Desde el comienzo de la actividad agropecuaria en el ecotono austral de la Región Pampeana y el Caldenal, los cambios de uso de la tierra han provocado la degradación del pastizal prístino. En términos de composición florística, la situación queda reflejada en la escasa representatividad o ausencia de las gramíneas perennes preferidas (GPP). La importancia de restaurar el pastizal al menos en partes de estas tierras radica en su conservación, y al rol que podría tener en la alimentación del ganado doméstico. La hipótesis de trabajo de mi tesis establece que la baja riqueza de especies y abundancia relativa de GPP en pastizales del ecotono austral de la Región Pampeana y el Caldenal, se debe a la escasa disponibilidad de semillas para el establecimiento de nuevos individuos y al sobrepastoreo de las plantas establecidas. Para la prueba de hipótesis, en un sitio representativo del pastizal en estudio se cuantificó el banco de semillas del suelo, se determinó el establecimiento de GPP a lo largo de dos ciclos anuales de crecimiento luego de un evento de adición de semillas de cinco especies del grupo, y se comparó la respuesta productiva de Nassella neesiana sin defoliar y defoliada a intensidad alta o baja. La disponibilidad de semillas germinables de GPP en el banco del suelo fue similar a las del grupo de gramíneas perennes no preferidas, y en ambos casos menor a las del resto de las especies (gramíneas anuales y dicotiledoneas), aunque la mayor parte (83%) de las semillas germinables del primer grupo (GPP) estuvo concentrada en dos especies. El agregado de semillas de GPP resultó en el establecimiento exitoso de una especie (Poa ligularis) únicamente. La intensidad de defoliación alta afectó en forma negativa la producción de biomasa aérea y subterránea y la producción de semilla de N. neesiana. En general los resultados obtenidos fueron consistentes con la hipótesis que la baja representación de las GPP en pastizales del ecotono austral de la Región Pampeana y del Caldenal se debe a la baja disponibilidad de semillas en el banco del suelo y al sobrepastoreo de las plantas establecidas. Palabras clave: pastizales, defoliación, gramíneas perennes preferidas, banco de semillas del suelo, degradación, mejoramiento. / Since the beginning of agricultural activities in the austral ecotone of the Región Pampeana and the Caldenal, land use change has caused rangeland degradation. In floristic terms, degradation is reflected in the scarcity or even absence of preferred perennial grasses (PPG). The importance of rangeland restoration at least in part of the land is because conservation purposes, and also for domestic livestock feeding. The hypothesis of my thesis is that low species richness and relative abundance of PPG in the austral ecotone of the Región Pampeana and the Caldenal, is due to low seed availability for seedling recruitment and overgrazing of established plants. To test the hypothesis, in a representative site of the studied rangeland I quantified soil seed bank, determined PPG establishment along two annual growing cycles after seed addition of five PPG, and compared the productive responses of Nassella neesiana without defoliation and defoliated at high or low intensity. Germinable seed availability of PPG in the soil bank was similar to that of non-preferred perennial grasses, and lower than the rest of species (annual grasses and dicotyledonous species), although most (83%) of the germinable seeds of PPG were accounted by two species. Seed addition of PPG resulted in successful establishment of one species (Poa ligularis) only. High defoliation intensity was detrimental for above-belowground biomass and seed production of N. neesiana. In general the results were in agreement with the hypothesis that low species richness and relative abundance of PPG in the studied rangeland, is due to low seed availability for seedling recruitment and overgrazing of established plants.

