Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JarinaIAD_DISSER.pdf: 514833 bytes, checksum: 641caa6d8e62a6f321b602c8088bf35f (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Gherkin (Cucumis anguria L.) is a very common cucurbit but still underutilized in the Brazilian north-northeast. This study aimed to evaluate the genetic potential of two populations of gherkin with germplasm obtained from small farms. Hundred families half-sibs of MCE-20 (fruit with spikes) and MSE-03 (fruit without spikes) populations were evaluated in design in randomized blocks with three replications for the traits fruit weight, number of fruits per plant, longitudinal diameter, transverse diameter, format index, and soluble solids. Both populations have the potential for breeding programs to obtain plants with large fruit (> 90 g) and prolific plants. Indirect selection based on the selection of plants with higher number of fruits per plant is efficient for the selection of families with large fruit, long fruit (IF> 1.3) and prolific plants / O maxixe (Cucumis anguria L.) é uma cucurbitácea muito comum no norte-nordeste brasileiro mas ainda subutilizada. O presente trabalho teve o objetivo de avaliar o potencial genético de duas populações de maxixe obtidas com germoplasma provenientes de pequenas propriedades. Foram avaliadas cem famílias de meio-irmãos das populações MCE-20 (frutos com espículos) e MSE-03 (frutos sem espículos) em delineamento em blocos casualizado com três repetições para os caracteres peso médio do fruto, número de frutos por planta, diâmetros longitudinal e transversal, índice de formato e sólidos solúveis. As populações MCE-20 e MSE-03 têm potencial para programas de melhoramento visando obter plantas com frutos grandes (> 90 g) e prolíficas. A seleção indireta com base na seleção de plantas com maior número de frutos por plantas é eficiente para a seleção de famílias com frutos grandes, compridos (IF > 1,3) e plantas prolíficas. Palavras-chave: Cucumis anguria, parâmetros genéticos, REML-BLUP, ganho genético

O maxixeiro (Cucumis anguria L.) é uma cultura de grande importância nas regiões Norte e Nordeste do Brasil. No entanto, a maior parte da produção brasileira desta hortaliça é obtida sem o uso de genótipos e tecnologias adequadas. Os objetivos desse trabalho foram: Fazer a caracterização fenotípica de acessos locais e comerciais de maxixe da região sul do Tocantins, avaliar sua capacidade de combinação e a ação gênica. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados com três repetições. Os tratamentos foram nove genótipos de maxixe e suas combinações híbridas obtidas em cruzamento dialélico de acordo à metodologia proposta por Gardner e Eberhart, totalizando quarenta e cinco tratamentos. Foram coletados frutos de cultivos familiares na região sul do Tocantins e também foram adquiridos duas cultivares comerciais (Feltrin® e Topseed®), posteriormente foi multiplicado as sementes dos frutos do município de Gurupi e efetuados cruzamentos. Foram caracterizados nove genótipos com seleções de suas partes vegetativas e reprodutivas, assim como avaliarem sua ação gênica em relação às estimativas de efeitos de variedade e heterose e de seus híbridos. Avaliou-se a sua capacidade de combinação e as médias de variância dos frutos para diâmetro do fruto (mm), comprimento do fruto (mm), peso médio do fruto (g) e produtividade (tonha-1). A caracterização vegetativa dos genótipos mostrou uma leve separação entre os genótipos, principalmente nas características relacionadas ao tamanho foliar. Nas características reprodutivas, porém, não houve separação entre os genótipos e cultivares. Algumas características possuem correlação mais forte que outras, como o cultivar comercial Topseed®, que se distingue dos demais cultivares na PCA de caracteres vegetativos. No resumo de análises de variações nas características de diâmetro, comprimento, peso e firmeza do fruto foram identificados diferenças significativas, na característica de produtividade tivessem efeitos não significantes nas fontes de variações para variedade, heterose média e heterose de variedade. Na estimativa de efeito de variedade, as características diâmetro dos frutos (36,21); comprimento do fruto (45,29) e peso do fruto (32,86) o genótipo MAXGU#02 foi superior, e na característica firmeza do fruto (133,80 N) e produtividade (15,61) o genótipo MAXGU#01. Na estimativa de efeito de heterose de variedade as características de diâmetro do fruto (47,64); comprimento do fruto (80,43); peso médio dos frutos (40,18); firmeza do fruto (100,36) e produtividade (2,70) se destaca o genótipo MAXGU#03. Nas características diâmetro do fruto, comprimento do fruto e produtividade predomina os efeitos não aditivos. Nas caraterísticas peso do fruto e firmeza de polpa e casca foram efeitos aditivos, em seu desempenho “per se”. / The gherkin (Cucumis anguria L.) is a culture of great importance of in the North and Northeast of Brazil. However, most of the Brazilian production of this vegetable is obtained without the use of genotypes and appropriate technologies. The objectives of this study were phenotypic characterization local and commercial access of gherkin in the southern region of Tocantins, assess their capacity for action and the combination of genes. The experiment was conducted in a delineation