El tomate es uno de los cultivos más populares y con un consumo más extendido en todo el mundo. Durante los últimos años se ha convertido en un sistema modelo para los estudios de cuajado y desarrollo del fruto el cual es un proceso clave en el ciclo de vida de las plantas. Actualmente se han producido numerosos avances en el conocimiento de las bases moleculares del proceso de maduración del fruto de tomate (revisado en Seymour y col. 2013). Sin embargo, es poco lo que se sabe de los procesos de desarrollo temprano del ovario y de cuajado del fruto aunque desde el punto de vista agronómico tienen gran importancia en el producto final. En el laboratorio se han venido desarrollando herramientas para el estudio de la fructificación. El principal objetivo de este proyecto de TESIS es la identificación y análisis funcional de nuevos genes implicados en el desarrollo temprano del ovario y en el cuajado del fruto de tomate. Para ello se han planteado dos aproximaciones: una aproximación genómica que pretende analizar los cambios globales a nivel de expresión que tienen lugar durante el desarrollo autónomo del ovario que tiene lugar en plantas androestériles de tomate generadas en el laboratorio. El segundo abordaje es genético y en él se caracterizará genética y molecularmente un mutante de tomate con desarrollo partenocárpico de frutos. La identificación y análisis funcional de nuevos genes involucrados en la fructificación en tomate proporcionará información necesaria del control genético del procesos de fructificación en plantas con frutos carnosos. Además, la modificación de la expresión de estos genes permitirá en el futuro abordajes biotecnológicos dirigidos que proporcionen un mayor control sobre el proceso de fructificación y sobre la calidad de los productos obtenidos. / Rojas Gracia, P. (2014). Identificación de genes que regulan el desarrollo del ovario y el cuajado del fruto de tomate (Solanum lycopersicum L.) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/43768 / TESIS

Under favourable conditions, the avocado sets more fruits than the tree is able to bring to maturity, so that the plant adjusts, during the early stages of development, its ability to nourish them by modifying their number, that is, causing the fruit drop of those who can not maintain their growth rate. Accordingly, carbohydrate availability could be a key factor in the physiological abscission of these fruits. Since this species presents dichogamy, the abscission of fruits has also been attributed to the absence of pollination, but at the same time it has been related to failures in seed development, embryo abortion, seed coat collapse, and with the effect of an environmental stress, especially by cold or heat. In order to demonstrate if in avocado the competition between flowers is responsible for fruit set and initial development of the fruit, it has been determined the influence of the flowering intensity in the time course of carbohydrate and hormonal content, in the rate of fruits abscission and its evolution, and finally, on percentage of fruits set. For this purpose experiments have been designed in order to: 1) reduce flowering, and with it the competition between flowers, 2) reduce vegetative growth, and 3) promote fruit set. The experiments were carried out in commercial orchards of avocado (Persea americana Mill.) cv. Hass (group A flowering), located in Torrent and Llaurí (Valencia), Spain, and in Caronia Marina (Messina), Italy. Adult trees (5-8 years), planted at a distance of 5 x 6 m. In all of them there were cv. Fuerte (flowering group B) to ensure pollination. The results showed that gibberellic acid applied during the floral bud inductive period delayed sprouting, reduced the number of flowers per panicle, increased apical shoot length, and delayed fruitlet abscission. Gibberellic acid applied at anthesis enhanced fruit set and delayed fruitlet abscission. It correlated with an immediate and temporary increase of GA1, IAA and tZ content. But the GA1 immeditely derived in its catabolite GA8. Since IAA synthesis precedes fruit set and tZ increasing content, the possibility that fertilization triggers the tZ synthesis mediated by auxin cannot be discarded. Gibberellic acid applied at the beginning of fruit set also, temporarily, increased the endogenous concentration of GA1 and GA8, As well as the number of fruits that initiated the development and delayed their abscission. Paclobutrazol applied at anthesis reduced the growth of the terminal shoot y anticipated flowers abscission, but did not affect initial fruit set. In no case it was possible to increase the total number of fruits per panicle, so that the competition between developing organs is not the cause of the lack of fruit set in this species. / En condiciones favorables, el aguacate cuaja más frutos de los que el árbol es capaz de llevar a la madurez, de modo que la planta ajusta, durante las primeras fases del desarrollo, su capacidad de nutrirlos modificando su número, esto es, provocando la caída de los que no pueden mantener su tasa de crecimiento. De acuerdo con ello, la disponibilidad de carbohidratos podría ser un factor clave en la abscisión fisiológica de estos frutos. Dado que esta especie presenta dicogamia, la abscisión de frutos también se ha atribuido a la ausencia de polinización, pero al mismo tiempo se ha relacionado con fallos en el desarrollo de la semilla, el aborto del embrión, el colapso de la cubierta seminal, y con el efecto de un estrés ambiental, especialmente por frío o calor. Con el fin de demostrar si en el aguacate la competencia entre flores es responsable del cuajado y desarrollo inicial