Tesis por compendio / [ES] Anteriormente, investigadores del Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA) y la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) evaluaron la respuesta a estrés hídrico en pimiento injertado para obtener patrones de pimiento que confieran tolerancia a la variedad injertada en estrés hídrico. Los mejores patrones se estudian en campo en condiciones de estrés hídrico a largo plazo. Se patentó el patrón híbrido de pimiento NIBER® tolerante a estrés hídrico, las plantas injertadas sobre NIBER® mostraron menor impacto en la biomasa y el rendimiento en déficit hídrico a largo plazo. La tolerancia de NIBER® se atribuyó al mantenimiento de la actividad fotosintética y una mejor distribución de la biomasa radicular en estrés hídrico. Además, la respuesta sostenida de tolerancia observada en las plantas injertadas sobre NIBER® podría relacionarse con una respuesta rápida en la fase inicial en estrés hídrico, que no se conoce a corto plazo. Así, estudiar la contribución de la respuesta a corto plazo de NIBER® sobre la tolerancia de la variedad injertada en estrés hídrico arrojaría luz en las estrategias de tolerancia en plantas injertadas de pimiento. Además, estudiar la modulación génica, el balance hormonal y el perfil metabólico ampliará el conocimiento sobre los mecanismos moleculares en la respuesta a estrés hídrico. En esta tesis doctoral, observamos que los mecanismos constitutivos en ausencia de estrés hídrico influyen en la respuesta a estrés hídrico en plantas injertadas de pimiento, y que las estrategias constitutivas de NIBER® incluyen la estimulación del sistema antioxidante y la inducción sostenida de ABA. En estrés hídrico, las raíces de NIBER® muestran un menor impacto que las raíces de A10, dado su menor contenido de GSSG por menor daño oxidativo. NIBER® promueve la síntesis de osmolitos en la raíz y vitamina B6 en las hojas de la variedad injertada protegiendo al aparato fotosintético del daño oxidativo producido por el estrés hídrico. Además, la prolina, implicada en la protección del aparato fotosintético, se acumula en las plantas injertadas sobre el híbrido de pimiento H92, capaces de mantener la actividad fotosintética a largo plazo en estrés hídrico. Este rol de la prolina en la tolerancia a estrés hídrico a largo plazo no se observó a corto plazo y podría ser una estrategia tardía. La respuesta al estrés hídrico a corto plazo incluye la regulación del movimiento estomático en NIBER® en la fase inicial de estrés (5 h), evitando el cierre estomático hasta las 48 h mediante cambios en la expresión génica de reguladores negativos de ABA y acuaporinas, seguido del cierre estomático a las 48 h asociado a una síntesis previa de ABA en las raíces y transporte a las hojas. El JA también aumentó en las hojas de la variedad injertada sobre NIBER® (48 h) en estrés hídrico, y se regula por señales a larga distancia desde la raíz, que promueven la síntesis en hoja y el transporte a la raíz, y su resíntesis. El JA está implicado en el cierre estomático y la señalización en estrés, causando la activación de factores de transcripción de respuesta a la deshidratación. En las raíces de NIBER® el ratio auxinas/citoquininas se regula en la respuesta inicial al estrés hídrico, favoreciendo el crecimiento de la raíz respecto al tallo a las 5 h, después aumentando las citoquininas y disminuyendo las auxinas a 24 h y finalmente aumentando las auxinas y reduciendo las citoquininas para una mayor biomasa radicular y capacidad exploratoria. En las hojas de la variedad injertada, NIBER® aumenta los metabolitos protectores clorofila a, ácido esteárico, antocianinas y metabolitos implicados en la síntesis de suberina y cutina. Estos últimos también aumentan en la raíz y tienen un papel antioxidante o bien como constituyentes de barreras celulares controlando los flujos de agua, gases y solutos. Finalmente, el contenido en sirohemo aumenta en la raíz y posiblemente está relacionado con una asimilación del nitrógeno más eficiente. / [CA] Prèviament, investigadors de l'Institut Valencià d'Investigacions Agràries (IVIA) i de la Universitat Politècnica de València (UPV) avaluaren la resposta a estrés hídric en pebrera empeltada per obtenir patrons de pebrera que conferisquen tolerància a la varietat empeltada en estrés hídric. Els millors patrons s'estudien al camp en condicions d'estrés hídric a llarg termini. Es va patentar el patró híbrid de pebrera NIBER® com a patró