of block design with three replications. The treatments were nine genotypes of gherkin and hybrids obtained in diallel crossings according to the methodology proposed by Gardner and Eberhart, totaling forty-five treatments. Fruits were collected of home gardens in the southern region of the state of Tocantins and also two commercial crops (Feltrin® e Topseed®), subsequently were multiplied the seeds of the fruits of the municipality of Gurupi and were made crosses. Were characterized nine genotypes with selections of their vegetative and reproductive parts, also its gene action was evaluated in relation to the estimates of effects of variety and heterosis and hybrids capacity combination and average variance of the fruits were evaluated for fruit diameter (mm), fruit length (mm), average fruit weight (g) and productivity (tonha-1). The vegetative characterization of the genotypes showed a slight separation between the genotypes, mainly at the characters related to the leaf size. In the reproductive traits, however, there was no separation between genotypes and cultivars. Some characters have a stronger correlation than others, such as the commercial cultivar Topseed ®, which differs from the other cultivars in PCA of vegetative characters. In the summary analysis of variation in the characteristics of fruit diameter, fruit length, fruit weight and fruit firmness were identified significant differences, whereas the characteristic productivity hadn't significant effects on the sources of variety, average heterosis and heterosis of variety. In the estimation of the effect of variety, diameter characteristics of the fruits (36.21); fruit length (45,29) and fruit weight (32,86) MAXGU#02 genotype was higher, and the feature of fruit firmness (133,80) and productivity (15,61) was the genotype MAXGU#01. The estimation of heterosis effect of variety, the characteristics fruit diameter (47,64); fruit length (80,43), average fruit weight (40.18), fruit firmness (100,36) and productivity (2,70) highlights the MAXGU#03 genotype. In the characteristics diameter, length and average weight of the fruits, additive effects predominated in their performance "per se". For firmness of pulp and peel and productivity predominate not additive effects.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-22T10:02:24Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2108136 bytes, checksum: 6362c4b27f4cec0aeb17552ba757b28f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-22T10:02:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2108136 bytes, checksum: 6362c4b27f4cec0aeb17552ba757b28f (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Frutos de maxixe (Cucumis anguria) têm curto período pós-colheita, tornando-se amarelecidos e sem valor comercial, fato que pode estar associado à sua colheita desuniforme. Para os frutos de maxixe, ainda não é conhecido o padrão do crescimento. É importante avaliar o processo de desenvolvimento e a fisiologia dos frutos, pois permite estabelecer o momento oportuno de aplicação dos tratos culturais e o período adequado da colheita, visando estender o período pós-colheita e manutenção da qualidade. Mudanças físicas, químicas e fisiológicas ocorrem durante o processo de crescimento, amadurecimento e senescência, influenciadas pelo etileno, hormônio que regula muitos aspectos fisiológicos. Neste sentido, frutos carnosos podem ser divididos em duas categorias, de acordo com suas respostas fisiológicas ao etileno: frutos sensíveis ao etileno e frutos insensíveis, relacionadas com receptores de etileno. Diante disso, o objetivo específico desse trabalho foi: caracterizar as alterações físicas, químicas e fisiológicas de frutos de maxixe, de duas variedades comerciais, Maxixe do Norte e Maxixe Liso de Calcutá; determinar a curva de crescimento dos frutos de ambas as cultivares e o ponto de colheita comercial ideal dessas variedades; avaliar a sensibilidade das duas cultivares, Maxixe do Norte e Maxixe Liso de Calcutá, tratados com etileno, em estádio de colheita comercial, além de frutos obtidos do CEASA, para determinar se a falta de homogeneidade no ponto de colheita desses frutos interfere na resposta ao etileno. Avaliou-se também o padrão climatérico dos frutos das duas variedades comerciais. O experimento foi conduzido na horta nova da Universidade Federal de Viçosa nos anos de 2014 e 2015. Flores femininas foram identificadas, logo após abertura floral, para controle do desenvolvimento dos frutos, sendo realizadas análises de diâmetro transversal e longitudinal, volume, massa fresca (MF), massa seca (MS), sólidos solúveis totais (SST), acidez, clorofila a, clorofila b e clorofila total (CT), carotenoides, açúcares solúveis totais (AST), açúcares redutores (AR), açúcares não redutores (ANR), amido e a produção de CO2 e etileno pelos frutos. Para análise da sensibilidade ao etileno, os frutos foram colhidos em maturidade comercial e tratados com diferentes concentrações de etileno gasoso: 0,1; 1; 10; 100 e 1000 μL/L, e o controle. Análises de perda da massa fresca (PMF), teor de ácido ascórbico (VIT C), CT, carotenoides, AST, AR, ANR e amido foram realizadas nos dias 0, 2, 4, 6, 8 e 10, após a colheita. Frutos obtidos do CEASA receberam os mesmos tratamentos, sendo realizadas avaliações de PMF e CT, nos dias 0, 2, 4, 5 e 7. Para análise