El empleo de herramientas genómicas ayudará a superar dos de los retos que todavía subsisten en el campo de la mejora molecular (i.e., vía transformación): la identificación de los genes que realmente controlan los caracteres de interés agronómico y la detección de señales de regulación que permitan modular la expresión de los transgenes a nivel espacial y temporal. Entre las vías para lograr tales objetivos, destaca la mutagénesis insercional por T-DNA, que en los últimos años se ha convertido en una herramienta básica para la identificación y etiquetado de genes, así como para el análisis de su función. En efecto, la disrupción de un gen endógeno o la integración del T-DNA en la vecindad del mismo pueden ocasionar la anulación o alteración de función, dando una valiosa información sobre el papel de un cierto gen en un carácter dado. Otra aplicación de la mutagénesis insercional por T-DNA estriba en la detección de elementos de regulación mediante el empleo de los denominados "sistemas trampa" (trapping) que permiten detectar secuencias reguladoras y asignar una función a partir de datos de expresión del delator que mimetiza la expresión del gen endógeno. El aspecto más relevante de estas aproximaciones es que, tras la identificación de un cierto gen, éste queda etiquetado por el T-DNA, lo que facilita su clonación. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido la generación una colección de líneas de inserción por T-DNA en tomate y la identificación de mutantes afectados en caracteres relacionados con el desarrollo. En concreto, se han generado más de 1200 líneas T-DNA y se han obtenido sus descendencias TG2. La caracterización de estas líneas en TG1 ha conducido a la detección de 255 mutantes (de tipo dominante, semidominante o aditivo) afectados en caracteres vegetativos y/o reproductivos. Asimismo, se ha caracterizado una pequeña muestra de progenies TG2 (en concreto 37) lo que ha permitido la identificación de 6 mutantes recesivos. / Angarita Díaz, MDP. (2009). Generación de líneas T-DNA de tomate (Solanum Lycopersicon cv.p73) e identificación de mutantes de inserción [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14718

El problema de la salinidad y estrés hídrico continúa incrementando su importancia debido a la escasez cada vez mayor de agua para riego junto a la mala calidad de la disponible. La mejora genética de las plantas cultivadas para tolerar este tipo de estrés abiótico puede paliar en parte las consecuencias negativas de este problema. Sin embargo, la tolerancia a los estreses hídrico y salino es un carácter particularmente complejo ya que está compuesto por la interacción de muchos caracteres. Dentro de la sección Lycopersicon del género Solanum está incluido el tomate cultivado (Solanum lycopersicum) y 12 especies afines más, conocidas como tomates silvestres, con accesiones que presentan una alta tolerancia a estos estreses. La cercanía filogenética a la especie cultivada, de gran importancia económica en todo el mundo, hace de estas especies el principal recurso genético para la mejora de tomate cultivado. Este trabajo se enmarca en un proyecto coordinado entre tres grupos de investigación pertenecientes a la Universidad de Almería, la Universidad Politécnica de Valencia y el CEBAS de Murcia, en el que estamos utilizando dos herramientas genómicas (mutagénesis insercional y trapping) en tomate y diversas especies silvestres relacionadas para identificar secuencias codificantes o elementos de regulación de genes implicados en procesos del desarrollo vegetativo (arquitectura de la planta) y reproductivo (flor y fruto), así como en salinidad y estrés hídrico. Objetivos El objetivo fundamental de este trabajo es avanzar en el conocimiento de las bases fisiológicas y genéticas de la tolerancia a la salinidad y estrés hídrico en una especie de interés agronómico, el tomate. Metodología Se han utilizado dos herramientas biotecnológicas, el análisis funcional de dos genes candidatos y la mutagénesis insercional mediante el empleo de una trampa de intensificadores en una especie silvestre relacionada con altos niveles de tolerancia a ambos estreses. En el primer caso, se ha estudiado la respuesta de plantas transgénicas de tomate que sobreexpresan un gen implicado en el estrés iónico inducido por salinidad, el gen HAL5, y plantas que expresan un gen implicado en la última etapa de la síntesis de myo-inositol, el gen IMP1. Por otra parte se ha empleado un vector que porta una trampa de intensificadores, para identificar mutantes insercionales alterados en diferentes caracteres y, especialmente, en la tolerancia a los estreses hídrico y salino. Resultados La sobreexpresión del gen HAL5 incrementa la tolerancia a la salinidad de tomate cuando se mide el peso de frutos por planta, el parámetro más importante desde un punto de vista agronómico. Además, se ha podido comprobar que la sobreexpresión del gen IMP1, incrementa la tolerancia del tomate a la salinidad y al estrés hídrico a largo plazo. Por otro lado, se ha generado la primera colección de líneas T-DNA de