Fenotipo, fisiología y bioquímica en frijol tépari (Phaseolus acutifolius A. Gray) sometido a restricción de humedad.

Abstract

El objetivo de este estudio fue evaluar la respuesta a la restricción de humedad de cuatro recolectas de frijol tépari de los estados de Chihuahua (10020), Durango (10006 y 10017) y Nayarit (10011), México, mediante diferencias fenotípicas, fisiológicas, del rendimiento y del contenido de carbohidratos. Las evaluaciones en la fase vegetativa (tercera hoja compuesta-V4) incluyeron niveles de humedad de 25 %, 50 % y 100 % de capacidad de campo (CC) y en la fase reproductiva (llenado de la vaina-R8) las evaluaciones incluyeron riego y su suspensión. En la fase vegetativa se analizaron el fenotipo (caracteres morfométricos) con una plataforma de fenotipaje (Lemnatec), variables fisiológicas como fluorescencia de la clorofila a (Fv/Fm), potencial hídrico del vástago (Ѱw) y variables bioquímicas (azúcares solubles y almidón). En la etapa reproductiva las determinaciones incluyeron peso seco de la biomasa del vástago, rendimiento de semilla y peso individual de la semilla. Durante la etapa V4 el área proyectada (cm pixel) y la expansión foliar, disminuyeron en las cuatro recolectas con la caída de los niveles de humedad. 10020 tuvo crecimiento similar en 25 % y 50 % de CC. El potencial hídrico de las plantas disminuyó con el porcentaje menor de humedad en las recolectas 10011 y 10017; en contraste, 10006 y 10020 mostraron un potencial hídrico similar al de la condición de 100 % de CC. La recolecta 10020 mantuvo la turgencia de las hojas independientemente del nivel de humedad; su fluorescencia de la clorofila a, junto con la de la recolecta 10006 no se afectó con el nivel de humedad. El contenido de glucosa, fructosa y almidón, en las cuatro recolectas disminuyó con la disminución de la humedad y el de sacarosa se incrementó. Este último fue el doble con 25 % de CC en la recolecta 10020. En la etapa R8, la restricción de humedad redujo el peso seco del tallo y pericarpio en todas las recolectas y no alteró el peso de las hojas de la recolecta 10020 con respecto al control. El rendimiento de semilla por planta de las recolectas 10011 y 10017 fue superior a las de 10006 y 10020 con restricción de humedad. Además, el peso individual por semilla disminuyó significativamente en las cuatro recolectas con la restricción de humedad. La recolecta 10020 mostró caracteres de tolerancia a la restricción de humedad en las etapas vegetativa y reproductiva, y 10006, 10011 y 10017 se distinguieron por su rendimiento mayor de semilla. Phaseolus acutifolius mostró potencial para usarse como germoplasma en programas de mejoramiento del frijol Phaseolus vulgaris L. y como una alternativa para enfrentar la restricción de humedad. _______________ PHENOTYPE, PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY OF TEPARY BEAN (Phaseolus acutifolius A. Gray) WITH WATER RESTRICTION. ABSTRACT: The objective of this study was evaluate the responses to water restriction in four accessions of wild tepary bean from Chihuahua (10020), Durango (10006 and 10017) and Nayarit (10011), Mexico, by phenotypic and physiological traits and yield and carbohydrate content. The evaluations in vegetative stage (third expanded leaf-V4) included humidity levels of 25 %, 50 % and 100 % field capacity (FC) and in reproductive (pod filling-R8) stage was evaluated under well water and water restriction. At V4 stage the phenotype by non-destructive image analysis (morphometric traits) and physiological traits such as chlorophyll a fluorescence (Fv/Fm), water potential (ѰW) and biochemical traits (soluble sugars and starch content) were evaluated. In the reproductive stage (R8), dry mass of stem, leaves, pod wall, seeds and seeds yield were evaluated under well water and water restriction. The results indicated that in phenotype analysis: the area (cm2 Pixel) and leaf expansion (calipher length, compactness and convex hull area) had a reduction in all accessions as water percentage was low (50 % and 25 %). The accession 10020 grows similarly under 50 % and 25 % of field capacity. This was related with physiological traits in shoot where the water potential diminished, it was more evident in 10011 and 10017 accessions. However 10020 and 10006 showed water potential similar to 100 % field capacity. 10020 accession had a turgor while water potential was reduced. It was similar to Chlorophyll a fluorescence where 10006 and 10020 were not affected. All accessions showed low glucose, fructose and starch content according moisture available was diminished; whereas sucrose content was increased. This increment of sucrose was more evident in 10020 accession which accumulated more than twice at 25% water availability. In the pod filling stage (R8), the water restriction reduced the dry weight of stem and pod walls in all accession, however, the leaves weight no showed differences in the accession 10020 with respect to control. The seed yield per plant of collections 10011 and 10017 was higher than 10006 and 10020 under water restriction. Additionally, the individual weight per seed under water restriction decreased significantly among the four materials compared to well water. In conclusion, the 10020 accession show traits of tolerance to water restriction in both reproductive and vegetative stages, while the accessions 10006, 10011 and 10017 were better by seed yields. The results indicate that Phaseolus acutifolius can be a potential source of germplasm in breeding programs for common bean (Phaseolus vulgaris L.) and as an alternative to face water restriction.