do padrão respiratório, frutos receberam os mesmos tratamentos acima, porém foram colocados individualmente em potes para acúmulo de CO2 e etileno, sendo realizada análise do ar acumulado a cada 2 dias, ao longo de 10 dias. Os frutos, de ambas as variedades, apresentaram curva de crescimento sigmoide simples, com taxa máxima de crescimento aproximadamente no 11° dia após a antese. Os frutos apresentaram decréscimo na respiração, com pico no sexto dia após antese. Os tratamentos não apresentaram diferença significativa para as variáveis avaliadas. Os frutos obtidos no CEASA, tratados com 100 e 1000 μL/L de etileno, estavam deteriorados no quarto dia de avaliação. Essas doses induziram maiores PMF e maior degradação de clorofila. Os frutos não apresentaram pico de respiração e de etileno, independente da concentração aplicada. Frutos de maxixe são praticamente insensíveis ao etileno e podem ser classificados como não climatéricos. / Gherkin fruits (Cucumis anguria) has short postharvest period, becoming yellowed and without commercial value, which may be associated with its uneven harvest. For gherkin fruit, still it is not known the growth pattern. Evaluate the process of development and physiology of the fruit may establish the timely application of field treatments and the appropriate period of harvest, aiming to extend the postharvest period and quality maintenance. Physical, chemical and physiological changes occur during the process of growth, ripening and senescence, influenced by ethylene which regulates many physiological aspects. Fleshy fruits can be divided into two categories according to their physiological responses to ethylene: Ethylene sensitive and insensitive fruits, related with ethylene receptors. Thus, the aim of this study was to characterize the physical, chemical and physiological changes of two commercial varieties of gherkin fruits, Maxixe do Norte and Maxixe liso de Calcutá; determine the growth curve of the fruit of both cultivars and the optimal harvest time of these varieties; evaluate the sensitivity of both cultivars, treated with ethylene in the commercial harvesting stage, and in fruits obtained from CEASA, to determine whether the lack of homogeneity in the fruits harvest point interferes in the response to ethylene. Also assessed the standard-climacteric fruits of two commercial varieties. The experiment was conducted in the new UFV garden in the years of 2014 and 2015. Female flowers were identified right after flower opening for control of fruit development, being conducted analysis of transverse and longitudinal diameter, volume, fresh weight (WF), dry matter (DM), total soluble solids (TSS), acidity, chlorophyll a, chlorophyll b and total chlorophyll (TC), carotenoids, total soluble sugars (TSS), reducing sugars (RS), not reducing sugars (ANR), starch and the production of CO2 and ethylene by the fruit. For the analysis of ethylene sensitivity, the fruits were harvested at commercial maturity and treated with different concentrations of ethylene gas: 0.1, 1, 10, 100 and 1000 μL/L, and control. Analysis of cumulative weight loss (CWL), ascorbic acid content (vitamin C), TC, carotenoids, TSS, RS, ANR and starch were performed on days 0, 2, 4, 6, 8 and 10 after harvest. Fruits obtained from CEASA received the same treatments, being cared out evaluations of CWL and TC, on days 0, 2, 4, 5, 7. For analysis of respiratory pattern, fruits received the same treatments above, but were individually placed in pots to accumulate CO2 and ethylene, being carried out analysis of air accumulated every 2 days over 10 days. The fruits of both varieties, presented a simple sigmoidal growth curve, with maximum growth rate at approximately 11 days after anthesis. The fruits showed a decrease in respiration, with a peak on the 6th day after anthesis. The treatments did not differ significantly for the variables evaluated. The fruits obtained in CEASA treated with 100 and 1000 μL/L of ethylene, were damaged on the fourth day of evaluation. These doses induced higher CWL and higher degradation of chlorophyll. The fruits showed no respiration and ethylene peak, regardless of the applied concentration. Gherkin fruits are practically insensitive to ethylene and can be classified as non-climacteric.

Tesis por compendio / [ES] El melón (Cucumis melo L.) es una de las especies hortícolas más demandadas en el mundo, y como tal el mejoramiento vegetal tiene el desafío continuo de generar alternativas para el agricultor por medio del desarrollo de nuevas variedades que presenten, tolerancia/ resistencia a factores de estrés biótico (plagas y enfermedades) y abiótico (temperatura, humedad, suelo) y a su vez atributos de calidad apreciados por el consumidor. El mejoramiento convencional en melón por medio de cruzamientos entre líneas seleccionadas es una estrategia ampliamente utilizada, pero que presenta algunas limitaciones, como las barreras de cruzabilidad entre las variedades comerciales y el germoplasma silvestre, además de los períodos extensos de tiempo requeridos para evaluar las progenies. En este contexto, el injerto y el desarrollo de nuevos patrones están siendo adoptados a nivel mundial como estrategias alternativas de mejora en cultivos hortícolas, que permite aprovechar caracteres de interés presentes en especies no cultivadas o no