Vicia villosa ssp. villosa Roth (VV), es una leguminosa forrajera nativa de Europa (EU) y Asia occidental, que cuenta con una alta adopción en la agricultura mundial. Se la cultiva como forraje en ambientes semiáridos, donde sobresale por su notoria tolerancia al frío, sequía y gran plasticidad productiva. En ambientes con alto potencial agrícola, se la emplea como cultivo de cobertura (CC) o cultivo de servicio, debido a que suprime la interferencia de las malezas y aporta nitrógeno (N) al suelo. Dado que su domesticación es incompleta, puede formar poblaciones espontáneas o sub-espontáneas, que se mantienen bajo resiembra natural. Se estudió la distribución geográfica de las poblaciones naturalizadas de VV en el centro de Argentina (AR), y se las caracterizó fenotípicamente, frente a accesiones introducidas de EU. Se desarrolló un modelo predictivo de emergencia y demografía poblacional, para orientar prácticas de manejo integrado. Los nichos ocupados por las poblaciones naturalizadas se hallaron en áreas perturbadas, con suelos neutros a alcalinos, textura gruesa, con buena capacidad de drenaje. