى جانب سيناريو مناخي إقليمي مستمد من نموذج دوران عالمي. تشير التوقعات إلى أن الشذوذات الإيجابية في درجات حرارة الشتاء من المتوقع أن تتفاوت بين خلال الفترة من 2070 إلى 2099 مقارنةً بالفترة من 1968 إلى 1998، مع ملاحظات للاختلافات عبر المواقع والأشهر. وبالتالي، فإن المعدلات السنوية الأعلى لـ من المتوقع أن تؤدي بقاء القرفة إلى توسع نحو الشرق في نطاق المرض من الساحل الأطلسي بمقدار يتراوح بين كيلومتر واحد إلى عدة مئات من الكيلومترات خلال قرن (بيرغوت وآخرون، 2004). تؤكد هذه النتائج على الأهمية الحاسمة لفهم التفاعلات المعقدة بين تغير المناخ وديناميات النباتات والآفات. إن تعزيز فهمنا في هذا المجال أمر ضروري لوضع استراتيجيات فعالة للتخفيف من تأثير تغير المناخ على الإنتاجية الزراعية وضمان الأمن الغذائي العالمي في ظل التحديات البيئية المتطورة. وقد تم إثبات نتائج الأبحاث التي تحقق في آثار تغير المناخ على أنظمة الأمراض المختلفة، مثل تلك التي تؤثر على الكروم، بما في ذلك العفن الفطري والعفن البودري، بالإضافة إلى العديد من مسببات الأمراض التي تستهدف المحاصيل الخضروات مثل الجرجير، والريحان، والبنجر، والكوسا. أدت المستويات ودرجة الحرارة إلى زيادة حدوث الجسيمات الدقيقة على الكوسا، وبقعة أوراق الألتيراريا على سلطة الجرجير، والبقعة السوداء، والعفن البودري على الريحان، وألوفومة تروبيكا على الخس، وبقعة أوراق الفوما على الشمندر. وعلى العكس، لوحظت تأثيرات متغيرة عند النظر في معايير المناخ الفردية بشكل منفصل. كما تم استكشاف تأثير الظروف البيئية المتغيرة على بعض المعايير الفسيولوجية التي تؤثر على إنتاج الميكوتوكسينات وإدارة الأمراض في أنظمة الأمراض المختارة. وقد لوحظ أن كان لتركيز ودرجة الحرارة تأثيرات مميزة على شدة المرض وإنتاج السموم الفطرية. فيما يتعلق بتطبيق عوامل المكافحة البيولوجية، وُجد أن فعالية Ampelomyces quisqualis ضد العفن البودري على الكوسا قد زادت تحت درجات حرارة مرتفعة و الشروط (غولينو وآخرون، 2018).

شبح، الذي تسببه R. solani، يشكل تهديدًا كبيرًا لإنتاج الأرز (Oryza sativa L.). ومع ذلك، فإن استجابة خطر شبح الأرز لارتفاع ودرجة الحرارة في سياق تغير المناخ المستقبلي لا تزال غير واضحة. تم إجراء تجارب ميدانية مع الملقحات . سولاني، مع الأخذ في الاعتبار اثنين المستويات (البيئية والمغذية حتى ) ومستويين من درجات الحرارة (البيئة وزيادة بـ ) باستخدام هواء مجاني نظام إثراء (T-FACE) لاثنين من الأصناف، وهما صنف حساس (ليمونت) وصنف مقاوم (YSBR1). أظهرت النتائج أنه عند العدوى بـ R. solani، كان الطول العمودي لآفات ShB لصنف ليمونت أطول بشكل ملحوظ من ذلك لصنف YSBR1 عبر الأربعة وعلاجات درجة الحرارة. زادت درجة الحرارة المرتفعة بشكل كبير من الطول العمودي لآفات ShB، بينما لم يكن له مثل هذا التأثير على كلا الصنفين. تحت مجموعة من وزيادة في درجة الحرارة، زادت الطول العمودي لآفات ShB بمقدار للسيرة الذاتية. ليمونت و بواسطة للسيرة الذاتية. YSBR1. كانت الزيادة الملحوظة في مستوى تأكسد الدهون في الغشاء مرتبطة بارتفاع ملحوظ في الطول العمودي لآفات ShB تحت تأثير التركيبة من ودرجة حرارة مرتفعة. الـ لم يكن قادرًا على تعويض الأثر السلبي لارتفاع درجة الحرارة على إنتاج كلا الصنفين تحت تغير المناخ المستقبلي. شهد محصول الأرز والكتلة الحيوية انخفاضًا إضافيًا بـ و على التوالي، بسبب زيادة شدة شB تحت تأثير الجمع بين ودرجة حرارة مرتفعة. لذلك، من الضروري تنفيذ ممارسات إدارة زراعية عقلانية تهدف إلى تعزيز المقاومة لمرض ش.ب وتحسين إنتاجية الحبوب للأرز في ظل المناخ المستقبلي.
تغير الظروف (شين وآخرون، 2023). تم إجراء مقارنات بين استجابات نبات النموذج أرابيدوبسيس ثاليانا لمسببات الأمراض التي تصيب الأوراق والجذور باستخدام استراتيجيات عدوى نصف حيوية أو نخرية تحت ظروف جوية ما قبل الصناعة، الحالية، والمستقبلية المتوقعة. الشروط. تحت في ظل الظروف، أظهرت النباتات زيادة في المقاومة للمرض النخرية لبكتيريا ب. سينيريا، ولكن لوحظ انخفاض في المقاومة للمرض نصف الحيوي لبكتيريا بseudomonas syringae pv. الطماطم. وعلى العكس، فإن النباتات التي نمت في ظل ظروف منخفضة عرض نمطًا معاكسا. شدة المرض التي تسببها مسببات الأمراض المنقولة عبر التربة Fusarium oxysporum f.sp. raphani و . سولاني ظلت مشابهة عبر جميع الاختبارات الظروف. تؤكد النتائج أن الغلاف الجوي تؤثر المستويات على التوازن بين الدفاعات المعتمدة على حمض الساليسيليك وحمض الجاسمونيك، مما يؤثر بالتالي على المقاومة ضد مسببات الأمراض الهيمبيوتروفية والنيكروتروفية الورقية (تشو وآخرون، 2019). تعمل كإشارة حسية هامة لمجموعة متنوعة من الحيوانات، بما في ذلك الديدان الخيطية الطفيلية والحرّة. ردود الفعل السلوكية للديدان الخيطية تجاه غالبًا ما تكون معتمدة على السياق، أو معتمدة على الخبرة، أو معتمدة على مرحلة الحياة، مما يشير إلى الأدوار الحيوية تظهر عبر سياقات سلوكية متعددة طوال دورة حياة الديدان الخيطية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر الديدان الخيطية استجابات فسيولوجية متنوعة لـ (بانيرجي وهالم، 2020). في الوقت نفسه، تفاعل تؤثر مستويات الحرارة والتغيرات في درجات الحرارة وهطول الأمطار بشكل كبير على بيولوجيا الديدان الخيطية، بما في ذلك تلك التي تتطفل على النباتات والحشرات. بينما يميل تطور الديدان الخيطية إلى التسارع في درجات حرارة التربة الأكثر دفئًا الناتجة عن تغير المناخ، فإن الآثار الدقيقة لهذه التأثيرات الناتجة عن تغير المناخ على بيولوجيا الديدان الخيطية وتفاعل النباتات والديدان الخيطية بشكل عام لم تُفهم بالكامل بعد (دوتا وآخرون، 2023).

يؤثر تغير المناخ العالمي بشكل كبير على نظم النباتات البيئية من خلال تغيير العوامل البيئية الرئيسية. تعتبر عوامل مثل درجة الحرارة، وهطول الأمطار، ومدة وجودة ضوء الشمس، وتوافر المغذيات (مثل النيتروجين، والفوسفور، والبوتاسيوم) حاسمة في تحديد نمو النباتات ومن المتوقع أن تتغير بسبب تغير المناخ العالمي. يمكن أن تؤدي المستويات الناتجة عن تغير المناخ إلى تعزيز نمو النباتات من خلال تحفيز زيادة عملية التمثيل الضوئي، على الرغم من تكلفة تقليل التبريد بالتبخر (دوتا وآخرون، 2023).

تؤثر تغيرات المناخ على الآفات والجراثيم بشكل أساسي من خلال النباتات. ت disrupt مستويات، وارتفاع درجات الحرارة، وتغيرات في أنماط هطول الأمطار نمو النباتات وتطورها، مما يؤدي إلى تغييرات في هيكل السقف، والحجم، والكثافة، والميكروكليما، و
كمية الأنسجة القابلة للإصابة. هذه التغيرات في فسيولوجيا العائل وميكروكلIMATE السقف، خاصة تحت تؤثر المستويات على إنتاج وتشتت وبقاء جراثيم الأمراض، فضلاً عن سلوك التغذية للآفات الحشرية. تسرع درجات الحرارة المرتفعة من نمو النباتات وتطورها، مما يعيد تشكيل هيكل المظلة ويؤثر على تطور الآفات والجراثيم. علاوة على ذلك، تؤثر التغيرات في أنماط هطول الأمطار، سواء التي تؤدي إلى الجفاف أو الإجهاد الناتج عن الفيضانات، على هيكل المظلة ولها تأثيرات متCorresponding على الآفات والجراثيم. على الرغم من التفاعلات العميقة التي تحدث على مستوى المظلة، إلا أنها غالبًا ما يتم تجاهلها في نماذج الوبائيات المستخدمة للتنبؤ بتأثيرات تغير المناخ (بانغا وآخرون، 2013).

تؤثر تقلبات درجات الحرارة على كل من المضيف والمرض، مما يستلزم إجراء تحليلات للمخاطر لكل نظام مرضي لفهم تداعيات تغير المناخ (Yáñez-López et al.، 2012). تسلط الدراسات الملاحظة الضوء باستمرار على ارتفاع درجات الحرارة كعامل رئيسي يؤثر على انتشار الأمراض. تشير النماذج القائمة على العمليات إلى أن ارتفاع درجات الحرارة قد يؤدي إلى تغييرات في ضغط الأمراض على طول خطوط العرض، بينما قد تخفف الظروف الجافة من مخاطر الأمراض (Raza و Bebber 2022).
، وهو عامل رئيسي في تغير المناخ، يُعترف به لقدرته على تعديل عمليات نباتية متنوعة (الشكل 2)، بما في ذلك الفسيولوجيا، والنمو، ومقاومة الأمراض (سانشيز-لوكا وآخرون، 2023). أدت الأنشطة البشرية إلى مضاعفة تركيزات منذ الثورة الصناعية. بينما يمكن أن يؤدي هذا الارتفاع إلى تعزيز نمو النباتات من خلال ‘ تأثير الإخصاب”، تقدم الدراسات الحديثة نتائج متضاربة بشأن الآثار الناتجة عن على تفاعلات النبات والمرض (سميث ولونا، 2023). بينما الدراسات التي أجريت في ظروف محكومة قد حددت آثار المستويات، استجابات الميدان، مثل تكيف مسببات الأمراض مع مرور الوقت، قد تختلف (Yáñez-López et al.، 2012). تقترح الدراسات التجريبية أن ارتفاع الغلاف الجوي يمكن أن تعزز المستويات من تأثير الأمراض (راز وببر، 2022). والتغيرات المناخية المصاحبة تحمل القدرة على تسريع تطور مسببات الأمراض النباتية، مما يؤثر لاحقًا على شراستها. التفاعلات بين النباتات ومسببات الأمراض في سياق يمكن أن تعطل بشكل كبير كل من الأنظمة الزراعية والطبيعية. ومع ذلك، فإن وجود فجوة معرفية أساسية ينشأ من ندرة البيانات التجريبية، مما يعيق قدرتنا على التنبؤ بدقة بالنتائج المستقبلية في هذا الصدد. في غياب المعلومات المتعلقة بأنواع المحاصيل، أظهرت دراسة زيادة في عدوانية مسببات الأمراض النباتية (Erysiphe cichoracearum) تحت . في الوقت نفسه، يتم ملاحظة تغييرات في خصائص البشرة الورقية للنبات النموذجي أرابيدوبسيس ثاليانا L. كثافة الثغور، الحارس
طول الخلايا، وعدد الشعيرات على الأوراق التي تتطور بعد العدوى يظهر زيادة تحت ، مما يتناقض مع الاستجابات في الظروف غير المصابة. نظرًا لأن العديد من مسببات الأمراض النباتية تعتمد على الميزات البشرة للعدوى الناجحة، فإن هذه الاستجابات تخلق آلية تغذية راجعة إيجابية، مما يعزز قابلية الأوراق الجديدة للهجمات اللاحقة من مسببات الأمراض. بالإضافة إلى ذلك، تشير تحليل الأنماط البيئية المقاومة والمعرضة إلى وجود اختلافات جوهرية في الاستجابات البشرة لـ (ليك ووايد، 2009).

تمثل أمراض القمح تهديدًا مستمرًا ومتطورًا للأمن الغذائي العالمي، ومع ذلك لا يزال هناك فهم محدود لكيفية ستؤثر المستويات على هذه الأمراض، مما سيؤثر بدوره على أمن إمدادات الحبوب. مع الغلاف الجوي تجاوزت مستوى 400 جزء في المليون في عام 2013 ومن المتوقع أن تتضاعف أو تتTriple بحلول نهاية القرن، وقد تناولت دراسة تأثير كل من مسببات الأمراض وتكيف القمح مع على تطور مرض العفن الرأسي لفوساريوم (FHB) ومرض بقعة سيبتوريا القمح (STB) في القمح. شملت الدراسة زراعة النباتات والجراثيم تحت تركيزات 390 أو 780 جزء في المليون. لجيلين من القمح وعمليات فرعية متعددة للجراثيم، تلتها تجارب قياسية للأمراض. أدى تكيف الجراثيم ونوع القمح ريموس مع ECO2 إلى زيادة شدة كل من أمراض STB وFHB مقارنةً بالظروف المحيطة، مع ملاحظة تأثير أكثر وضوحًا على FHB. حدثت أعلى مستويات مرض FHB والخسائر المرتبطة بالإنتاجية عندما تم تكيف كل من الجرثوم والقمح مع . وبالمثل، أظهرت التجارب التي أجريت مع الصنف المقاوم للأمراض CM82036 أن تكيف العوامل الممرضة زاد بشكل كبير من مستويات المرض وفقدان العائد تحت الظروف، مما يدل على انخفاض فعالية مسارات الدفاع الفطرية في هذا الصنف من القمح. في الختام، يبرز البحث أن التكيف مع في العقود القادمة ستشكل بشكل كبير نتائج تفاعلات النبات والمرض وتؤثر على متانة مقاومة الأمراض (فاري وآخرون، 2015).

أثر على الفطر الفطري الورقي فيللوستكتا مينيما، الذي يؤثر على القيقب الأحمر في الطبقة السفلية في غابة ديوك الهوائية الحرة تمت دراسة تجربة الإثراء في دورهام، نورث كارولينا. تم إجراء استبيانات في ، و سنوات من أظهر التعرض انخفاضًا كبيرًا في حدوث المرض تحت ECO2. كان هناك ، ، و عدد أقل من الشتلات المتأثرة و ، و عدد الأوراق المصابة أقل لكل نبات في السنوات الثلاث المتتالية، على التوالي. كما أدى إلى انخفاض ملحوظ في شدة المرض عبر جميع السنوات، مع تقليل متوسط مساحة الآفة بـ ، و في عام 2002 و2003 و2004، على التوالي. لفهم الآليات وراء هذه التغيرات، تم دمج تحليلات شاملة لهيكل الورقة، وعلم وظائف الأعضاء، والكيمياء مع دراسات في غرفة النمو حول . الحد الأدنى من النمو والعدوى في المضيف. في المختبر، معدلات النمو الأسية لـ . الحد الأدنى
زاد بـ تحت مع استبعاد احتمال أن تكون تقليصات الأمراض ناتجة عن آثار سلبية مباشرة لـ على أداء الفطريات. أكدت صور المجهر الإلكتروني الماسح أن أنابيب إنبات الكونديا لـ . الحد الأدنى أدخل .يترك أوراق الروبروم من خلال الثغور. على الرغم من أن حجم وكثافة الثغور ظلا دون تغيير، إلا أن توصيل الثغور انخفض بـ تحت ، مما يؤدي إلى فتحات أصغر لعدوى أنابيب الجراثيم. تم تقليل شدة المرض تحت كان من المحتمل أن يُعزى ذلك إلى تغير كيمياء الأوراق وانخفاض الجودة الغذائية. أدى إلى خفض في نيتروجين الورقة و زيادة في نسبة C : N، مع زيادة بنسبة 15% في الفينولات الكلية وزيادة بنسبة 14% في التانينات. تتضمن الآلية المزدوجة الموصوفة تقليل فتح الثغور وتغيير كيمياء الأوراق، مما يؤدي إلى تقليل حدوث المرض وشدته تحت ، مما يعني حدوث شائع في أنظمة أمراض النباتات حيث يستهدف الممرض الثغور (McElrone et al.، 2005).

في أنواع الأشجار التي تعتبر حاسمة في العديد من استراتيجيات تجديد الغابات، فإن Quercus robur معرضة بشكل خاص لمرض العفن البودري (PM) خلال مرحلة الشتلات. العفن البودري منتشر في غابات البلوط ويعتبر عائقًا أمام تجديد غابات البلوط. في دراسة تهدف إلى توضيح تأثير على استجابة النباتات للغبار الجوي، تم زراعة شتلات البلوط في بيئات محكومة تحت ظروف محيطة ( ) و
ظروف ppm) وتم إصابتها بـ Erysiphe alphitoides، العامل المسبب لمرض البياض الدقيقي في البلوط. قامت الدراسة بمراقبة نمو النبات، والمعايير الفسيولوجية، وتقدم المرض. بالإضافة إلى ذلك، لتقييم تأثير على المقاومة المستحثة (IR)، تم تقييم هذه المعلمات بعد العلاجات مع المحفز للمقاومة المستحثة حمض -أمينوبوتيريك (BABA). أظهرت النتائج أن معدلات التمثيل الضوئي المحسنة والنمو فوق الأرض ولكن، على العكس، تقليل طول الجذور. من المهم أن الشتلات تحت ECO2 أظهرت زيادة في القابلية للإصابة بـ PM. بينما كانت العلاجات مع BABA تحمي من PM، كان هذا التأثير أقل وضوحًا تحت . علاوة على ذلك، بغض النظر عن تركيز ، لم يغير BABA بشكل كبير النمو فوق الأرض ولكنه أدى إلى أنظمة جذر أطول، مما خفف من تأثير على تقصير الجذور. هذه النتائج تؤكد تأثير على فسيولوجيا النبات والنمو والدفاع، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من الدراسات البيومولكولية لفك آليات كيفية تزيد من قابلية شتلات البلوط للإصابة بـ PM (سانشيز-لوكا وآخرون، 2023).