la especie silvestre Solanum pennellii. Se han detectado algunas líneas con expresión específica del gen delator en órganos de la planta relacionados con el nivel de tolerancia a ambos estreses abióticos. Por último, se han identificado mutantes insercionales con alteraciones en caracteres del desarrollo vegetativo, desarrollo reproductivo y tolerancia al estrés hídrico y salino. Conclusiones Este trabajo ha permitido conocer la función de dos genes implicados en la tolerancia a estreses abióticos y sus efectos al sobreexpresarse en plantas de tomate. También se ha generado una amplia colección de líneas T-DNA en diversas accesiones de Solanum pennellii, primer paso para poder llevar a cabo un programa de mutagénesis insercional. Además, los diferentes mutantes de S. pennellii seleccionados en este trabajo constituyen un excelente material para la identificación y análisis funcional de genes implicados tanto en estreses abióticos como en procesos de desarrollo vegetativo y reproductivo. / The problem of salinity and water stress in worldwide agriculture is being intensified due to the increasing scarcity of water resources and low quality of the available water for agricultural purposes. Plant breeding of crop plants to promote tolerance to these stresses could alleviate, at least partially, the negative consequences in production and yield caused by these abiotic stresses. Nevertheless, tolerance to water and salt stresses is a particularly complex trait since it is made up by the interaction of numerous individual traits. Within the Lycopersicon section from Solanum genus it is included the cultivated tomato (Solanum lycopersicum) and 12 wild-related species, these lasts with accessions that present a high tolerance to these stresses. The phylogenetic closeness of the wild-related and the cultivated species, the latter of well-known worldwide economic importance, makes the former species the main genetic resource for breeding programmes in cultivated tomato. This research work has been fulfilled within the framework of a coordinated project managed among three groups; one from the University of Almeria, the second from the Polytechnic University of Valencia and the last from CEBAS-CSIC of Murcia. Two genomic tools, insertional mutagenesis and trapping, are being applied on tomato and diverse wild-related species to identify coding sequences or regulatory elements of genes involved in vegetative (plant architecture) and reproductive (flower and fruit) development, as well as in the plant responses to salinity and water stress. Objectives: The essential objective of this research work is to advance in the knowledge of the physiological and genetic basis of the tolerance to salinity and water stress in a species of such agronomic importance as it is tomato. Methodology: For this purpose two biotechnological tools have been used; the functional analysis of two candidate genes and the insertional mutagenesis with enhancer trap applied in a wild-related species exhibiting high levels of tolerance to both stresses. In the first case, it has been studied the response of transgenic tomato plants overexpressing a gene involved in the ionic stress induced by salinity, HAL5, and of another set of transgenic plants overexpressing a gene which product is involved in the last step of myo-inositol biosynthesis, IMP1. On the other side, a genetic construction carrying a enhancer trap, has been used for plant transformation with the aim of identifying insertional mutants altered in different phenotypic traits, but especially in those related to tolerance to salt and water stresses Results: The overexpression of HAL5 augments the tolerance to salinity in the transgenic tomato assessed by fruit weight per plant, the main parameter from an agronomic point of view. Besides, it has been possible to verify that the overexpression of IMP1 increases the tolerance to long-term salinity and drought in the resulting transgenic plants. On the other hand, the first collection of T-DNA lines of the wild-related tomato species Solanum pennellii has been generated. Some mutant lines with specific expression of the reporter gene in plant organs related to the level of tolerance to both abiotic stresses have been detected. Lastly, some insertional mutants with alterations in traits related to vegetative and reproductive development as well as in tolerance to salt and water stresses have been identified. Conclusions: This research work has allowed us to know the function of two genes involved in the tolerance to abiotic stresses and their effects when overexpressed in tomato plants. Also it has been generated a large collection of T-DNA lines in diverse accessions from Solanum pennellii, the first step to accomplish a programme of insertional mutagenesis. Furthermore, the different S. pennellii mutants selected in this research work constitute an outstanding plant material for the identification and functional analysis of genes implicated in abiotic stresses as well as in vegetative and reproductive developmental processes.

