Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Pea root rot complex is a serious threat to pea and lentil production in the Canadian prairies because there is limited genetic resistance in pea and there is no effective fungicide treatment. As a result, novel methods of root rot disease control are in urgent demand by pea farmers. The plant root microbiome includes microbes that can kill fungal and oomycete pathogens, including those present in the pea root rot complex. In this project, the aim is to identify the host and microbial genetic factors that recruit beneficial microbes to promote resistance of pea to root rot diseases. The Haney Lab at UBC studies genetics and genomics of beneficial Pseudomonas fluorescens interactions with plants; these bacteria will be used as an example of beneficial rhizosphere microbes in this project. The Haney lab also has a collection of hundreds of genome-sequenced P. fluorescens isolates including many with characterized antifungal activity. First, genome-sequenced isolates of P. fluorescens will be used in a highthroughput phenotyping approach coupled with a well-established comparative genomics, transcriptomics and metabolomics pipeline. This will identify bacterial strains, genes and mechanisms that allow Pseudomonas strains to kill root rot pathogens. To identify plant genes that recruit beneficial P. fluorescens, we will screen pea genotypes from an association mapping (AM) panel available from our NRC collaborator. This information will be used in a genome wide association study (GWAS) or traditional mapping to identify pea genetic factors that can recruit beneficial P. fluorescens.The Project goal is to deliver bacterial strains or genetic loci that can control root rot pathogens of pea, and pea cultivars, genes or genetic markers that are associated with disease-suppressive microbiomes. This work will provide an avenue to breed pea varieties that sustain high levels of beneficial microbes, and for application of beneficial microbes to control root rot disease in the field.

Le pourridié est une maladie complexe qui laisse planer une sérieuse menace sur la culture du pois et de la lentille dans les Prairies canadiennes, car le pois n’affiche guère de résistance génétique à la maladie et il n’existe pas de fongicide pour combattre efficacement cette dernière. C’est pourquoi les producteurs réclament au plus vite de nouvelles méthodes pour lutter contre le pourridié. Le microbiome des racines du pois comprend des microorganismes capables de détruire les champignons et les oomycètes pathogènes, y compris ceux à l’origine du pourridié. Le projet déterminera les facteurs génétiques végétaux et microbiens qui incitent les microorganismes bénéfiques à rendre le pois plus résistant au pourridié. Le laboratoire Haney de l’Université de la Colombie-Britannique étudie les interactions de Pseudomonas fluorescens avec la plante sous l’angle de la génétique et de la génomique. Cette bactérie bénéfique servira de modèle aux microbes bénéfiques de la rhizosphère dans le cadre du projet. Le laboratoire Haney recueille aussi des centaines d’isolats issus du séquençage du génome de P. fluorescens, dont beaucoup affichent une activité antifongique. On commencera par utiliser ces isolats au moyen d’une technique de phénotypage à haut débit combinée à une filière bien établie de génomique, transcriptomique et métabolomiques comparatives, ce qui permettra d’identifier les souches, les gènes et les mécanismes permettant à Pseudomonas de détruire les agents pathogènes du pourridié. Pour déterminer les gènes de la plante qui recrutent les P. fluorescens bénéfiques, on passera au crible les génotypes du pois qui figurent sur une carte d’association procurée par le collaborateur du CNRC. Les données recueillies serviront à une étude d’association du génome entier ou à la création d’une carte classique sur laquelle apparaîtront les facteurs génétiques du pois qui séduisent les souches bénéfiques de P. fluorescens. L’objectif est de trouver des souches bactériennes ou des locus génétiques qui lutteront contre les agents pathogènes à l’origine du pourridié ainsi que des cultivars du pois, des gènes ou des marqueurs génétiques associés aux microbiomes qui s’en prennent à la maladie. Ces travaux ouvriront la voie à la sélection de variétés qui hébergeront une population abondante de microorganismes bénéfiques, ainsi qu’à l’usage de ces derniers pour lutter contre la maladie au champ.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.