La asociación simbiótica entre plantas y micorrizas arbusculares (AM) es ubicua en el reino vegetal. Las etapas tempranas de la asociación son controladas por una recién descrita clase de hormonas vegetales llamadas estriglactonas las cuales actúan como señal dirigida al hongo en la rizósfera y por los lipoquito-oligosacaridos (LCOs) llamados factores Myc los cualas actúan como señales dirigidas a la planta. En las leguminosas se ha descrito que la señal por el factor temprano Myc pasa por una cascada de genes de la planta requeridos para el desarrollo de AM llamada la vía común de genes simbióticos (CSP). Río abajo de CSP, varios factores de transcripción de dominio GRAS se inducen y funcionan en la señalización temprana específica de micorrizas para establecer colonización AM. El frijol (Phaseolus vulgaris L.) es una planta modelo de importancia económica. Así como otras leguminosas, el frijol también partipica en ambas simbiosis tipo AM y rizobial. En la actualidad, se desconocen muchos de los mecanismos moleculares involucrados en estas simbiosis con P. vulgaris. Sin embargo, en los últimos años varios genes relacionados en la simbiosis con nódulos han sido validados funcionalmente utilizando la técnica de RNAi en raíces peludas de P. vulgaris. A pesar de esto, se tiene muy poca información sobre los gnes relacionados con la simbiosis AM. Con esto en mente, se utilizará la nueva generación tecnológica de secuenciación de transcriptomas de Illumina para describir el perfil de raíces de P. vulgaris inoculadas con hongos AM en diferentes tiempos. Esto para enriquecer la información que se tiene sobre los componentes genéticos que ocurren en las interacciones entre P. vulgaris y hongos AM. Basándonos en los patrones de expresión génica se identificarán los genes de P. vulgaris que regulan la simbiosis AM, así como factores de transcripción y genes de vías metobolicas involucradas durante el proceso simbiótico. Finalmente, el posible papel de los genes candidatos durante el proceso de la simbiosis AM se definirá utilizando la tecnología de RNAi en las raíces peludas de P. vulgaris. En la ultima etapa de esta propuesta, se desarrollarán repositorios transcriptómicos de raíz los cuales servirán como una fuente útil en el área de la simbiosis entre P. vulgaris y hongos AM. Se espera poder publicar al menos tres artículos de investigación en revistas de arbitraje. Al ser aceptado, el proyecto comenzará durante la segunda mitad del 2015 por un periodo inicial de 2 años. El presupuesto total para el proyecto es de $ 200,000.00 pesos por año.

En esta propuesta, se estudiará el perfil transcripcional de las raíces de frijol durante las etapas tempranas y tardías de la simbiosis con el hongo AM. Esto nos permitirá contar con el patrón transcripcional de la raíz bajo las siguientes condiciones: 1) raíces no inoculadas y 2) raíces inoculadas con el hongo AM a diferentes etapas de desarrollo de la simbiosis. Hasta ahora, no se cuenta con los patrones de expresión génica en estas condiciones. Con los datos obtenidos podremos categorizar funcionalmente los genes identificados en las siguientes categorías: energía, transcripción, metabolismo secundario, transportadores, genes asociados a enfermedades y defensa, todo esto basado en la expresión diferencial obtenida por pruebas de “Gene Ontology (GO) enrichment”. Por lo tanto, se podrán desarrollar repositorios del transcriptoma de raíces los cuales son un recurso muy útil en el área de las simbiosis de frijol con otros microorganismos. De igual forma podremos identificar nuevos componentes genéticos que se expresan diferencialmente en la interacción P. vulgaris-AM. Además, la caracterización funcional de esto nuevos genes nos permitirán conocer la localización subcelular de las posibles proteínas y la función de sus promotores durante el proceso simbiótico. Este conocimiento podrá extenderse a cultivos de importancia agrícola tanto de leguminosas como de no leguminosas para lograr una más eficiente colonización de micorriza que a su vez, favorezca e impulse un manejo sustentable de los nutrientes y el agua en los cultivos.