Algunas especies vegetales se consideran malezas debido a que alcanzan niveles poblacionales tales, que al competir con los cultivos causan perjuicios sobre su producción. Por este motivo, en determinadas ocasiones es necesario realizar operaciones de control sobre las poblaciones de malezas para reducir su infestación hasta valores que permitan obtener niveles de producción deseados. A nivel mundial el control químico ha sido el método más práctico y eficiente para controlar malezas, especialmente en cultivos extensivos. Sin embargo, el uso continuo de herbicidas desde hace más de 40 años trajo aparejado un impacto negativo sobre el medio ambiente, la salud y la proliferación de malezas resistentes. Estas consecuencias se deben tener en cuenta para definir manejos adecuados a largo plazo. Desde una perspectiva estratégica, un programa sostenible de manejo de malezas debería basarse en una combinación de métodos tanto preventivos como curativos que apliquen principios basados en el conocimiento, dando lugar a lo que se conoce como Manejo Integrado de Malezas, MIM. En este contexto, el modelado matemático se presenta como una herramienta apropiada para ayudar a guiar el proceso de toma de decisiones asociado al MIM. En esta tesis se propone un modelo de simulación para asistir en la toma de decisiones relacionadas con el MIM. El modelo se desarrolló en colaboración con profesionales extensionistas y fue concebido como una herramienta flexible y adaptable a diversos sistemas de producción agrícola, poseyendo un mayor nivel de detalle que otros modelos similares. Dicho modelo permite simular la dinámica multianual de una maleza en competencia con el cultivo. El ciclo de vida de la maleza se representa a través de los componentes demográficos típicos (ej. banco de semillas, plántulas, adultos en estado vegetativo y reproductivo, producción de semillas). El desarrollo del cultivo se simula de forma simplificada a fin de cuantificar diariamente los efectos de la competencia interespecífica. La simulación de distintas estrategias de MIM permite calcular y comparar indicadores económicos, ambientales y agronómicos. Palabras claves: Manejo Integrado de Malezas, Modelado de sistemas agrícolas, Avena fatua L., Euphorbia davidii Subils., Trigo, Cebada, Soja, Competencia de malezas, Asistencia a la toma de decisiones, Margen bruto, Valor actual, Impacto ambiental, Malezas resistentes, Dinámica poblacional de malezas. / Some species considered weeds reach population levels that impact on crops’ production. For this reason, on certain occasions, it is necessary to carry out control operations to reduce weed infestations to levels compatible with reasonable crops’ yields. Worldwide, chemical control has been the most practical and efficient method for controlling weeds, especially in extensive crops. However, the continuous use of herbicides for over 40 years generated a well-known negative impact on environment and health and the proliferation of resistant species. These environmental consequences must be taken into account to define appropriate long-term management practices. From a strategic perspective, a sustainable weed management program should be based on a combination of preventive and curative methods that apply knowledge-based principles, leading to as the so-called Integrated Weed Management (IWM). In this context, mathematical modelling arises as an appropriate tool to assist in the decision- making process associated with IWM. This thesis proposes a simulation model to support decision-making related to IWM. The model was developed in collaboration with extensionists and was conceived as a flexible and adaptable tool for various agricultural production systems, possessing a higher level of detail than similar models. This model simulates multi-year dynamics of a weed in competition with a crop. The weed's life cycle is represented through typical demographic components (e.g. seed bank, seedlings, vegetative and reproductive individuals, and seed production). The development of the crop is simulated in a simplified manner in order to quantify the daily effects of interspecific competition. The simulation of different IWM strategies allows for the quantification and comparison of economic, environmental, and agronomic indexes.