tolerant, les plants empeltades sobre NIBER® mostraren menor impacte en la biomassa i el rendiment en condicions de dèficit hídric. La tolerància de NIBER® es va atribuir al manteniment de l'activitat fotosintètica i a una millor distribució de la biomassa radicular en estrés hídric. A més, la resposta sostinguda de tolerància observada a les plantes empeltades sobre NIBER® podria relacionar-se amb una resposta ràpida a la fase inicial en estrés hídric, que no s'ha estudiat a curt termini. Així, estudiar la contribució de la resposta a curt termini de NIBER® sobre la tolerància de la varietat empeltada en estrés hídric aclariria els mecanismes de tolerància en plantes empeltades de pebrera. A més, estudiar la modulació gènica, el balanç hormonal i el perfil metabòlic ampliaria el coneixement sobre els mecanismes moleculars en la resposta a estrés hídric. En aquesta tesi doctoral comprovarem que els mecanismes constitutius en absència d'estrés hídric influeixen en la resposta a estrés hídric en plantes empeltades de pebrera i que les estratègies constitutives de NIBER® inclouen l'estimulació del sistema antioxidant i la inducció sostinguda d'ABA. En estrés hídric, les arrels de NIBER® mostraren menor impacte en comparació amb A10, amb un menor contingut de GSSG per menor dany oxidatiu. NIBER® promou la síntesis d'osmòlits a les arrels i de vitamina B6 a les fulles de la varietat empeltada per a protegir a l'aparell fotosintètic del dany oxidatiu per l'estrés hídric. A més, la prolina, implicada en la protecció de l'aparell fotosintètic, s'acumula a les plantes empeltades sobre l'híbrid de pebrera H92, que mantenen l'activitat fotosintètica en condicions d'estrés hídric a llarg termini. Aquest paper de la prolina no es va observar en condicions d'estrés hídric a curt termini i podria ser una estratègia tardana. Les respostes a l'estrés hídric a curt termini inclouen la regulació del moviment estomàtic en NIBER® a la fase inicial d'estrés hídric (5 h), evitant el tancament estomàtic fins a les 48 h mitjançant canvis a l'expressió gènica de reguladors negatius d'ABA i acuaporines, seguit d'un tancament estomàtic a les 48 h associat a una síntesis prèvia d'ABA a les arrels i transport a les fulles. L'JA també va augmentar a les fulles de la varietat empeltada sobre NIBER® a les 48 h en estrés hídric i està regulat per senyals a llarga distància des de les arrels que promouen la síntesis a les fulles i el transport a les arrels i resíntesi. L'JA està implicat al tancament estomàtic i la senyalització en condicions d'estrés, promovent l'activació de factors de transcripció de resposta a la deshidratació. El rati auxines/citoquinines es regula a les arrels de NIBER® a la resposta inicial a l'estrés hídric, primer afavorint el creixement de l'arrel sobre el creixement de la part aèria a les 5 h, després augmentant les citoquinines i disminuint les auxines a les 24 h i finalment augmentant les auxines i reduint les citoquinines per obtenir major biomassa radicular i capacitat exploratòria. A les fulles de la varietat empeltada, NIBER® augmenta el contingut dels metabòlits protectors clorofil·la a, àcid esteàric, antocianines i metabòlits relacionats amb la síntesi de suberina i cutina. Aquests últims també augmenten a les arrels i tenen un paper antioxidant o actuen com a constituents de barreres cel·lulars controlant els fluxos d'aigua, gasos i soluts. Finalment, el contingut en siroheme augmenta a les arrels i possiblement està relacionat amb una assimilació de nitrogen més eficient. / [EN] Previously, research groups at the Valencian Institute of Agricultural Research (IVIA) and the Polytechnic University of Valencia (UPV) evaluated the water stress responses in grafted pepper plants to obtain tolerant pepper rootstocks that make the grafted variety able to overcome water stress. The best rootstocks are studied in the field under long-term water stress conditions. In this way, the NIBER® pepper hybrid rootstock was obtained and patented as water stress-tolerant rootstock, because plants grafted onto NIBER® had a lower impact on biomass and yield under long-term deficit irrigation conditions. NIBER® tolerance response was attributed to sustained photosynthetic activity and improved root biomass distribution under long-term water stress. However, the sustained tolerance response observed in plants grafted onto NIBER® may be linked to prompt responses in the early phase of water stress conditions, but the short-term