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The continuous rapid growth in global population and climate change is resulting in more conscientious decisions in consumers at the time of buying sustainably-produced food products, such as pulses. This scenario represents a unique opportunity for Quebec farmers. However, a major constraint that farmers face in adopting pulse crops in Quebec is the access to adapted, high- performing, disease-resistant varieties. The Pulse Breeding and Genetics (PBG) laboratory at McGill University has been established to release high-yielding pulse cultivars to farmers while generating new technologies in plant breeding. Depending on the plant characteristic, accurate and repeatable measurements can prove to be a challenging task. Technology improvements in environmental sensors have many applications for agriculture. In Quebec, white mold (Sclerotinia sclerotiorum Lib.de Bary) has been identified as a major production problem. Research pursuing develop genetic resistance is a priority to minimize pesticide use in the Quebec. The objectives of this proposal are: 1) Conduct breeding and development of elite bean lines for advanced yield trials; 2) Develop the basis in breeding for durable S. sclerotiorium (white mold, WM) resistance. 3. Construct regulatory networks to identify new and durable sources for white mold resistance. 4. Study the economic impact of expanding bean production in Quebec. Objective 1: The McGill University Field Phenomics platform will collect sensor data to characterize the populations and obtain a pan-phenomic data array of plant characteristics such as Canopy architecture reconstruction (morphometric imaging), Canopy color and temperature (RGB and thermal imaging), seed quality and plant biochemical characters (hyperspectral imaging). Objectives 2 and 3: Sclerotia will collected and geotagged across locations in eastern Canada, isolates will be determined, and genomes sequenced.  Aggressivity assays will be conducted as an initial screen. Pathogenicity assays in Phaseolus acutifolius x Phaseolus vulgaris (elite lines) from breeding program lines will be used to develop interspecific mapping populations to study introgression of durable white mold resistance genes into P. vulgaris. Infected leaf tissues during pathogenicity assays conducted at ambient and elevated CO2 will be sampled at intervals post inoculation and RNA will be extracted and sequenced to identify individuals exhibiting durable disease resistance. Objective 4: The economic analysis will estimate the profitability of bean production in various crop regions in Quebec.  This will include collecting cost of production and yield data from producers and processors. The macroeconomic indicators will be in terms of increases in industrial output, GDP, and employment in Quebec.

This project was initially led by Valerio Hoyos-Villegas.

FR

La croissance rapide et continue de la population mondiale et le changement climatique entraînent des décisions plus consciencieuses chez les consommateurs au moment d’acheter des produits alimentaires fabriqués de manière durable, tels que les légumineuses. Ce scénario représente une opportunité unique pour les agriculteurs québécois. Cependant, une contrainte majeure à laquelle font face les agriculteurs dans l’adoption des légumineuses au Québec est l’accès à des variétés adaptées, performantes et résistantes aux maladies. Le laboratoire de sélection et de génétique des légumineuses de l’Université McGill a été mis sur pied pour offrir aux agriculteurs des cultivars de légumineuses à haut rendement tout en créant de nouvelles technologies en sélection végétale. Selon les caractéristiques de l’installation, des mesures précises et reproductibles peuvent s’avérer être une tâche difficile. Les améliorations technologiques dans les capteurs environnementaux ont de nombreuses applications pour l’agriculture. Au Québec, la moisissure blanche (Sclerotinia sclerotiorum Lib.de Bary) a été identifiée comme un problème de production majeur. La recherche visant à développer une résistance génétique est une priorité pour minimiser l’utilisation des pesticides au Québec. Les objectifs de cette proposition sont les suivants :1) Effectuer la sélection et le développement de lignées de haricots élites pour des essais de rendement avancés ; 2) Développer la base de la sélection pour une résistance durable à S. sclerotiorium (moisissure blanche, MW). 3. Construire des réseaux réglementaires pour identifier de nouvelles sources durables de résistance à la moisissure blanche. 4. Étudier l’impact économique de l’expansion de la production de haricots au Québec. Objectif 1 : La plateforme de phénomique de terrain de l’Université McGill collectera des données de capteurs pour caractériser les populations et obtenir un ensemble de données pan-phénomiques de caractéristiques végétales telles que la reconstruction de l’architecture du couvert végétal (imagerie morphométrique), la couleur et la température du couvert végétal (RVB et imagerie thermique), la qualité des graines et les caractères biochimiques des plantes (imagerie hyperspectrale). Objectifs 2 et 3 : Des sclérotes seront recueillis et géolocalisés dans des endroits de l’Est du Canada, des isolats seront déterminés et des génomes seront séquencés.  Des tests d’agressivité seront effectués à titre de dépistage initial. Des essais de pathogénicité chez Phaseolus acutifolius x Phaseolus vulgaris (lignées élites) provenant de lignées de programmes de sélection seront utilisés pour développer des populations de cartographie interspécifiques afin d’étudier l’introgression de gènes durables de résistance à la moisissure blanche dans P. vulgaris. Les tissus foliaires infectés au cours d’essais de pathogénicité effectués à température ambiante et à forte dose de CO2 seront échantillonnés à intervalles réguliers après l’inoculation, et l’ARN sera extrait et séquencé pour identifier les individus présentant une résistance durable à la maladie. Objectif 4 : L’analyse économique permettra d’estimer la rentabilité de la production de haricots dans différentes régions cultivées du Québec.  Il s’agira notamment de recueillir des données sur les coûts de production et les rendements auprès des producteurs et des transformateurs. Les indicateurs macroéconomiques seront en termes d’augmentation de la production industrielle, du PIB et de l’emploi au Québec.

Ce projet a initialement été piloté par Valerio Hoyos-Villegas.