El ahijado del arroz es una fase para el rendimiento del cultivo, pues a través de ella se determinará la densidad de panículas, uno de los componentes del rendimiento con más influencia sobre la productividad. Sin embargo, se conocen pocos estudios sobre la caracterización de esta fase en cultivo del arroz en siembra directa y en condiciones ambientales corresondientes al clima mediterráneo, como es el caso del Delta del Ebro. A partir del cuarto estadio foliar, empieza el ahijado del arroz mediante el desarrollo y crecimiento de los tallos, hasta alcanzar la fase de máximo ahijado, que es el momento en el que se consigue la densidad máxima de tallos en planta y en superficie. Desde este momento, tienen lugar procesos de senescencia de tallos hasta que finalmente queda definido el número final de panículas. La competencia intraespecífica por los recursos como la luz, agua y nutrientes así como el estado de la planta determinan la mortalidad de los tallos. De forma general, los tallos tardíos son los que menores tasas de supervivencia presentan, por haber dispuesto de menos tiempo para su desarrollo y. en consecuencia, por ser competitivamente inferiores respecto los más precoces. Esta competencia intraespecífica establecida en el cultivo podría limitar el potencial productivo del arroz. Teniendo en cuenta este comportamiento general, se estableció como objetivo general de la presente Tesis la limitación del desarrollo del ahijamiento tardío y el estímulo del prematuro, a través de prácticas agron-ómicas, para así poder mejorar la productividad del cultivo del arroz. El estudio se fundamentó en dos líneas de investigación a partir de las cuales se definieron los diferentes experimentos. La primera de ellas consistió en la caracterización del ahijado en siembra directa y en condiciones de clima mediterráneo, así como en el estudio de su comportamiento en diferentes prácticas de cultivo: fertilización nitrogenada, densidad de planta y manejo de agua. / Martínez Eixarch, MT. (2010). Caracterización y optimización del ahijado del arroz en el Delta del Ebro [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8955

La integración de la técnica de cultivo sin suelo en el sistema invernadero permite optimizar tanto el ambiente de las raíces - responsables de los procesos de absorción de agua y elementos minerales disueltos en ella -, como los ajustes de sus aportes en función de la demanda de la planta a escala de minutos. En tiempos cortos, las demandas hídricas y de minerales (N-NO3-) son asincrónicas. Las tasas de absorción son variales, y los factores que le afectan son múltiples. La obtención de modelos de estimación de la demanda mineral (NO3) a escala horaria en función de parámetros fácilmente medibles en los sistemas de producción invernadero-CSS - como los climáticos - o estimables - como la demanda hídrica, es uno de los objetivos principales de este estudio, el cual se realiza sobre un cultivo-modelo, el rosal para flor cortada de producción continua, bajo condiciones comerciales de producción, las cuales han adoptado el cultivo sin suelo recirculante cuya mejora merece ser atendida. La absorción mineral depende de la energía procedente de la oxidación de los asimilados en las raíces que son traslocados desde la parte aérea fotosintética. Se ha considerado el manejo de la parte aérea adoptado por el cultivador, en el que se distinguen dos compartimientos, uno creado mediante el arqueado de tallos no comerciales, cuya función es la generación permanente de asimilados, y otro que son los tallos florales que cuando alcanzan su estado de madurez fotosintética, son recolectados. Se producen variaciones estacionales de las relaciones fuente/sumidero y de las fuerzas de sumidero entre la cosecha y las raíces, que afectan a la absorción mineral. / Roca Ferrerfábrega, MD. (2009). Absorción de nitrato en cultivo sin suelo. Estudio de las implicaciones agronómicas y fisiológicas como base para optimizar el manejo de la fertilización. Aplicación a un cultivo de rosas [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6474