comerciales sin necesidad de realizar largos y complejos planes de mejora (cruzamiento y retrocruzamiento). El uso de la diversidad intra e interespecífica como portainjertos para sandía ha dado muy buenos resultados, documentados en una amplia bibliografía científica. Sin embargo, las ventajas y beneficios del injerto presentan inconsistencias en los estudios realizados en melón. Esto se explica por los diferentes métodos de cultivos evaluados, así como por la amplia gama de variedades y tipos comerciales de melón existentes; esto exige a su vez, mayor inversión y fortalecimiento de la investigación en esta área del conocimiento. La presente Tesis Doctoral tiene por objetivo la generación de información relacionada al injerto en melón mediante la evaluación de portainjertos desarrollados en los grupos de mejora del Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV), donde se ha llevado a cabo este trabajo, utilizando para ello diferentes condiciones de cultivo, y por lo tanto estrés, y utilizando dos tipos de melón muy consumidos en España y Europa como el ‘Piel de Sapo’ y el ‘Cantalupo’, además de una variedad tradicional muy apreciada por su calidad, el ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. La recuperación de variedades tradicionales es un reto para la agricultura moderna y gracias al injerto validamos el potencial de esta técnica para producir ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ bajo condiciones de estrés por la presencia de un hongo patógeno como Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker en el suelo. El patrón experimental UPV-PRMc, desarrollado por el grupo de mejora de cucurbitáceas del COMAV de la Universidad Politécnica de Valencia, mediante la hibridación de un melón tipo ‘Piel de Sapo’ y una accesión de un melón silvestre del tipo agrestis, mostró su capacidad para proporcionar resistencia y vigor a la variedad tradicional, que sin el uso de un portainjerto resistente sería incapaz de culminar su ciclo de cultivo bajo estas condiciones. Ensayos de campo complementarios permitieron evaluar el comportamiento de diferentes portainjertos experimentales y comerciales de Cucurbita y Cucumis, en condiciones de estrés bajo sistemas de producción convencional en campo abierto. Con relación al vigor y al desarrollo de las plantas injertadas, los patrones de Cucurbita mostraron un retraso en el vigor temprano del cultivo y tanto Ma x Mo EF como Pe x Pe ZS tuvieron los más bajos rendimientos. Destaca el uso del híbrido Ma x Ec como una buena alternativa a los híbridos comerciales normalmente utilizados entre C. maxima x C. moschata. Por su parte los portainjertos de C. melo mostraron una mejor afinidad y mayor vigor consistentemente a lo largo de los 3 años de estudio, al igual que los híbridos interespecíficos Fi x My y Fi x An. Adicionalmente al estudio de la compatibilidad entre el melón Piel de Sapo y los diferentes patrones experimentales y comerciales, también se abordó el impacto sobre la calidad del fruto. Este aspecto es quizá el más controvertido en relación al injerto por el uso de patrones filogenéticamente distantes que pueden pertenecer a otra especie o género distinto al melón. Nuestros datos reflejaron que los patrones de Cucurbita tuvieron efecto sobre la forma del fruto y la cavidad seminal, mientras que los patrones de Cucumis melo presentaron un menor impacto sobre los parámetros de calidad del fruto. También es importante destacar que los patrones de especies silvestres o no cultivadas de Cucumis no afectaron significativamente la calidad, a pesar de que C. metuliferus E. Meyer ex Naudin mostró signos de colapso en el segundo año de evaluación y consistentemente produjo los frutos más pequeños en comparación a las plantas sin injertar. El estudio complementario sobre el perfil metabólico y aromático de los frutos ha permitido ampliar los criterios de selección de portainjertos de melón. Se observó la variación en el contenido de ácidos y azúcares principalmente debido al grado de maduración y en menor medida a una combinación de patrón-variedad específica. La modificación del perfil de compuestos volátiles mostró un efecto claro de los portainjertos de Cucurbita sobre la variedad de melón, con el incremento de compuestos aromáticos relacionados a la calabaza y la reducción de otros compuestos claves en el aroma del melón Piel de Sapo. Con la perspectiva de aprovechar el germoplasma silvestre como portainjerto, en el Capítulo 2 de la presente tesis doctoral, presentamos los estudios enfocados en la caracterización de especies silvestres o no cultivadas del género Cucumis, que son una fuente de resistencias a patógenos y enfermedades de importancia económica como nematodos, oído o Fusarium, y que están ausentes en las variedades comerciales de melón. La estandarización de metodologías para optimizar la germinación de accesiones de Cucumis silvestres ha sido un primer paso para maximizar el rendimiento de la semilla como material de partida, ya que la dormancia presente en el germoplasma no cultivado suele ser un factor limitante. Basados en los estudios preliminares de campo en los que se observó la diferencia de vigor entre una accesión de C. metuliferus y el melón ‘Piel de Sapo’, se estudió si los híbridos interespecíficos desarrollados por el grupo de mejora suponían una opción para