del fruto, se ha determinado la influencia que la intensidad de floración tiene en la evolución del contenido en carbohidratos y hormonas, en la tasa de abscisión de frutos y su evolución, y, finalmente, sobre porcentaje de frutos cuajados. Para ello se han diseñado experimentos para 1) reducir la floración, y con ello la competencia entre flores, 2) reducir el desarrollo vegetativo, y 3) promover el cuajado de frutos. Los experimentos se llevaron a cabo en huertos comerciales de aguacate cv. Hass (grupo A de floración), localizados en Torrent y Llaurí (Valencia), España, y en Caronia Marina, Messina, Italia. Se utilizaron árboles adultos (5-8 años de edad), plantados a una distancia de 5 x 6 m. En todos ellos había árboles del cv. Fuerte (grupo B de floración) para asegurar la polinización. Los resultados demuestran que la aplicación de ácido giberélico durante la inducción floral retrasó la brotación, redujo el número de flores por panícula, aumentó la longitud del brote desarrollado a partir de la yema terminal de la panícula, y retrasó la abscisión fisiológica de frutos. Su aplicación en antesis promovió el cuajado de frutos y retrasó su abscisión. Ello se corresponde con un aumento inmediato y temporal de la síntesis endógena de GA1, IAA y tZ. Pero la GA1 derivó inmediatamente en su catabolito GA8. Puesto que la síntesis de IAA precedió al cuajado y al contenido creciente de tZ, la posibilidad de que la fecundación desencadene la síntesis de tZ mediada por la auxina no puede ser descartada. La aplicación de ácido giberélico al inicio del cuajado también aumentó, temporalmente, la concentración endógena de GA1 y GA8, así como el número de frutos que iniciaron el desarrollo, y retrasó su abscisión. La aplicación de paclobutrazol en antesis redujo el crecimiento del brote terminal y anticipó la abscisión de las flores, pero no afectó el cuajado inicial. En ningún caso se consiguió aumentar el número total de frutos por panícula, de modo que la competencia entre órganos en desarrollo no es la causa de la falta de cuajado en esta especie. / En condicions favorables, l'alvocat qualla més fruits dels que l'arbre és capaç de portar a la maduresa, de manera que la planta s'ajusta, durant les primeres fases del desenvolupament, la capacitat de nodrir-modificant el nombre, és a dir, provocant la caiguda dels que no poden mantenir la seva taxa de creixement. D'acord amb això, la disponibilitat de carbohidrats podria ser un factor clau en la abscisió fisiològica d'aquests fruits. Atès que aquesta espècie presenta dicogàmia, la abscisió de fruits també s'ha atribuït a l'absència de pol·linització, però al mateix temps s'ha relacionat amb errors en el desenvolupament de la llavor, l'avortament de l'embrió, el col·lapse de la coberta seminal, i amb l'efecte d'un estrès ambiental, especialment per fred o calor. Per tal de demostrar si en l'alvocat la competència entre flors és responsable del quallat i desenvolupament inicial del fruit, s'ha determinat la influència que la intensitat de floració té en l'evolució del contingut en carbohidrats i hormones, en la taxa d'abscisió de fruits i la seva evolució, i, finalment, sobre percentatge de fruits quallats. Per això s'han dissenyat experiments per a 1) reduir la floració, i amb això la competència entre flors, 2) reduir el desenvolupament vegetatiu, i 3) promoure el quallat de fruits. Els experiments es van dur a terme en horts comercials d'alvocat cv. Hass (grup A de floració), localitzats a Torrent i Llaurí (València), Espanya, i en Caronia Marina, Messina, Itàlia. Es van utilitzar arbres adults (5-8 anys d'edat), plantats a una distància de 5 x 6 m. En tots ells hi havia arbres del cv. Fort (grup B de floració) per assegurar la pol·linització. Els resultats demostren que l'aplicació d'àcid giberèlic durant la inducció floral retardar la brotada, va reduir el nombre de flors per panícula, va augmentar la longitud del brot desenvolupat a partir del rovell terminal de la panícula, i va retardar la abscissió fisiològica de fruits. La seva aplicació en antesi va promoure el quallat de fruits i va retardar la seva abscisió. Això es correspon amb un augment immediat i temporal de la síntesi endògena de GA1, IAA i tZ. Però la GA1 va derivar immediatament en el seu catabolit GA8. Ja que la síntesi de IAA va precedir al quallat i al contingut creixent de tZ, la possibilitat que la fecundació desencadeni la síntesi de tZ intervinguda per l'auxina no pot ser descartada. L'aplicació d'àcid giberèlic a l'inici del quallat també va augmentar, temporalment, la concentració endògena de GA1 i GA8, així com el nombre de fruits que van iniciar el desenvolupament, i va retardar la seva abscisió. L'aplicació de paclobutrazol en antesi va reduir el creixement del brot terminal i va anticipar la abscisió de les flors, però no va afectar el quallat inicial. En cap cas es va aconseguir augmentar el nombre total de fruits per panícula, de manera que la competència entre òrgans en desenvolupament no és la causa de la manca de quallat en aquesta espècie. / D'asaro, A. (2017). NUTRITIONAL AND HORMONAL FACTORS AFFECTING FRUIT SET IN AVOCADO (Persea americana Mill.) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/79875 / TESIS

