El fósforo (P) es un elemento esencial para el crecimiento y desarrollo de las planta. En gran parte de los suelos agrícolas el P es escaso y/o inaccesible para las plantas y es una de las mayores limitantes para la producción agrícola y para la fijación biológica de nitrógeno que ocurre como resultado de la asociación de plantas leguminosa con las bacterias del suelo rhizobia (fijadoras de N). Las plantas han evolucionado procesos bioquímicos, fisiológicos y morfológicos para contender con y adaptarse a la deficiencia de P (-P). _x000D_ El frijol (Phaseolus vulgaris) es la leguminosa de mayor consumo humano en el mundo, constituye 50% de las leguminosas de grano producidas a nivel mundial; en varios países –como el nuestro- el frijol es la principal fuente proteica en la dieta humana. Nuestro grupo en el Centro de Ciencias Genómicas ha sido pionero en desarrollar la plataforma de investigación sobre genómica funcional de frijol. Hemos contribuido a elucidar algunos de los mecanismos moleculares y del control genómico que ocurren en el frijol para responder y/o adaptarse al estrés por deficiencia de P (-P). Demostramos que la vía de señalización del factor de transcripción (TF) PvPHR1 es esencial para la respuesta del frijol a este estrés. En esta vía participan, además del TF PvPHR1, el microRNA399 que es un regulador post-transcripcional que induce la degradación de su mRNA blanco: PvPHO2, ubiquitina E2 conjugasa. La proteína PvPHO2 es regulador negativo de la vía que promueve la degradación de proteínas (como al transportador de P de alta afinidad) a través de la ubiquitinación. _x000D_ Además en el grupo hemos iniciado la caracterización molecular de los genotipos de frijol BAT477 y DOR364 que fueron desarrollados en el Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT, Cali, Colombia) y han sido propuestos como contrastantes en cuanto a su tolerancia a la deficiencia de P. En condiciones de deficiencia de P en suelos agrícolas el BAT 477 fija mas N y da mayor rendimiento de semilla que el DOR364. Aunque se conocen algunas características fisiológicas y morfológicas que se relacionan con la diferente respuesta de estos genotipos, se desconocen las vías de señalización o el control genómico que difiere entre ambos y que pudieran ser determinantes de la tolerancia al estrés. Precisamente esto último es lo que planteamos investigar en este proyecto. Nuestro planteamiento se fundamenta en el análisis comparativo que realizamos (aún preliminar) de los genotipos BAR477 y DOR364 en cuanto a la transcripción de genes para el transporte, la removilización y la homeostasis de P así como de los genes reguladores del vía del PvPHR1. La mayor diferencia que encontramos entre estos fue el opuesto nivel de transcrito del regulador negativo PvPHO2 presentes en el tratamiento de estrés: mientras que en el genotipo tolerante (BAT477) el transcrito de PvPHO2 disminuye (como se esperaría) en el genotipo sensible DOR364 este no disminuye sino que aumenta._x000D_ Por lo anterior, nuestra hipótesis de trabajo es que vía de señalización del TF PHR1 pudiera ser determinante para la diferencia genotípica del frijol en la tolerancia a –P. Se analizará con herramientas de genómica funcional esta vía en los genotipos contrastantes, con énfasis en el regulador PvPHO2 que parece ser el que está alterado. Con base en los resultados obtenidos se tratará de mejorar la sensibilidad a –P del genotipo DOR364 por medio de la ingeniería genética en “plantas compuestas” con raíces transgénicas. Este proyecto plantea contribuir a un mejor conocimiento de las vías de señalización determinantes para la adaptación del frijol a –P, lo que en el futuro podría resultar en obtener mejor germoplasma de esta importante leguminosa. _x000D_

CONTRIBUCION_x000D_ _x000D_ El frijol es la leguminosa de mayor consumo humano en el mundo y constituye la principal fuente de proteínas en la dieta del mexicano. En general las condiciones de su cultivo en países de América Latina y África son pobres –suelos deficientes en nutrientes como el P, baja tecnología, insumos como fertilizantes limitados o nulos- por lo que mejorar la adaptación a estreses abióticos e incrementar la fijación de N deben ser objetivos prioritarios para lograr un mayor rendimiento de este importante cultivo._x000D_ Nuestro grupo del programa de Genómica Funcional de Eucariotes del CCG-UNAM ha sido pionero en desarrollar la genómica funcional de frijol. Nuestra plataforma de investigación actual incluye la transcriptómica; el perfil de expresión reguladores transcripcionales y post-transcripcionales: factores de transcripción (TF) y micro-RNAs, respectivamente; la genética reversa: silenciamiento y sobre-expresión de genes específicos en “plantas compuestas” (con raíces transgénicas) de frijol. Hemos utilizado dicha plataforma para generar conocimiento original y relevante sobre la genómica funcional de la respuesta del frijol a la deficiencia de P. Nuestra contribución incluye la demostración de la vía de señalización del TF PvPHR1 el para la respuesta a –P de frijol; esta fue la primera demostración de su tipo para esta leguminosa tan importante. Este proyecto se plantea a partir de resultados preliminares, obtenidos recientemente en nuestro grupo. Consideramos que nuestra plataforma de investigación así como los resultados ya obtenidos fundamentan adecuadamente la realización y viabilidad de este proyecto que propone nuevas contribuciones en el conocimiento de las estrategias/mecanismos moleculares que permiten al frijol contender con la deficiencia de P. _x000D_ Este proyecto aprovechará el acceso y conocimiento que se tiene sobre la variabilidad en el germoplasma de frijol, lo cuál es una ventaja de esta especie sobre otras. Así, en frijol se han caracterizado fisiológicamente genotipos que varían en cuanto a su sensibilidad/tolerancia a estreses como la deficiencia de P. Un ejemplo son los genotipos que utilizaremos en este proyecto: BAT477 (tolerante a –P) y DOR364 (sensible a –P). Aunque se conocen algunas características fisiológicas y fenotípicas de estos genotipos, se desconoce cuales son los factores o mecanismos moleculares determinantes o causantes de esa variabilidad. Este proyecto plantea conocer justamente esto, más específicamente plantea conocer si la vía de señalización por PvPHR1 que hemos visto que difiere en ambos genotipos contrastantes es el determinante (o uno de los determinantes) de la sensibilidad/tolerancia a –P. Sin duda esta será una contribución original y relevante para el área que permitirá incidir, en el futuro en la obtención de mejor germoplasma de frijol: uno tolerante y con buen rendimiento en suelos pobres en P. _x000D_ Los proyectos que se han llevado a cabo con metodología clásica de fitomejoramiento vegetal, no han brindado resultados relevantes para obtener mejor germoplasma de frijol con tolerancia a estrés abiótico por lo que se requiere desarrollar investigación con enfoques de punta como los de genómica funcional orientados a una solución real y eficiente del complejo problema. _x000D_