el incremento del vigor y la combinación de características deseables en una misma planta capaz de soportar el injerto de una variedad comercial de melón. Las barreas de incompatibilidad, impidien los cruzamientos viables con C. metuliferus (filogenéticamente separado del resto de Cucumis africanos) pero los híbridos interespecíficos de los cruzamientos entre Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. y Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin son viables. Estos materiales F1, mostraron un mayor vigor, un incremento en el diámetro de su hipocótilo y una buena compatibilidad con melones de tipo ‘Cantalupo’ y ‘Piel de Sapo’, bajo condiciones de invernadero y a campo abierto. Un alto grado de resistencia a Fusarium oxysporum f. sp. melonis como resultado de la combinación de sus genomas parentales, así como una buena tolerancia al estrés osmótico bajo condiciones in vitro, destacan como características deseables en estos dos híbridos interespecíficos. Utilizando especies silvestres e híbridos de Cucumis, se evaluaron distintas metodologías para la obtención de poliploides, con el objetivo de potenciar el vigor de las plántulas (tamaño y diámetro del hipocótilo) y estudiar los efectos de la poliploidización. La colchicina fue el compuesto antimitótico más efectivo aplicado sobre semillas pregerminadas de dos híbridos interespecíficos de Cucumis. En líneas homocigóticas de C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, o C. metuliferus, la duplicación del genoma no fue estable en ningún caso. La evaluación del nivel de ploidía confirmó que los alopoliploides obtenidos fueron hexaploides (6n=72). Los nuevos materiales obtenidos, son alopoliploides sintéticos que resultaron de la duplicación de un genoma híbrido. A diferencia de sus antecesores triploides, los alopoliploides mostraron la recuperación de su fertilidad, asociado posiblemente a la presencia de SNPs concretos relacionados a genes que codifican procesos reproductivos. La mejora de características de interés en especies silvestres (mayor diámetro de los hipocótilos) ha sido posible por medio de la poliploidización, lo que favorece el procedimiento de realización del injerto y la producción de la planta injertada. Los resultados presentados en esta tesis doctoral han sido posibles gracias a la colaboración de grupos de investigación interdisciplinarios de la Universidad Politécnica de Valencia, la Universidad Jaime I de Castellón y la Politécnica de Cataluña, en el marco del proyecto AGL2014-53398-C2-2-R APROXIMACIONES BIOTECNOLOGICAS Y CULTURALES PARA LA MEJORA DE LAS RESISTENCIAS Y EL CONTROL DE ENFERMEDADES EN MELON Y SANDIA y con apoyo de los proyectos AGL2017- 85563-C2-1-R de FEDER/Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades–Agencia Estatal de Investigación, y proyecto para Grupos de Excelencia PROMETEO 2017/078 además del apoyo de la SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN (SENECYT-ECUADOR) que por medio del Instituto de Fomento al Talento Humano (IFTH), proporcionó una beca de estudio al doctorando. / [EN] The melon (Cucumis melo L.) is one of the most demanded horticultural species in the world and as such, plant improvement has the constant challenge of thinking up alternatives for the farmer through the development of new varieties with tolerance / resistance to biotic (pests and diseases) and abiotic (temperature, humidity, soil) stress factors and quality attributes appreciated by the consumer. Conventional breeding in melon through crossings between selected lines is a widely used strategy, but it has some limitations, such as cross barriers between commercial varieties and wild germplasm, in addition to the extended periods of time required to evaluate the progeny. In this context, grafting and the development of new rootstocks are being adopted worldwide as alternative breeding strategies in horticultural crops, which allows to take advantage of relevant characteristics present in non-cultivated or non-commercial species without extensive and complex breeding programs (crossing and backcrossing). Development of rootstocks for watermelon crop derived from intra and interspecific diversity have been successful and well documented in a wide scientific bibliography. However, advantages and benefits from grafting show inconsistent data in melon assays. These results can be explained since different cultivation methods have been evaluated and because of the large number of commercial varieties of melon; this fact motivates a higher investment and strengthening of research in this area of knowledge. The present Doctoral Thesis has as objective the generation of information related with melon grafting, through the development, characterization and study under stress conditions of novel rootstocks used for two commercial cultivars consumed in Spain and Europe, like ‘Piel de Sapo’ and ‘Cantaloupe’, besides a traditional variety as the ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. Recovery of traditional cultivars is a challenge for modern agriculture and thanks to grafting we have validated the potential of this technique to crop ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ in soil stressed by Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker. The experimental rootstock UPV-PRMc, developed by Institute for