Obtaining new varieties of Vicia faba L.: characterization of a population of inbred lines

Faba bean is a high-protein legume crop that is widely used in human feeding and livestock feed. Despite its value, the global area under faba bean cultivation has decreased over the last five decades. Not only its production is constrained by several biotic factors and abiotic stresses, but also the presence of anti-nutritional factors reduces the use of this legume. We have indentified 51 inbreed lines with a low tannin content, that have been phenotypically characterized by examining 22 traits, as provided by the UPOV (International Union for the Protection of New Variety of Plant procedure) guidelines for faba bean. The similarity analysis shows that even if some interesting traits (low tannin, absence of anti-nutritional factors, high level of self-fertility) have been fixed, a great variability is present in the population, fully exploitable to obtain new varieties. A performance assessment on the field and a comparison between the lines through the experimental scheme of Augmented Block Design, have been performed to identify the best genotypes for the development of new synthetic varieties. Seven new synthetic varieties were created, with the characteristics of the triple white (TW), that have already been tested in the field for two years. Furthermore, a selection of synthetic lines and of best inbred lines of the population were tested, in controlled conditions, for resistance to two major diseases that affect the faba bean: Rust and Chocolate spot. Three inbred lines, IS28, IS48 (both TW) and IS89 with a good response to both diseases have been identified. The best of the Synthetic lines tested it is IS-Sint4. The work has allowed us to identify and characterize some inbred lines and synthetic, which will be multiplied, evaluated and developed in order to create a new commercial variety that could be a viable alternative to existing varieties, with a focus on yield stability and low content of anti-nutritional factors.

La fava (Vicia faba L.) è una leguminosa, ad alto contenuto proteico, usata nell’alimentazione umana e zootecnica. Nonostante il valore di questa coltura, l’area coltivata a fava è andata diminuendo nel corso degli ultimi anni. Questo è dovuto sia al fatto che la resa della coltura è instabile e vincolata a diversi fattori biotici ed abiotici, sia alla presenza di fattori antinutrizionali che riducono gli usi possibili di questo legume. Abbiamo identificato 51 linee inbred a basso contenuto di tannini, che sono state caratterizzate fenotipicamente con 22 caratteri fenotipici, stabiliti dall’UPOV (International Union for the Protection of New Variety of Plant procedure) per la caratterizzazione di fava. Le analisi di similarità mostrano che, fissati i caratteri di interesse (basso contenuto in tannini, assenza di fattori antinutrizionali, alto livello di auto-fertilità), c’è comunque una grande variabilità nella popolazione, che può essere sfruttata per la creazione di nuove varietà. Mediante un test di valutazione in campo, condotto con lo schema sperimentale Augmented Block Design, sono stati identificati i migliori genotipi, allo scopo di sviluppare nuove varietà sintetiche. Sono state create 7 nuove sintetiche triplo bianco (TW), che sono state testate, a livello preliminare, in campo per due anni. Una selezione delle migliori linee inbred e sintetiche è stata valutata in ambiente controllato, per la resistenza a due delle principali patologie di fava: Ruggine e Muffa grigia. Tre linee inbred, IS28, IS48 (entrambe TW) e IS89 hanno una buona risposta a entrambe le malattie; IS-Sint4 ha ottenuto il miglior risultato tra le sintetiche. Questo lavoro, quindi, ci ha permesso di identificare e caratterizzare alcune linee inbred e sintetiche che potranno essere una valida alternativa alle varietà esistenti sul mercato, con particolare attenzione alla stabilità della resa e al basso contenuto di fattori antinutrizionali, i principali obiettivi di breeding di questa specie.