Entre los años 9000 y 5000 a. C. en diferentes partes del mundo se domesticaron diversas especies vegetales, entre ellas el frijol común (Phaseolus vulgaris L). La importancia de identificar el centro de origen y de domesticación de una especie como P. vulgaris radica en que esas áreas son fuente primaria de poblaciones con genes útiles para el mejoramiento genético y de interés para el entendimiento de la evolución, diversificación y conservación de la especie. El conjunto de conocimientos recabados hasta hoy, como la edad de los restos fósiles y las características morfológicas, agronómicas y genéticas, establecen que el frijol común se originó en Mesoamérica y posteriormente se domesticó entre los 5000 y 2000 años a. C. en dos sitios del continente Americano: Mesoamérica (México y Centroamérica) y los Andes (Sudamérica). A partir del frijol silvestre se formaron dos acervos genéticos domesticados distintos, Mesoamericano y Andino. El uso de nuevas herramientas biotecnológicas y genómicas han ofrecido evidencias definitivas sobre el origen, domesticación y diversidad de P. vulgaris.
A core collection of the common bean (Phaseolus vulgaris L.), representing genetic diversity in the entire Mexican holding, is kept at the INIFAP (Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agricolas y Pecuarias, Mexico) Germplasm Bank. After evaluation, the genetic structure of this collection (200 accessions) was compared with that of landraces from the states of Oaxaca, Chiapas and Veracruz (10 genotypes from each), as well as a further 10 cultivars, by means of four amplified fragment length polymorphisms (AFLP) +3/+3 primer combinations and seven simple sequence repeats (SSR) loci, in order to define genetic diversity, variability and mutual relationships. Data underwent cluster (UPGMA) and molecular variance (AMOVA) analyses. AFLP analysis produced 530 bands (88.5% polymorphic) while SSR primers amplified 174 alleles, all polymorphic (8.2 alleles per locus). AFLP indicated that the highest genetic diversity was to be found in ten commercial-seed classes from two major groups of accessions from Central Mexico and Chiapas, which seems to be an important center of diversity in the south. A third group included genotypes from Nueva Granada, Mesoamerica, Jalisco and Durango races. Here, SSR analysis indicated a reduced number of shared haplotypes among accessions, whereas the highest genetic components of AMOVA variation were found within accessions. Genetic diversity observed in the common-bean core collection represents an important sample of the total Phaseolus genetic variability at the main Germplasm Bank of INIFAP. Molecular marker strategies could contribute to a better understanding of the genetic structure of the core collection as well as to its improvement and validation.
Resumen. El frijol ayocote (Phaseolus coccineus L.) se cultiva en zonas templadas y subtropicales de México. La colección nacional de la especie incluye 800 accesiones y está resguardada por un banco de germoplasma nacional ubicado en Chapingo, México. En este trabajo se caracterizaron 98 accesiones de frijol ayocote de la subprovincia fi siográfi ca Carso Huasteco de Puebla, México con base en características fenológicas y del color y dimensión de la semilla. Los colores que predominaron fueron el negro (N1) y variantes de violeta (5R) y de beige (10YR y 7.5YR). Además, se registraron las variables climáticas de los sitios de recolección originales de cada accesión. El germoplasma se separó en 2 grupos: uno incluyó 42 accesiones con ciclo biológico tardío (días a madurez fi siológica > 110), semillas grandes (peso de 100 semillas > 40 g) y vainas largas (longitud > 8 cm) con 1 a 3 semillas, desarrollados por selección empírica de los agricultores locales en sitios con temperaturas mínimas de 2 a 5 °C, y otro incluyó 56 accesiones con ciclo precoz (≤ 110 días), semilla chica (peso ≤ 40 g) y vainas cortas (longitud ≤ 8 cm) con 2 a 4 semillas, cultivadas en sitios con temperaturas mínimas de 0 a-2 °C. El cultivo del frijol ayocote del Carso Huasteco se limita a una superfi cie relativamente pequeña; no obstante, con base en las formas y épocas de cultivo, se observó notable variación y diferenciación fenotípica en el germoplasma local. Futuros trabajos determinarán las medidas de conservación y aprovechamiento de dicho germoplasma.