the Preservation and Improvement of Valencian Agro-diversity (COMAV) of the Polytechnic University of Valencia, from an hybridization between one ‘Piel de Sapo’ melon and one accession of wild agrestis melon, provided resistance and vigor to the traditional variety, which is not able to complete the crop cycle without be grafted onto a resistant rootstock. Complementary field trials allowed to test the behavior of experimental and commercial rootstocks of Cucurbita and Cucumis under stress conditions in conventional production systems. Regarding vigor and growth of grafted plants, Cucurbita rootstocks showed a delay in early vigor of plants and Ma x Mo EF and Pe x Pe ZS had the lowest yields. The Ma x Ec hybrid highlights as a good alternative to the C. maxima x C. moschata hybrids, commonly used in commercial grafting. On the other hand, C. melo rootstocks showed better affinity and higher vigor consistently along these 3 years, as well as the interspecific hybrids Fi x My and Fi x An. Additionally to the compatibility behavior between ‘Piel de Sapo’ melon and different experimental and commercial rootstocks, also the impact on fruit quality was studied. This issue is one of the most controversial about grafting because of the use of rootstocks phylogenetically distant that belong to other species or genera than melon. Our data showed an effect over shape and size of seed cavity when using Cucurbita rootstocks, while Cucumis melo ones showed a lower impact on fruit quality traits. It is important to note that rootstocks derived from wild or non-cultivated Cucumis species did not alter significantly the quality, despite of that C. metuliferus E. Meyer ex Naudin showed vine decline symptoms in the second year and consistently the smallest fruits compared to non-grafted plants. The complementary analysis of the aromatic and metabolic profile from fruits have allowed to increase the selection criteria for melon rootstocks. Variation in acids and sugars was observed mainly due to maturation degree and to a lesser extent to a specific rootstock-scion combination. The modification in volatile compounds levels displayed an effect of the Cucurbita rootstocks on melon cultivar, increasing aromatic compounds related to pumpkin and decreasing other key compounds in ‘Piel de Sapo’ aroma melon. With the prospect to take advantage from wild germplasm to develop new rootstocks, in the Chapter 2 in this Doctoral Thesis, we showed the studies focused on the characterization of wild or non-cultivated species in the Cucumis genus, which are a resistance resource against pathogens and diseases of economic importance like nematodes, powdery mildew or Fusarium, and that are absent in commercial melon. The standardization of methodologies to optimize the germination of wild Cucumis accessions has been the first step to maximize the seed yield as a started material, since the dormancy in non-cultivated germplasm is usually a limiting factor. Based on preliminary field studies, where the differences in vigor between C. metuliferus and ‘Piel de Sapo’ melon were observed, the development of interspecific hybrids was approached as an option to increase the vigor and combine characteristics of interest in one same plant able to bear the grafting with a commercial variety of melon. The incompatibility barriers prevented viable crosses with C. metuliferus (phylogenetically distant of the rest of African Cucumis), although two interspecific hybrids were viable from crosses between Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. and Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin. These F1 plants had higher vigor, hypocotyl diameter and good compatibility with ‘Cantaloupe’ and ‘Piel de Sapo’ melons under field and greenhouse conditions. High level of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. melonis as result of the combination of their parental genomes, as well as a good tolerance to osmotic stress under in vitro conditions, highlight as desirable characteristics in these two new interspecific hybrids. With the preliminary results on the improvement of traits in wild Cucumis germplasm from the hybridization, some methodologies were evaluated to obtain polyploids, in order to enhance the desirable features in these hybrids (vigor, hypocotyl size and diameter). Colchicine was the most effective antimitotic agent applied over pregerminated seeds of two Cucumis interspecific hybrids. In homozygous lines of C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, or C. metuliferus, genome duplication was not stable. The polyploidy level confirmed that allopolyploids obtained were hexaploids (6n=72). The novel materials obtained are synthetic allopolyploids that result from the duplication of a hybrid genome. Unlike their triploid ancestors, allopolyploids showed the recovery of their fertility, possibly associated with the presence of specific SNPs related to genes that encode reproductive processes. The improvement of characteristics of interest in wild species has been possible through polyploidization, which favors the development of new improved materials capable of adapting to the grafting process. The results presented in this Doctoral Thesis have been possible thanks to the collaboration of interdisciplinary research groups from Polytechnic University of