modulation and behavior of NIBER® water stress response has not been studied. Hence, studying the contribution of the NIBER® short-term water stress responses to tolerance in the grafted variety would shed light into tolerance mechanisms in grafted pepper plants. Moreover, understanding the modulation of the gene expression, phytohormones balance and metabolic profile will also broad the knowledge on the molecular mechanisms implicated in water stress response. In the present doctoral thesis, we stated that the constitutive mechanisms taking place under non-water stress conditions dispose the response to water stress in grafted pepper plants, and NIBER® constitutive strategies include an enhanced ROS detoxification system and maintained ABA induction. When the water stress comes into play, its impact was minor in NIBER® roots in relation to A10 roots, which is reflected in lesser GSSG content from lower oxidative damage. NIBER® promotes the synthesis of osmolytes in roots and vitamin B6 in the grafted variety leaves to protect the plants from the oxidative damage resulting from water stress. Moreover, proline has a role in photosynthetic apparatus protection, because it is accumulated in plants grafted onto pepper hybrid H92, which showed sustained photosynthetic activity under long-term water stress conditions. The proline role in water stress tolerance is not observed under short-term water stress and may constitute a late strategy in grafted pepper plants. Short-term responses to water stress include stomatal movements in NIBER® during early phases (5h) of water stress, starting with the avoidance of stomatal closure up to 48 h by gene expression changes in ABA negative regulators and aquaporins, and followed by stomatal closure at 48 h associated with previous ABA synthesis in roots and transport to leaves. JA is also increased in the leaves of the variety grafted onto NIBER® at 48 h under water stress, and is regulated by long-distance signals from roots that promote its synthesis on leaves and transport to roots and resynthesis. JA is involved in stomatal closure and stress signaling, which leads to dehydration-responsive transcription factors activation. The auxins/cytokinins ratio is also fine-tuned by NIBER® roots during the early water stress response, beginning with promotion of root over shoot growth at 5 h, then increases the cytokinins and reduces the auxins content at 24 h, and finally increases the auxins and reduces the cytokinins content to obtain higher root biomass and greater water exploring ability. In the leaves of the grafted variety, NIBER® increases protective metabolites as chlorophyll a, stearic acid, anthocyanins and suberin and cutin biosynthesis-related metabolites, being the latter also increased in the roots. The mentioned metabolites have an antioxidant role or act as cellular barrier constituents that can control fluxes of water, gases and solutes. Lastly, siroheme increases in roots and it is possibly linked to a more effective nitrogen assimilation. / Padilla Herrero, YG. (2023). Study of the Physiological, Metabolomic and Transcriptional Changes Mediated by Rootstocks to Explain the Water Stress Tolerance of Grafted Pepper Plants [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/199992 / Compendio

[ES] La escasez hídrica afecta gran parte Chile desde hace aproximadamente 15 años. Stipa caudata es una especie nativa adaptada a condiciones de aridez. Por su parte, el ácido acetil salicílico y sulfato de amonio alivian el estrés hídrico en plantas, mientras que los biosólidos mejoran las características fisicoquímicas del suelo. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del ácido acetilsalicílico (AAS), sulfato de amonio (SA) y biosólidos (BS) en parámetros edáficos, fisiológicos, bioquímicos y productivos en Stipa caudata tratada bajo una condición de escasez hídrica. Se realizaron cuatro experimentos, dos durante la temporada 2018-2019 y dos durante la temporada 2019-2020. Se emplearon diseños experimentales de Parcelas Divididas en Bloques al Azar (PDBA). En la temporada 2018-2019, en el primer experimento se determinó el efecto de AAS y SA en macetas de 10 L al aire libre durante el mes de septiembre, como ensayo preliminar, instaurando un segundo y similar experimento en noviembre. En la temporada 2019-2020, se determinó el efecto de ácido acetil salicílico y de biosólidos provenientes de plantas de aguas residuales en macetas de 1 L en invernadero