[EN] In order to identify the genes controlling developmental traits and abiotic stress tolerance in tomtato, our laboratory is performing an insertion mutagenesis program, in collaboration with the groups of Dr. Rafael Lozano (Almería University) and Dr. Mª Carmen Bolarín (CEBAS-Murcia). This PhD thesis is part of our insertion mutagenesis program and aims to keep deepening in the genetic dissection of relevant traits from an agronomic perspective using the generation and characterization of tomato T-DNA lines. With the goal of increasing the collection of tomato T-DNA lines previously generated in our group, we generated 974 new T-DNA lines. This collection of tomato T-DNA lines was evaluated in the greenhouse in order to detect dominant or semi-dominant mutants altered in vegetative and/or reproductive traits. In particular we paid special attention to mutants with changes in fruit set, since the altered genes in those mutants could play a role in the yield of tomato cultivars. The transition from ovary to a developing fruit (i.e. fruit set), occurs once the flower has reached the anthesis stage, and depends on the pollination and fecundation. However, the fruit development can also happen independently of pollination through a process named parthenocarpy. It is known that the growth regulators, mainly auxins and gibberellins, are involved in both kinds of fruit set processes. Even so, the genetic mechanisms that trigger the transition from ovary to fruit remain largely unknown. Accordingly, tomato mutants can be a valuable tool to shed light on the molecular and genetic basis that promote pollination-dependent or independent fruit set processes. Given the enormous interest raised by parthenocarpy, the work carried out in the context of this PhD thesis has been mainly focused on several seedless fruits mutants. The characterization of those mutants revealed alterations in vegetative plant development (e.g. leaf architecture) and/or reproductive development (e.g. fruit morphology) have been observed, suggesting that changes in endogenous levels of growth regulators (e.g. auxins and gibberellins) are closely related to the parthenocarpic fruit development. According to the histological analysis, most of the mutants showed cytological androsterility, and part of them also displayed deficiencies during the pollen sacs formation, a trait also related to parthenocarpic fruit development. Furthermore, it has been observed an increased fruit set rate in some parthenocarpic mutants leading to a higher fruit production per plant. Some mutants displayed a tight correlation between the alteration in floral whorls or fruit tissues and the expression of the GUS reporter gene included in the T-DNA, suggesting that the gen responsible of the mutant phenotype could be tagged by a T-DNA insert. Finally, the phenotypic, genetic and molecular characterization of the back-cross progeny of the Tom24 mutant suggests that this phenotype could be a consequence of a T-DNA insert which is not transmitted to the offspring due to a lethal effect in both types of gametes (male and female). / [ES] Con el fin de identificar genes que controlan caracteres del desarrollo y tolerancia a estrés abiótico, estamos abordando un programa de mutagénesis insercional en colaboración con los grupos del Dr. Lozano (Universidad de Almería) y la Dra. Bolarín (CEBAS-Murcia). Esta Tesis Doctoral se enmarca en el contexto de este programa de mutagénesis insercional y tiene como objetivo central seguir profundizando en la disección genética de caracteres relevantes desde un punto de vista agronómico a través de la generación y caracterización de líneas T-DNA de tomate. Con el objetivo de ampliar la colección que previamente se ha generado en nuestro grupo, se han obtenido 974 líneas T-DNA de tomate y se ha llevado a cabo la evaluación de estas líneas a fin de detectar mutantes dominantes o semidominantes afectados en caracteres vegetativos y/o reproductivos. En particular, la identificación de mutantes con cambios en el cuajado y desarrollo del fruto tiene una enorme relevancia a nivel agronómico dado que los genes alterados en estos mutantes intervienen sobre caracteres que contribuyen a la producción de un cultivar. El proceso de cuajado, es decir, la transición desde el ovario a un fruto en desarrollo, ocurre una vez la flor alcanza el estadio de antesis, y depende del éxito de la polinización y de la fecundación. No obstante, el desarrollo del fruto puede ser independiente de la polinización a través de un proceso denominado partenocarpia. En ambos procesos de cuajado, dependiente e independiente de polinización, están implicadas señales hormonales, especialmente auxinas y giberelinas (GAs). Aún así, la base genética de los mecanismos que desencadenan la transición del ovario a fruto es en gran medida desconocida. En este sentido, la disponibilidad de mutantes de tomate puede ser una herramienta muy valiosa para avanzar en el conocimiento de las bases moleculares y genéticas que promueven el cuajado del fruto dependiente e independiente de polinización. Habida cuenta del interés que suscita la partenocarpia, el trabajo realizado en el contexto de esta Tesis Doctoral se ha centrado en una serie de mutantes que desarrollan frutos sin semillas. La caracterización de estos mutantes ha permitido observar alteraciones en el desarrollo vegetativo (e.g. arquitectura foliar) y/o reproductivo (e.g. morfología del fruto) que sugieren cambios en los niveles endógenos de hormonas (e.g. auxinas y giberelinas) estrechamente vinculadas al desarrollo partenocápico del fruto. El análisis histológico ha indicado que la mayor parte de los mutantes exhiben androesterilidad citológica, y algunos también muestran alteraciones en la formación de los sacos polínicos o el desarrollo de la antera, un carácter que también está vinculado al desarrollo partenocápico del fruto. Por otro lado, se ha comprobado que la mayor tasa de cuajado de algunos mutantes partenocárpicos promueve una mayor producción por planta. En algunos mutantes se ha observado una estrecha relación entre la