Evaluación de tres genes candidatos tolerantes a sequía: ASR, DREB2 y ERECTA en frijol tépari Phaseolus acutifolius.

Abstract

Phaseolus acutifolius A. Gray (frijol tépari) es una especie de origen Mesoamericano cuyos ambientes de desarrollo son principalmente xerofíticos, característica que le brinda adaptabilidad y tolerancia a estrés hídrico. Esta cualidad proyecta al frijol tépari como un cultivo de importancia, ya que contiene una fuente importante de proteína de fácil y rápido acceso. El objetivo del presente trabajo fue identificar genes candidatos de tolerancia a sequía en fríjol tépari, y es considerado un óptimo modelo para la evaluación de los genes: Asr (ABA-Stress Response), Dreb2 (Drought-Responsive Element Binding) y ERECTA (LRR receptor-like serine/threonine-protein kinase). Dada su cualidad de ser tolerante natural a sequía. Se evaluaron 55 accesiones de la colección de P. acutifolius, entre los cuales se consideraron las formas silvestres y cultivadas, y un pariente silvestre de la especie Phaseolus parvifolius; Además se incluyeron 4 genotipos de Phaseolus vulgaris como controles positivos. Se analizaron las regiones codificantes en los tres genes y se encontró que Dreb2B fue el más polimórfico de los tres y ERECTA el gen mas conservado. En los análisis haplotípicos ASR2 tuvo 4 haplotipos, Dreb2B 15 haplotipos y ERECTA 6 haplotipos, este último con baja diferenciación entre las especies, ya que solo se encontró un cambio mutacional. En los tres genes se encontraron variantes SNPs que en su mayoría fueron sinonimias soportándose la baja tasa de cambio de los aminoácidos que codifican las proteínas, por lo tanto las tasas evolutivas son iguales a la tasa de mutación neutra, indicando la posible importancia en la funcionalidad de dicha proteína. Este es el primer reporte de evaluación de genes candidatos tolerantes a sequía en esta especie por lo que se validan la presencia de estos y por lo tanto la posible relación con la respuesta fisiológica de la especie a ambientes con déficit hídrico.

//Abstract: Phaseolus acutifolius A. Gray (Tepary Bean) is a species of Mesoamerican origin whose environments of development are mainly xerophytic, being a characteristic that provides adaptability and tolerance to water stress. This quality projects to tepary bean as an important crop, since it contains an important source of protein easily accessible. In the present study, candidate tolerant genes for drought tolerance were evaluated in tépari bean, which is considered an optimal crop model for the evaluation of Asr (ABA stress response), Dreb2 (binding of the drought responsive element) and ERECTA (LRR receptor such as serine / threonine protein kinase) genes. Due to the quality of this species, being natural tolerant for drought stress, the present research focuses in the evaluation of 55 Phaseolus acutifolius genotypes from CIAT´s whole germplasm collection, including wild and cultivated relatives. Sister species Phaseolus parvifolius and 4 Phaseolus vulgaris genotypes were includes in the analysis. Also exons were analyzed in all three genes indicating as Dreb2B as the most polymorphic of all three genes, ERECTA was the most conserved gene with low levels of polymorphism detected across species. The haplotype analyzes for ASR2 showed 4 variants, Dreb2B 15, and ERECTA 6 haplotypes; the latter with low differentiation between species and only one mutational change was found. In the three genes SNPs variants were found that were mostly synonymous to support the low rate of change of the amino acids that encode the proteins, therefore the evolutionary rates are equal to the mutation rate neutral, indicating the possible important functionality of said Protein This is the first report of the evaluation of tolerant candidate genes a drought in this species by which they validate the presence of these and therefore the possible relationship with the physiological response of the species to environments with water deficit.