Valencia, Jaime I University of Castellón and Polytechnic University of Catalonia, within the framework of the AGL2014-53398-C2-2 project. -R BIOTECHNOLOGICAL AND CULTURAL APPROACHES FOR THE IMPROVEMENT OF RESISTANCES AND THE CONTROL OF DISEASES IN MELON AND WATERMELON and with the support of the projects AGL2017-85563-C2-1-R of FEDER / Ministry of Science, Innovation and Universities-State Agency of Research and project for Groups of Excellence PROMETEO 2017/078, in addition to the support of the SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN (SENECYT-ECUADOR) which through the Institute for the Promotion of Human Talent (IFTH), provided a scholarship for the doctoral candidate. / [CA] El meló (Cucumis melo L.) és una de les especies hortícoles més demandades en el món, i consegüentment el millorament vegetal té el desafiament continu de generar alternatives per a l’agricultor per mitjà del desenvolupament de noves varietats que presenten, tolerància/resistència a factors d’estrès biòtic (plagues i malalties) i abiòtic (temperatura, humitat, sòl) i al seu torn atributs de qualitat apreciats pel consumidor. El millorament convencional en meló mitjançant creuaments entre línies seleccionades és una estratègia àmpliament utilitzada, però que presenta algunes limitacions, com la impossibilitat de creuar-se d’algunes varietats comercials i determinat germoplasma silvestre d’interès, a més dels períodes extensos de temps requerits per a avaluar les progènies. En aquest context, l’empelt i el desenvolupament de nous patrons estan sent adoptats a nivell mundial com a estratègies alternatives de millora en cultius hortícoles. L’empelt permet aprofitar caràcters d’interès presents en espècies no cultivades o no comercials sense necessitat de realitzar llargs i complexos plans de millora (creuament i retrocruzamiento). L’ús de la diversitat intra i interespecífica com a portaempelts de meló d’Alger ha donat molt bons resultats, documentats en una àmplia bibliografia científica. No obstant això, els avantatges i beneficis de l’empelt presenten inconsistències en els estudis realitzats en meló. Això s’explica pels diferents mètodes de cultius avaluats, així com per l’àmplia gamma de varietats i tipus comercials de meló existents; això exigeix al seu torn, major inversió i enfortiment de la investigació en aquesta àrea del coneixement. La present Tesi Doctoral té per objectiu la generació d’informació relacionada amb l’empelt en meló, mitjançant l’avaluació de nous portaempelts que s’han obtingut en els grups de millora del COMAV (Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana) on s’ha dut a terme aquest treballs fent servir diferents condicions de cultiu i per tant de estressos i dos tipus de meló molt consumits a Espanya i Europa com el ‘Piel de Sapo’ i el ‘Cantalupo’ a més d’una varietat tradicional reconeguda per la seua excel·lent qualitat, el ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. La recuperació de varietats tradicionals és un repte per a l’agricultura moderna i mijançant l’empelt validem el potencial d’aquesta tècnica per a produir ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ sota condicions d’estrès degudes a la presència en la terra d’un fong patogen com es el Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker. El patró experimental UPV-PRMc, desenvolupat pel grup de millora de cucurbitàcies del COMAV, mitjançant la hibridació d’un meló tipus ‘Piel de Sapo’ i una accessió d’un meló silvestre del tipus agrestis, va mostrar la seua capacitat per a proporcionar resistència i vigor a la varietat tradicional, que sense l’ús d’un portaempelt resistent no completaria el cicle de cultiu sota aquestes condicions. Assajos de camp complementaris van permetre avaluar el comportament de diferents portaempelts experimentals i comercials de Cucurbita i Cucumis, en condicions d’estrès en sistemes de producció convencional a camp obert. En relació amb el vigor i al desenvolupament de les plantes empeltades, els patrons de Cucurbita van mostrar un retard en el vigor a l’inici del cultiu i tant Ma x Mo EF com Pe x Pe ZS van tindre els rendiments més baixos. Destaca l’ús de l’híbrid Ma x Ec com una bona alternativa als híbrids comercials normalment utilitzats que deriven de creuaments C. maxima x C. moschata. Per la seua part els portaempelts de C. melo van mostrar una millor afinitat i major vigor consistentment al llarg dels 3 anys d’estudi, igual que els híbrids interespecífics Fi x My i Fi x An. Addicionalment a l’estudi de la compatibilitat entre el meló ‘Piel de Sapo’ i els diferents patrons experimentals i comercials, també es va estudiar l’impacte sobre la qualitat del fruits. Aquest aspecte és potser el que més controvèrsia crea al voltant de l’ús de l’emplet on s’utilitzen portampelts filogenèticament distants que poden pertànyer a una altra espècie o gènere diferent al meló. Les nostres dades van reflectir que els patrons de Cucurbita van tindre efecte sobre la forma del fruit i la cavitat seminal, mentre que els patrons de Cucumis melo van presentar un menor impacte sobre els paràmetres de qualitat del fruit. També és important destacar que els patrons d’espècies silvestres o no cultivades de Cucumis no van afectar significativament la qualitat, a pesar que C. metuliferus E. Meyer ex Naudin va mostrar signes de col·lapse