expresión del delator y la mutación, es decir, la actividad GUS se detecta en los órganos afectados, lo que sugiere que el gen responsable del fenotipo mutante se encuentra etiquetado por un T-DNA. Por último, la caracterización fenotípica, genética y molecular de plantas de la progenie de retrocruce del mutante Tom24 sugiere que el fenotipo se debe a un inserto de T-DNA que no se transmite a la descendencia debido a que provoca letalidad en ambos tipos de gametos (masculinos y femeninos). / [CAT] Pel tal d'identificar els gens que controlen caràcters del desenvolupament i tolerància a estrès abiòtic, estem abordant un programa de mutagènesi insercional en col·laboració amb els grups del Dr. Lozano (Universidad de Almería) y la Dra. Bolarín (CEBAS-Murcia). Aquesta Tesi Doctoral s'emmarca en el context d'aquest programa de mutagènesi insercional y té l'objectiu central seguir profunditzant en la dissecció genètica de caràcters rellevants des d'un punt de vista agronòmic a través de la generació y caracterització de línies T-DNA de tomaca. Amb l'objectiu d'ampliar la col·lecció que prèviament s'ha generada en el nostre grup, s'han obtingut 974 línies T-DNA de tomaca y s'ha dut a terme l'avaluació d'aquestes línies amb la finalitat de detectar mutants dominants o semidominants afectats en caràcters vegetatius i/o reproductius. En particular, la identificació de mutants amb canvis en el quallat i desenvolupament del fruit té una enorme rellevància a nivell agronòmic atès que els gens alterats en aquests mutants intervenen sobre caràcters que contribueixen a la producció de un cultivar. El procés del quallat, és a dir, la transició des de l'ovari a un fruit en desenvolupament, passa una vegada la flor arriba a l'estadi d'antesi, y depèn de l'èxit de la pol·linització i de la fecundació. No obstant, el desenvolupament del fruit pot ser independent de la pol·linització a través d'un procés denominat partenocàrpia. En ambos processos de quallat, dependent o independent de pol·linització, estan implicats senyals hormonals, especialment auxines i gibberel·lines (GAs). Tot i així, la base genètica dels mecanismes que desencadenen la transició de l'ovari al fruit és en gran mesura desconeguda. En aquest sentit, la disponibilitat de mutants de tomaca pot ser una eina molt valuosa per a avançar en el coneixement de les bases moleculars y genètiques que promouen el quallat del fruit depenent o independent de pol·linització. Tenint en compte de l'interès que suscita la partenocàrpia, el treball realitzat en el context d'aquesta Tesi Doctoral s'ha centrat en una sèrie de mutants que desenvolupen fruits sense llavors. La caracterització d'aquests mutants ha permès observar alteracions en el desenvolupament vegetatiu (e.g. arquitectura foliar) i/o reproductiu (e.g. morfologia del fruit) que suggereixen canvis en els nivells endògens d'hormones (e.g. auxines i gibberel·lines) estretament vinculades al desenvolupament partenocàrpic del fruit. L'anàlisi histològic ha indicat que la major part del mutants exhibeixen androesterilitat citològica, i alguns també mostren alteracions en la formació del sacs pol·linics o el desenvolupament de l'antera, un caràcter que també està vinculat amb es desenvolupament partenocàrpic del fruit. D'altra banda, s'ha comprovat que la major taxa de quallat d'alguns mutants partenocàrpics promou una major producció per planta. En alguns mutants s'ha observat una estreta relació entre l'expressió del delator i la mutació, és a dir, l'activitat GUS es detecta en els òrgans afectats. Això suggereix que el gen responsable del fenotip mutant està etiquetat per un T-DNA. Per últim, la caracterització fenotípica, genètica i molecular de plantes de la progènie de retro-encreuament del mutant Tom24 suggereix que el fenotip és causa de un insert T-DNA que no es transmet a la descendència pel fet que provoca letalitat en ambos tipus de gàmetes (masculins y femenins). / Goergen, G. (2016). Generación de líneas T-DNA de tomate (Solanum lycopersicum L.), identificación de mutantes de inserción afectados en caracteres del desarrollo y caracterización de mutantes de fruto partenocárpico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62360 / TESIS

El cuajado del fruto es uno de los procesos más importantes del desarrollo vegetal, de él dependen la reproducción y propagación de la planta, cuando se trata de especies silvestres, y la producción en el caso de las especies cultivadas. El estudio de los genes regulados durante este proceso es crucial para comprender mejor los mecanismos implicados y mejorar el cuajado, especialmente en condiciones ambientales adversas. El objetivo general de esta tesis es estudiar el desarrollo del carpelo y el cuajado partenocárpico en tomate, lo que servirá de base para la mejora del cuajado. Para ello se empleó la técnica de sustracción de genotecas y los datos de expresión génica de la especie modelo Arabidopsis. Además, se realizó un estudio de conservación entre ambas especies y se encontró un alto grado de correlación, superior al 75%. Para seguir profundizando en el estudio de los genes implicados en el cuajado del fruto, se realizó un análisis transcriptómico del desarrollo, cuajado normal (variedad UC82) y partenocárpico (línea RP75/59) en tomate. El estudio detallado de los genes diferencialmente expresados ha permitido determinar que en la línea RP75/59 la alta concentración de GAs en el carpelo se debe a la sobre-expresión de la GA20-oxidasa 3. Por último, en esta tesis el análisis de la generación F2 desarrollada a partir de RP75/59 y UC82 ha permitido clarificar la partenocarpia de estos materiales y desarrollar una población segregante que servirá de base para realizar el cartografiado e identificación de genes implicados en el control de este carácter. / Pascual Bañuls, L. (2010). Análisis del cuajado y desarrollo partenocárpico del fruto en solanáceas: identificación de genes implicados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8330 / Palancia

