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Il Malawi è un Paese dell’Africa sub-sahariana la cui economia si basa sull’agricoltura di sussistenza. In questi contesti, produttori e consumatori coincidono, rendendo la selezione varietale legata a esigenze alimentari, culturali e funzionali. Gli agricoltori del Malawi coltivano numerose varietà tradizionali di riso (landraces), selezionate e mantenute localmente, che risultano ben adattate agli agroecosistemi del territorio e apprezzate per tratti di interesse quali aroma, consistenza e qualità del chicco. Tuttavia i programmi di breeding convenzionale tendono a ignorare queste preferenze e usano come materiale genetico di partenza varietà non adattate ai contesti locali e le testano in condizioni controllate. Il materiale migliorato sviluppato alla fine risulta poco rappresentativo delle sfide ambientali e agronomiche reali. Di conseguenza, le cultivar ufficialmente rilasciate registrano una scarsa adozione, mentre le landraces continuano a rappresentare per i contadini il principale punto di incontro tra esigenze pratiche, caratteristiche qualitative e adattamento ambientale.
Il presente studio si inserisce nell’ottica di promuovere un miglioramento genetico partecipativo, che tenga conto delle esigenze espresse dagli agricoltori e usi le giuste risorse genetiche. L’obiettivo è quello di contribuire a una gestione efficace dell’agrobiodiversità del riso in Malawi, fornendo strumenti conoscitivi utili a orientare i programmi di breeding verso varietà più adattate e di gradimento per gli agricoltori. Per farlo sono stati utilizzati strumenti genomici per confrontare tre gruppi distinti di materiali genetici. Il primo gruppo è costituito da varietà tradizionali storicamente presenti sul territorio, raccolte nella banca del germoplasma del Rice Biodiversity Center for Africa (141 accessioni). Il secondo comprende varietà raccolte da agricoltori locali (113 campioni), coltivate in tre comunità nel distretto di Nkhotakota. Il terzo gruppo è composto da 43 genotipi prioritari del programma di breeding del centro di ricerca di Lifuwu, incaricato dello sviluppo di nuove varietà nel Paese.
Le collezioni sono state genotipizzate con il metodo Multiplexed Inter Simple Sequence Repeat Genotyping by Sequencing (MIG-seq), utilizzando come genoma di riferimento O. sativa ssp. indica cv. Shuhui498 (R498). Il workflow bioinformatico, dalla qualità dei dati grezzi alla produzione dei file Variant Call Format (VCF), è stato condotto nell’ambito del presente lavoro. La diversità genetica è stata analizzata tramite filogenesi (NJ tree), analisi di struttura genetica (PCA) e statistiche di popolazione basate su dati SNP. Per le varietà considerate nei programmi di breeding sono state inoltre condotte analisi fenotipiche, utilizzando i dati forniti dai breeders, al fine di verificare il grado di differenziazione morfologica interna.
L’obiettivo è valutare quanto della diversità disponibile, rappresentata dalle accessioni della banca del germoplasma, venga mantenuta in campo e considerata nei programmi di breeding, verificando se il materiale dei breeders includa la diversità preferita dagli agricoltori e quella conservata ex situ. Lo studio integra l’analisi genetica e fenotipica con il confronto tra specifici aspetti agronomici valutati nei programmi di breeding e le preferenze espresse dai contadini, per valutare il grado di convergenza tra le priorità di breeders e agricoltori.
I risultati mostrano che una parte della diversità disponibile è scarsamente considerata sia dai breeders che dagli agricoltori. Inoltre, una porzione significativa della diversità coltivata non è stata integrata nei programmi di miglioramento in corso, mettendo in luce che la base genetica utilizzata risulta incompleta e, al tempo stesso, ristretta. Il confronto tra preferenze espresse e aspetti agronomici valutati nel programma di breeding attuale ha permesso di chiarire le divergenze tra priorità locali e criteri selettivi, offrendo indicazioni utili per orientare il miglioramento genetico verso varietà più coerenti con i sistemi agricoli del Malawi.

Malawi is a country in Sub-Saharan Africa whose economy relies mainly on subsistence farming. In this context, producers and consumers are often the same people, and varietal choice is therefore linked to food, cultural, and practical needs. Farmers in Malawi cultivate many traditional rice varieties (landraces), selected and maintained locally, which are well adapted to the local agroecosystems and valued for traits such as aroma, texture, and grain quality. However, conventional breeding programs tend to ignore these preferences, using as starting material genetic resources that are not adapted to local contexts and testing them under controlled conditions. As a result, the improved varieties developed are poorly representative of real environmental and agronomic challenges. For this reason, officially released cultivars show very low adoption rates, while landraces continue to serve as the main point of convergence between farmers’ practical needs, quality traits, and adaptation to the environment.
This study aims to promote a participatory breeding approach that takes into account farmers’ needs and uses the most appropriate genetic resources. The goal is to contribute to an effective management of rice agrobiodiversity in Malawi, providing knowledge tools that can help orient breeding programs toward varieties better adapted to local conditions and more appreciated by farmers. To do so, we compared three distinct groups of genetic material through genomic tools. The first group consists of traditional varieties historically present in the country, conserved in the genebank of the Rice Biodiversity Center for Africa (141 accessions). The second group includes varieties collected from local farmers (113 samples) cultivated in three communities in the Nkhotakota district. The third group is made up of 43 priority genotypes from the breeding program at the Lifuwu Research Station, which is responsible for developing new varieties in Malawi.
All collections were genotyped with the Multiplexed Inter Simple Sequence Repeat Genotyping by Sequencing (MIG-seq) method, using O. sativa ssp. indica cv. Shuhui498 (R498) as the reference genome. The bioinformatic workflow, from raw data quality control to the production of Variant Call Format (VCF) files, was developed as part of this work. Genetic diversity was analyzed through phylogeny (Neighbor-Joining tree), population structure (PCA), and SNP-based statistics. For the varieties included in breeding programs, phenotypic analyses were also carried out using data provided by breeders, in order to assess the degree of internal morphological differentiation.
The aim was to evaluate how much of the available diversity, represented by the genebank accessions, is maintained in the field and considered in breeding programs, and whether breeders’ material includes both the diversity preferred by farmers and that conserved ex situ. The study combines genetic and phenotypic analysis with a comparison between specific agronomic traits used in breeding and the preferences expressed by farmers, to assess the level of convergence between breeders’ and farmers’ priorities.
The results show that part of the available diversity is poorly considered both by breeders and by farmers. Moreover, a significant portion of the cultivated diversity has not been integrated into current breeding programs, highlighting that the genetic base used is incomplete and, at the same time, very narrow. The comparison between farmers’ preferences and the agronomic traits evaluated in the ongoing breeding program helped to clarify the divergences between local priorities and conventional selection criteria, providing useful insights to better orient breeding towards varieties more consistent with Malawian farming systems.