دراسة فحصت تأثير ارتفاع تركيزات في الغلاف الجوي على الفاونا المفيدة في التربة، وبشكل خاص الديدان الخيطية الحشرية (EPNs). كان الهدف هو فهم تأثير على نمو نباتات الذرة (Zea mays L.)، بما في ذلك مورفولوجيا الجذور، وتقييم فعالية الدودة الخيطية الحشرية Heterorhabditis bacteriophora في هذا البيئة المتغيرة. النباتات المزروعة تحت أظهرت أنظمة جذر أسرع وأطول وأكثر كثافة وكبيرة مقارنة بتلك المزروعة تحت الظروف. وبالتالي، أدى تطوير الجذور المحسن إلى تقليل فعالية EPNs. على الرغم من عدم وجود اختلاف ملحوظ في معدل وفيات العائل بين و الظروف، تم استرداد عدد أكبر بكثير من الديدان الخيطية من العوائل الموجودة بالقرب من النباتات المزروعة في بيئة aCO2. كشف تحليل نموذج المعادلة الهيكلية أن هذا التأثير كان غير مباشر ومُعَدل من خلال الصفات المورفولوجية المتزايدة للجذور. تمثل هذه الأبحاث الحالة الأولى التي تُظهر كيف أن التغيرات في مستويات في الغلاف الجوي تقلل بشكل غير مباشر من فعالية الديدان الخيطية الحشرية المستخدمة عالميًا (EPN) لحماية المحاصيل. بينما قد تؤثر عوامل إضافية، مثل انبعاثات النباتات المتطايرة، أو تعزز هذه الأنماط، تشير النتائج إلى أن التغيرات في صفات الجذور تحت تؤثر سلبًا على فعالية EPN، مما يؤثر بالتالي على إدارة الآفات الحشرية المقيمة في التربة (هيلتبولد وآخرون، 2020).

تعتمد استراتيجيات إدارة الأمراض على الظروف المناخية السائدة، وأي تغييرات في المناخ ستؤدي حتمًا إلى تحولات في التوزيع المكاني والزماني للأمراض. وبالتالي، ستتطلب منهجيات السيطرة تعديلات استجابة لسيناريوهات تغير المناخ المتنوعة. في السنوات الأخيرة، كان هناك تركيز متزايد على تدابير التكيف، مدفوعًا بشكل كبير بزيادة اليقين بشأن تجليات العديد من سيناريوهات تغير المناخ المتوقعة. هذا التركيز المتزايد مبرر من خلال الدور الحاسم في تطوير استراتيجيات فعالة للغاية لتكيف النباتات مع التحديات التي تطرحها تغيرات المناخ، حيث تعتمد كل من الإنتاجية والأمن الغذائي على هذه الجهود (غيتز وآخرون، 2016). وفقًا لـ IPCC، تتضمن استراتيجيات التكيف إجراء تعديلات في الأنظمة الطبيعية أو البشرية للاستجابة للمحفزات المناخية الفعلية أو المتوقعة أو آثارها، لتخفيف الأذى، أو للاستفادة من الفرص المواتية (IPCC، 2007). مع تقدم تغير المناخ وتسارع التجارة العالمية، من المتوقع أن تتزايد عدم اليقين وتكرار حدوث الآفات الحالية والجديدة. وبالتالي، سيكون تعزيز القدرة على التكيف السريع مع الاضطرابات والتحولات المناخية أمرًا ذا أهمية متزايدة (بارزمان وآخرون، 2015).

تظل أنظمة الإدارة التقليدية، ولا سيما السيطرة الكيميائية باستخدام المبيدات الاصطناعية، حيوية في مكافحة هذه الأمراض بسبب فعاليتها الفورية. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة تجلب مخاوف بيئية متزايدة، ومخاطر على الصحة العامة، وظهور مقاومة المبيدات. بالتوازي، تلعب تدابير السيطرة الثقافية مثل تناوب المحاصيل، والزراعة المختلطة، وزراعة الأصناف المقاومة أدوارًا محورية في تعزيز صحة المحاصيل المستدامة. على سبيل المثال، يعطل تناوب المحاصيل دورات حياة مسببات الأمراض والآفات، بينما يقلل اعتماد الأصناف المقاومة من الاعتماد على التدخلات الكيميائية. علاوة على ذلك، تظهر طرق السيطرة البيولوجية، التي تستخدم عوامل صديقة للبيئة مثل البكتيريا والخمائر، كاستراتيجيات واعدة لتحقيق توازن بين فعالية السيطرة والحفاظ على النظم البيئية الزراعية. من خلال دمج هذه الأساليب المتنوعة ضمن إطار إدارة الأمراض المتكاملة (IDM)، يمكن تعزيز المحاصيل ضد التحديات المتطورة مع تقليل الآثار السلبية على البيئة وصحة الإنسان (ألتيري ونيكولز، 2017؛ خورشيد وآخرون، 2022).

في سياق أزمة المناخ، تشهد النماذج التقليدية لحماية المحاصيل، ولا سيما الاعتماد على تطبيق المبيدات، انخفاضًا ملحوظًا في الفعالية. يُعزى هذا الانخفاض بشكل ملحوظ إلى ارتفاع درجات الحرارة وتعديل أنماط هطول الأمطار، مما يؤثر بشكل كبير على استمرارية وتطاير وكفاءة هذه
التدخلات الكيميائية. علاوة على ذلك، ضمن مجال السيطرة البيولوجية، يؤثر التفاعل المعقد لتقلبات درجة الحرارة والرطوبة بشكل ملحوظ على دورات التكاثر والقدرة العامة لعوامل السيطرة البيولوجية. في الوقت نفسه، تشكل أنماط هجرة الآفات إلى مناطق جغرافية جديدة تحديًا كبيرًا، قد يتجاوز معدل تأسيس خصومها الطبيعيين (ديغوين وآخرون، 2021؛ كومار وآخرون، 2023).

تعتبر IDM نهجًا شاملًا واستراتيجيًا لحماية صحة النبات، حيث تجمع بين أساليب متنوعة لتحقيق السيطرة على الأمراض بشكل اقتصادي وصديق للبيئة. مستندة إلى فهم عميق لبيولوجيا الأمراض، تتضمن IDM مراقبة الأمراض اليقظة، واستخدام نماذج التنبؤ، وإعطاء الأولوية للتدابير الوقائية مثل تناوب المحاصيل واعتماد الأصناف المقاومة. علاوة على ذلك، تدمج هذه المنهجية بسلاسة بين السيطرة البيولوجية والكيميائية والفيزيائية لإدارة الأمراض بشكل فعال مع الحد من الآثار البيئية. في عصر تغير المناخ، تتطلب IDM تدابير تكيفية، تشمل تحسين نماذج تقييم المخاطر، وتطوير أصناف المحاصيل المقاومة لتغير المناخ، وتعزيز فعالية عوامل السيطرة البيولوجية. تعزز التطورات في أنظمة الري ودمج التقنيات المتطورة مثل الاستشعار عن بعد استراتيجية شاملة لحماية النباتات (هامبل وآخرون، 2018). من الضروري دمج الرؤى من العلوم الفيزيائية والاجتماعية مع وجهات نظر المزارعين المحليين ومديري الأراضي لتقديم إرشادات مستنيرة لصانعي السياسات في تعزيز استراتيجيات مرنة (الشكل 3). يتطلب ذلك جهودًا تعاونية تمتد عبر القطاعين العام والخاص للتنقل بفعالية في تعقيدات إدارة الأمراض وتكيف المناخ (غوبتا وآخرون، 2018).

عند صياغة هذه الاستراتيجيات الإدارية، من الضروري أخذ تأثيرات تغير المناخ في الاعتبار مع ضمان بقائها قابلة للتطبيق اقتصاديًا وعدم كونها مكثفة للموارد بشكل مفرط، حيث قد يعيق ذلك اعتمادها (ديساي وآخرون، 2021). ومع ذلك، تختلف استراتيجيات التكيف اعتمادًا على الأنظمة الزراعية، والموقع الجغرافي، وتوقعات تغير المناخ العالمي. في مراحل أكثر تقدمًا من التكيف، قد تكون هناك حاجة إلى تغييرات كبيرة في أنظمة المحاصيل وأنواع المحاصيل. بخلاف مجرد التعديلات في إدارة الحقول، قد تنشأ إمكانية نقل مناطق الزراعة استجابة لظهور مناطق زراعية جديدة تشكلها ظروف المناخ المتغيرة. عمومًا، تقع الطرق الرئيسية لتكيف وتخفيف آثار تغير المناخ ضمن ثلاث فئات: تقنيات الحفاظ على الموارد، تقنيات أنظمة المحاصيل، والتدخلات الاجتماعية الاقتصادية أو السياسية (فينكاتسوارلو وشانكر، 2009). تقدم ممارسات زراعية متنوعة طرقًا للتخفيف من آثار تغير المناخ (الجدول 2).

تُبرز المشهد الحالي في أبحاث علم أمراض النبات حاجة ملحة للمعرفة الأساسية لاستغلال الأدوات الناشئة بفعالية في إدارة الأمراض (سينغ وآخرون، 2023). يتطلب مواجهة هذا التحدي نهجًا شاملًا يتجاوز المراقبة التقليدية للأمراض والضوابط الكيميائية. لتعزيز قدراتنا، من الضروري تعميق فهمنا للاستجابات البيولوجية والبيئية والتطورية للعوامل الممرضة والناقلات والمضيفين لتغير المناخ. في صميم هذا الجهد تكمن عملية تحديد وتصنيف البيئات المرضية، التي تتكون من الكائنات الدقيقة واللافقاريات التي تسهل أو تعيق العدوى وتقدم المرض استجابةً لتغير المناخ. يمكن أن توفر الاستفادة من النظريات البيئية، مثل نظرية الغزو ونظرية الشبكات، إطارًا قويًا للتنبؤ بانتقال العوامل الممرضة في بيئات جديدة أو إلى مضيفين جدد، بما في ذلك تفاعلاتها مع الميكروبيومات الخاصة بالمضيف والتربة (بلومنتال، 2006؛ مالون وآخرون، 2015).

وبالمثل، فإن دمج العمليات التطورية، مثل اكتساب الأنماط الظاهرة الجديدة بواسطة مسببات الأمراض أو الميكروبات المحلية من خلال نقل الجينات الأفقي أو الطفرات، يمكن أن يعمق فهمنا لآليات المرضية. علاوة على ذلك، فإن توضيح علم الظواهر النباتية وتفاعلات الأمراض أمر بالغ الأهمية، نظرًا لأن أنواع النباتات المختلفة تظهر تعرضًا لمسببات الأمراض في مراحل نمو مختلفة. على سبيل المثال، مسببات الأمراض فوزاريوم وفيرتيكليوم.
تقوم بشكل أساسي بإصابة المضيفين خلال مراحل النمو المبكرة، مما يؤدي إلى مرض الذبول (كيركبي وآخرون، 2013). وبالمثل، تظهر العديد من الأمراض، مثل مرض البياض الدقيقي في العنب والفراولة، قابلية أعلى للإصابة في الأوراق الصغيرة مقارنة بالأوراق الناضجة. نظرًا للتأثير المتوقع لتغير المناخ على نمو النباتات وعلم الظواهر، من الضروري تقييم كيف يمكن أن تؤثر هذه التغيرات على قابلية النباتات للإصابة بالأمراض لتطوير استراتيجيات إدارة الأمراض المستهدفة (جيجر وآخرون، 2021).

قياس حركة مسببات الأمراض من خلال أنظمة الهواء والماء أمر حيوي لتوقع أحمال مسببات الأمراض الناتجة عن التغيرات في أنماط الطقس، اتجاه الرياح، والأحداث الجوية المتطرفة الناجمة عن تغير المناخ. من الضروري أخذ التأثيرات الفردية والتفاعلية لعوامل المناخ مثل درجة الحرارة، هطول الأمطار، والجفاف على ظهور الأمراض عبر مناطق مناخية مختلفة في الاعتبار (جيجر وآخرون، 2021). يتطلب ذلك إنشاء مراصد دائمة لمراقبة الملوثات والميكروبات، مدعومة بتقنيات الطائرات بدون طيار القادرة على أخذ عينات من ارتفاعات عالية. علاوة على ذلك، فإن تعزيز أدوات مراقبة وإدارة الأمراض من خلال الاستشعار عن بعد، والطائرات بدون طيار، والتقنيات المعتمدة على المستشعرات، وعلم الجينوم السكاني، إلى جانب أدوات النمذجة المتقدمة، أمر حاسم لتوقع تفشي الأمراض المستقبلية وتنفيذ استراتيجيات فعالة لإدارة المخاطر (بردون وزهان، 2020؛ مالون وآخرون، 2015).

علاوة على ذلك، بينما تم التركيز بشكل كبير على الأمراض التي تؤثر على المحاصيل التجارية، لا يزال دور النباتات البرية والمحلية في حدوث الأمراض غير مستكشف بشكل كاف. قد تؤثر التغيرات المناخية التي تؤدي إلى تغييرات في نطاق النباتات البرية بشكل كبير على ديناميات أمراض النباتات، ومع ذلك لا يزال هذا الجانب غير مفهوم بشكل جيد (بوردون وزان، 2020). وبالمثل، فإن استجابات الميكروبيومات المرتبطة بالنباتات، التي تلعب أدوارًا محورية في تقدم الأمراض أو تقييدها، تجاه التغير المناخي لا تزال فجوة معرفية. بالإضافة إلى ذلك، يجب دمج الجوانب الاجتماعية والاقتصادية في جهود مراقبة الأمراض وإدارتها. إن تنفيذ أنظمة معلومات حسابية سهلة الاستخدام تدعم اتخاذ القرار، خاصةً للمزارعين أصحاب الحيازات الصغيرة، أمر حاسم لإدارة فعالة للأمراض. يمكن أن تكون التطبيقات المعتمدة على الهواتف المحمولة أدوات مفيدة نظرًا لوصولها الواسع (بوردون وزان، 2020).

بالنظر إلى المستقبل، هناك حاجة إلى جهود منسقة لتعزيز قدراتنا التنبؤية وتطوير استراتيجيات تكيفية مصممة لتلبية التحديات الفريدة التي تطرحها التغيرات في ديناميات الأمراض الناتجة عن تغير المناخ. يتطلب ذلك دمج التقنيات المتطورة، وتعزيز التعاون بين التخصصات، واعتماد نهج قوي قائم على البيانات (بورдон وزهان، 2020). ومع ذلك، فإن تحقيق مراقبة فعالة وإدارة مسببات الأمراض النباتية في ظل تغير المناخ يعتمد على زيادة تمويل الأبحاث والالتزامات السياسية من الجهات المعنية.
المعنيون في جميع أنحاء العالم. من خلال إعطاء الأولوية للاستثمارات في البحث، وتعزيز التعاون الدولي، واحتضان الحلول المبتكرة، يمكننا تعزيز نظم الغذاء العالمية وحماية استدامة الزراعة في مواجهة مناخ يتطور باستمرار. تشير توقعات الأبحاث إلى أن التغيرات في الأنماط المناخية ستغير بشكل كبير ديناميات تقدم مسببات الأمراض، ومقاومة العوائل، وعلم وظائف الأعضاء لتفاعلات العائل ومسبب المرض، مما يزيد من شدة الأمراض النباتية. من الضروري الاعتراف بأن تأثير تغير المناخ على الأنظمة المرضية الفردية يمكن أن يؤدي إلى نتائج متنوعة، تتراوح بين الإيجابية والسلبية أو المحايدة، بسبب الطبيعة الدقيقة لتفاعلات العائل ومسبب المرض (جيجر وآخرون، 2021).

العلاقة المعقدة بين تغير المناخ وأمراض النباتات تمثل تهديدًا متعدد الأبعاد للزراعة العالمية، مع تداعيات بعيدة المدى على الأمن الغذائي، والاستدامة البيئية، والاستقرار الاجتماعي والاقتصادي. خلال هذا الاستعراض، تم فحص تعقيد هذه الديناميكية بشكل شامل. لمعالجة هذه التحديات بفعالية وتعزيز القدرة على التكيف في مواجهة مناخ متزايد عدم التنبؤ، من الضروري تعزيز فهم شامل لهذه العمليات وتطوير استراتيجيات تكيف قوية من خلال التعاون الدولي. العواقب المدمرة لتغير المناخ على الزراعة، بما في ذلك تأثيراته العميقة على شدة وتكرار وعودة الآفات والأمراض، تتطلب اهتمامًا عاجلاً. على الرغم من الجهود المبذولة لتوقع التغيرات المناخية، لا تزال صحة النباتات تعاني، مما يؤدي إلى تقلبات في انتشار الأمراض وجودة المحاصيل والإنتاج.

عالمياً، تم إعاقة التقدم في مكافحة تأثير تغير المناخ على أمراض النباتات بسبب نقص الفهم الشامل لعمليات الوباء على المقاييس البيئية والمكانية ذات الصلة. تتطلب إدارة الأمراض الفعالة رؤى مفصلة على مستوى الحقل لأمراض معينة. لذلك، فإن إجراء تقييمات دقيقة وتقييمات للتأثيرات المحتملة لتغير المناخ على مستوى دقيق أمر ضروري لتوضيح الآليات والديناميكيات الحاسمة التي تحرك الأمراض المتعلقة بالنباتات والوباءات المرتبطة بها.

جو من
بابا: حمض -أمينوبوتيريك
ج : الكربون
درجة مئوية
ثاني أكسيد الكربون
كوفيد: مرض فيروس كورونا
ECO2: انبعاثات ثاني أكسيد الكربون
الديدان الخيطية الممرضة للحشرات
FHB: مرض ذبول الرأس الفيوزاريوم
إدارة الأمراض المتكاملة
IPCC: الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ
مقاومة مستحثة
ن: نيتروجين
pH : جهد الهيدروجين
PM: العفن البودري
جزء في المليون
جزء في المليون بالحجم
مرض العفن الغمدي (ShB)
STB: بقعة Septoria tritici
UV : الأشعة فوق البنفسجية

غير قابل للتطبيق.

RL، TM، SL: التصور، المنهجية. RL، TM، SL GG: كتابة – إعداد المسودة الأصلية. AA، ME، RE، AM، ZB، KA، EAB: التحليل الرسمي. AA، RE، ZB، KA، R.L.، EAB: التحقيق. : الكتابة – المراجعة والتحرير. RL: التحقق. RL: الإشراف.

يعلن المؤلفون عدم وجود مصالح متنافسة.

