Disección del fenotipo stay-green en el frijol común (Phaseolus vulgaris) usando variación natural

Abstract

[ES] Las legumbres desempeñan un papel fundamental en la seguridad alimentaria de países en desarrollo. Dentro de este grupo, el frijol común Phaseolus vulgaris es especialmente importante para el consumo humano, ya que es una fuente primaria de nutrientes y contribuye con aproximadamente el 15% de la ingesta diaria total de calorías en muchas partes de América y África. Hoy en día, la principal limitación que enfrenta el cultivo de frijol es el estrés por sequía, ya que depende de la lluvia natural, la sequía es la principal causa de pérdida de rendimiento. Los problemas causados por la sequía en las leguminosas de grano han sido resueltos de manera poco exitosa, pues su regulación genética está controlada por varios QTL de pequeño efecto que en combinación con interacciones ambientales permite un lento progreso. Gracias a los nuevos métodos de genotipado a gran escala, como las técnicas de secuenciación de próxima generación (NGS) o las matrices de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP), hoy en día es posible correlacionar estos datos con características fenotípicas en las colecciones de germoplasma. A pesar de la importancia de la senescencia y el fenotipo "stay-green" en la resistencia a sequía, actualmente hay poca información sobre la base genética de la senescencia en el frijol común (Phaseolus vulgaris). Experimentos preliminares usaron una colección de ~ 230 accesiones de frijol común e identificaron un fenotipo fuerte stay-green" en c. 10-15% de las líneas. Este estudio tiene como objetivo cuantificar el fenotipo "permanecer verde" con mayor detalle utilizando un subconjunto de estas líneas en condiciones controladas en el invernadero. El experimento de invernadero implicará un experimento grande y replicado para evaluar la tolerancia a sequía y el fenotipo "stay-green" en un conjunto de c. 71 accesiones, seleccionadas para abarcar el rango de variación natural observado en el conjunto mayor. El experimento contrastará el fenotipo de senescencia en condiciones normales y de sequía. La disección de la base genética de la variación natural en la senescencia se evaluará utilizando un mapeo de asociación basado en datos de secuenciación ya disponibles para todas las accesiones estudiadas.

[EN] Legumes are a group that plays a fundamental role in food security in developing countries. Within this group, the common bean Phaseolus vulgaris is especially important for human consumption, since it is a good source of nutrients. It contributes with about 15% of the total daily calorie intake in many parts of America and Africa. The main constraint facing bean cultivation nowadays is the drought stress, since it depends on natural rainfall, drought is the main cause of yield losses. The success to solve the problems caused by drought in grain legumes has been limited, complex genetic regulation controlled by various small-effect QTLs in combination with environmental interactions have been one of the main causes of this slow progress. Thanks to new large-scale genotyping methods, such as next-generation sequencing (NGS) techniques or single nucleotide polymorphism (SNP) arrays, today it is possible to correlate these data with phenotypic characteristics in germplasm collections. Despite the importance of senescence and the stay green phenotype, there is currently little information on the genetic basis of senescence in common bean (Phaseolus vulgaris). Preliminary experiments using a collection of ~230 accession of common bean identified a strong stay green phenotype in c. 10-15% of the lines. Given common bean importance, the dissection of the flowering genetic control is essential in implementing bean-breeding strategies, with a view to the development of new varieties capable of adapting to adverse weather conditions. This study aims to quantify the stay-green phenotype in greater detail using a subset of these lines under controlled conditions in the greenhouse. The greenhouse experiment will involve a large, replicated experiment to assess senescence and the stay green in a set of c. 71 accessions, selected to span the range of natural variation observed in the greater set. The experiment will contrast the senescence phenotype under normal and drought conditions. Dissection of the genetic basis of the naturally occurring variation in senescence will then be assessed using association mapping based on already available sequencing data for all the studied accessions.