La tasa de cuajado es un factor determinante en la producción de un cultivar. Este proceso, regulado en gran medida por señales hormonales, representa la primera etapa del desarrollo de un fruto y depende del éxito de la polinización y de la fecundación. A pesar de su importancia agronómica, los mecanismos moleculares que regulan el proceso del cuajado del fruto son aún desconocidos. La identificación y caracterización de mutantes afectados en la tasa de cuajado es una de las mejores estrategias para lograr este propósito. En este trabajo de investigación hemos abordado la caracterización de tres mutantes insercionales de tomate afectados en la tasa de cuajado de fruto. Dos de estos mutantes, Lower fruit setting 2084 y 2448 (Lfs2084 y Lfs2448), identificados en el contexto de esta Tesis Doctoral, exhiben menor tasa de cuajado de fruto y presentan un patrón de herencia autosómica dominante. La caracterización de ambas mutaciones ha permitido descubrir que están asociadas a un fenómeno de letalidad del gameto masculino. La mutación Lfs2084 promueve la degeneración de los granos de polen que portan el inserto, pero también afecta al desarrollo reproductivo del ovario, lo que reduce de forma dramática la tasa de cuajado de fruto. El análisis del contenido endógeno de hormonas de este mutante parece indicar una alteración de la ruta del 2C-metil-Deritrol 4-fosfato (MEP), responsable de la síntesis de fitohormonas, pigmentos fotosintéticos y moléculas de defensa. Los menores contenidos de GA1 en Lfs2084, la giberelina activa más importante en el inicio del desarrollo del fruto de tomate, podrían estar asociados con una mayor actividad del enzima catabólico SlGA2ox2. Estos resultados, junto con los cambios en los perfiles de expresión de SlARF7 y TAG1, son coherentes con el fenotipo de menor tasa de cuajado observado en el mutante. La mutación Lfs2448 también promueve la degeneración de los granos de polen portadores del inserto, reduciendo en gran medida la cantidad de tubos polínicos que progresan a lo largo del estilo durante el proceso de polinización. Su caracterización molecular ha indicado que el fenotipo de Lfs2448 podría estar ocasionado por la alteración de la función de uno o dos genes que codifican proteínas CYP450 y que se expresan mayoritariamente en botones florales y frutos de 1 cm. Los resultados sugieren que la mutación desempeña un relevante papel en el desarrollo reproductivo de tomate, afectando al proceso de polinización y al cuajado de fruto. Además, la caracterización del mutante Arlequín (Alq) ha revelado alteraciones en su programa de desarrollo vegetativo y reproductivo. Respecto al desarrollo vegetativo, Alq promueve un patrón de crecimiento más vigoroso que el que exhiben las líneas hermanas que carecen de la mutación, así como cambios en la configuración espacial del desarrollo radicular. Con relación al desarrollo reproductivo, Alq conduce a un mayor cuajado de fruto como consecuencia de eventos de división celular en el pericarpio del ovario previos al proceso de polinización. Un aspecto esencial desde un punto de vista agronómico es que la mayor tasa de cuajado permite que Alq mantenga la producción de fruto en condiciones de moderada salinidad. / Fruit setting rate is one of the most determining factors in the yield of a cultivar. This process, largely regulated by hormonal signals, is the first stage of fruit development and depends on the successful completion of pollination and fertilization. Despite their agronomic importance, the molecular mechanisms regulating the fruit setting process are still unknown. The identification and characterization of mutations affecting fruit set rate is one of the best strategies to achieve this purpose. In this research work the characterization of three tomato insertional mutants altered in the fruit set rate has been addressed. Two of these mutants, Lower fruit setting 2084 y 2448 (Lfs2084 and Lfs2448), identified in the context of this Doctoral Thesis, exhibit decreased fruit set rate and present an autosomal dominant inheritance pattern. The characterization of both mutations allowed us to discover that they are associated with a phenomenon of lethality of the male gametes carrying the T-DNA insert. The Lfs2084 mutation not only promotes degeneration of pollen grains bearing the T-DNA, but also affects the reproductive development of the ovary, dramatically reducing the fruit set rate. Analysis of the endogenous hormone content of this mutant suggests an alteration of the 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP) pathway, responsible for the synthesis of phytohormones, photosynthetic pigments and plant defence molecules. The lower GA1 content in Lfs2084 mutant, the main active form to induce fruit development, may be associated with increased activity of the SlGA2ox2 catabolic enzyme. These results, together with the changes in the expression profiles of both SlARF7 and TAG1 genes, are consistent with the phenotype of lower fruit set rate. The Lfs2448 mutation also promotes degeneration of the pollen grains carrying the T-DNA, largely reducing the number of pollen tubes that progress along the style during the pollination process. Its molecular characterization indicated that the Lfs2448 mutant phenotype could be caused by the functional alteration of one or two genes that