تلقى هذه الدراسة دعمًا ماليًا من وحدة علم أمراض النبات ضمن قسم حماية النبات والبيئة في المدرسة الوطنية للزراعة بمكناس، المغرب.

Adhikari, B.N., Hamilton, J.P., Zerillo, M.M., Tisserat, N., Lévesque, C.A., Buell, C.R., 2013. Comparative genomics reveals insight into virulence strategies of plant pathogenic oomycetes. PLoS One 8, e75072.

Ahmed, N., Alam, M., Saeed, M., Ullah, H., Junaid, M., Kanwal, M., Ahmed, S., 2024. Role of Plants in Managing Diseases, in: Ethnic Knowledge and Perspectives of Medicinal Plants. Apple Academic Press, pp. 579-604.

Altieri, M.A., Nicholls, C.I., 2017. The adaptation and mitigation potential of traditional agriculture in a changing climate. Clim. Change 140, 33-45.

Banerjee, N., Hallem, E.A., 2020. The role of carbon dioxide in nematode behaviour and physiology. Parasitology 147, 841-854. https://doi.org/10.1017/S0031182019001422

Barzman, M., Bàrberi, P., Birch, A.N.E., Boonekamp, P., Dachbrodt-Saaydeh, S., Graf, B., Hommel, B., Jensen, J.E., Kiss, J., Kudsk, P., 2015. Eight principles of integrated pest management. Agron. Sustain. Dev. 35, 1199-1215.

Bastas, K.K., 2022. Impact of climate change on food security and plant disease, in: Microbial Biocontrol: Food Security and Post Harvest Management: Volume 2. Springer, pp. 1-22.

Bergot, M., Cloppet, E., Pérarnaud, V., Déqué, M., Marçais, B., Desprez-Loustau, M.L., 2004. Simulation of potential range expansion of oak disease caused by Phytophthora cinnamomi under climate change. Glob. Chang. Biol. 10, 1539-1552. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2004.00824.x

Berkeley Earth., 2024. Berkeley Earth. Global Temperature Anomalies. [WWW Document]. URL https://berkeleyearth.org/data/.

Beyer, M., Pallez-Barthel, M., Dam, D., Hoffmann, L., El Jarroudi, M., 2022. Enhancing septoria leaf blotch forecasts in winter wheat I: The effect of temperature on the temporal distance between critical rainfall periods and the breaking of the control threshold. J. Plant Dis. Prot. 129, 37-44.

Biella, P., Tommasi, N., Guzzetti, L., Pioltelli, E., Labra, M., Galimberti, A., 2022. City climate and landscape structure shape pollinators, nectar and transported pollen along a gradient of urbanization. J. Appl. Ecol. 59, 1586-1595.

Blumenthal, D.M., 2006. Interactions between resource availability and enemy release in plant invasion. Ecol. Lett. 9, 887-895.

Bornman, J.F., Barnes, P.W., Robinson, S.A., Ballaré, C.L., Flint, S.D., Caldwell, M.M., 2015. Solar ultraviolet radiation and ozone depletion-driven climate change: effects on terrestrial ecosystems. Photochem. Photobiol. Sci. 14, 88-107.

Burdon, J.J., Zhan, J., 2020. Climate change and disease in plant communities. PLoS Biol. 18. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PBIO. 3000949

Campillo, C., Fortes, R., Prieto, M. del H., Babatunde, E.B., 2012. Solar radiation effect on crop production. Sol. Radiat. 1, 167-194.

Chakraborty, S., 2013. Migrate or evolve: Options for plant pathogens under climate change. Glob. Chang. Biol. 19, 1985-2000. https://doi.org/10.1111/gcb. 12205

Chakraborty, S., Newton, A.C., 2011. Climate change, plant diseases and food security: An overview. Plant Pathol. 60, 2-14. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2010.02411.x

Chaloner, T.M., Gurr, S.J., Bebber, D.P., 2021. Plant pathogen infection risk tracks global crop yields under climate change. Nat. Clim. Chang. 11, 710-715. https://doi.org/10.1038/s41558-021-01104-8

Charaya, M.U., Upadhyay, A., Bhati, H.P., Kumar, A., 2021. Plant disease forecasting: Past practices to emerging technologies. Plant Dis. Manag. Strateg. Nehra, S., Ed.; Agrobios Res. Rajasthan, India 1-30.

Chen, W., Modi, D., Picot, A., 2023. Soil and phytomicrobiome for plant disease suppression and management under climate change: A review. Plants 12, 2736.

Clayton, S., Karazsia, B.T., 2020. Development and validation of a measure of climate change anxiety. J. Environ. Psychol. 69, 101434.

Cohen, S.P., Leach, J.E., 2020. High temperature-induced plant disease susceptibility: more than the sum of its parts. Curr. Opin. Plant Biol. 56, 235-241. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2020.02.008

Cook, J., Oreskes, N., Doran, P.T., Anderegg, W.R.L., Verheggen, B., Maibach, E.W., Carlton, J.S., Lewandowsky, S., Skuce, A.G., Green, S.A., 2016. Consensus on consensus: a synthesis of consensus estimates on human-caused global warming. Environ. Res. Lett. 11, 48002.

Deguine, J.-P., Aubertot, J.-N., Flor, R.J., Lescourret, F., Wyckhuys, K.A.G., Ratnadass, A., 2021. Integrated pest management: good intentions, hard realities. A review. Agron. Sustain. Dev. 41, 38. https://doi.org/10.1007/s13593-021-00689-w

Demers, S., Roy, S., De Mora, S., 2016. The impact of ozone layer depletion on the marine environment. Ecodecision.

Deng, J., Zhang, W., Qin, B., Zhang, Y., Paerl, H.W., Salmaso, N., 2018. Effects of climatically-modulated changes in solar radiation and wind speed on spring phytoplankton community dynamics in Lake Taihu, China. PLoS One 13, e0205260.

Desai, S., Dubey, S.C., Taduri, M., Sultana, U., Pinisetty, S., 2021. Crop disease management strategies for rainfed cropping systems under changing climate scenarios. Indian Phytopathol. 74, 485-494. https://doi.org/10.1007/s42360-021-00339-x

Devendra, C., 2012. Climate change threats and effects: challenges for agriculture and food security. Academy of Sciences Malaysia Kuala Lumpur.

Devi, R., Kaur, T., Kour, D., Yadav, A., Yadav, A.N., Suman, A., Ahluwalia, A.S., Saxena, A.K., 2022. Minerals solubilizing and mobilizing microbiomes: A sustainable approach for managing minerals’ deficiency in agricultural soil. J. Appl. Microbiol. 133, 12451272. https://doi.org/10.1111/JAM. 15627

Diallo, M., Legras, B., Ray, E., Engel, A., Añel, J.A., 2017. Global distribution of CO2 in the upper troposphere and stratosphere. Atmos. Chem. Phys. 17, 3861-3878. https://doi.org/10.5194/acp-17-3861-2017

Diego, L., Staff, W.T.O., Paper, W., Ersd–, N., 2010. Trade and deforestation : A literature review Economic Research and Statistics Division Trade and Deforestation : A literature review.

Dixit, S., Sivalingam, P.N., Baskaran, R.K., Senthil-Kumar, M., Ghosh, P.K., 2023. Plant responses to concurrent abiotic and biotic stress: unravelling physiological and morphological mechanisms. Plant Physiol. Reports 1-12.

Djami-Tchatchou, A.T., Allie, F., Straker, C.J., 2013. Expression of defence-related genes in avocado fruit (cv. Fuerte) infected with Colletotrichum gloeosporioides. South African J. Bot. 86, 92-100.

Doehlemann, G., Ökmen, B., Zhu, W., Sharon, A., 2017. Plant pathogenic fungi. Microbiol. Spectr. 5, 1-5.

Dutta, P., Kumari, A., Mahanta, M., Upamanya, G.K., Heisnam, P., Borua, S., Kaman, P.K., Mishra, A.K., Mallik, M., Muthukrishnan, G., Sabarinathan, K.G., Puzari, K.R., Vijayreddy, D., 2023. Nanotechnological approaches for management of soil-borne plant pathogens. Front. Plant Sci. 14, 1-15. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1136233

Dutta, S., Kamei, A., Goldar, S., Datta, G., Bharati, D.R.S., Ghorai, A.K., Pathak, S., Roy Barman, A., Jash, S., Ray, S.K., 2020. Influence of weather variables on spore biology of Corynespora cassiicola, an incitant of target leaf spot disease of tomato. Arch. Phytopathol. Plant Prot. 53, 127-140.

Dutta, T.K., Vicente, C.S.L., Maleita, C.M.N., Phani, V., 2023. Editorial: Impact of global climate change on the interaction between plants and plant-parasitic nematodes. Front. Plant Sci. 14, 1-2. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1195970

Ebi, K.L., Ziska, L.H., Yohe, G.W., 2016. The shape of impacts to come: lessons and opportunities for adaptation from uneven increases in global and regional temperatures. Clim. Change 139, 341-349.

El-Sayed, A., Kamel, M., 2020. Climatic changes and their role in emergence and re-emergence of diseases. Environ. Sci. Pollut. Res. 27, 22336-22352.

El Jarroudi, Mustapha, Karjoun, H., Kouadio, L., El Jarroudi, Moussa, 2020. Mathematical modelling of non-local spore dispersion of wind-borne pathogens causing fungal diseases. Appl. Math. Comput. 376, 125107.

Elad, Y., Pertot, I., 2014. Climate Change Impacts on Plant Pathogens and Plant Diseases. J. Crop Improv. 28, 99-139. https://doi.org/10.1080/15427528.2014.865412

EPA, 2023. Climate Change Impacts on Agriculture and Food Supply.
Erayya, Sarkhel, S., Managanvi, K., Kumar, S., Alipatra, A., 2023. Emerging Diseases of Vegetables Due to Changing Climate, in: Advances in Research on Vegetable Production Under a Changing Climate Vol. 2. Springer, pp. 323-340.

Esker, P.D., Sparks, A.H., Bates, M., Dall’Acqua, W., Frank, E.E., Huebel, L., Segovia, V., Garrett, K.A., 2007. Ecology and epidemiology in R: modeling dispersal gradients.

European, Service., E.U.C.C.C., 2018. Sea Level Change [WWW Document]. URL https://climate.copernicus.eu/sea-level

Faranda, D., Bourdin, S., Ginesta, M., Krouma, M., Noyelle, R., Pons, F., Yiou, P., Messori, G., 2022. A climate-change attribution retrospective of some impactful weather extremes of 2021. Weather Clim. Dyn. 3, 1311-1340.

Garrett, K.A., Nita, M., De Wolf, E.D., Esker, P.D., Gomez-Montano, L., Sparks, A.H., 2021. Plant pathogens as indicators of climate change, in: Climate Change. Elsevier, pp. 499513.

Garrett, K.A., Thomas-Sharma, S., Forbes, G.A., Nopsa, J.H., 2014. Climate change and plant pathogen invasions, in: Ziska, L.H., Dukes, J.S. (Eds.), Invasive Species and Global Climate Change. pp. 22-44. https://doi.org/10.1079/9781780641645.0022

Gautam, H.R., Bhardwaj, M.L., Kumar, R., 2013. Climate change and its impact on plant diseases. Curr. Sci. 105, 1685-1691.

Gitz, V., Meybeck, A., Lipper, L., Young, C., Braatz, S., 2016. Climate change and food security: Risks and responses, Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://doi.org/10.1080/14767058.2017.1347921

Grassi, C., Bouman, B.A.M., Castañeda, A.R., Manzelli, M., Vecchio, V., 2009. Aerobic rice: crop performance and water use efficiency. J. Agric. Environ. Int. Dev. 103, 259-270.

Gullino, M.L., Albajes, R., Al-Jboory, I., Angelotti, F., Chakraborty, S., Garrett, K.A., Hurley, B.P., Juroszek, P., Lopian, R., Makkouk, K., 2022. Climate Change and Pathways Used by Pests as Challenges to Plant Health in Agriculture and Forestry. Sustainability 14, 12421.

Gullino, M.L., Pugliese, M., Gilardi, G., Garibaldi, A., 2018. Effect of increased CO2 and temperature on plant diseases: a critical appraisal of results obtained in studies carried out under controlled environment facilities, Journal of Plant Pathology. https://doi.org/10.1007/s42161-018-0125-8

Gupta, P.K., Chand, R., Vasistha, N.K., Pandey, S.P., Kumar, U., Mishra, V.K., Joshi, A.K., 2018. Spot blotch disease of wheat: the current status of research on genetics and breeding.

Plant Pathol. 67, 508-531. https://doi.org/10.1111/PPA. 12781

Hampel, H., Toschi, N., Babiloni, C., Baldacci, F., Black, K.L., Bokde, A.L.W., Bun, R.S., Cacciola, F., Cavedo, E., Chiesa, P.A., Colliot, O., Coman, C.-M., Dubois, B., Duggento, A., Durrleman, S., Ferretti, M.-T., George, N., Genthon, R., Habert, M.-O., Herholz, K., Koronyo, Y., Koronyo-Hamaoui, M., Lamari, F., Langevin, T., Lehéricy, S., Lorenceau, J., Neri, C., Nisticò, R., Nyasse-Messene, F., Ritchie, C., Rossi, S., Santarnecchi, E., Sporns, O., Verdooner, S.R., Vergallo, A., Villain, N., Younesi, E., Garaci, F., Lista, S., 2018. Revolution of Alzheimer Precision Neurology. Passageway of Systems Biology and Neurophysiology. J. Alzheimer’s Dis. 64, S47-S105. https://doi.org/10.3233/JAD-179932

Hernandez Nopsa, J.F., Thomas-Sharma, S., Garrett, K.A., 2014. Climate Change and Plant Disease. Encycl. Agric. Food Syst. 232-243. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-52512-3.00004-8

Hiltpold, I., Moore, B.D., Johnson, S.N., 2020. Elevated atmospheric carbon dioxide concentrations alter root morphology and reduce the effectiveness of entomopathogenic nematodes. Plant Soil 447, 29-38. https://doi.org/10.1007/s11104-019-04075-0

Hong, C.X., Hansen, M.A., Bush, E.A., Day, E.R., Del-Pozo, A., Derr, J.F., 2021. 2021 Home Grounds and Animals PMG-Home Ornamentals.

Hunjan, M.S., Lore, J.S., 2020. Climate change: Impact on plant pathogens, diseases, and their management. Crop Prot. under Chang. Clim. 85-100.

IPCC, 2007. Climate change 2007: The physical science basis. Agenda 6, 333.

IPOC, I.P.O.C., 1995. IPCC Second Assessment: Climate Change 1995. A Rep. Intergov. Panel Clim. Chang. Genf (http//www. ipcc. ch).

Jeger, M., Beresford, R., Bock, C., Brown, N., Fox, A., Newton, A., Vicent, A., Xu, X., Yuen, J., 2021. Global challenges facing plant pathology: multidisciplinary approaches to meet the food security and environmental challenges in the mid-twenty-first century. CABI Agric. Biosci. 2, 1-18. https://doi.org/10.1186/s43170-021-00042-x

Jeger, M.J., 2022. The impact of climate change on disease in wild plant populations and communities. Plant Pathol. 71, 111-130.

Ji, T., Salotti, I., Dong, C., Li, M., Rossi, V., 2021. Modeling the effects of the environment and the host plant on the ripe rot of grapes, caused by the Colletotrichum species. Plants

10, 2288.

Jiang, L.Q., Dunne, J., Carter, B.R., Tjiputra, J.F., Terhaar, J., Sharp, J.D., Olsen, A., Alin, S., Bakker, D.C.E., Feely, R.A., Gattuso, J.P., Hogan, P., Ilyina, T., Lange, N., Lauvset, S.K., Lewis, E.R., Lovato, T., Palmieri, J., Santana-Falcón, Y., Schwinger, J., Séférian, R., Strand, G., Swart, N., Tanhua, T., Tsujino, H., Wanninkhof, R., Watanabe, M., Yamamoto, A., Ziehn, T., 2023. Global Surface Ocean Acidification Indicators From 1750 to 2100. J. Adv. Model. Earth Syst. 15, 1-23. https://doi.org/10.1029/2022MS003563

Kabir, M., Habiba, U.E., Khan, W., Shah, A., Rahim, S., Rios-Escalante, P.R.D. los, Farooqi, Z.U.R., Ali, L., 2023. Climate change due to increasing concentration of carbon dioxide and its impacts on environment in 21st century; a mini review. J. King Saud Univ. – Sci. 35, 102693. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2023.102693

Kashyap, P.L., Srivastava, A.K., Tiwari, S.P., Kumar, S., Gupta, S., Sharma, D., Gupta, M., 2018. Microbes for Climate Resilient Agriculture, First Edition. Edited CLIMATE CHANGE IMPACT ON PLANT DISEASES: OPINION, TRENDS AND MITIGATION STRATEGIES 41-56.

Khadiri, M., Boubaker, H., Askarne, L., Ezrari, S., Radouane, N., Farhaoui, A., El Hamss, H., Tahiri, A., Barka, E.A., Lahlali, R., 2023. Bacillus cereus B8W8 an effective bacterial antagonist against major postharvest fungal pathogens of fruit. Postharvest Biol. Technol. 200, 112315. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2023.112315

Khursheed, A., Rather, M.A., Jain, V., Wani, A.R., Rasool, S., Nazir, R., Malik, N.A., Majid, S.A., 2022. Plant based natural products as potential ecofriendly and safer biopesticides: A comprehensive overview of their advantages over conventional pesticides, limitations and regulatory aspects. Microb. Pathog. 173, 105854. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2022.105854

Kirkby, K.A., Lonergan, P.A., Allen, S.J., 2013. Three decades of cotton disease surveys in NSW, Australia. Crop Pasture Sci. 64, 774-779.

Krafft, C., Volokitin, A.S., Gauthier, G., 2019. Turbulence and microprocesses in inhomogeneous solar wind plasmas. Fluids 4, 1-45. https://doi.org/10.3390/fluids4020069

Kumar, S., Thilagam, P., Shikha, D., Saikanth, D.R.K., Rahmani, U., Huded, S., Panigrahi, C.K., 2023. Adapting Plant Protection Strategies to Meet the Challenges Posed by Climate Change on Plant Diseases: A review. Int. J. Environ. Clim. Chang. 13, 25-36.
https://doi.org/10.9734/ijecc/2023/v13i123657
Kumari, B., Devi, E.P., Sharma, G., Rawat, S., Jaiswal, J.P., 2017. Irradiation as an alternative method for post-harvest disease management: an overview. Int. J. Agric. Environ. Biotechnol. 10, 625-633.