durante julio. En los tres experimentos se evaluaron los tratamientos en condiciones de riego y escases hídrica. Se evaluaron parámetros edáficos como: pH, CE, contenido volumétrico del agua en el suelo contenido de carbonatos y materia orgánica; referentes a la producción de biomasa: altura y grosor de tallos, número de hojas, peso fresco y seco de la parte aérea y radical. Por otra parte, se evaluaron parámetros vinculados a la resistencia a la escases hídrica, como lo es, a nivel fisiológico, la producción de clorofilas, mientras que a nivel bioquímico la actividad de enzimas antioxidantes como la catalasa (CAT), superóxido dismutasa (SOD), ascorbato peroxidasa (APX) y glutatión peroxidasa (GR) junto a antioxidantes no enzimáticos como fenoles totales (TPC), flavonoides totales (TF) y osmoprotectantes como prolina (Pro) y contenido de iones en el material vegetal. La escasez hídrica aumentó la actividad APX y malondialdehído (MDA), mientras que la presencia de AAS o SA incrementó el contenido de prolina, flavonoides y clorofilas. Los resultados sugieren que la presencia de AAS o SA podrían ser una estrategia efectiva para aliviar los efectos negativos de la escasez hídrica en el crecimiento de Stipa caudata. / [CA] L'escassetat hídrica afecta gran part Xile des de fa aproximadament 15 anys. *Stipa *caudata és una espècie nativa adaptada a condicions d'aridesa. Per part seua, l'àcid acetil salicílic i sulfat d'amoni alleugen l'estrés hídric en plantes, mentre que els *biosólidos milloren les característiques fisicoquímiques del sòl. L'objectiu d'este treball va ser avaluar l'efecte de l'àcid acetilsalicílic (*AAS), sulfat d'amoni (SA) i *biosólidos (*BS) en paràmetres edàfics, fisiològics, bioquímics i productius en *Stipa *caudata tractada sota una condició d'escassetat hídrica. Es van realitzar quatre experiments, dos durant la temporada 2018-2019 i dues durant la temporada 2019-2020. Es van emprar dissenys experimentals de Parcel·les Dividides en Blocs a l'Atzar (*PDBA). En la temporada 2018-2019, en el primer experiment es va determinar l'efecte de *AAS i SA en tests de 10 L a l'aire lliure durant el mes de setembre, com a assaig preliminar, instaurant un segon i similar experiment al novembre. En la temporada 2019-2020, es va determinar l'efecte d'àcid acetil salicílic i de *biosólidos provinents de plantes d'aigües residuals en tests d'1 L en hivernacle durant juliol. En els tres experiments es van avaluar els tractaments en condicions de reg i *escases hídrica. Es van avaluar paràmetres edàfics com: pH, CE, contingut volumètric de l'aigua en el sòl contingut de carbonats i matèria orgànica; referents a la producció de biomassa: altura i gruix de tiges, nombre de fulles, pes fresc i sec de la part aèria i radical. D'altra banda, es van avaluar paràmetres vinculats a la resistència a la *escases hídrica, com ho és, a nivell fisiològic, la producció de clorofil·les, mentre que a nivell bioquímic l'activitat d'enzims antioxidants com la catalasa (*CAT), *superóxido *dismutasa (SOD), *ascorbato peroxidasa (*APX) i glutatió peroxidasa (*GR) al costat d'antioxidants no enzimàtics com a fenols totals (*TPC), flavonoides totals (*TF) i *osmoprotectantes com *prolina (Pro) i contingut d'ions en el material vegetal. L'escassetat hídrica va augmentar l'activitat *APX i *malondialdehído (*MDA), mentre que la presència de *AAS o SA va incrementar el contingut de *prolina, flavonoides i clorofil·les. Els resultats suggerixen que la presència de *AAS o SA podrien ser una estratègia efectiva per a alleujar els efectes negatius de l'escassetat hídrica en el creixement de *Stipa *caudata. / [EN] Water scarcity has affected a large part of Chile for about 15 years. Stipa caudata is a native species adapted to arid conditions. Acetylsalicylic acid and ammonium sulphate alleviate water stress in plants, while biosolids improve the physicochemical characteristics of the soil. The aim of this work was to evaluate the effect of acetylsalicylic acid (AAS), ammonium sulphate (SA) and biosolids (BS) on edaphic, physiological, biochemical and productive parameters in Stipa caudata treated under water stress conditions. Four experiments were conducted, two during the 2018-2019 season and two during the 2019-2020 season. Experimental Randomised Block Divided Plot (RBDP) designs were used. In the 2018-2019 season, the first experiment determined the effect of AAS and SA in 10 L pots outdoors during the month of September, as