encode CYP450 proteins mostly expressed in floral buds and young fruits. Results suggest that the tagged gene plays an important role in tomato reproductive development, affecting both normal pollination and fruit set process. Furthermore, the characterization of the Arlequín (Alq) mutant revealed alterations in its vegetative and reproductive developmental program. As regards vegetative development, Alq mutation promotes a more vigorous growth pattern, as well as changes in the spatial configuration of root system. Regarding reproductive development, Alq mutation leads to increased fruit set as a consequence of cell division events in the ovary pericarp prior to the pollination process. Finally, it should be noted that, thanks to its higher fruit set rate, the Arlequin mutant is capable of maintaining fruit production in moderate salinity conditions, which is of great importance from an agronomic point of view. / La taxa de quallat és un factor determinant en la producció d`un cultivar. Aquest procés, regulat en gran mesura per senyals hormonals, representa la primera etapa del desenvolupament d¿un fruit i depén de l¿èxit de la pol·linització i de la fecundació. A pesar de la seua importància agronòmica, els mecanismes moleculars que regulen el procés de quallat són encara desconeguts. La identificació i caracterització de mutants afectats en la taxa de quallat és una de les millors estratègies per aconseguir aquest propòsit. En aquest treball d¿investigació hem abordat la caracterització de tres mutants insercionals de tomaca afectats en la taxa de quallat de fruit. Dos d¿aquests mutants, Lower fruit setting 2084 i 2448 (Lfs2084 i Lfs2448), identificats en el context d¿aquesta Tesi Doctoral, exhibixen una menor taxa de quallat de fruit i presenten un patró d¿herència autosòmica dominant. La caracterització d¿ambdós mutacions ha permés descobrir que es troben associades a un fenomen de letalitat del gàmeta masculí. La mutació Lfs2084 promou la degeneració dels grans de pol·len que porten l¿insert, però també afecta el desenvolupament reproductiu de l¿ovari, la qual cosa reduïx de forma dramàtica la taxa de quallat de fruit. L¿anàl·lisi del contingut endogen d¿hormones d¿aquest mutant pareix indicar una alteració de la ruta 2C-metil-Deritrol 4-fosfato (MEP), responsable de la síntesi de fitohormones, pigments fotosintètics i molècules de defensa. Els menors continguts de GA1 en Lfs2084, la gibberel·lina activa més important a l'inici del desenvolupament del fruit de tomaca, podrien estar associats amb una major activitat de l¿enzim catabòlic SlGA2ox2. Aquests resultats, juntament amb els canvis en els perfils d¿expressió de SlARF7 i TAG1, són coherents amb el fenotip de menor taxa de quallat observat en el mutant. La mutació Lfs2448 també promou la degeneració dels grans de pol·len portadors de l¿insert, reduint en gran mesura la quantitat de tubs pol·línics que progressen al llarg de l¿estil durant el procés de pol·linització. La seua caracterització molecular ha indicat que el fenotip de Lfs2448 podria estar ocasionat per una alteració de la funció d¿un o dos gens que codifiquen proteïnes CYP450 i que s'expressen majoritàriament en botons florals i fruits d¿un centímetre. Els resultats suggerixen que la mutació té una funció important en el desenvolupament reproductiu de la tomaca, afectant el procés normal de pol·linització i el quallat de fruit. A més, la caracterització del mutant Arlequín (Alq) ha revelat alteracions en el seu programa de desenvolupament vegetatiu i reproductiu. Pel que fa al desenvolupament vegetatiu, Alq promou un patró d¿expressió més vigorós que el que exhibixen les línies germanes que no porten la mutació, així com canvis en la configuració espacial del desenvolupament radicular. Quant al desenvolupament reproductiu, Alq conduïx a un major quallat de fruit com a conseqüència d¿events de divisió cel·lulars en el pericarp de l¿ovari previs al procés de pol·linització. Un aspecte essencial des d¿un punt de vista agronòmic és que la major taxa de quallat pemet que Alq mantinga la producció de fruit en condicions de moderada salinitat. / Ribelles Alfonso, C. (2018). IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE MUTANTES DE TOMATE RELACIONADOS CON EL CUAJADO DEPENDIENTE E INDEPENDIENTE DE POLINIZACIÓN [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111833 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] En la actualidad, los estreses abióticos son una de las principales limitaciones en la producción agraria y seguridad alimentaria. La búsqueda de estrategias para conseguir una mejor tolerancia a los estreses abióticos es un objetivo de gran interés a nivel mundial, especialmente frente al estrés supra-térmico teniendo en cuenta el escenario de calentamiento global en el cual nos encontramos. Un modo de sortear los estreses ambientales, bajo el prisma de un manejo integrado o ecológico del cultivo, es la utilización de plantas injertadas como estrategia de adaptación. En pimiento, cultivo de gran importancia económica en nuestro país, la menor utilización de la técnica del injerto es debida a la inexistencia de patrones con suficiente adaptabilidad a condiciones de estrés abiótico. En este sentido, el equipo de investigación mixto entre la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), el cual engloba esta tesis doctoral, ha sido capaz de seleccionar diferentes accesiones e híbridos de pimiento, entre ellos el híbrido NIBER®, que utilizados como portainjertos han obtenido buenos resultados en término de rendimiento en condiciones de estrés hídrico y salino, y generar información respecto a los diferentes mecanismos fisiológicos