en el segon any d’avaluació i consistentment va produir els fruits més xicotets en comparació a les plantes sense empeltar. L’estudi complementari sobre el perfil metabòlic i aromàtic dels fruits ha permès ampliar els criteris de selecció de portaempelts de meló. Es va observar la variació en el contingut d’àcids i sucres principalment com a consequència del grau de maduració i en menor mesura a una combinació de patró-varietat específica. La modificació del perfil de compostos volàtils va mostrar un efecte clar dels portaempelts de Cucurbita sobre la varietat de meló, amb l’increment de compostos aromàtics relacionats amb la carabassa i la reducció d’altres compostos claus en l’aroma del meló tipus ‘Piel de Sapo’. Amb la perspectiva d’aprofitar el germoplasma silvestre per al desenvolupament de nous portaempelts, al Capítol 2 de la present tesi doctoral, presentem els estudis enfocats a la caracterització d’espècies silvestres o no cultivades del gènere Cucumis, que són una font de resistències a patògens i malalties d’importància econòmica com a nematodes, oïdi o Fusarium, i que no tenen en les varietats comercials de meló. L’estandardització de metodologies per a optimitzar la germinació d’accessions de Cucumis silvestres ha sigut un primer pas per a maximitzar el rendiment de la llavor com a material de partida, ja que la dormancia present en el germoplasma no cultivat sol ser un factor limitant. Basats en els estudis preliminars de camp en els quals es va observar la diferència de vigor entre una accessió de C. metuliferus i el meló ‘Piel de Sapo’, es van avaluar els híbrids interespecífics desenvolupats als grups de millora com una opció per incrementar el vigor i combinar característiques desitjables en una mateixa planta que a l’hora fora capaç de suportar l’empelt d’una varietat comercial de meló. Les barreas d’incompatibilitat, no fan posible la hibridació amb C. metuliferus (filogenèticament separat de la resta de Cucumis Africans) però els híbrids interespecífics viables dels creuaments entre Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. i Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin són viables. Aquests materials F1, van mostrar un major vigor, un increment en el diàmetre del seu hipocòtil i una bona compatibilitat amb melons de tipus ‘Cantalupo’ i ‘Piel de Sapo’, en condicions d’hivernacle i a camp obert. També aquests materials han mostrat un alt grau de resistència a Fusarium oxysporum f. sp. melonis i una bona tolerància a l’estrès osmòtic (avaluada en condicions de cultiu in vitro), característiques desitjables en aquestos dos nous híbrids interespecífics. Partint del germoplasma de Cucumis silvestre i els híbrids obtinguts, es va avaluar diferents metodologies per a l’obtenció de poliploides, amb l’objectiu de potenciar el vigor de les plàntules (grandària i diàmetre dels hipocòtil) i estudiar els efectes de la poliploidització. La colxicina va ser el compost antimitòtic més efectiu al aplicar-lo a llavors pregerminadas dels dos híbrids interespecífics de Cucumis. En línies homozigòtiques de C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, o C. metuliferus, la duplicació del genoma no va ser estable en cap cas. L’avaluació del nivell de ploidía va confirmar que els al·lopoliploides obtinguts van ser hexaploids (6n=72). Els nous materials obtinguts, són al·lopoliploides sintètics que van resultar de la duplicació d’un genoma híbrid. A diferència dels seus antecessors triploides, els al·lopoliploides van mostrar la recuperació de la seua fertilitat, associat possiblement a la presència de SNPs concrets relacionats a gens que codifiquen processos reproductius. La millora de les característiques d’interès (major diàmetre dels hipocòtils) ha sigut possible mitjançant l’obtenció de poliploides, la qual cosa facilita el procediment per a dur a terme l’empelt i per tant la producció de planta empeltada. Els resultats presentats en aquesta Tesi Doctoral han sigut possibles gràcies a la col·laboració de grups d’investigació interdisciplinaris de la Universitat Politècnica de València, la Universitat Jaume I de Castelló i la Politècnica de Catalunya, en el marc del projecte AGL2014-53398-C2-2-R APROXIMACIONS BIOTECNOLOGICAS Y CULTURALES PARA LA MEJORA DE LAS RESISTENCIAS Y EL CONTROL DE ENFERMEDADES EN MELON Y SANDIA i amb suport dels projectes AGL2017- 85563-C2-1-R de FEDER/Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats–Agència Estatal d’Investigació, i projecte per a Grups d’Excel·lència PROMETEO 2017/078 a més del suport de la SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGIA E INNOVACIÓN (SENECYT-L’Equador) que per mitjà del ‘Instituto de Fomento del Talento Humano’ (IFTH), va proporcionar una beca d’estudi al doctorand. / Finalmente agradecer a mi país Ecuador y a la Secretaria De Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENECYT) y al Instituto Nacional De Fomento Al Talento Humano (IFTH) que me apoyaron con una beca de estudios para realizar mi tesis Doctoral, con la que espero aportar además de conocimiento científico, alternativas y soluciones para la realidad agrícola del país. / Cáceres Burbano, AE. (2020). Desarrollo de nuevos portainjertos para melón mediante el uso de estrategias y herramientas biotecnológicas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/147863 / Compendio