Kweku, D., Bismark, O., Maxwell, A., Desmond, K., Danso, K., Oti-Mensah, E., Quachie, A., Adormaa, B., 2019. Greenhouse Effect: Greenhouse Gases and Their Impact on Global Warming. J. Sci. Res. Reports 17, 1-9. https://doi.org/10.9734/jsrr/2017/39630

Lake, J.A., Wade, R.N., 2009. Plant-pathogen interactions and elevated CO2: Morphological changes in favour of pathogens. J. Exp. Bot. 60, 3123-3131. https://doi.org/10.1093/jxb/erp147

Lamichhane, J.R., Barbetti, M.J., Chilvers, M.I., Pandey, A.K., Steinberg, C., 2023. Exploiting root exudates to manage soil-borne disease complexes in a changing climate. Trends Microbiol.

Lawrence, D., Coe, M., Walker, W., Verchot, L., Vandecar, K., 2022. The Unseen Effects of Deforestation: Biophysical Effects on Climate. Front. For. Glob. Chang. 5, 1-13. https://doi.org/10.3389/ffgc.2022.756115

Lim, J.A., Yaacob, J.S., Mohd Rasli, S.R.A., Eyahmalay, J.E., El Enshasy, H.A., Zakaria, M.R.S., 2023. Mitigating the repercussions of climate change on diseases affecting important crop commodities in Southeast Asia, for food security and environmental sustainability—A review. Front. Sustain. Food Syst. 6, 1030540.

Mallon, C.A., Van Elsas, J.D., Salles, J.F., 2015. Microbial Invasions: The Process, Patterns, and Mechanisms. Trends Microbiol. 23, 719-729. https://doi.org/10.1016/J.TIM.2015.07.013

Martínez-Arias, C., Witzell, J., Solla, A., Martin, J.A., Rodríguez-Calcerrada, J., 2022. Beneficial and pathogenic plant-microbe interactions during flooding stress. Plant. Cell Environ. 45, 2875-2897.

Maurya, M.K., Yadav, V.K., Singh, S.P., Jatoth, R., Singh, H.K., Singh, D., 2022. Impact of Climate Change on Diseases of Crops and Their Management-A Review. J. Agric. Sci. Technol. B 1.

Mayek-PÉrez, N., GarcÍa-Espinosa, R., LÓpez-CastaÑeda, Cá., Acosta-Gallegos, J.A.,

Simpson, J., 2002. Water relations, histopathology and growth of common bean (Phaseolus vulgaris L.) during pathogenesis of Macrophomina phaseolina under drought stress. Physiol. Mol. Plant Pathol. 60, 185-195.

McElrone, A.J., Reid, C.D., Hoye, K.A., Hart, E., Jackson, R.B., 2005. Elevated CO2 reduces disease incidence and severity of a red maple fungal pathogen via changes in host physiology and leaf chemistry. Glob. Chang. Biol. 11, 1828-1836. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2005.001015.x

Moradinezhad, F., Ranjbar, A., 2023. Advances in Postharvest Diseases Management of Fruits and Vegetables: A Review. Horticulturae 9, 1099.

Moullec, F., Barrier, N., Drira, S., Guilhaumon, F., Marsaleix, P., Somot, S., Ulses, C., Velez, L., Shin, Y.-J., 2019. An end-to-end model reveals losers and winners in a warming Mediterranean Sea. Front. Mar. Sci. 6, 345.

Myers, T.A., Scott, R.C., Zelinka, M.D., Klein, S.A., Norris, J.R., Caldwell, P.M., 2021. Observational constraints on low cloud feedback reduce uncertainty of climate sensitivity. Nat. Clim. Chang. 11, 501-507.

Nath, S., 2021. Dew as Source of Emerging Contaminants in Agricultural System. Sustain. Agric. Rev. 50 Emerg. Contam. Agric. 61-78.

NCEI, 2020. State of the Climate: Global Annual 2020. URL https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthlyreport/global/202013/supplementa 1/page-1.

Nda, M., Adnan, M.S., Ahmad, K.A., Usman, N., Razi, M.A.M., Daud, Z., 2018. A review on the causes, effects and mitigation of climate changes on the environmental aspects. Int. J. Integr. Eng. 10, 169-175. https://doi.org/10.30880/ijie.2018.10.04.027

Oceanography., S.I. of, 2023. CO2 Time Series.
Ogbonna, M.J., Umunna, O.E., 2017. Pathogen penetration into the host plant tissues challenges and obstacles-An overview. reproduction 2.

Olori-Great, N.G., Opara, E.U., 2017. Defence mechanisms in plants against invading plant pathogenic microbes in Nigeria. J. Agric. Sustain. 10.

Pangga, I.B., Hanan, J., Chakraborty, S., 2013. Climate change impacts on plant canopy
architecture: Implications for pest and pathogen management. Eur. J. Plant Pathol. 135, 595-610. https://doi.org/10.1007/s10658-012-0118-y

Pathak, R., Singh, S.K., Tak, A., Gehlot, P., 2018. Impact of climate change on host, pathogen and plant disease adaptation regime: a review. Biosci. Biotechnol. Res. Asia 15, 529-540.

Porras, M.F., Navas, C.A., Agudelo-Cantero, G.A., Santiago-Martínez, M.G., Loeschcke, V., Sørensen, J.G., Crandall, S.G., Biddinger, D., Rajotte, E.G., 2023. Extreme heat alters the performance of hosts and pathogen. Front. Ecol. Evol. 11, 1186452.

Raza, M.M., Bebber, D.P., 2022. Climate change and plant pathogens. Curr. Opin. Microbiol. 70, 102233. https://doi.org/10.1016/j.mib.2022.102233

Rieux, A., Soubeyrand, S., Bonnot, F., Klein, E.K., Ngando, J.E., Mehl, A., Ravigne, V., Carlier, J., De Lapeyre de Bellaire, L., 2014. Long-distance wind-dispersal of spores in a fungal plant pathogen: estimation of anisotropic dispersal kernels from an extensive field experiment. PLoS One 9, e103225.

Rivero, R.M., Mittler, R., Blumwald, E., Zandalinas, S.I., 2022. Developing climate-resilient crops: improving plant tolerance to stress combination. Plant J. 109, 373-389.
S. Sreenivas, 2022. Impact of Climate Change on Crop-Pathogen Interaction: A Review. Environ. Sci. Agric. Food Sci. https://doi.org/10.47856/ijaast.2022.v09i09.001

Sanchez-Luca, R., Mayoral, C., Raw, M., Mousouraki, M.A., Luna, E., 2023. Elevated CO2 alters photosynthesis, growth and susceptibility to powdery mildew of oak seedlings. Biochem. J. 480, 1429-1443. https://doi.org/10.1042/BCJ20230002

Shen, M., Cai, C., Song, L., Qiu, J., Ma, C., Wang, D., Gu, X., Yang, X., Wei, W., Tao, Y., Zhang, J., Liu, G., Zhu, C., 2023. Elevated CO2 and temperature under future climate change increase severity of rice sheath blight. Front. Plant Sci. 14, 1-14. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1115614

Singh, Brajesh K, Delgado-Baquerizo, M., Egidi, E., Guirado, E., Leach, J.E., Liu, H., Trivedi, P., 2023. Climate change impacts on plant pathogens, food security and paths forward. Nat. Rev. Microbiol. 1-17.

Singh, Brajesh K., Delgado-Baquerizo, M., Egidi, E., Guirado, E., Leach, J.E., Liu, H., Trivedi, P., 2023. Climate change impacts on plant pathogens, food security and paths forward. Nat. Rev. Microbiol. 21, 640-656. https://doi.org/10.1038/s41579-023-00900-7

Skendžić, S., Zovko, M., Živković, I.P., Lešić, V., Lemić, D., 2021. The impact of climate change on agricultural insect pests. Insects 12, 440.

Smith, F., Luna, E., 2023. Elevated atmospheric carbon dioxide and plant immunity to fungal pathogens: do the risks outweigh the benefits? Biochem. J. 148, 1791-1804. https://doi.org/10.1042/BCJ20230152

Sun, C., Huang, Y., Lian, S., Saleem, M., Li, B., Wang, C., 2021. Improving the biocontrol efficacy of Meyerozyma guilliermondii Y-1 with melatonin against postharvest gray mold in apple fruit. Postharvest Biol. Technol. 171, 111351. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2020.111351

Sutton, A.J., Feely, R.A., Maenner-Jones, S., Musielwicz, S., Osborne, J., Dietrich, C., Monacci, N., Cross, J., Bott, R., Kozyr, A., Andersson, A.J., Bates, N.R., Cai, W.J., Cronin, M.F., De Carlo, E.H., Hales, B., Howden, S.D., Lee, C.M., Manzello, D.P., McPhaden, M.J., Meléndez, M., Mickett, J.B., Newton, J.A., Noakes, S.E., Noh, J.H., Olafsdottir, S.R., Salisbury, J.E., Send, U., Trull, T.W., Vandemark, D.C., Weller, R.A., 2019. Autonomous seawater pCO 2 and pH time series from 40 surface buoys and the emergence of anthropogenic trends. Earth Syst. Sci. Data 11, 421-439. https://doi.org/10.5194/essd-11-421-2019

Tanveer, M., Mahmood, A., Sarfraz, B., Zia, M.A., Javaid, M.M., Bibi, S., Naqve, M., Nadeem, M.A., Azeem, M., Jabbar, A., 2023. Mechanism and Approaches to Enhancing Heat Stress Tolerance in Crop Plants, in: Climate-Resilient Agriculture, Vol 2: Agro-Biotechnological Advancement for Crop Production. Springer, pp. 499-520.

Trenberth, K.E., 2018. Climate change caused by human activities is happening and it already has major consequences. J. Energy Nat. Resour. Law 36, 463-481. https://doi.org/10.1080/02646811.2018.1450895

Váry, Z., Mullins, E., Mcelwain, J.C., Doohan, F.M., 2015. The severity of wheat diseases increases when plants and pathogens are acclimatized to elevated carbon dioxide. Glob. Chang. Biol. 21, 2661-2669. https://doi.org/10.1111/gcb. 12899

Velásquez, A.C., Castroverde, C.D.M., He, S.Y., 2018. Plant-pathogen warfare under changing climate conditions. Curr. Biol. 28, R619-R634.

Venkateswarlu, B., Shanker, A.K., 2009. Climate change and agriculture: adaptation and mitigation stategies. Indian J. Agron. 54, 226-230.

Wakelin, S.A., Gomez-Gallego, M., Jones, E., Smaill, S., Lear, G., Lambie, S., 2018. Climate change induced drought impacts on plant diseases in New Zealand. Australas. Plant Pathol. 47, 101-114. https://doi.org/10.1007/s13313-018-0541-4

Wegulo, S., Giesler, L., Harveson, R., Jackson-Ziems, T.A., Liu, B., Korus, K., 2013. Impacts of Drought on Disease Development and Management, in: Proceeding: Crop Production Clinics. pp. 125-127.
W.M.O., 2021. Greenhouse Gas Bulletin No. 20.

Yáñez-López, R., Torres-Pacheco, I., Guevara-González, R.G., Hernández-Zul, M.I., QuijanoCarranza, J.A., Rico-García, E., 2012. The effect of climate change on plant diseases. African J. Biotechnol. 11, 2417-2428. https://doi.org/10.5897/AJB10.2442

Zhan, J., Ericson, L., Burdon, J.J., 2018. Climate change accelerates local disease extinction rates in a long-term wild host-pathogen association. Glob. Chang. Biol. 24, 3526-3536.

Zhou, Y., Van Leeuwen, S.K., Pieterse, C.M.J., Bakker, P.A.H.M., Van Wees, S.C.M., 2019. Effect of atmospheric CO2 on plant defense against leaf and root pathogens of Arabidopsis. Eur. J. Plant Pathol. 154, 31-42. https://doi.org/10.1007/s10658-019-017061

يعلن المؤلفون أنهم ليس لديهم مصالح مالية متنافسة معروفة أو علاقات شخصية قد تؤثر على العمل المبلغ عنه في هذه الورقة.
يعلن المؤلفون عن المصالح المالية/العلاقات الشخصية التالية التي قد تعتبر مصالح متنافسة محتملة:

Effects of climate change on plant pathogens and host-pathogen interactions

Rachid Lahlali, Taoussi Mohammed, Salah-Eddine Laasli, Grace Gachara, Rachid Ezzouggari, Zine Belabess, Kamal Aberkani, Amine Assougeum, Abdelilah Meddich, Moussa El Jarroudi, Essaid Ait Barka

Please cite this article as: R. Lahlali, T. Mohammed, S.-E. Laasli, G. Gachara, R. Ezzouggari, Z. Belabess, K. Aberkani, A. Assougeum, A. Meddich, M. El Jarroudi, E.A. Barka, Effects of climate change on plant pathogens and host-pathogen interactions, Crop and Environment, https://doi.org/10.1016/ j.crope.2024.05.003.

This is a PDF file of an article that has undergone enhancements after acceptance, such as the addition of a cover page and metadata, and formatting for readability, but it is not yet the definitive version of record. This version will undergo additional copyediting, typesetting and review before it is published in its final form, but we are providing this version to give early visibility of the article. Please note that, during the production process, errors may be discovered which could affect the content, and all legal disclaimers that apply to the journal pertain.
© 2024 The Author(s). Published by Elsevier Ltd on behalf of Huazhong Agricultural University.

warmer climates. Climate change not only affects the prevalence and severity of plant diseases but also influences the effectiveness of disease management strategies, necessitating adaptive approaches in agricultural practices. This review presents a thorough examination of the relationship between climate change and plant pathogens and carefully provides an analysis of the interplay between climatic shifts and disease dynamics. In addition to insights into the development of effective strategies for countering the adverse impacts of climate change on plant diseases, these insights hold significant promise for bolstering global crop production resilience against mounting environmental challenges.

Keywords: Climate change, Crop production, Plant diseases, Greenhouse gas emissions, mitigation strategies.

The impact of climate change on plant diseases is substantial, exerting influence on various facets including pathogen evolution, host-pathogen interactions, and the emergence of novel pathogenic strains (Singh et al., 2023). As environmental conditions undergo alterations, pathogens undergo evolutionary shifts, adapting to novel environments and potentially giving rise to new diseases or resurfacing previously controlled ones. Concurrently, climate change can also modulate pathogen virulence (Singh et al., 2023). Climate change remains one of the most significant threats to humanity, exacting a yearly cost of approximately US$ 1.2 trillion and resulting in nearly 0.4 million fatalities annually in terms of agricultural resources (EPA, 2023). With the world’s average temperature having risen by over the past century and atmospheric carbon dioxide ( ) concentrations escalating from 280 ppm in 1750 to 417,9 ppm in 2022, the influence on agriculture is profound (EPA, 2023). These changes significantly affect the growth and production of numerous crops on earth, simultaneously altering the severity, spread, and reproduction of several plant diseases, thereby endangering our food security (Moullec et al., 2019). In light of these climatic fluctuations and their impacts on crop plants and their phytopathogens, the imperative need for the development of new crop varieties is evident. However, this process currently takes an average of approximately 20 years (Sreenivas, 2022). The transformations witnessed carry profound implications for agricultural and ecological systems alike. The proliferation of plant diseases not only threatens crop productivity but also instigates biodiversity loss, thereby undermining crucial ecosystem services (Kashyap et al., 2018; Singh et al., 2023). Therefore, comprehending the intricacies of
climate-induced shifts in plant disease dynamics becomes imperative. Such understanding forms the foundation for crafting robust strategies aiming at mitigating the adverse impacts on both agricultural sustainability and ecological integrity.

Furthermore, Many diseases that are now restricted by the need to overwinter, such as Puccinia graminis f. sp. tritici-caused wheat stem rust, can have their range expanded by rising temperatures (Singh et al., 2023). On the other hand, it was noted that Triphragmium ulmarie, the rust pathogen that infects Filipendula ulmaria (meadowsweet), was going extinct in some areas over a 30-year period during which summer temperatures rose steadily (Zhan et al., 2018). Climate projections suggest a future heightened frequency of extreme weather events, such as storms, droughts, and periods of intense heat (Cook et al., 2016), fostering diverse disease outbreaks across geographical regions. Climate-induced variations profoundly impact host susceptibility to diseases and influence the cultivation of host cultivars (Moullec et al., 2019). The onset of global warming, evident through shifts in mean temperatures, changes in annual precipitation patterns, and prolonged droughts, can disrupt plant growth and development, ultimately resulting in crop losses (Ebi et al., 2016). Environmental stresses triggered by climate change can render plants vulnerable to invasion by bacterial and fungal pathogens, thereby compromising plant health and increasing mortality rates (Devendra, 2012).

The dynamic landscape and evolving interactions between pathogens and their hosts contribute significantly to the emergence of novel disease events (Velásquez et al., 2018). Pathogenic organisms employ a variety of structures and compounds adeptly to infiltrate and manipulate host plants, triggering the onset of diseases (Ogbonna and Umunna, 2017). In response, plants activate defense mechanisms to counteract pathogen assaults (Olori-Great and Opara, 2017). A notable example of this intricate interplay is observed in the interaction between Colletotrichum gloesporioides and avocado fruit, where fruit-produced epicatechin acts as a defense mechanism against fungal laccase proteins (Djami-Tchatchou et al., 2013).

The evolving gene pathogenicity of pathogens across geographic regions underscores the regional influence on disease dynamics (Djami-Tchatchou et al., 2013; Grassi et al., 2009; Mayek-PÉrez et al., 2002). Abiotic stresses, such as salinity, drought, and high temperatures, play a pivotal role in molding the complex interplay between pathogens and hosts, influencing both plant defense mechanisms and pathogen virulence (Sun et al., 2021). Pathogens continuously refine their virulence mechanisms to breach host defenses and trigger disease onset (Doehlemann et al., 2017), while abiotic factors regulate plant defense mechanisms and shape pathogen dynamics across diverse ecological niches (Adhikari et al., 2013).

Understanding the nexus comprising climate change and plant diseases is imperative from both agricultural and ecological perspectives, ensuring food security and mitigating the adverse impacts of diseases on vital food crops (Chakraborty and Newton, 2011), these mitigation strategies should include the development of resistant cultivars, innovative control methods, and adaptive techniques to minimize potential losses (Hernandez Nopsa et al., 2014). Tackling the significant challenges posed by climate-driven changes in disease dynamics requires substantial investments in research and development, these efforts are aimed at fostering the growth of climate-resilient crops and enhancing disease management protocols (Desai et al., 2021). This entails the creation of cultivars with heightened disease resistance and the adoption of innovative control strategies, including biological agents and integrated disease management systems (Chakraborty and Newton, 2011). The evolving disease landscape, precipitated by climate change, underscores the urgency of advancing predictive modeling approaches to forecast the severity of major infections affecting critical crops in real-world field scenarios. Furthermore, adapting to the changing climate mandates the integration of sustainable food production strategies with robust disease control measures (Singh et al., 2023).