Despite its economic, social, biological, and cultural importance, wild forms of the genus Phaseolus are not well represented in germplasm banks, and they are at great risk due to changes in land use as well as climate change. To improve our understanding of the potential geographical distribution of wild beans (Phaseolus spp.) from Mexico and support in situ and ex situ conservation programs, we determined the climatic adaptation ranges of 29 species and two subspecies of Phaseolus collected throughout Mexico. Based on five biotic and 117 abiotic variables obtained from different databases—WorldClim, Global‐Aridity, and Global‐PET—we performed principal component and cluster analyses. Germplasm was distributed among 12 climatic types from a possible 28. The general climatic ranges were as follows: 8–3,083 m above sea level; 12.07–26.96°C annual mean temperature; 10.33–202.68 mm annual precipitation; 9.33–16.56 W/m2 of net radiation; 11.68–14.23 hr photoperiod; 0.06–1.57 aridity index; and 10–1,728 mm/month of annual potential evapotranspiration. Most descriptive variables (25) clustered species into two groups: One included germplasm from semihot climates, and the other included germplasm from temperate climates. Species clustering showed 45% to 54% coincidence with species previously grouped using molecular data. The species P. filiformis, P. purpusii, and P. maculatus were found at low‐humidity locations; these species could be used to improve our understanding of the extreme aridity adaptation mechanisms used by wild beans to avoid or tolerate climate change as well as to introgress favorable alleles into new cultivars adapted to hot, dry environments.
Molecular Approaches to Genetic Diversity 50 Section Species Mexican states of distribution P. coccineus L. subsp. striatus
RESUMEN: El frijol ayocote (Phaseolus coccineus L.; 2n=2x=22) es una leguminosa originaria de las zonas altas de México; es una especie que ha sido poco estudiada a pesar de su importancia para consumo humano y el uso potencial en el mejoramiento de la resistencia de Phaseolus a enfermedades y factores abióticos (tolerancia a bajas temperaturas). El objetivo del presente estudio fue determinar la estructura poblacional de 117 colectas de P. coccineus correspondientes a 15 localidades del Carso Huasteco del estado de Puebla, México, más cinco testigos para conocer el grado de variablidad genética existente en germoplasma criollo mexicano de P. coccineus mediante la técnica de polimorfismos en longitud de fragmentos amplificados (AFLP). La estructura poblacional indicó un valor delta K = 3. El polimorfismo fue del 87.4% y el AMOVA confirmó la baja diferenciación genética entre accesiones (F st = 0.067), la varianza explicada entre y dentro de poblaciones fue 6.7 y 93.3%, respectivamente. El análisis de conglomerados no mostró agrupamientos definidos con base en el origen del germoplasma.
El frijol ayocote (Phaseolus coccineus L.); 2n= 2x= 22) es una leguminosa de las zonas altas de México, tiene importancia en la alimentación humana y detección de características de mejoramiento, muestra resistencia a patógenos y a ciertos factores abióticos que ocasionan pérdidas en el cultivo de frijol. Con la premisa de identificar el germoplasma de Phaseolus con resistencia a factores adversos bióticos y abióticos, el objetivo fue determinar la resistencia a dos patógenos importantes: tizón común [Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli (Smith)] y antracnosis [Colletotrichum lindemutianum Sacc. & Magn (anamorfo G. lindemuthiana Shear)] con base a la identificación de secuencias caracterizadas de regiones amplificadas (SCARs). El estudio incluyó 117 accesiones colectadas en diferentes sitios de Puebla (región Carso Huasteco), mismas que se analizaron con 10 marcadores SCAR (seis marcadores para tizón común: SAP6, BAC6, SU91, LG5, R7313, R4865, cuatro para antracnosis: SAS13, SBB14, SAB3, SH18) en el Centro de Biotecnología Genómica en Reynosa, Tamaulipas. Los marcadores de resistencia a antracnosis SAS13 y SBB14 están presentes con mayor frecuencia (89 y 74%), seguidos por los marcadores de resistencia al tizón común BAC6 y SU91 (74 y 42%). El germoplasma de Zacapoaxtla y Tlatlauquitepec tuvo mayor frecuencia de SCARs (Zacapoaxtla: 90% y 100% para SAS13 y SBB14; Tlatlauquitepec: 94% y 56%). Las accesiones con cinco SCARs podrían aprovecharse como fuente de resistencia a enfermedades en Phaseolus y genotipos precoces y tardíos a floración y madurez fisiológica, así como variables en color de testa, tamaño de vaina y semilla, pero no se detectó asociación entre la presencia de SCARs con la morfología del frijol ayocote.
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