y moleculares responsables de dicha tolerancia. Sin embargo, hasta la fecha, la información sigue siendo limitada en diferentes sentidos: no se ha estudiado en profundidad el efecto del injerto a las altas temperaturas; no se ha profundizado en el estudio de los mecanismos de tolerancia del portainjerto NIBER® frente al estrés hídrico causado por un riego deficitario controlado; y por último, ningún estudio se ha centrado en analizar los efectos del propio injerto sobre el rendimiento y calidad de los frutos de variedades tradicionales de pimiento. En este sentido, los objetivos que se han planteado en esta tesis doctoral han sido: I) evaluación fisiológica y agronómica de la tolerancia al estrés supra-térmico de accesiones de Capsicum annuum L. utilizadas como portainjertos; II) estudio de los mecanismos fisiológicos que subyacen en el comportamiento de portainjertos tolerantes a estrés supra-térmico; III) estudio de las bases del comportamiento agronómico y fisiológico de portainjertos de pimiento tolerantes a estrés hídrico en condiciones controladas de riego deficitario; IV) evaluación agronómica y de la calidad del fruto de variedades tradicionales de pimiento injertadas sobre patrones tolerantes a estreses abióticos. En esta tesis doctoral, por un lado, hemos sido capaces de seleccionar accesiones de pimiento, especialmente A57, que utilizadas como portainjertos confieren a la variedad injertada cierto grado de tolerancia al estrés térmico por altas temperaturas. También hemos podido comprobar que estos portainjertos tolerantes permiten a la variedad generar respuestas adaptativas a los efectos negativos de este estrés mediante la modificación de su comportamiento fisiológico, disminuyendo la fuga de electrolitos y la acumulación de H2O2, y aumentando el contenido de clorofilas y carotenoides en las hojas. Esta respuesta fisiológica observada en las hojas resulta en una mejor adaptación fisiológica en su fase reproductiva, mejorando el contenido de prolina en las anteras y la viabilidad de los granos de polen, incrementando con ello el cuajado de frutos y en consecuencia el rendimiento comercial. Por otro lado, hemos visto que la tolerancia al estrés hídrico conferida por el portainjerto NIBER® es consecuencia de una modificación fisiológica que permite mantener los niveles de fotosíntesis con una adecuada eficiencia en el uso del agua, resultando en un mayor rendimiento comercial. En este sentido, el uso de la estrategia de riego deficitario combinada con el uso de portainjertos tolerantes al estrés hídrico y con un mayor desarrollo radical, como es el caso del NIBER®, puede considerarse útil para reducir el consumo de agua, amortiguando lo / [CA] En l'actualitat, els estressos abiòtics són una de les principals limitacions en la producció agrària i seguretat alimentària. La cerca d'estratègies per a aconseguir una millor tolerància als estressos abiòtics és un objectiu de gran interés a nivell mundial, especialment davant de l'estrés supra-tèrmic tenint en compte l'escenari de calfament global en el qual ens trobem. Una manera de sortejar els estressos ambientals, sota el prisma d'un maneig integrat o ecològic del cultiu, és la utilització de plantes empeltades com a estratègia d'adaptació. En pimentó, cultiu de gran importància econòmica al nostre país, la menor utilització de la tècnica de l'empelt és deguda a la inexistència de patrons amb suficient adaptabilitat a condicions d'estrés abiòtic. En aquest sentit, l'equip d'investigació mixt entre la Universitat Politècnica de València (UPV) i l'Institut Valencià d'Investigacions Agràries (IVIA), el qual engloba aquesta tesi doctoral, ha sigut capaç de seleccionar diferents accessions e híbrids de pimentó, entre ells l'híbrid NIBER®, que utilitzats com portaempelts han obtingut bons resultats en terme de rendiment en condicions d'estrés hídric i salí, i generar informació respecte als diferents mecanismes fisiològics i moleculars responsables d'aquesta tolerància. No obstant això, fins hui, la informació continua sent limitada en diferents sentits: no s'ha estudiat en profunditat l'efecte de l'empelt a les altes temperatures; no s'ha aprofundit en l'estudi dels mecanismes de tolerància del portaempelt NIBER® enfront de l'estrés hídric causat per un reg deficitari controlat; i finalment, cap estudi s'ha centrat en estudiar els efectes del propi empelt sobre el rendiment i qualitat dels fruits de varietats tradicionals de pimentó. En aquest sentit, els objectius que s'han plantejat en aquesta tesi doctoral han sigut: I) avaluació fisiològica i agronòmica de la tolerància a l'estrés supra-tèrmic d'accessions de Capsicum annuum L. utilitzades com portaempelts; II) estudi dels mecanismes fisiològics que subjauen en el comportament de portaempelts tolerants a estrés supra-tèrmic; III) estudi de les bases del comportament agronòmic i fisiològic de portaempelts de pimentó tolerants a estrés hídric en condicions controlades de reg deficitari; IV) avaluació agronòmica i de la qualitat del fruit de varietats tradicionals de pimentó empeltades sobre patrons tolerants a estressos abiòtics. En aquesta tesi doctoral, d'una banda, hem sigut capaços de seleccionar accessions de pimentó, especialment A57, que utilitzades com portaempelts confereixen a la varietat empeltada un cert grau de tolerància a l'estrés tèrmic per altes temperatures. També hem pogut comprovar que aquests portaempelts tolerants permeten a la varietat generar respostes adaptatives als efectes negatius d'aquest estrés mitjançant la modificació del seu comportament fisiològic, disminuint la fugida d'electròlits i l'acumulació de H2O2, i augmentant el contingut de