NordForsk: Climate-ready faba beans for the Nordic and Baltic Region

For å bevare biodiversitet og bremse klimaendringene trengs en bærekraftig økning i matproduksjon, samtidig som klimagassutslipp begrenses, og produksjonen av planteprotein øker. Europa er i dag avhengig av importert planteprotein. De seks landene i denne utlysningen importerer til sammen 238 kt planteprotein, og produserer selv 171 kt i form av frøbelgvekster . En doblet produksjon av frøbelgvekster ville vært bærekraftig og gitt økt regional selvforsyning og matsikkerhet. For å oppnå dette trengs lokalt tilpassede og stabile sorter. Åkerbønne er rik på protein. Åkerbønnedyrking gir økonomiske og miljømessige fordeler da plantene fikserer nitrogen, og dermed ikke trenger nitrogengjødsling. Dette bidrar til reduksjon i klimagassutslipp. For å øke produksjonen av åkerbønne i Nord-Europa, trengs sorter tilpasset områdets biotiske og abiotiske begrensninger. Sjukdom (sjokoladeflekk), tørkestress og kort vekstsesong av de mest begrensende faktorene. I FABANOVA skal vi derfor identifisere materiale som er bedre tilpassa og har et høyt avlingspotensial under våre dyrkingsforhold. Vi skal starte utviklingen av varslingstjenester for sjokoladeflekk der målet er å kunne hjelpe produsenter til mer effektiv sjukdomsbekjempelse. Vi skal teste hvordan åkerbønne presterer ved ulike breddegrader og værforhold, samt utføre forsøk under kontrollert klima. Forsøkene vil gi fenotypiske data, som kombineres med genetiske verktøy for å identifisere loci, kandidatgener og signalveier assosiert med ønskede egenskaper. Dette vil åpne for utviklingen av seleksjonsverktøy som kan brukes i sortsforedling. Gen-redigering skal brukes for å bekrefte kanditatgener og skape ny allel-diversitet. Prosjektet vil føre til bedre sorter og foredlingslinjer og gi kunnskap som kan bidra til høyere og mer stabile planteprotein-avlinger i et stadig mer utfordrende klima. Dette vil øke den regionale protein-sikkerheten og redusere presset på å legge om landområder i land som produserer soya.

Faba bean is a rich source of protein, serving the dietary needs of millions of people and animals. Its production delivers large economic and environmental benefits; as a nitrogen-fixer, little need for nitrogen inputs, helping reduce greenhouse gas emissions. In our region, faba bean gives yields and protein content higher than those of the alternative, pea. However, expansion of its use in our region requires improving yield and yield stability through increased abiotic and biotic stress resistance. We focus on faba bean’s most widespread disease, chocolate spot (caused by different Botrytis species), its most restricting environmental stress, drought, and its most limiting adaptive constraint, growing season length, to identify material with enhanced adaptation and yield potential. We (all partner countries, in Norway: NIBIO) will investigate the relative importance of the different pathogen species in our region, knowledge that is important for disease resistance breeding. We (NIBIO) will start to develop forecasting tools for chocolate spot, enabling farmers to protect their crops. In field experiments, we will test responses to latitude and weather, while dissecting the components of these responses through controlled-environment experiments (all partner countries, in Norway: NMBU). Phenotypic data from these experiments will be combined with genetic and genomic tools and understanding from model systems to identify loci, candidate genes and pathways associated with the desired traits. These will enable allele mining and development of selection tools that breeders can use to accelerate cultivar development. Gene editing will serve to validate candidate genes and to create new allelic diversity. The project will lead to improved faba bean lines and knowledge that can lead to higher and more stable protein yields in our challenging environment, increasing regional protein security and decreasing the pressure for land-use change in soybean-producing countries.