Deployment of Molecular Durum Breeding to the Senegal Basin: Capacity Building to Face Global Warming Utveckling av ett molekylärt förädlingsprogram för durum-vete i Senegal: Kapacitetsuppbyggnad för att möta den globala uppvärmningen Den globala uppvärmningen kommer att ha en långtgående inverkan nord-väst kusten i Afrika, med en allvarlig reduktion av vattentillgången och signifikant ökad temperatur. För att möta detta måste växtförädlarna förse jordbruket med sorter som är kapabla att bibehålla hög avkastning med mindre tillgång på vatten (vattenanvändningseffektivitet, WUE), höga temperaturer (värmetolerans), och reducerad nederbörd (torktolerans). WUE, och anpassning till hetta och torka är mycket komplexa kvantitativa egenskaper som endast kan förbättras genom noggranna selektioner i definierade miljöer och genom att kombinera många gener. Den traditionella metoden för växtförädling har visat sig effektiv hittills, men med en betydande förlust i potentiell kärnskörd och allmän agronomiska egenskaper. För att möta den växande efterfrågan på livsmedel från en stadigt ökande befolkning, skulle en mer effektiv växtförädling behövs, något som möjliggör identifiering av alla användbara alleler i arvsmassan och underlättar deras introgression i högeffektiva sorter. Mauretanien och Senegal är extremt svält-drabbade fattiga länder (55e och 44e i Global Hunger Index), med ett starkt beroende av jordbruk och boskap. Stora områden är öken eller halvöken, med en otillräcklig nederbörd. Längs Atlantens kustområde möjliggör nederbörd under regnperioden (juni-oktober) en odling av torktoleranta grödor främst hirs. Fertila områden finns längs med Senegal floden, som utgör gräns mellan de två länderna. Durumvete har potential för sådd i regnbevattnade områden i Mauretanien och Senegal i rotation med hirs. I samarbete med nationella partners kommer därför genetisk och växtförädlingsforskning bedrivas för att bland annat identifiera WUE, torka och värme-toleranta durumvete sorter och öka acceptansen för durumodling. Vi kommer också utvärdera nya gener kapabla att lindra de negativa effekterna av den globala uppvärmningen och utforska nya förädlingsmetoder för att införliva nya gener i högavkastande sorter för anpassning till torka och värme. Projektet kommer att ge praktisk utbildning av en mauretanska eller senegalesiska student i ett sandwich-program mellan universitetet i Rabat (Marocko), ICARDA och SLU i Alnarp. En utvald samling av durumvete från ICARDAs genbank kommer att användas. Denna samling sorter/linjer har en betydande genetisk mångfald och är en idealisk resurs för att upptäcka nya källor till variation. Associationsgenetik kommer att användas där vi kombinerar fältdata (dvs. fenotypning) avsende torka, WUE och värme på de aktuella platserna och DNA-fingeravtryck (eller genotypning). Analysen kommer att hjälpa oss i sökandet av markörer som kan länkas till alleler för önskade egenskaper och som kommer att vara till stor praktisk nytta vid förädlingen av durumvete. På detta sätt kan vi mer objektivt och snabbare välja för önskade egenskaper, dvs, spara resurser och tid och öka den genetiska vinsten i ett kunskapslett designat växtförädlingsprogram. Den långsiktiga effekten av den föreslagna forskningen kommer att bidra till en hållbar odling av durumvete i torra områden i Afrika, och kommer att underlätta durumvetets anpassning till det förändrade klimatet. Nya högavkastande durumveten som är anpassade till regionen kommer att öka mängden protein tillgängligt i kosten, öka den totala kaloriintaget, och bidra till att ökad mängd mat. Vi kommer att tillhandahålla medel (tillgängligheten av arvsmassa med bättre WUE och förbättrad anpassning till torka och värme) för att påverka lämpliga beslutsfattare i de aktuella länderna, för att främja en hållbar odling av durumvete. Den förbättrade arvsmassan i durumvete kan också utgöra ett bra exempel på att det lönnar sig att främja investeringar i syfte att anpassa jordbruket till klimatförändringarna i den bredare jordbrukspolitiska debatten. Durum wheat genetics and breeding research will be undertaken in Mauritania, Morocco, Senegal and Sweden to identify water use efficient durum wheat germplasm with enhanced adaptation to drought and heat for further use in cultivar development aiming adoption by local African dryland farmers, mining alleles capable to mitigate the adverse effects of global warming (specifically drought and heat), and deploy these alleles for enhancing adaptation of durum wheat to global warming into high yielding cultivars adapted to northwest Africa. The proposed research involves the genotyping and phenotyping of durum wheat core collection, and the use of association mapping (based on linkage disequilibrium) for identifying marker genes related to traits enhancing adaptation to both drought- and heat-prone environments. Durum wheat breeders can directly employ this information to design targeted crosses to pyramid useful alleles within a single genotype and to estimate breeding values for applying genome wide-selection. High-yielding durum wheat cultivars will assure the maintenance of total grain produced, increase total proteins available for the diet, reduce water consumed, and provide means for crop rotation to rice, and offer options for a more diversified diet in northwest Africa. Local capacity strengthening will be also achieved by training a Mauritanian or a Senegalese student in a sandwich PhD program between the University of Rabat (Morocco), ICARDA and SLU.