a preliminary trial, with a second and similar experiment set up in November. In the 2019-2020 season, the effect of acetylsalicylic acid and ton-ha-1 of sewage sludge was evaluated in 1 L pots in a greenhouse during July. In all three experiments, treatments were evaluated under irrigated and water deficit conditions. Soil parameters such as pH, EC, volumetric water content in the soil, carbonate and organic matter content, biomass production: height and thickness of stems, number of leaves, fresh and dry weight of the aerial and root parts were evaluated. On the other hand, parameters linked to resistance to water scarcity were evaluated, such as, at the physiological level, chlorophyll production, while at the biochemical level the activity of antioxidant enzymes such as catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), superoxide dismutase (SOD), superoxide dismutase (SOD), superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and glutathione peroxidase (GR) along with non-enzymatic antioxidants such as total phenols (TPC), total flavonoids (TF) and osmoprotectants such as proline (Pro) and ion content in the plant material. Water scarcity increased APX and malondialdehyde (MDA) activity, while the presence of AAS or SA increased proline, flavonoids and chlorophyll content. The results suggest that the presence of AAS or SA could be an effective strategy to alleviate the negative effects of water scarcity on Stipa caudata growth. / Molina Khouzam, JA. (2024). Efecto del sulfato de amonio, ácido acetilsalicílico y biosólidos en parámetros edáficos, fisiológicos, bioquímicos y productivos en Stipa caudata en una condición de escasez hídrica [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/203612

El objetivo general de esta tesis fue estudiar si la demora en la senescencia foliar (carácter stay-green, SG) en híbridos de maíz confiere tolerancia del rendimiento al estrés abiótico. Se realizaron ensayos a campo utilizando híbridos contrastantes en la senescencia foliar. Se registró la evolución de la senescencia, la producción neta de fotoasimilados, el rendimiento y sus componentes. Bajo sequía en post-floración, los genotipos SG presentaron mayor producción de fotoasimilados y esto se relacionó con mayor conductancia estomática y con la retención de área foliar verde (AFV). Esta ventaja se tradujo en mayor rendimiento (a través de un mayor peso de grano, PG) en dos ensayos; en el tercer ensayo los genotipos SG presentaron menor partición a espiga por lo que el rendimiento no se diferenció del grupo de híbridos no stay-green (NSG). En condiciones de deficiencias de N, los genotipos SG presentaron mayor producción de fotoasimilados en post-floración mientras las temperaturas mínimas se mantuvieron por encima de 10°C, pero pérdidas netas de materia seca por debajo de este umbral que no se observaron en los genotipos NSG o con mayor nivel de fertilización. El carácter SG no se relacionó con el rendimiento o con el PG a bajo nivel de N (18 kg de N ha-1) pero sí al aumentar la dosis de fertilización (100 y 200 kg de N ha-1). En condiciones de estrés por alta densidad poblacional, se compararon dos genotipos. El genotipo SG presentó menor producción de asimilados, y menor inducción de la senescencia de las hojas basales por sombreo. El genotipo SG demoró la senescencia aún cuando la absorción de N en post-floración fue menor que en el genotipo NSG. El PG se relacionó con la concentración de N en granos, y ambos fueron menores en el genotipo SG, resultando en menor rendimiento. En un tercer ensayo, se incorporaron dos genotipos adicionales. En uno de ellos, el carácter SG se mantuvo sólo en las hojas superiores; éste genotipo SG presentó mayor PG y rendimiento en comparación con los otros tres. Finalmente, se analizó la degradación de proteínas foliares durante el llenado. La degradación de proteínas se relacionó positivamente con el PG en condiciones de deficiencias de N pero inversamente cuando las plantas se fertilizaron con 200 kg N ha-1. Uno de los genotipos SG mostró muy escasa degradación de proteínas mientras que en otro SG la degradación aumentó en respuesta a las deficiencias de N. En conclusión, la contribución del carácter SG a la estabilidad del rendimiento depende de la capacidad que presenten los genotipos SG para ajustar la expresión del carácter en función del ambiente (por ejemplo, induciendo la senescencia en respuesta al sombreo, o por deficiencias de N edáfico).