Therefore, this review elucidates the multifaceted drivers of climate change, encompassing greenhouse gas emissions, deforestation, and anthropogenic activities, along with their consequential impacts on environmental factors such as temperature and soil pH . Disruptions to these parameters can profoundly influence plant health, host susceptibility, disease dynamics, and pathogen virulence and dispersion.

Climate change stems from a complex interplay of natural phenomena and humaninduced activities. Human activities, such as fossil fuel combustion, deforestation, and agriculture are also leading drivers of deforestation, especially in tropical regions. Clearing forests for agricultural land releases large amounts of carbon stored in trees into the atmosphere, while also reducing the number of trees available to absorb CO2, industrial processes and fertilizers and pesticides contribute to greenhouse gas emissions during their manufacture and application (Nda et al., 2018). Additionally, they can affect the health of ecosystems and their ability to store carbon and emit greenhouse gases into the atmosphere, thereby catalyzing global warming and subsequent climate change (Nda et al., 2018; Trenberth, 2018). The wellestablished scientific consensus postulates that greenhouse gas emissions directly contribute to
climate change by trapping solar heat within the earth’s atmosphere, leading to a plethora of environmental consequences (Kweku et al., 2019).

Human-induced greenhouse gas emissions exert a profound influence on the Earth’s climate, a fact extensively corroborated by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). The escalation in the earth’s average temperature attributable to human emissions, notably of and methane ( ), has precipitated an array of consequences, including perturbations to natural cycles, escalating sea levels, and exacerbation of extreme weather events (Kabir et al., 2023). On the other hand, there are also deforestation impacts extending to both local and global scales. Studies have shown that deforestation contributes to approximately of global greenhouse gas emissions, primarily through the release of into the atmosphere (Diego et al., 2010), with Indonesia and Brazil being the top emitters, accounting for approximately and of their emissions, respectively (Hunjan and Lore, 2020). In addition to a strong net global warming as a result of both and biophysical effects particularly in the context of industrial-era deforestation, it increases the annual local average temperature by approximately and also affects rainfall levels (Lawrence et al., 2022).

In 1913, French physicists Henri Buisson and Charles Fabry made the ground-breaking discovery of ozone gas, an achievement later acknowledged by British meteorologist Dobson. Dobson’s invention of the Dobson meter allowed for the estimation of stratospheric ozone gas from ground level. He subsequently established an international network of ozone monitoring stations, which were aptly named after him. However, in the 1970s, a concerning “hole” emerged in the stratospheric ozone layer, notably over Antarctica, and it was determined that human-made substances were primarily responsible for this phenomenon (Demers et al., 2016). The depletion of the ozone layer has sparked global concerns, with anthropogenic activities largely identified as the root cause of this issue. Specifically, the continuous rise in global temperatures and escalating concentrations of are contributing to the destruction of the ozone layer. Unlike many forms of pollution stemming from various sources, the depletion of the ozone layer is primarily attributed to a specific chemical substance: chlorofluorocarbons (CFCs) (Demers et al., 2016). Growing amounts of nursery gas emissions are thought to be the main cause of the problem. The following greenhouse gases are known to have a major effect on the environment: CO 2 : Carbon Dioxide – CH 4 : Methane – N 2 O : Nitrous Oxide – HFC: Hydrofluorocarbons-PFC: Perfluorocarbons – SF6: Sulfur Hexafluoride (IPOC, 1995). Among these, is widely considered the primary driver of global climate change. Despite the significant impact of the 2020 COVID-19 pandemic and associated lockdown measures on
energy consumption, emissions, production activities, and daily life, levels in the troposphere continue to fluctuate both temporally and spatially. This gas is generated by both natural and anthropogenic processes, and its concentration has surged by over the past 125 years (Kabir et al., 2023).

Amidst these critical times, concerns about climate change are rapidly escalating, as evidenced by individuals’ self-reported negative emotional responses to the awareness of its significance (Clayton and Karazsia, 2020). Human industrial activities, especially since the Industrial Revolution, have significantly elevated atmospheric levels, the main aspect of climate change is listed in (Table 1). Strikingly, the concentration of in the stratosphere has surged by 30-31% over the past three decades, soaring from 280 ppm in 1750 to 400 ppm in 2013 (Diallo et al., 2017). This unprecedented increase has disrupted the relatively stable levels maintained for almost a millennium (Kabir et al., 2023).

Temperature stands as a paramount environmental determinant influencing plant growth, development, and physiological processes, alongside shaping the life cycle, distribution, and virulence of plant pathogens (Hunjan and Lore, 2020). Additionally, temperature governs critical aspects of the pathogen infection process, including its rate, duration, latency period, sporulation, dispersal of inoculum, and host resistance dynamics (Kweku et al., 2019). Generally, elevated temperatures foster the proliferation and propagation of plant pathogens, notably fungi, and bacteria, while concurrently compromising host defense
mechanisms (Devi et al., 2022). However, it’s crucial to note that the optimal temperature range for pathogen-host systems can vary, with some pathogens exhibiting susceptibility to extremes of heat or cold (Porras et al., 2023).

The escalation in global mean temperatures resulting from climate change exerts significant consequences on plant diseases (Chaloner et al., 2021). For instance, temperature increases may precipitate shifts in agroclimatic zones, prompting host plant migration and facilitating the emergence of novel disease complexes (Hunjan and Lore, 2020). Warming trends may also bolster the overwintering and persistence of pathogens and vectors, such as insects and nematodes, thereby prolonging their activity periods and expanding their geographic ranges (El-Sayed and Kamel, 2020). Furthermore, climate-induced alterations in host plant phenology and physiology can render them more susceptible or resistant to specific pathogens (Pathak et al., 2018). Empirical evidence suggests that heightened temperatures can exacerbate the intensity of various crop diseases, including wheat rust (Puccinia triticina), rice blast (Magnaporthe grisea), potato late blight (P. infestans), and citrus canker (Xanthomonas spp.) (Ahmed et al., 2024; Charaya et al., 2021; Singh et al., 2023).

Precipitation stands as a critical environmental factor influencing plant diseases by shaping water and nutrient availability, soil moisture, pH levels, pesticide leaching, runoff, and inoculum formation and dissemination (Chen et al., 2023). Moreover, precipitation plays a pivotal role in determining the duration of leaf wetness, a crucial factor affecting the infection and sporulation of numerous foliar pathogens (Beyer et al., 2022; Dutta et al., 2020). In general, heightened precipitation tends to promote the development and spread of plant diseases, particularly those caused by fungi and oomycetes, while simultaneously diminishing the effectiveness of chemical and biological control measures (Lim et al., 2023). However, the impact of precipitation on plant diseases can vary depending on factors such as timing, frequency, intensity, and form of precipitation, as well as its interaction with other climatic variables like temperature and humidity (Skendžić et al., 2021).

The change in precipitation patterns due to climate change has diverse effects on plant diseases (Garrett et al., 2021). For instance, increased rainfall may enhance the occurrence and severity of soil-borne and foliar diseases, such as root rot, damping-off, leaf spot, and blight (Lamichhane et al., 2023). Increased rainfall may also increase the risk of flooding and waterlogging, which can create anaerobic conditions and favor the development of some
pathogens, such as Pythium spp. and Phytophthora spp. (Martínez-Arias et al., 2022). On the other hand, decreased rainfall may reduce the incidence and spread of some diseases, such as downy mildew and powdery mildew (PM), but may also increase the susceptibility of host plants to drought stress and other pathogens, such as Fusarium spp. and Verticillium spp. (Maurya et al., 2022). Moreover, decreased rainfall may increase the reliance on irrigation, which can create favorable conditions for some diseases, such as bacterial wilt caused by Erwinia tracheiphila and root-knot nematode caused by Meloidogyne spp. (Erayya et al., 2023).

Humidity serves as another critical environmental factor impacting plant diseases, influencing key processes such as evapotranspiration, transpiration, and stomatal conductance in host plants, as well as the germination, infection, and survival of plant pathogens (Dixit et al., 2023). Additionally, humidity plays a significant role in the formation and deposition of dew, serving as a source of free water for many pathogens (Nath, 2021). In general, elevated humidity levels tend to foster the development and spread of plant diseases, particularly those caused by fungi and bacteria, while also diminishing the effectiveness of host resistance mechanisms and control measures (Lim et al., 2023). However, the impact of humidity on plant diseases can vary depending on factors such as the type and stage of the pathogen, the host plant, and its interaction with other climatic variables like temperature and precipitation (Dixit et al., 2023).

The change in humidity levels due to climate change is expected to have significant impacts on plant diseases. For instance, increased humidity may enhance the occurrence and severity of foliar and fruit diseases, such as anthracnose (Colletotrichum spp.), scab (Streptomyces scabies), and gray mold (Botrytis cinerea) (Ji et al., 2021; Maurya et al., 2022). Increased humidity may also increase the risk of post-harvest diseases, such as gray mold (B. cinerea) and soft rot (Pandanus conoideus), which can cause significant losses in storage and transportation (Moradinezhad and Ranjbar, 2023). On the other hand, decreased humidity may reduce the incidence and spread of some diseases, such as rust and smut, but may also increase the susceptibility of host plants to water stress and other pathogens, such as wilt and canker (Jeger, 2022). Moreover, decreased humidity may affect the quality and quantity of pollen and nectar, which can affect the pollination and reproduction of host plants (Biella et al., 2022).

Extreme weather events represent a significant environmental factor impacting plant diseases, leading to physical damage, physiological stress, and biochemical alterations in host plants, as well as altering the population dynamics and diversity of plant pathogens and their vectors (Singh et al., 2023). These events encompass storms, heat waves, cold snaps, and hail, which are experiencing increased frequency and intensity due to climate change (Faranda et al., 2022). Typically, extreme weather events heighten the vulnerability and susceptibility of host plants to diseases, thereby reducing the efficacy of control measures (Gullino et al., 2022). For instance, storms can inflict physical wounds on host plants, serving as entry points for pathogens like fire blight and crown gall (Hong et al., 2021), and disperse rust and aphid vectors (Bastas, 2022). Heat waves and cold snaps may induce heat and oxidative stress in plants, compromising their photosynthesis and respiration and rendering them more susceptible to pathogens such as PM, leaf spot, and black rot (Rivero et al., 2022; Tanveer et al., 2023). Furthermore, hail damage to protective structures like the cuticle and epidermis can increase plant susceptibility to diseases like downy mildew and bacterial spot (Khadiri et al., 2023).

Climate change has altered various non-temperature related environmental factors such as solar radiation and wind, which significantly influence plant ecosystems. For instance, increased global radiation has been noted since the 1990s, particularly affecting photosynthesis in primary producers during spring at Lake Taihu, China, this has led to variations in the phytoplankton communities, which are crucial to aquatic ecosystems. The combination of these changes with elevated nutrient levels due to higher rainfall and runoff contributes to more severe algal blooms, highlighting the complex interplay of climate change factors on aquatic life (Deng et al., 2018). Solar radiation can affect the development and spread of plant diseases. For instance, it can impact the survival of fungal spores on plant surfaces (Bornman et al., 2015). Solar radiation can influence the survival and growth of plant pathogens. Exposure to sunlight can lead to the inactivation of certain pathogens due to UV radiation (Campillo et al., 2012). For example, Cercospora leaf spot, a severe leaf blight of beets, and gray mold (Botrytis cinerea) on strawberries have been suppressed by UV light exposure (Kumari et al., 2017)

Additionally, changes in wind patterns affect the sediment dynamics in lakes, influencing light penetration and nutrient distribution, which are vital for aquatic plant growth. The decrease in wind speed, coupled with increased cloud cover, can reduce solar radiation availability, leading to light limitation. These factors collectively enhance the likelihood of plant pathogen outbreaks by creating favorable conditions for their growth and spread, demonstrating the broader ecological impacts of climate change on plant health (Deng et al., 2018). Wind can play a role in dispersing plant pathogens over long distances, aiding in the spread of diseases between plants and regions, Strong winds can physically damage plants, creating entry points for pathogens to infect the plant tissues (Krafft et al., 2019). Fungi that produce spores on aerial parts of plants, such as leaves or flowers, can be easily dispersed by wind over a wide range of distances. Examples include powdery mildews and rust fungi that infect cereal (El Jarroudi et al., 2020). Dry, lightweight spores or propagules are more easily carried by wind compared to wet, heavy ones. Pathogens such as Xanthomonas axonopodis pv. citri (citrus canker) rely on wind dispersal of dry inoculum (Esker et al., 2007). Long-distance wind dispersal can spread pathogens across and even between continents, reestablishing diseases in areas where host plants are seasonally absent. This can lead to founder effects where atypical pathogen genotypes cause epidemics (Rieux et al., 2014).

A study by Myers et al. (2021) explored how climate change could increase the spread of plant pathogens, focusing on fungal and oomycete pathogens. These organisms, which cause significant crop losses, are likely to spread further as global temperatures rise, potentially affecting higher latitude regions previously less susceptible to such pathogens. The research incorporated various climate models to predict shifts in crop yields and pathogen spread, indicating an overall increase in pathogen activity with warming temperatures, which could counteract gains in agricultural productivity due to climate change (Myers et al., 2021).

Climate change poses a direct threat to global food security, impacting crop physiology and productivity, as well as exerting an indirect influence on plant-associated microbiota, which includes plant pathogens. Although the interactions among host plants, pathogens, and environmental factors can be intricate, recent research is starting to reveal certain overarching patterns in how plant diseases will impact future crop production (Raza and Bebber, 2022). These shifts will profoundly affect the growth and cultivation of various crops on Earth.

Concurrently, they will influence the reproduction, spread, and severity of numerous plant pathogens, posing a significant threat to global food security (Gautam et al., 2013).

Plant disease outbreaks pose a significant threat to global food security and environmental sustainability, undermining primary productivity and biodiversity on a global scale. Climate change further exacerbates these risks by shaping pathogen evolution and altering host-pathogen interactions, thereby fostering the emergence of novel pathogenic strains (Singh et al., 2023). Over the past decade, the impact of climate change on plant diseases has been subject to extensive investigation (Yáñez-López et al., 2012). The anticipated shifts in climate are certain to influence pathogen development and survival rates, alongside altering host susceptibility, resulting in variations in disease impact on crops. The nuanced effects of climatic alterations will vary based on the specific pathosystem and geographical context, influencing ideal infection conditions, host specificity, and infection mechanisms (Elad and Pertot, 2014). Furthermore, alterations in abiotic conditions will inevitably reshape the microclimate enveloping plants, potentially disrupting the beneficial effects of soil microbial communities and canopy pathosystems. These simultaneous impacts on pathogens and host plants are anticipated to induce significant shifts in disease manifestation, geographical distribution, and economic implications, thus demanding adaptations in disease management strategies and cropping systems (Elad and Pertot, 2014). Importantly, despite potential gains in crop yields resulting from climate change, plant diseases can offset such advancements (Raza and Bebber, 2022). The influence of climate on plant diseases is profound, as it shapes host plants, vector behavior, and mechanisms of pathogen dispersal, thereby influencing the likelihood of pathogen invasions.

Human decisions significantly influence economically substantial pathogen invasions, as landscape connectivity for pathogen movement is influenced by the spatial arrangement of hosts, pathogens, and environmental conditions (Garrett et al., 2014). Consequently, assessing limiting factors before invasion becomes challenging, highlighting the critical role of proactive management strategies in mitigating the impacts of climate-induced shifts in plant disease dynamics. The impact of drought conditions on plant diseases is complex and carries substantial implications for global agriculture. Traditionally, drought has been viewed as inhibiting or disturbing the development of diseases caused by pathogens that thrive in moist environments. However, it’s important to note that certain diseases can benefit from drought conditions, as stressed plants become more susceptible to specific pathogens. This multifaceted relationship underscores the need for a nuanced understanding of how drought affects disease dynamics in
agricultural systems (Wegulo et al., 2013). As anticipated climate change is expected to elevate the occurrence and duration of drought in various regions globally. Therefore, it is crucial to understand how these shifts will impact plant-pathogen interactions. This shift may impact the natural lifecycles of plant pathogens, influence host susceptibility to infection or disease manifestation, alter the natural distribution of pathogens, and modify the pace of genetic changes within pathogen populations. Cumulatively, these effects are likely to have repercussions on diverse pathosystems, holding economic significance for productive sectors (Wakelin et al., 2018). Charcoal rot, also known as dry-weather wilt, is caused by the fungus Macrophomina phaseolina and can impact a variety of crops, including corn, sorghum, soybean, sunflowers, and dry beans. The fungus has a broad distribution and infects a wide range of hosts. It forms microsclerotia, hardened fungal survival bodies, inside infected crop tissue. These microsclerotia serve as a means for the fungus to overwinter in infested crop debris and soil. While they can survive for several years in dry soil, their survival is limited to a few weeks in wet, saturated soils. Given that most rotations include hosts susceptible to this fungus annually, there is a high potential for the pathogen to be present in numerous fields, and dry conditions further favor its prevalence. Aspergillus ear rot poses a significant threat in fields affected by drought and lacking irrigation. This disease is notable due to the fungal species responsible, typically Aspergillus flavus and . parasiticus, which have the potential to produce aflatoxin. Aflatoxin, found in contaminated grain, poses serious health risks to both animal and human consumers. Meanwhile, Fusarium pathogens, which persist in soil and crop residues, are notorious for causing diseases influenced by numerous factors. Among these factors, plant stress particularly drought plays a significant role in increasing the incidence and severity of Fusarium-related diseases. Fusarium species are notorious for causing substantial yield losses in crops such as corn, wheat, and soybean, with drought exacerbating the impact of these diseases. For instance, Fusarium verticillioides can lead to substantial yield losses and mycotoxin contamination in corn, affecting stalk rot, ear rot, and kernel rot. Wheat root diseases, such as common root rot (Bipolaris sorokiniana) and Fusarium crown rot (Fusarium spp.), are exacerbated in dry conditions, causing severe yield reduction from early root infections. Interestingly, drought has been observed to reduce the likelihood of sudden death syndrome in soybeans, while simultaneously promoting other Fusarium infections that result in Fusarium wilt (Wegulo et al., 2013). Assessments have been conducted to evaluate the potential impact of drought on several plant diseases significant to New Zealand. These include pea root rot (caused by Aphanomyces euteiches), onion white rot (Sclerotium cepivorum), wheat take-all (Gaeumannomyces graminis var. tritici), wheat crown rot (Fusarium spp.), Brassica
blackleg (Leptosphaeria maculans), grapevine black foot (Ilyonectria/Dactylonectria spp.), kiwifruit Sclerotinia rot (Sclerotinia sclerotiorum), and Radiata pine red needle cast (Phytophthora pluvialis). In most pathosystems, an anticipated outcome of increased drought is an elevation in disease expression. However, for certain diseases, such as Sclerotinia rot in kiwifruit and red needle cast in Radiata pine, drought may lead to a reduction in disease severity (Wakelin et al., 2018).