clorofil·les i carotenoides en les fulles. Aquesta resposta fisiològica observada en les fulles resulta en una millor adaptació fisiològica en la seua fase reproductiva, millorant el contingut de prolina en les anteres i la viabilitat dels grans de pol·len, incrementant amb això el quallat de fruits i en conseqüència el rendiment comercial. D'altra banda, la tolerància a l'estrés hídric conferida pel portaempelt NIBER® és conseqüència d'una modificació fisiològica que permet mantenir els nivells de fotosíntesi amb una adequada eficiència en l'ús de l'aigua, resultant en un major rendiment comercial. En aquest sentit, l'ús de l'estratègia de reg deficitari combinada amb l'ús de portaempelts tolerants a l'estrés hídric i amb un major desenvolupament radical, com és el cas del NIBER®, pot considerar-se útil per a reduir el consum d'aigua, esmorteint els efectes negatius de l'estrés sobre el rendiment, degut principalment a la menor incidència de BER. Finalment, hem sigut capaços de constatar que l'ús de portaem / [EN] Currently, abiotic stresses are one of the main limitations in agricultural production and food security. The search for strategies to achieve a better tolerance to abiotic stresses is an objective of great interest worldwide, especially in the face of supra-thermal stress, considering the global warming scenario in which we find ourselves. One way to overcome environmental stresses, under the prism of an integrated or ecological management of the crop, is the use of grafted plants as an adaptation strategy. In pepper, a crop of great economic importance in our country, the lesser use of the grafting technique is due to the lack of rootstocks with sufficient adaptability to abiotic stress conditions. In this sense, the mixed research team between Universitat Politècnica de València (UPV) and Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), which includes this doctoral thesis, has been able to select different pepper accessions and hybrids, including the NIBER® hybrid, which used as rootstocks have obtained good results in terms of yield under conditions of water and saline stress, and generate information regarding the different physiological and molecular mechanisms responsible for said tolerance. However, to date, the information remains limited in different ways: the effect of grafting at high temperatures has not been studied in depth; the study of the tolerance mechanisms of the NIBER® rootstock against water stress caused by controlled deficit irrigation has not been studied in depth; and finally, no study has focused on analyzing the effects of the graft itself on the yield and quality of the fruits of traditional pepper varieties. In this sense, the objectives that have been set in this doctoral thesis have been: I) physiological and agronomic evaluation of the tolerance to supra-thermal stress of accessions of Capsicum annuum L. used as rootstocks; II) study of the physiological mechanisms that underlie the behavior of rootstocks tolerant to supra-thermal stress; III) study of the bases of the agronomic and physiological behavior of pepper rootstocks tolerant to water stress under controlled conditions of deficit irrigation; IV) agronomic and fruit quality evaluation of traditional pepper varieties grafted on rootstocks tolerant to abiotic stresses. In this doctoral thesis, on the one hand, we have been able to select pepper accessions, especially A57, which, when used as rootstocks, give the grafted variety a certain degree of tolerance to thermal stress from high temperatures. We have also been able to verify that these tolerant rootstocks allow the variety to generate adaptive responses to the negative effects of this stress by modifying its physiological behavior, decreasing electrolyte leakage and H2O2 accumulation, and increasing the content of chlorophylls and carotenoids in the leaves. This physiological response observed in the leaves results in a better physiological adaptation in its reproductive phase, improving the proline content in the anthers and the viability of pollen grains, thereby increasing fruit set and consequently commercial yield. On the other hand, the tolerance to water stress conferred by the NIBER® rootstock is the consequence of a physiological modification that allows maintaining photosynthesis levels with an adequate water use efficiency, resulting in a higher commercial yield. In this sense, the use of the deficit irrigation strategy combined with the use of tolerant rootstocks to water stress and with greater root development, as is the case of NIBER®, can be considered useful to reduce water consumption, cushioning the negative stress effects on yield, mainly due to the lower incidence of blossom-end rot (BER). Finally, we have been able to verify that the use of tolerant rootstocks to abiotic stresses, such as NIBER®, in traditional pepper varieties could be a useful technique to improve the yield and commercial quality of this crop, mainly by reducing the incidence of BER, / Esta tesis doctoral ha sido realizada gracias a la financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación (MCIN/AEI/10.13039/501100011033) mediante los proyectos RTA-2017- 00030-C02 y PID2020-118824RR-C2, y a la financiación del Ministerio de Universidades a través de un contrato predoctoral FPU (FPU18/00564) / Gisbert Mullor, R. (2023). Análisis de la variabilidad genética del género Capsicum frente a estreses abióticos para su uso como portainjertos. Estudio de los mecanismos fisiológicos de tolerancia, del comportamiento agronómico y de la calidad del fruto [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/196652 / Compendio