Towards sustainable cocoa production in Western Africa: High throughput phenotyping and ’omics approaches to study cocoa diseases. Mot en hållbar produktion av kakao i Västafrika: Storskalig drona fenotypning och ´omics-metoder som hjälpmedel för att studera kakaosjukdomar Kakao (Theobroma cacao L.) är en viktig avsalugröda i de tropiska delarna av västra Afrika, där den odlas av ungefär 4-5 miljoner småskaliga odlare. En överväldigande majoritet av världens kakao odlas i Afrika, som producerar 2,7 miljoner ton (68 % av världsproduktionen). Kakao odlas framför allt i Väst- och Centralafrika. Den största producenten är Elfenbenskusten som står för 31 % av världsproduktionen. Andra viktiga producenter i Västafrika är Ghana, Nigeria, Kamerun, Sierra Leone och Togo. De tre främsta producenterna, Elfenbenskusten, Ghana och Nigeria står tillsammans för 98,5 % av kakaoproduktionen i Västafrika, medan Togo, Sierra Leone och Liberia står för 1,5 % av produktionen.Enligt prognoser om framtida klimatförändringar kommer de områden som för närvarande producerar mest kakao (Ghana och Elfenbenskusten) att bli mindre lämpliga för kakaoodling i framtiden, medan områden med låg inkomst och låg kakaoproduktion (Togo och Sierra Leone) kommer att få bättre odlingsbetingelser. Emellertid är dessa länder ännu inte redo för att öka sin produktion på ett hållbart sätt, eftersom klimatförändringarna antagligen även kommer att öka sjukdomstrycket. Därför skulle insatser i dessa länder ha stor effekt på kakaoproduktionen i framtiden, vilket dessutom skulle bidra till minskad fattigdom i två av Västafrikas fattigaste länder. Dessa länder har hittills inte fått något stöd från ”World Cocoa Foundation” eller andra internationella organ som stöder kakaoproduktion. De är därför i desperat behov av utländska investeringar för att kunna återuppliva sin kakaoproduktion.Det finns många anledningar till att kakaosektorn har dålig konkurrenskraft i dessa tre länder, men låg produktion till följd av skadegörare och sjukdomar är en mycket viktig faktor. De så kallade ”Cocoa black pod disease” och ”Cocoa Swollen Shoot Virus” är de viktigaste begränsande faktorerna för både kakaoproduktion och –kvalité. Detta projekt inriktar sig på dessa sjukdomar i Togo och Sierra Leone, som ett steg i att återuppliva kakaoproduktionen där.För att kunna bekämpa sjukdomen på ett tillfredsställande sätt behöver vi först förstå hur och när den bryter ut, och bestämma vilka sjukdomsalstrande organismer som orsakar den. I Västafrika finns det två närbesläktade algsvampar som kan orsaka ”cocoa black pod disease”, Phytophthora palmivora and Phytophthora megakarya. Av dessa två är P. megakarya den mest destruktiva. Eftersom den mesta kakaon odlas utanför städerna av småskaliga odlare som för det mesta inte kan diagnosticera eller behandla sjukdomen, så finns det ganska lite statistik om vilka arter som orsakar sjukdomen och hur allvarliga angreppen är.För att bygga upp forskningsförmågan i Sierra Leone och Togo så tänker vi utbilda en doktorand i varje land, så att de får lära sig att undersöka kakaoodlingar i stor skala och identifiera sjukdomar med hjälp av drönare. Dessutom vill vi utbilda dem i diagnostik, epidemiologi och bekämpning av kakaosjukdomar. I kombination med modern infrastruktur för molekylär analys kommer den kunskapen att göra det möjligt för forskare i dessa två länder att bedriva forskning av hög kvalitet, och ge värdefull hjälp till kakaoodlarna. Forskningen kommer att utföras tillsammans med International Institute of Tropical Research (IITA) i Ibadan i Nigeria och de västafrikanska nationella kakaoprogrammen.För att identifiera faktorer som påverkar smittsamheten hos de sjukdomsalstrande organismerna och identifiera resistensfaktorer hos kakaoplantan kommer vi även att DNA-sekvensera infekterade kakaoplantor. Resultatet av de experimenten kommer att hjälpa oss att hitta nya hållbara metoder för att bekämpa kakaosjukdomar.Genom att förbättra detektion och bekämpning av kakaosjukdomar kommer vi att bidra till en ökning av kakaoproduktionen och en förbättring av kakaokvaliteten i låginkomstländer i Västafrika. Detta kommer att bidra till minskad fattigdom, och en ökade inkomster, sysselsättning och handelsutbyte i Togo och Sierra Leone. Cocoa (Theobroma cacao L.) is a valuable cash crop, worth 100 billion USD per annum. 70% is produced on smallholder farms in West Africa. Climate change predictions suggest high production areas (Ghana and Cote d’Ivoire) will become less suitable for cocoa cultivation in the future, whilst low-income, low-production areas (Togo and Sierra Leone) will benefit from better growing conditions. However, these countries are not yet ready to sustainably increase production, since climate change is also likely to significantly increase disease pressure. The major constraints to cocoa production in the area are viral (cocoa swollen shoot virus) and oomycete (cocoa black pod) diseases causing losses of up to 5 billion USD annually. We aim to develop new tools to revive Western African cocoa production through better disease detection and monitoring, better farmer education and new strategies for resistance breeding and disease control. In partnership with the IITA (Nigeria) and West African National Cocoa Research Programmes, we will train two new PhD students in high-throughput phenotyping and remote sensing for disease assessment in Togo and Sierra Leone. RNAseq of infected cocoa will identify effectors (pathogenicity determinants produced by the pathogens) and resistance or susceptibility genes within host germplasm. As well as guiding the deployment of more durable control measures, this data will also make important contributions in the field of molecular plant pathology.