Elevated levels of and temperature are known to instigate complex repercussions on plant pathogens (Gullino et al., 2018). The escalation in temperatures and augmented concentrations of linked with climate change are expected to profoundly influence the interplay between plants and diseases. Climate exerts a pivotal influence on the occurrence, as well as the temporal and spatial distribution, of plant diseases. In polar-ward agroclimatic zones, climate change is likely to induce a modification resulting in a shift in the geographic distribution of host pathogens (Yáñez-López et al., 2012).

In the face of rising temperatures and increased atmospheric levels, new pathogen strains may undergo rapid evolution. This evolutionary process is fueled by a notable increase in pathogen populations, leading to heightened proliferation and infection cycles within an expanded canopy, supported by favorable microclimatic conditions. Moreover, changes in geographic distribution may bring together diverse pathogen lineages or genotypes that may not typically share the same ecological niche, potentially leading to an escalation in pathogen diversity (Chakraborty, 2013).

The evolving climate, coupled with the concurrent rise in atmospheric levels, holds the potential to significantly impact the severity of plant diseases, posing a looming threat to future crop yields (Zhou et al., 2019). These anticipated shifts emphasize the critical importance of comprehensive research initiatives aimed at unraveling the intricate dynamics between climate change and plant-pathogen interactions. Such efforts are essential for developing effective strategies to mitigate the adverse effects of climate change on agricultural productivity and ensure global food security in the face of evolving climatic challenges.

Elevated temperatures associated with climate change often exacerbate the severity of plant diseases (Figure 1). Understanding how plants respond to pathogens under hightemperature stress is crucial for enhancing crop resilience. However, the molecular mechanisms governing this response remain largely unexplored (Cohen and Leach, 2020). The resistance of crops to stem rust, particularly Sr31, is compromised by the Ug99 race of stem rust caused by
P. graminis f. sp. tritici. Furthermore, elevated temperatures and increased levels heighten the threat of late blight ( . infestans) in potatoes, as well as significant rice diseases including blast (P. oryzae) and ShB (R. solani) (Gautam et al., 2013).

Research is underway to investigate the impact of climate warming on Phytophthora cinnamomi, a widespread and highly destructive forest pathogen. In Europe, the winter survival of this pathogen significantly influences the development of the disease in oak trees, particularly in Quercus robur and Q. rubra. The research compares the potential geographic ranges of the pathogen and its associated disease in France over two distinct periods: 1968-1998 and 20702099. Simulations incorporate a physiologically based approach to predict the pathogen’s winter survival relative to microhabitat temperature (specifically, in the phloem of infected trees), along with a regionalized climatic scenario derived from a global circulation model. Projections indicate that positive anomalies in winter temperatures are expected to vary between during the period 2070-2099 compared to 1968-1998, with variations observed across sites and months. Consequently, higher annual rates of . cinnamomi survival are anticipated, potentially leading to an eastward expansion of the disease’s range from the Atlantic coast by one to a few hundred kilometers within a century (Bergot et al., 2004). These findings underscore the critical importance of comprehending the intricate interactions between climate change and plant-pathogen dynamics. Advancing our understanding in this domain is imperative for devising effective strategies to alleviate the impact of climate change on agricultural productivity and ensure global food security amidst evolving environmental challenges. The outcomes of research investigating the effects of climate change on various pathosystems, such as those affecting grapevines, including downy and powdery mildew, as well as several pathogens targeting vegetable crops like rocket, basil, beet, and zucchini, have been demonstrated. Elevating both levels and temperature resulted in an increased occurrence of PM on zucchini, Alternaria leaf spot on rocket salad, black spot, and downy mildew on basil, Allophoma tropica on lettuce, and Phoma leaf spot on garden beet. Conversely, variable effects were noted when individual climate parameters were considered separately. The impact of altered environmental conditions on certain physiological parameters affecting mycotoxin production and disease management in selected pathosystems was also explored. It was observed that concentration and temperature exerted distinct influences on disease severity and mycotoxin production. Regarding the application of biocontrol agents, the effectiveness of Ampelomyces quisqualis against zucchini powdery mildew was found to be enhanced under elevated temperature and conditions (Gullino et al., 2018).

ShB, caused by R. solani, poses a significant threat to rice (Oryza sativa L.) production. However, the response of rice ShB risk to elevated and temperature in the context of future climate change remains unclear. Field experiments were conducted with inoculated . solani, considering two levels (ambient and enriched up to ) and two temperature levels (ambient and increased by ) using a free-air enrichment (T-FACE) system for two cultivars, namely a susceptible cultivar (Lemont) and a resistant cultivar (YSBR1). Results revealed that, upon inoculation with R. solani, the vertical length of ShB lesions for cv . Lemont was significantly longer than that for cv . YSBR1 across the four and temperature treatments. Elevated temperature significantly increased the vertical length of ShB lesions, while had no such effect for both cultivars. Under the combination of and elevated temperature, the vertical length of ShB lesions increased by for cv . Lemont and by for cv. YSBR1. The significant increase in membrane lipid peroxidation level was associated with a notable rise in the vertical length of ShB lesions under the combination of and elevated temperature. The was unable to offset the adverse effect of elevated temperature on the yield of both cultivars under future climate change. Rice yield and biomass experienced a further decline by and , respectively, due to an increase in ShB severity under the combination of and elevated temperature. Therefore, it is imperative to implement rational agronomic management practices aimed at enhancing resistance to ShB disease and improving grain yield for rice under future climate
change conditions (Shen et al., 2023). Comparisons were made between the responses of the model plant Arabidopsis thaliana to leaf and root pathogens employing hemi-biotrophic or necrotrophic infection strategies under pre-industrial, current, and projected future atmospheric conditions. Under conditions, plants exhibited increased resistance to the necrotrophic leaf pathogen B. cinerea, but a reduction in resistance to the hemibiotrophic leaf pathogen Pseudomonas syringae pv. tomato was observed. Conversely, plants grown under low displayed the opposite pattern. Disease severity induced by the soil-borne pathogens Fusarium oxysporum f.sp. raphani and . solani remained similar across all tested conditions. The findings emphasize that atmospheric levels influence the equilibrium between salicylic acid- and jasmonic acid-dependent defenses, consequently affecting the resistance against foliar hemibiotrophic and necrotrophic pathogens (Zhou et al., 2019). The serves as a significant sensory cue for various animals, encompassing both parasitic and free-living nematodes. The behavioral reactions of nematodes to are often contextdependent, experience-dependent, or life stage-dependent, indicating the vital roles plays across multiple ethological contexts throughout the nematode life cycle. Additionally, nematodes exhibit diverse physiological responses to (Banerjee and Hallem, 2020). Concurrently, the interplay of levels, temperature shifts, and altered precipitation strongly influences the biology of nematodes, including those parasitizing plants and insects. While nematode development tends to accelerate in warmer soil temperatures induced by climate change, the precise implications of these climate change effects on nematode biology and the overall plant-nematode interaction continuum are not yet fully understood (Dutta et al., 2023).

Global climate change exerts significant impacts on plant ecosystems by altering key environmental factors. Factors such as temperature, precipitation, sunlight duration and quality, and nutrient availability (e.g. nitrogen, phosphorus, potassium) are pivotal in determining plant growth and are anticipated to change because of global climate change. levels resulting from climate change can enhance plant growth by stimulating increased photosynthesis, albeit at the cost of reduced evaporative cooling (Dutta et al., 2023).

The influence of climate change on pests and pathogens primarily operates through plants. levels, rising temperatures, and shifts in precipitation patterns disrupt plant growth and development, leading to alterations in canopy architecture, size, density, microclimate, and
the amount of susceptible tissue. These changes in host physiology and canopy microclimate, particularly under levels, affect the production, dispersal, and survival of pathogen inoculum, as well as the feeding behavior of insect pests. Increased temperatures accelerate plant growth and development, thereby reshaping canopy architecture and influencing the development of pests and pathogens. Moreover, changes in precipitation patterns, whether resulting in drought or flooding stress, impact canopy architecture and have corresponding effects on pests and pathogens. Despite the profound interactions occurring at the canopy level, they are frequently overlooked in epidemiology models used to forecast the impacts of climate change (Pangga et al., 2013).

Temperature variations affect both the host and the pathogen, necessitating risk analyses for each pathosystem to understand the implications of climate change (Yáñez-López et al., 2012). Observational studies consistently highlight increasing temperatures as the predominant factor driving the impact of diseases. Process-based models indicate that rising temperatures could result in shifts in disease pressure along latitudinal lines while drying conditions might alleviate disease risks (Raza and Bebber 2022).
, a key factor in climate change, is recognized for its ability to modify various plant processes (Figure 2), including physiology, growth, and resistance to pathogens (Sanchez-Luca et al., 2023). Human activities have led to a doubling of concentrations since the Industrial Revolution. While this increase could potentially enhance plant growth through the ‘ fertilization’ effect, recent studies present conflicting findings regarding the impacts of on plant-pathogen interactions (Smith and Luna, 2023). While studies conducted under controlled conditions have identified the effects of levels, field responses, such as the adaptation of pathogens over time, may differ (Yáñez-López et al., 2012). Experimental studies propose that the elevation of atmospheric levels could intensify the impact of diseases (Raza and Bebber, 2022). and the accompanying climate changes carry the potential to expedite the evolution of plant pathogens, subsequently influencing their virulence. The interactions between plants and pathogens in the context of can significantly disrupt both agricultural and natural systems. However, the existence of a fundamental knowledge gap arises from the scarcity of experimental data, hindering our ability to accurately predict future outcomes in this regard. In the absence of information regarding crop species, a study demonstrated an increase in the aggressiveness of the plant pathogen (Erysiphe cichoracearum) under . Concurrently, alterations in the leaf epidermal characteristics of the model plant Arabidopsis thaliana L. are observed. Stomatal density, guard
cell length, and trichome numbers on leaves that develop post-infection show an increase under , contrasting with the responses in non-infected conditions. Given that many plant pathogens rely on epidermal features for successful infection, these responses create a positive feedback mechanism, enhancing the susceptibility of newly developed leaves to further pathogen attacks. Additionally, an analysis of resistant and susceptible ecotypes suggests inherent differences in epidermal responses to (Lake and Wade, 2009).

Wheat diseases represent a persistent and evolving threat to global food security, yet there remains limited understanding of how levels will impact these diseases, consequently affecting grain supply security. With atmospheric surpassing the 400 ppmv benchmark in 2013 and expected to double or triple by the end of the century, a study delved into the influence of both pathogen and wheat acclimation to on the development of Fusarium head blight (FHB) and Septoria tritici blotch (STB) diseases in wheat. The study involved cultivating plants and pathogens under either 390 or 780 ppmv for two wheat generations and multiple pathogen sub-cultures, followed by standard disease trials. The acclimation of pathogens and the wheat cultivar Remus to ECO2 resulted in increased severity for both STB and FHB diseases compared to ambient conditions, with a more pronounced effect observed for FHB. The highest FHB disease levels and associated yield losses occurred when both the pathogen and wheat were acclimated to . Similarly, experiments conducted with the disease-resistant cultivar CM82036 revealed that pathogen acclimation significantly increased disease levels and yield loss under conditions, indicating diminished effectiveness of the innate defense pathways in this wheat cultivar. In conclusion, the study highlights that acclimation to in the coming decades will significantly shape the outcomes of plant-pathogen interactions and impact the durability of disease resistance (Váry et al., 2015).

The impact of on the foliar fungal pathogen Phyllosticta minima, affecting Acer rubrum in the understory at the Duke Forest free-air enrichment experiment in Durham, North Carolina, has been investigated. Surveys conducted in the , and years of exposure revealed a significant reduction in disease incidence under ECO2. There were , , and fewer saplings affected and , and fewer infected leaves per plant in the three consecutive years, respectively. also led to a notable decrease in disease severity across all years, with mean lesion area reduced by , and in 2002, 2003, and 2004, respectively. To understand the mechanisms behind these changes, comprehensive bag analyses of leaf structure, physiology, and chemistry were combined with growth chamber studies on . minima growth and host infection. In vitro, exponential growth rates of . minima
increased by under , discounting the possibility that disease reductions were due to direct negative effects of on fungal performance. Scanning electron micrographs confirmed that conidia germ tubes of . minima enter . rubrum leaves through the stomata. Although stomatal size and density remained unchanged, stomatal conductance decreased by under , resulting in smaller openings for infecting germ tubes. Reduced disease severity under was likely attributed to altered leaf chemistry and reduced nutritive quality. led to a reduction in leaf N and a increase in the C : N ratio, along with a 15% increase in total phenolics and a 14% increase in tannins. The described dual mechanism involves reduced stomatal opening and altered leaf chemistry, resulting in decreased disease incidence and severity under , which implies a common occurrence in plant pathosystems where the pathogen targets the stomata (McElrone et al., 2005).

In tree species crucial in many forest regeneration strategies, Quercus robur is particularly susceptible to PM (Powdery mildew) disease during the seedling stage. PM is widespread in oak forests and is considered a hindrance to oak woodland regeneration. In a study aiming to elucidate the impact of on plant responses to PM , oak seedlings were cultivated in controlled environments under ambient ( ) and
ppm) conditions and were infected with Erysiphe alphitoides, the causative agent of oak PM. The study monitored plant growth, physiological parameters, and disease progression. Additionally, to assess the effect of on induced resistance (IR), these parameters were evaluated following treatments with the IR elicitor -aminobutyric acid (BABA). The results indicated that enhanced photosynthetic rates and aboveground growth but, conversely, reduced root length. Importantly, seedlings under ECO2 exhibited increased susceptibility to PM . While treatments with BABA protected PM , this effect was less pronounced under . Furthermore, regardless of concentration, BABA did not significantly alter aboveground growth but did result in longer root systems, mitigating the impact of on root shortening. These findings underscore the influence of on plant physiology, growth, and defense, emphasizing the need for further biomolecular studies to unravel the mechanisms by which heightens oak seedling susceptibility to PM (Sanchez-Luca et al., 2023).

A study examined the impact of rising atmospheric concentrations on beneficial soil fauna, specifically entomopathogenic nematodes (EPNs). The objective was to understand the influence of on the growth of maize plants (Zea mays L .), including root morphology, and to assess the effectiveness of the entomopathogenic nematode Heterorhabditis bacteriophora in this altered environment. Plants cultivated under exhibited accelerated, lengthier, denser, and larger root systems compared to those grown under conditions. Consequently, the enhanced root development resulted in reduced effectiveness of EPNs. Despite no notable disparity in host mortality between and conditions, a significantly higher number of nematodes were recovered from hosts situated near plants grown in the aCO2 environment. The structural equation model analysis unveiled that this impact was indirect and mediated by the heightened morphological traits of the roots. This research represents the initial instance demonstrating how alterations in atmospheric levels indirectly diminish the efficacy of globally employed entomopathogenic nematodes (EPN) for crop protection. While additional factors, such as plant volatile emissions, might influence or intensify these patterns, the results indicate that changes in root traits under negatively affect EPN effectiveness, consequently impacting the management of soil-dwelling insect pests (Hiltpold et al., 2020).

Management strategies for diseases hinge on prevailing climatic conditions, and any alterations in climate will inevitably trigger shifts in the spatial and temporal distribution of diseases. Consequently, control methodologies will necessitate adjustments in response to diverse climate change scenarios. In recent years, there has been a heightened emphasis on adaptation measures, largely driven by a greater certainty regarding the manifestation of several anticipated climate change scenarios. This intensified focus is warranted by the crucial role of developing highly effective strategies to acclimate plants to the challenges presented by climate change, as both productivity and food security hinge on these efforts (Gitz et al., 2016). According to the IPCC, adaptation strategies entail making modifications in natural or human systems to respond to actual or anticipated climate stimuli or their effects, to mitigate harm, or to capitalize on advantageous opportunities (IPCC, 2007). With climate change advancing and global trade accelerating, uncertainties and the frequency of both existing and new pest occurrences are poised to escalate. Consequently, bolstering the capacity for swift adaptation to disruptions and climate shifts will be increasingly paramount (Barzman et al., 2015).

Traditional management systems, notably chemical control using synthetic pesticides, remain vital in the fight against these diseases due to their immediate efficacy. However, this method brings about escalating environmental concerns, public health hazards, and the emergence of pesticide resistance. In parallel, cultural control measures such as crop rotation, intercropping, and the cultivation of resistant varieties play pivotal roles in promoting sustainable crop health. For instance, crop rotation disrupts the life cycles of pathogens and pests, while the adoption of resistant varieties reduces dependence on chemical interventions. Furthermore, biological control methods, employing environmentally friendly agents like bacteria and yeasts, are emerging as promising strategies to balance control effectiveness with the preservation of agricultural ecosystems. By integrating these diverse approaches within an integrated disease management (IDM) framework, crops can be bolstered against evolving challenges while mitigating adverse impacts on the environment and human health (Altieri and Nicholls, 2017; Khursheed et al., 2022).

In the context of climatic crisis, the conventional paradigms of crop protection, notably relying on pesticide application, witness a discernible decline in efficacy. This decline is notably attributed to the escalation of temperatures and the modulation of precipitation patterns, significantly impacting the persistence, volatilization, and overarching efficiency of these
chemical interventions. Furthermore, within the realm of biological control, the intricate interplay of temperature and humidity fluctuations exerts notable influences on the reproductive cycles and overall viability of biological control agents. Meanwhile, the migratory patterns of pests to novel geographical zones pose a formidable challenge, potentially surpassing the establishment rate of their natural adversaries (Deguine et al., 2021; Kumar et al., 2023).

IDM stands as a holistic and strategic approach to safeguarding plant health, blending diverse methods for economically feasible and environmentally sound disease control. Anchored in a deep comprehension of disease biology, IDM entails monitoring vigilant disease, leveraging forecasting models, and prioritizing preventive measures like crop rotation and the adoption of resistant varieties. Moreover, this methodology seamlessly incorporates biological, chemical, and physical controls to manage diseases effectively while curbing environmental repercussions. In the era of climate change, IDM necessitates adaptive measures, encompassing the refinement of risk assessment models, the development of climate-resilient crop varieties, and the enhancement of biological control agent efficacy. Advancements in irrigation systems and the integration of cutting-edge technologies such as remote sensing further fortify a comprehensive plant protection strategy (Hampel et al., 2018). Crucially, integrating insights from both physical and social sciences with the perspectives of local farmers and land managers is essential to offer well-informed guidance to policymakers in bolstering resilient strategies (Figure 3). This requires collaborative efforts spanning the public and private sectors to navigate the complexities of disease management and climate adaptation effectively (Gupta et al., 2018).