La excesiva dependencia del petróleo en nuestra sociedad, un recurso natural no renovable, ha provocado en los últimos años un interés creciente en los biocombustibles. Esto se ha traducido principalmente en un impulso en la investigación de las tecnologías destinadas en convertir los recursos vegetales en combustibles. Sin embargo, las fuentes de biocombustibles compiten generalmente en recursos (tierra y agua) con los cultivos destinados a la alimentación, siendo imprescindible la búsqueda de cultivos energéticos sostenibles y con pocos requerimientos de riego y fertilización. El látex es un líquido blanco y viscoso de composición similar a la del crudo de petróleo (compuestos hidrocarbonados), el cual puede convertirse en combustible utilizando las instalacions de las refineries convencionales. Las plantas laticíferas son abundantes en el entorno mediterráneo, y por tanto muy adaptadas a condiciones climáticas semiáridas. En los años 70, Melvin Calvin inició una investigación sobre diversas plantas del género Euphorbia, con el propósito de averiguar el rendimiento potencial en producción de látex. En la presente tesis doctoral, se ha seleccionado E. characias por su composición química y características agronómicas, de entre diversas especies potenciales bioenergéticamente de plantas laticíferas de la zona mediterránea. De esta especie se ha estudiado su rendimiento potencial en Kg ha-1 de látex en distintas condiciones edafológicas, de riego y de salinidad, para determinar cuáles son las condiciones óptimas de cultivo de esta planta y como reacciona frente a condiciones adversas. Los resultados han mostrado que E. characias podría proporcionar una producción de 5600 Kg ha-1 de materiales transformables en combustibles, de los cuales 1300 Kg ha-1 corresponderían a compuestos hidrocarbonados del látex, y 4300 Kg ha-1 serían carbohidratos fácilmente fermentables en etanol. Puesto que se trata de una planta muy adaptada al entorno mediterráneo, consideramos que E. characias es un candidato potencial como fuente de cultivo energético eficiente y sostenible. / Escrig Aparici, P. (2014). Estudio de las plantas laticíferas como potenciales cultivos energéticos para clima semiárido [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38617 / 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

Tesis por compendio / [ES] El pepino dulce (Solanum muricatum) y el tomate de árbol (S. betaceum) pertenecen al grupo de cultivos de la familia Solanaceae. Estos dos cultivos son originarios de América del Sur y actualmente se cultivan en varios países con climas tropicales, subtropicales y mediterráneos. Han sido infrautilizados durante mucho tiempo y han cobrado relevancia solo en los últimos años debido a su alta calidad nutricional. El pepino dulce exhibe niveles significativos de potasio, vitamina C y carotenoides y se informa que presenta propiedades antioxidantes, antidiabéticas, antiinflamatorias y antitumorales. Sus frutos se pueden consumir tanto como postre o en ensaladas. El tomate de árbol también destaca por su alto contenido en compuestos bioactivos como carotenoides, antocianinas, flavonoides y vitaminas. Varios productos como jugos, mermeladas, salsas y productos farmacéuticos son elaborados a partir de sus frutos. Debido a que estos cultivos se han introducido en nuevas regiones, donde pueden estar expuestos a estreses bióticos y abióticos que pueden amenazar su producción, y dado que el pepino dulce se ve especialmente afectado por la escasez de agua, fue necesario realizar un estudio para determinar la respuesta de siete cultivares de pepino dulce a parámetros fisiológicos y bioquímicos al estrés por sequía. Este trabajo puede ayudar a desarrollar programas de selección y mejoramiento que permitan generar nuevas variedades más tolerantes a la sequía. Por otro lado, en los países de clima mediterráneo, el pepino dulce se cultiva como cultivo protegido, aplicando las mismas técnicas agrícolas que otras solanáceas como el tomate y el pimiento. Estos sistemas agrícolas también brindan condiciones óptimas para el desarrollo de enfermedades como Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL), Verticillium dahliae (VE), virus del mosaico del pepino (PepMV) y virus del mosaico del tomate (ToMV), que potencialmente podrían causar grandes daños a los cultivos de pepino dulce. Por tal motivo, se realizó un estudio para evaluar la respuesta de una colección de pepino dulce y sus parientes silvestres contra estas cuatro enfermedades, y encontrar fuentes de resistencia/tolerancia a estos patógenos. Aunque el tomate de árbol es un cultivo frutal importante debido a su valor nutricional y efectos beneficiosos para la salud, actualmente no hay información genómica y transcriptómica disponible públicamente. Por lo tanto, fue fundamental secuenciar el transcriptoma de dos cultivares de tomate de árbol con frutos morados (A21) y frutos anaranjados (A23). Estos dos cultivares han sido ampliamente utilizados y cultivados comercialmente en países de la región andina como Ecuador y Colombia. La obtención del primer transcriptoma de tomate de árbol ha permitido realizar un estudio comparativo entre el tomate de árbol y sus especies cercanas, tomate y patata, identificar genes implicados en la ruta de biosíntesis de carotenoides y desarrollar marcadores de polimorfismo de nucleótido único (SNP). En general, esta Tesis Doctoral aporta información relevante sobre la respuesta del pepino a diversos estreses ambientales, que puede ser utilizada para el desarrollo de nuevas variedades de pepino resistentes a múltiples estreses. Mientras que en tomate de árbol, el desarrollo de herramientas genómicas acelerará los programas de mejoramiento. / [CA] El cogombre dolç (Solanum muricatum) i tomata d'arbre (S. betaceum) pertanyen al grup de cultius de la família Solanaceae. Aquests dos cultius són originaris d'Amèrica del Sud i actualment es cultiven en diversos països amb climes tropicals, subtropicals i mediterranis. Han sigut infrautilitzats durant molt de temps i han cobrat rellevància només en els últims anys a causa de la seua alta qualitat nutricional. El cogombre dolç exhibeix nivells significatius de potassi, vitamina C i carotenoides i s'informa que presenta propietats antioxidants, antidiabètiques, antiinflamatòries i antitumorals. Els seus fruits es poden consumir tant com postres o en ensalades. La tomaca d'arbre també destaca pel seu alt contingut en compostos bioactivos com carotenoides, antocianinas, flavonoides i vitamines. Dels seus fruits s'elaboren diversos productes com a sucs, melmelades, salses i productes farmacèutics. Pel fet que aquests cultius s'han introduït en noves regions on poden estar exposats a estressos biòtics i abiòtics que poden amenaçar la seua producció, atés que el cogombre es veu especialment afectat per l'escassetat d'aigua, va ser necessari realitzar un estudi per a determinar la resposta de set cultivars de cogombre dolç a paràmetres fisiològics i bioquímicos a l'estrés per sequera. Aquest treball pot ajudar a desenvolupar programes de selecció i millorament que permeten generar noves varietats més tolerants a la sequera. D'altra banda, als països de clima mediterrani, el cogombre dolç es cultiva com a cultiu protegit, aplicant les mateixes tècniques agrícoles que unes altres solanáceas com la tomaca i el pimentó. Aquests sistemes agrícoles també brinden condicions òptimes per al desenvolupament de malalties com Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL), Verticillium dahliae (VE), virus del mosaic del cogombre (PepMV) i virus del mosaic de la tomaca (ToMV), que potencialment podrien causar grans danys als cultius de cogombre dolç. Per tal motiu, es va realitzar un estudi per a avaluar la resposta d'una col·lecció de cogombre dolç i els seus parents silvestres contra aquestes quatre malalties, i trobar fonts de resistència/tolerància a aquests patògens. Encara que la tomaca d'arbre és un cultiu fruiter important a causa del seu valor nutricional i efectes beneficiosos per a la salut, actualment no hi ha informació genòmica i transcriptómica disponible públicament. Per tant, va ser fonamental seqüenciar el transcriptoma de dues cultivars de tomaca d'arbre amb fruits morats (A21) i