When crafting these management strategies, it is paramount to factor in the implications of climate change while ensuring they remain economically viable and not excessively resource-intensive, as this could impede their adoption (Desai et al., 2021). Nevertheless, adaptation strategies vary depending on agricultural systems, geographical location, and projections of global climate change. At more advanced stages of adaptation, significant changes in cropping systems and crop types may be necessary. Beyond mere adjustments in field management, the possibility of relocating cultivation zones may arise in response to the emergence of new agricultural areas shaped by shifting climatic conditions. The primary avenues for climate change adaptation and mitigation generally fall into three categories: resource conservation technologies, crop system technologies, and socio-economic or policy interventions (Venkateswarlu and Shanker, 2009). Various agronomic practices offer avenues to mitigate the impacts of climate change (Table 2).

The current landscape in plant pathology research underscores a pressing need for fundamental knowledge to leverage emerging tools effectively in disease management (Singh et al., 2023). Meeting this challenge requires a holistic approach extending beyond traditional disease monitoring and chemical controls. To enhance our capabilities, it is essential to deepen our understanding of the biological, ecological, and evolutionary responses of pathogens, vectors, and hosts to climate change. At the core of this endeavor is the identification and characterization of pathobiomes, which comprise microorganisms and invertebrates that either facilitate or impede infection and disease progression in response to climate shifts. Leveraging ecological theories, such as invasion theory and network theory, can furnish a robust framework for predicting pathogen transmission in novel environments or to new hosts, including their interactions with host and soil microbiomes (Blumenthal, 2006; Mallon et al., 2015).

Likewise, integrating evolutionary processes, such as new phenotype acquisition by pathogens or indigenous microflora through horizontal gene transfer or mutations, can deepen our understanding of pathogenicity mechanisms. Furthermore, elucidating plant phenology and disease interactions is paramount, considering that different plant species exhibit vulnerability to pathogens at distinct growth stages. For example, Fusarium and Verticillium pathogens
primarily infect hosts during early growth stages, leading to wilt disease (Kirkby et al., 2013). Similarly, many diseases, like PM of grapevine and strawberry, show higher susceptibility in young leaves compared to mature leaves. Given the anticipated impact of climate change on plant growth and phenology, it is crucial to evaluate how these changes might influence plant susceptibility to disease to develop targeted disease management strategies (Jeger et al., 2021).

Measuring pathogen movement through air and water systems is vital for predicting pathogen loads resulting from climate change-induced alterations in weather patterns, wind direction, and extreme weather events. Consideration of the individual and interactive effects of climate factors such as temperature, precipitation, and drought on disease manifestation across different climatic zones is essential (Jeger et al., 2021). This necessitates establishing permanent observatories monitoring pollutants and microorganisms, complemented by drone technologies capable of sampling at elevated altitudes. Moreover, enhancing disease surveillance and management tools through remote sensing, drones, sensor-based technologies, and population genomics, coupled with advanced modeling tools, is critical for predicting future outbreaks and implementing effective risk management strategies (Burdon and Zhan, 2020; Mallon et al., 2015).

Furthermore, while much attention has been focused on diseases affecting commercial crops, the role of wild and native plants in disease incidence remains underexplored. Climate change-induced shifts in the range of wild plants may significantly impact plant disease dynamics, yet this aspect remains poorly understood (Burdon and Zhan, 2020). Similarly, the responses of plant-associated microbiomes, which play pivotal roles in disease progression or restriction, to climate change remains a knowledge gap. Additionally, socio-economic aspects must be integrated into disease monitoring and management efforts. Implementing userfriendly computational information systems supporting decision-making, especially for smallholder farmers, is crucial for effective disease management. Mobile phone-based applications can serve as useful tools due to their widespread accessibility (Burdon and Zhan, 2020).

Looking ahead, concerted efforts are needed to enhance our predictive capabilities and develop adaptive strategies tailored to the unique challenges posed by climate change-induced shifts in disease dynamics. This entails integrating cutting-edge technologies, fostering interdisciplinary collaborations, and adopting robust data-driven approaches (Burdon and Zhan, 2020). However, achieving effective monitoring and management of plant pathogens amidst climate change depends on increased research funding and policy commitments from relevant
stakeholders worldwide. By prioritizing investments in research, fostering international cooperation, and embracing innovative solutions, we can strengthen global food systems and safeguard agricultural sustainability in the face of an ever-evolving climate. Research projections indicate that shifts in climatic patterns will significantly alter the dynamics of pathogen progression, host resistance, and the physiology of host-pathogen interactions, exacerbating the intensity of plant diseases. It is crucial to recognize that the impact of climate change on individual pathosystems can yield varied outcomes, ranging from positive to negative or neutral, owing to the nuanced nature of host-pathogen interactions (Jeger et al., 2021).

The intricate relationship between climate change and plant diseases presents a multifaceted threat to global agriculture, with far-reaching implications for food security, environmental sustainability, and socio-economic stability. Throughout this review, the complexity of this dynamic was thoroughly examined. To effectively address these challenges and enhance resilience in the face of an increasingly unpredictable climate, it is essential to foster a comprehensive understanding of these processes and develop robust adaptation strategies through international collaboration. The devastating consequences of climate change on agriculture, including its profound effects on the severity, frequency, and recurrence of pests and diseases, demand urgent attention. Despite efforts to anticipate climate variations, plant health continues to suffer, leading to fluctuations in disease prevalence, crop quality, and yield.

Globally, progress in combating the impact of climate change on plant diseases has been hindered by a lack of comprehensive understanding of epidemic processes at relevant environmental and spatial scales. Effective disease management requires detailed insights at the field scale for specific diseases. Therefore, conducting meticulous assessments and evaluations of the potential impacts of climate change at a granular level is essential to elucidate the critical mechanisms and dynamics driving plant-related diseases and associated epidemics.

: atmospheric of
BABA: -aminobutyric acid
C : Carbon
: Celsius degree
: Carbon dioxide
COVID : coronavirus disease
ECO2: emitted of CO2
EPN: entomopathogenic nematodes
FHB: Fusarium head blight
IDM: integrated disease management
IPCC: Intergovernmental Panel On Climate
IR: induced resistance
N: Azote
pH : potential of hydrogen
PM : Powdery mildew
ppm : part per million
ppmv : parts per million by volume
Sheath blight (ShB)
STB: Septoria tritici blotch
UV : Ultraviolet

Not applicable.

RL, TM, SL : Conceptualization, methodology. RL, TM, SL GG: writing-original draft preparation. AA, ME, RE, AM, ZB, KA, EAB : formal analysis. AA, RE, ZB, KA, R.L., EAB : Investigation. : writing-review and editing. RL: Validation. RL : supervision.

The authors declare no competing interests.

This study received financial support from the Phytopathology Unit within the Department of Plant Protection and Environment at The Ecole Nationale d’Agriculture de Meknès, Morocco.

Adhikari, B.N., Hamilton, J.P., Zerillo, M.M., Tisserat, N., Lévesque, C.A., Buell, C.R., 2013. Comparative genomics reveals insight into virulence strategies of plant pathogenic oomycetes. PLoS One 8, e75072.

Ahmed, N., Alam, M., Saeed, M., Ullah, H., Junaid, M., Kanwal, M., Ahmed, S., 2024. Role of Plants in Managing Diseases, in: Ethnic Knowledge and Perspectives of Medicinal Plants. Apple Academic Press, pp. 579-604.

Altieri, M.A., Nicholls, C.I., 2017. The adaptation and mitigation potential of traditional agriculture in a changing climate. Clim. Change 140, 33-45.

Banerjee, N., Hallem, E.A., 2020. The role of carbon dioxide in nematode behaviour and physiology. Parasitology 147, 841-854. https://doi.org/10.1017/S0031182019001422

Barzman, M., Bàrberi, P., Birch, A.N.E., Boonekamp, P., Dachbrodt-Saaydeh, S., Graf, B., Hommel, B., Jensen, J.E., Kiss, J., Kudsk, P., 2015. Eight principles of integrated pest management. Agron. Sustain. Dev. 35, 1199-1215.

Bastas, K.K., 2022. Impact of climate change on food security and plant disease, in: Microbial Biocontrol: Food Security and Post Harvest Management: Volume 2. Springer, pp. 1-22.

Bergot, M., Cloppet, E., Pérarnaud, V., Déqué, M., Marçais, B., Desprez-Loustau, M.L., 2004. Simulation of potential range expansion of oak disease caused by Phytophthora cinnamomi under climate change. Glob. Chang. Biol. 10, 1539-1552. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2004.00824.x

Berkeley Earth., 2024. Berkeley Earth. Global Temperature Anomalies. [WWW Document]. URL https://berkeleyearth.org/data/.

Beyer, M., Pallez-Barthel, M., Dam, D., Hoffmann, L., El Jarroudi, M., 2022. Enhancing septoria leaf blotch forecasts in winter wheat I: The effect of temperature on the temporal distance between critical rainfall periods and the breaking of the control threshold. J. Plant Dis. Prot. 129, 37-44.

Biella, P., Tommasi, N., Guzzetti, L., Pioltelli, E., Labra, M., Galimberti, A., 2022. City climate and landscape structure shape pollinators, nectar and transported pollen along a gradient of urbanization. J. Appl. Ecol. 59, 1586-1595.

Blumenthal, D.M., 2006. Interactions between resource availability and enemy release in plant invasion. Ecol. Lett. 9, 887-895.

Bornman, J.F., Barnes, P.W., Robinson, S.A., Ballaré, C.L., Flint, S.D., Caldwell, M.M., 2015. Solar ultraviolet radiation and ozone depletion-driven climate change: effects on terrestrial ecosystems. Photochem. Photobiol. Sci. 14, 88-107.

Burdon, J.J., Zhan, J., 2020. Climate change and disease in plant communities. PLoS Biol. 18. https://doi.org/10.1371/JOURNAL.PBIO. 3000949

Campillo, C., Fortes, R., Prieto, M. del H., Babatunde, E.B., 2012. Solar radiation effect on crop production. Sol. Radiat. 1, 167-194.

Chakraborty, S., 2013. Migrate or evolve: Options for plant pathogens under climate change. Glob. Chang. Biol. 19, 1985-2000. https://doi.org/10.1111/gcb. 12205

Chakraborty, S., Newton, A.C., 2011. Climate change, plant diseases and food security: An overview. Plant Pathol. 60, 2-14. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2010.02411.x

Chaloner, T.M., Gurr, S.J., Bebber, D.P., 2021. Plant pathogen infection risk tracks global crop yields under climate change. Nat. Clim. Chang. 11, 710-715. https://doi.org/10.1038/s41558-021-01104-8

Charaya, M.U., Upadhyay, A., Bhati, H.P., Kumar, A., 2021. Plant disease forecasting: Past practices to emerging technologies. Plant Dis. Manag. Strateg. Nehra, S., Ed.; Agrobios Res. Rajasthan, India 1-30.

Chen, W., Modi, D., Picot, A., 2023. Soil and phytomicrobiome for plant disease suppression and management under climate change: A review. Plants 12, 2736.

Clayton, S., Karazsia, B.T., 2020. Development and validation of a measure of climate change anxiety. J. Environ. Psychol. 69, 101434.

Cohen, S.P., Leach, J.E., 2020. High temperature-induced plant disease susceptibility: more than the sum of its parts. Curr. Opin. Plant Biol. 56, 235-241. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2020.02.008

Cook, J., Oreskes, N., Doran, P.T., Anderegg, W.R.L., Verheggen, B., Maibach, E.W., Carlton, J.S., Lewandowsky, S., Skuce, A.G., Green, S.A., 2016. Consensus on consensus: a synthesis of consensus estimates on human-caused global warming. Environ. Res. Lett. 11, 48002.

Deguine, J.-P., Aubertot, J.-N., Flor, R.J., Lescourret, F., Wyckhuys, K.A.G., Ratnadass, A., 2021. Integrated pest management: good intentions, hard realities. A review. Agron. Sustain. Dev. 41, 38. https://doi.org/10.1007/s13593-021-00689-w

Demers, S., Roy, S., De Mora, S., 2016. The impact of ozone layer depletion on the marine environment. Ecodecision.

Deng, J., Zhang, W., Qin, B., Zhang, Y., Paerl, H.W., Salmaso, N., 2018. Effects of climatically-modulated changes in solar radiation and wind speed on spring phytoplankton community dynamics in Lake Taihu, China. PLoS One 13, e0205260.

Desai, S., Dubey, S.C., Taduri, M., Sultana, U., Pinisetty, S., 2021. Crop disease management strategies for rainfed cropping systems under changing climate scenarios. Indian Phytopathol. 74, 485-494. https://doi.org/10.1007/s42360-021-00339-x

Devendra, C., 2012. Climate change threats and effects: challenges for agriculture and food security. Academy of Sciences Malaysia Kuala Lumpur.

Devi, R., Kaur, T., Kour, D., Yadav, A., Yadav, A.N., Suman, A., Ahluwalia, A.S., Saxena, A.K., 2022. Minerals solubilizing and mobilizing microbiomes: A sustainable approach for managing minerals’ deficiency in agricultural soil. J. Appl. Microbiol. 133, 12451272. https://doi.org/10.1111/JAM. 15627

Diallo, M., Legras, B., Ray, E., Engel, A., Añel, J.A., 2017. Global distribution of CO2 in the upper troposphere and stratosphere. Atmos. Chem. Phys. 17, 3861-3878. https://doi.org/10.5194/acp-17-3861-2017

Diego, L., Staff, W.T.O., Paper, W., Ersd–, N., 2010. Trade and deforestation : A literature review Economic Research and Statistics Division Trade and Deforestation : A literature review.

Dixit, S., Sivalingam, P.N., Baskaran, R.K., Senthil-Kumar, M., Ghosh, P.K., 2023. Plant responses to concurrent abiotic and biotic stress: unravelling physiological and morphological mechanisms. Plant Physiol. Reports 1-12.

Djami-Tchatchou, A.T., Allie, F., Straker, C.J., 2013. Expression of defence-related genes in avocado fruit (cv. Fuerte) infected with Colletotrichum gloeosporioides. South African J. Bot. 86, 92-100.

Doehlemann, G., Ökmen, B., Zhu, W., Sharon, A., 2017. Plant pathogenic fungi. Microbiol. Spectr. 5, 1-5.

Dutta, P., Kumari, A., Mahanta, M., Upamanya, G.K., Heisnam, P., Borua, S., Kaman, P.K., Mishra, A.K., Mallik, M., Muthukrishnan, G., Sabarinathan, K.G., Puzari, K.R., Vijayreddy, D., 2023. Nanotechnological approaches for management of soil-borne plant pathogens. Front. Plant Sci. 14, 1-15. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1136233

Dutta, S., Kamei, A., Goldar, S., Datta, G., Bharati, D.R.S., Ghorai, A.K., Pathak, S., Roy Barman, A., Jash, S., Ray, S.K., 2020. Influence of weather variables on spore biology of Corynespora cassiicola, an incitant of target leaf spot disease of tomato. Arch. Phytopathol. Plant Prot. 53, 127-140.

Dutta, T.K., Vicente, C.S.L., Maleita, C.M.N., Phani, V., 2023. Editorial: Impact of global climate change on the interaction between plants and plant-parasitic nematodes. Front. Plant Sci. 14, 1-2. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1195970

Ebi, K.L., Ziska, L.H., Yohe, G.W., 2016. The shape of impacts to come: lessons and opportunities for adaptation from uneven increases in global and regional temperatures. Clim. Change 139, 341-349.

El-Sayed, A., Kamel, M., 2020. Climatic changes and their role in emergence and re-emergence of diseases. Environ. Sci. Pollut. Res. 27, 22336-22352.

El Jarroudi, Mustapha, Karjoun, H., Kouadio, L., El Jarroudi, Moussa, 2020. Mathematical modelling of non-local spore dispersion of wind-borne pathogens causing fungal diseases. Appl. Math. Comput. 376, 125107.

Elad, Y., Pertot, I., 2014. Climate Change Impacts on Plant Pathogens and Plant Diseases. J. Crop Improv. 28, 99-139. https://doi.org/10.1080/15427528.2014.865412

EPA, 2023. Climate Change Impacts on Agriculture and Food Supply.
Erayya, Sarkhel, S., Managanvi, K., Kumar, S., Alipatra, A., 2023. Emerging Diseases of Vegetables Due to Changing Climate, in: Advances in Research on Vegetable Production Under a Changing Climate Vol. 2. Springer, pp. 323-340.

Esker, P.D., Sparks, A.H., Bates, M., Dall’Acqua, W., Frank, E.E., Huebel, L., Segovia, V., Garrett, K.A., 2007. Ecology and epidemiology in R: modeling dispersal gradients.

European, Service., E.U.C.C.C., 2018. Sea Level Change [WWW Document]. URL https://climate.copernicus.eu/sea-level

Faranda, D., Bourdin, S., Ginesta, M., Krouma, M., Noyelle, R., Pons, F., Yiou, P., Messori, G., 2022. A climate-change attribution retrospective of some impactful weather extremes of 2021. Weather Clim. Dyn. 3, 1311-1340.

Garrett, K.A., Nita, M., De Wolf, E.D., Esker, P.D., Gomez-Montano, L., Sparks, A.H., 2021. Plant pathogens as indicators of climate change, in: Climate Change. Elsevier, pp. 499513.

Garrett, K.A., Thomas-Sharma, S., Forbes, G.A., Nopsa, J.H., 2014. Climate change and plant pathogen invasions, in: Ziska, L.H., Dukes, J.S. (Eds.), Invasive Species and Global Climate Change. pp. 22-44. https://doi.org/10.1079/9781780641645.0022

Gautam, H.R., Bhardwaj, M.L., Kumar, R., 2013. Climate change and its impact on plant diseases. Curr. Sci. 105, 1685-1691.

Gitz, V., Meybeck, A., Lipper, L., Young, C., Braatz, S., 2016. Climate change and food security: Risks and responses, Food and Agriculture Organization of the United Nations. https://doi.org/10.1080/14767058.2017.1347921

Grassi, C., Bouman, B.A.M., Castañeda, A.R., Manzelli, M., Vecchio, V., 2009. Aerobic rice: crop performance and water use efficiency. J. Agric. Environ. Int. Dev. 103, 259-270.

Gullino, M.L., Albajes, R., Al-Jboory, I., Angelotti, F., Chakraborty, S., Garrett, K.A., Hurley, B.P., Juroszek, P., Lopian, R., Makkouk, K., 2022. Climate Change and Pathways Used by Pests as Challenges to Plant Health in Agriculture and Forestry. Sustainability 14, 12421.