fruits ataronjats (A23). Aquestes dues cultivars han sigut àmpliament utilitzats i cultivats comercialment en països de la regió andina com l'Equador i Colòmbia. L'obtenció del primer transcriptoma de tomaca d'arbre ha permés realitzar un estudi comparatiu entre la tomaca d'arbre i les seues espècies pròximes, tomaca i creïlla, identificar gens implicats en la ruta de biosíntesi de carotenoides i desenvolupar marcadors de polimorfisme de nucleòtid únic (SNP). En general, aquesta Tesi Doctoral aporta informació rellevant sobre la resposta del cogombre a diversos estressos ambientals, que pot ser utilitzada per al desenvolupament de noves varietats de cogombre resistents a múltiples estressos. Mentre que en tomaca d'arbre, el desenvolupament d'eines genòmiques accelerarà els programes de millorament. / [EN] Pepino (Solanum muricatum) and tree tomato (S. betaceum) belong to the group of crops of the Solanaceae family. These two crops are native to South America and currently are grown in various countries with tropical, subtropical and Mediterranean climates. They have been underutilized for a long time and have become relevant only in recent years due to their high nutritional quality. Pepino exhibit significant levels of potassium, vitamin C and carotenoids and it is reported to present antioxidant, antidiabetic, anti-inflammatory and antitumor properties. Its fruits can be consumed both as a dessert or in salads. Tree tomato also highlights high content of bioactive compounds such as carotenoids, anthocyanins, flavonoids and vitamins. Severals products such as juices, jams, sauces and pharmaceutical products are made from its fruits. Due to these crops have been introduced into new regions, where they may be exposed to biotic and abiotic stresses that can threaten their production, and since pepino is specially affected by water scarcity, a study was needed to determine the response of seven pepino cultivars to physiological and biochemical parameters to drought stress. This work can help develop selection and improvement programs that allow the generation of new varieties that are more tolerant to drought. On the other hand, in countries with a Mediterranean climate, pepino is grown as a protected crop, applying the same agricultural techniques as other solanaceous plants such as tomato and pepper. These agricultural systems also provide optimal conditions for the development of diseases such as Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL), Verticillium dahliae (VE), pepino mosaic virus (PepMV) and tomato mosaic virus (ToMV), which could potentially cause great damage to pepino crops. For this reason, a study was performed to evaluate the response of a collection of pepino and their wild relatives against these four diseases, and find sources of resistance/tolerance to those pathogens. Although tree tomato is an important fruit crop due to its nutritional value and beneficial health effects, there is currently no publicly available genomic and transcriptomic information. Therefore, it was essential to sequence the transcriptome of two tree tomato cultivars with purple fruits (A21) and orange fruits (A23). These two cultivars have been widely used and cultivated commercially in countries of the Andean region such as Ecuador and Colombia. Obtaining the first tree tomato transcriptome has made it possible to perform a comparative study between tree tomato and its close species, tomato and potato, identify genes involved in the carotenoid biosynthesis pathway, and develop single nucleotide polymorphism (SNP) markers. In general, this Doctoral Thesis provides relevant information on the response of pepino to various environmental stresses, which can be used for the development of new varieties of pepino resistant to multiple stresses. While in tree tomato, the development of genomic tools will accelerating up breeding programs. / Pacheco Toabanda, JE. (2022). Development of Biotechnological Tools for the Genetic Improvement of Pepino (Solanum Muricatum) and Tree Tomato (S.betaceum) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/189205 / Compendio