Gullino, M.L., Pugliese, M., Gilardi, G., Garibaldi, A., 2018. Effect of increased CO2 and temperature on plant diseases: a critical appraisal of results obtained in studies carried out under controlled environment facilities, Journal of Plant Pathology. https://doi.org/10.1007/s42161-018-0125-8

Gupta, P.K., Chand, R., Vasistha, N.K., Pandey, S.P., Kumar, U., Mishra, V.K., Joshi, A.K., 2018. Spot blotch disease of wheat: the current status of research on genetics and breeding.

Plant Pathol. 67, 508-531. https://doi.org/10.1111/PPA. 12781

Hampel, H., Toschi, N., Babiloni, C., Baldacci, F., Black, K.L., Bokde, A.L.W., Bun, R.S., Cacciola, F., Cavedo, E., Chiesa, P.A., Colliot, O., Coman, C.-M., Dubois, B., Duggento, A., Durrleman, S., Ferretti, M.-T., George, N., Genthon, R., Habert, M.-O., Herholz, K., Koronyo, Y., Koronyo-Hamaoui, M., Lamari, F., Langevin, T., Lehéricy, S., Lorenceau, J., Neri, C., Nisticò, R., Nyasse-Messene, F., Ritchie, C., Rossi, S., Santarnecchi, E., Sporns, O., Verdooner, S.R., Vergallo, A., Villain, N., Younesi, E., Garaci, F., Lista, S., 2018. Revolution of Alzheimer Precision Neurology. Passageway of Systems Biology and Neurophysiology. J. Alzheimer’s Dis. 64, S47-S105. https://doi.org/10.3233/JAD-179932

Hernandez Nopsa, J.F., Thomas-Sharma, S., Garrett, K.A., 2014. Climate Change and Plant Disease. Encycl. Agric. Food Syst. 232-243. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-52512-3.00004-8

Hiltpold, I., Moore, B.D., Johnson, S.N., 2020. Elevated atmospheric carbon dioxide concentrations alter root morphology and reduce the effectiveness of entomopathogenic nematodes. Plant Soil 447, 29-38. https://doi.org/10.1007/s11104-019-04075-0

Hong, C.X., Hansen, M.A., Bush, E.A., Day, E.R., Del-Pozo, A., Derr, J.F., 2021. 2021 Home Grounds and Animals PMG-Home Ornamentals.

Hunjan, M.S., Lore, J.S., 2020. Climate change: Impact on plant pathogens, diseases, and their management. Crop Prot. under Chang. Clim. 85-100.

IPCC, 2007. Climate change 2007: The physical science basis. Agenda 6, 333.

IPOC, I.P.O.C., 1995. IPCC Second Assessment: Climate Change 1995. A Rep. Intergov. Panel Clim. Chang. Genf (http//www. ipcc. ch).

Jeger, M., Beresford, R., Bock, C., Brown, N., Fox, A., Newton, A., Vicent, A., Xu, X., Yuen, J., 2021. Global challenges facing plant pathology: multidisciplinary approaches to meet the food security and environmental challenges in the mid-twenty-first century. CABI Agric. Biosci. 2, 1-18. https://doi.org/10.1186/s43170-021-00042-x

Jeger, M.J., 2022. The impact of climate change on disease in wild plant populations and communities. Plant Pathol. 71, 111-130.

Ji, T., Salotti, I., Dong, C., Li, M., Rossi, V., 2021. Modeling the effects of the environment and the host plant on the ripe rot of grapes, caused by the Colletotrichum species. Plants

10, 2288.

Jiang, L.Q., Dunne, J., Carter, B.R., Tjiputra, J.F., Terhaar, J., Sharp, J.D., Olsen, A., Alin, S., Bakker, D.C.E., Feely, R.A., Gattuso, J.P., Hogan, P., Ilyina, T., Lange, N., Lauvset, S.K., Lewis, E.R., Lovato, T., Palmieri, J., Santana-Falcón, Y., Schwinger, J., Séférian, R., Strand, G., Swart, N., Tanhua, T., Tsujino, H., Wanninkhof, R., Watanabe, M., Yamamoto, A., Ziehn, T., 2023. Global Surface Ocean Acidification Indicators From 1750 to 2100. J. Adv. Model. Earth Syst. 15, 1-23. https://doi.org/10.1029/2022MS003563

Kabir, M., Habiba, U.E., Khan, W., Shah, A., Rahim, S., Rios-Escalante, P.R.D. los, Farooqi, Z.U.R., Ali, L., 2023. Climate change due to increasing concentration of carbon dioxide and its impacts on environment in 21st century; a mini review. J. King Saud Univ. – Sci. 35, 102693. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2023.102693

Kashyap, P.L., Srivastava, A.K., Tiwari, S.P., Kumar, S., Gupta, S., Sharma, D., Gupta, M., 2018. Microbes for Climate Resilient Agriculture, First Edition. Edited CLIMATE CHANGE IMPACT ON PLANT DISEASES: OPINION, TRENDS AND MITIGATION STRATEGIES 41-56.

Khadiri, M., Boubaker, H., Askarne, L., Ezrari, S., Radouane, N., Farhaoui, A., El Hamss, H., Tahiri, A., Barka, E.A., Lahlali, R., 2023. Bacillus cereus B8W8 an effective bacterial antagonist against major postharvest fungal pathogens of fruit. Postharvest Biol. Technol. 200, 112315. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2023.112315

Khursheed, A., Rather, M.A., Jain, V., Wani, A.R., Rasool, S., Nazir, R., Malik, N.A., Majid, S.A., 2022. Plant based natural products as potential ecofriendly and safer biopesticides: A comprehensive overview of their advantages over conventional pesticides, limitations and regulatory aspects. Microb. Pathog. 173, 105854. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2022.105854

Kirkby, K.A., Lonergan, P.A., Allen, S.J., 2013. Three decades of cotton disease surveys in NSW, Australia. Crop Pasture Sci. 64, 774-779.

Krafft, C., Volokitin, A.S., Gauthier, G., 2019. Turbulence and microprocesses in inhomogeneous solar wind plasmas. Fluids 4, 1-45. https://doi.org/10.3390/fluids4020069

Kumar, S., Thilagam, P., Shikha, D., Saikanth, D.R.K., Rahmani, U., Huded, S., Panigrahi, C.K., 2023. Adapting Plant Protection Strategies to Meet the Challenges Posed by Climate Change on Plant Diseases: A review. Int. J. Environ. Clim. Chang. 13, 25-36.
https://doi.org/10.9734/ijecc/2023/v13i123657
Kumari, B., Devi, E.P., Sharma, G., Rawat, S., Jaiswal, J.P., 2017. Irradiation as an alternative method for post-harvest disease management: an overview. Int. J. Agric. Environ. Biotechnol. 10, 625-633.

Kweku, D., Bismark, O., Maxwell, A., Desmond, K., Danso, K., Oti-Mensah, E., Quachie, A., Adormaa, B., 2019. Greenhouse Effect: Greenhouse Gases and Their Impact on Global Warming. J. Sci. Res. Reports 17, 1-9. https://doi.org/10.9734/jsrr/2017/39630

Lake, J.A., Wade, R.N., 2009. Plant-pathogen interactions and elevated CO2: Morphological changes in favour of pathogens. J. Exp. Bot. 60, 3123-3131. https://doi.org/10.1093/jxb/erp147

Lamichhane, J.R., Barbetti, M.J., Chilvers, M.I., Pandey, A.K., Steinberg, C., 2023. Exploiting root exudates to manage soil-borne disease complexes in a changing climate. Trends Microbiol.

Lawrence, D., Coe, M., Walker, W., Verchot, L., Vandecar, K., 2022. The Unseen Effects of Deforestation: Biophysical Effects on Climate. Front. For. Glob. Chang. 5, 1-13. https://doi.org/10.3389/ffgc.2022.756115

Lim, J.A., Yaacob, J.S., Mohd Rasli, S.R.A., Eyahmalay, J.E., El Enshasy, H.A., Zakaria, M.R.S., 2023. Mitigating the repercussions of climate change on diseases affecting important crop commodities in Southeast Asia, for food security and environmental sustainability—A review. Front. Sustain. Food Syst. 6, 1030540.

Mallon, C.A., Van Elsas, J.D., Salles, J.F., 2015. Microbial Invasions: The Process, Patterns, and Mechanisms. Trends Microbiol. 23, 719-729. https://doi.org/10.1016/J.TIM.2015.07.013

Martínez-Arias, C., Witzell, J., Solla, A., Martin, J.A., Rodríguez-Calcerrada, J., 2022. Beneficial and pathogenic plant-microbe interactions during flooding stress. Plant. Cell Environ. 45, 2875-2897.

Maurya, M.K., Yadav, V.K., Singh, S.P., Jatoth, R., Singh, H.K., Singh, D., 2022. Impact of Climate Change on Diseases of Crops and Their Management-A Review. J. Agric. Sci. Technol. B 1.

Mayek-PÉrez, N., GarcÍa-Espinosa, R., LÓpez-CastaÑeda, Cá., Acosta-Gallegos, J.A.,

Simpson, J., 2002. Water relations, histopathology and growth of common bean (Phaseolus vulgaris L.) during pathogenesis of Macrophomina phaseolina under drought stress. Physiol. Mol. Plant Pathol. 60, 185-195.

McElrone, A.J., Reid, C.D., Hoye, K.A., Hart, E., Jackson, R.B., 2005. Elevated CO2 reduces disease incidence and severity of a red maple fungal pathogen via changes in host physiology and leaf chemistry. Glob. Chang. Biol. 11, 1828-1836. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2005.001015.x

Moradinezhad, F., Ranjbar, A., 2023. Advances in Postharvest Diseases Management of Fruits and Vegetables: A Review. Horticulturae 9, 1099.

Moullec, F., Barrier, N., Drira, S., Guilhaumon, F., Marsaleix, P., Somot, S., Ulses, C., Velez, L., Shin, Y.-J., 2019. An end-to-end model reveals losers and winners in a warming Mediterranean Sea. Front. Mar. Sci. 6, 345.

Myers, T.A., Scott, R.C., Zelinka, M.D., Klein, S.A., Norris, J.R., Caldwell, P.M., 2021. Observational constraints on low cloud feedback reduce uncertainty of climate sensitivity. Nat. Clim. Chang. 11, 501-507.

Nath, S., 2021. Dew as Source of Emerging Contaminants in Agricultural System. Sustain. Agric. Rev. 50 Emerg. Contam. Agric. 61-78.

NCEI, 2020. State of the Climate: Global Annual 2020. URL https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthlyreport/global/202013/supplementa 1/page-1.

Nda, M., Adnan, M.S., Ahmad, K.A., Usman, N., Razi, M.A.M., Daud, Z., 2018. A review on the causes, effects and mitigation of climate changes on the environmental aspects. Int. J. Integr. Eng. 10, 169-175. https://doi.org/10.30880/ijie.2018.10.04.027

Oceanography., S.I. of, 2023. CO2 Time Series.
Ogbonna, M.J., Umunna, O.E., 2017. Pathogen penetration into the host plant tissues challenges and obstacles-An overview. reproduction 2.

Olori-Great, N.G., Opara, E.U., 2017. Defence mechanisms in plants against invading plant pathogenic microbes in Nigeria. J. Agric. Sustain. 10.

Pangga, I.B., Hanan, J., Chakraborty, S., 2013. Climate change impacts on plant canopy
architecture: Implications for pest and pathogen management. Eur. J. Plant Pathol. 135, 595-610. https://doi.org/10.1007/s10658-012-0118-y

Pathak, R., Singh, S.K., Tak, A., Gehlot, P., 2018. Impact of climate change on host, pathogen and plant disease adaptation regime: a review. Biosci. Biotechnol. Res. Asia 15, 529-540.

Porras, M.F., Navas, C.A., Agudelo-Cantero, G.A., Santiago-Martínez, M.G., Loeschcke, V., Sørensen, J.G., Crandall, S.G., Biddinger, D., Rajotte, E.G., 2023. Extreme heat alters the performance of hosts and pathogen. Front. Ecol. Evol. 11, 1186452.

Raza, M.M., Bebber, D.P., 2022. Climate change and plant pathogens. Curr. Opin. Microbiol. 70, 102233. https://doi.org/10.1016/j.mib.2022.102233

Rieux, A., Soubeyrand, S., Bonnot, F., Klein, E.K., Ngando, J.E., Mehl, A., Ravigne, V., Carlier, J., De Lapeyre de Bellaire, L., 2014. Long-distance wind-dispersal of spores in a fungal plant pathogen: estimation of anisotropic dispersal kernels from an extensive field experiment. PLoS One 9, e103225.

Rivero, R.M., Mittler, R., Blumwald, E., Zandalinas, S.I., 2022. Developing climate-resilient crops: improving plant tolerance to stress combination. Plant J. 109, 373-389.
S. Sreenivas, 2022. Impact of Climate Change on Crop-Pathogen Interaction: A Review. Environ. Sci. Agric. Food Sci. https://doi.org/10.47856/ijaast.2022.v09i09.001

Sanchez-Luca, R., Mayoral, C., Raw, M., Mousouraki, M.A., Luna, E., 2023. Elevated CO2 alters photosynthesis, growth and susceptibility to powdery mildew of oak seedlings. Biochem. J. 480, 1429-1443. https://doi.org/10.1042/BCJ20230002

Shen, M., Cai, C., Song, L., Qiu, J., Ma, C., Wang, D., Gu, X., Yang, X., Wei, W., Tao, Y., Zhang, J., Liu, G., Zhu, C., 2023. Elevated CO2 and temperature under future climate change increase severity of rice sheath blight. Front. Plant Sci. 14, 1-14. https://doi.org/10.3389/fpls.2023.1115614

Singh, Brajesh K, Delgado-Baquerizo, M., Egidi, E., Guirado, E., Leach, J.E., Liu, H., Trivedi, P., 2023. Climate change impacts on plant pathogens, food security and paths forward. Nat. Rev. Microbiol. 1-17.

Singh, Brajesh K., Delgado-Baquerizo, M., Egidi, E., Guirado, E., Leach, J.E., Liu, H., Trivedi, P., 2023. Climate change impacts on plant pathogens, food security and paths forward. Nat. Rev. Microbiol. 21, 640-656. https://doi.org/10.1038/s41579-023-00900-7

Skendžić, S., Zovko, M., Živković, I.P., Lešić, V., Lemić, D., 2021. The impact of climate change on agricultural insect pests. Insects 12, 440.

Smith, F., Luna, E., 2023. Elevated atmospheric carbon dioxide and plant immunity to fungal pathogens: do the risks outweigh the benefits? Biochem. J. 148, 1791-1804. https://doi.org/10.1042/BCJ20230152

Sun, C., Huang, Y., Lian, S., Saleem, M., Li, B., Wang, C., 2021. Improving the biocontrol efficacy of Meyerozyma guilliermondii Y-1 with melatonin against postharvest gray mold in apple fruit. Postharvest Biol. Technol. 171, 111351. https://doi.org/10.1016/j.postharvbio.2020.111351

Sutton, A.J., Feely, R.A., Maenner-Jones, S., Musielwicz, S., Osborne, J., Dietrich, C., Monacci, N., Cross, J., Bott, R., Kozyr, A., Andersson, A.J., Bates, N.R., Cai, W.J., Cronin, M.F., De Carlo, E.H., Hales, B., Howden, S.D., Lee, C.M., Manzello, D.P., McPhaden, M.J., Meléndez, M., Mickett, J.B., Newton, J.A., Noakes, S.E., Noh, J.H., Olafsdottir, S.R., Salisbury, J.E., Send, U., Trull, T.W., Vandemark, D.C., Weller, R.A., 2019. Autonomous seawater pCO 2 and pH time series from 40 surface buoys and the emergence of anthropogenic trends. Earth Syst. Sci. Data 11, 421-439. https://doi.org/10.5194/essd-11-421-2019

Tanveer, M., Mahmood, A., Sarfraz, B., Zia, M.A., Javaid, M.M., Bibi, S., Naqve, M., Nadeem, M.A., Azeem, M., Jabbar, A., 2023. Mechanism and Approaches to Enhancing Heat Stress Tolerance in Crop Plants, in: Climate-Resilient Agriculture, Vol 2: Agro-Biotechnological Advancement for Crop Production. Springer, pp. 499-520.

Trenberth, K.E., 2018. Climate change caused by human activities is happening and it already has major consequences. J. Energy Nat. Resour. Law 36, 463-481. https://doi.org/10.1080/02646811.2018.1450895

Váry, Z., Mullins, E., Mcelwain, J.C., Doohan, F.M., 2015. The severity of wheat diseases increases when plants and pathogens are acclimatized to elevated carbon dioxide. Glob. Chang. Biol. 21, 2661-2669. https://doi.org/10.1111/gcb. 12899

Velásquez, A.C., Castroverde, C.D.M., He, S.Y., 2018. Plant-pathogen warfare under changing climate conditions. Curr. Biol. 28, R619-R634.

Venkateswarlu, B., Shanker, A.K., 2009. Climate change and agriculture: adaptation and mitigation stategies. Indian J. Agron. 54, 226-230.

Wakelin, S.A., Gomez-Gallego, M., Jones, E., Smaill, S., Lear, G., Lambie, S., 2018. Climate change induced drought impacts on plant diseases in New Zealand. Australas. Plant Pathol. 47, 101-114. https://doi.org/10.1007/s13313-018-0541-4

Wegulo, S., Giesler, L., Harveson, R., Jackson-Ziems, T.A., Liu, B., Korus, K., 2013. Impacts of Drought on Disease Development and Management, in: Proceeding: Crop Production Clinics. pp. 125-127.
W.M.O., 2021. Greenhouse Gas Bulletin No. 20.

Yáñez-López, R., Torres-Pacheco, I., Guevara-González, R.G., Hernández-Zul, M.I., QuijanoCarranza, J.A., Rico-García, E., 2012. The effect of climate change on plant diseases. African J. Biotechnol. 11, 2417-2428. https://doi.org/10.5897/AJB10.2442

Zhan, J., Ericson, L., Burdon, J.J., 2018. Climate change accelerates local disease extinction rates in a long-term wild host-pathogen association. Glob. Chang. Biol. 24, 3526-3536.

Zhou, Y., Van Leeuwen, S.K., Pieterse, C.M.J., Bakker, P.A.H.M., Van Wees, S.C.M., 2019. Effect of atmospheric CO2 on plant defense against leaf and root pathogens of Arabidopsis. Eur. J. Plant Pathol. 154, 31-42. https://doi.org/10.1007/s10658-019-017061

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.
The authors declare the following financial interests/personal relationships which may be considered as potential competing interests: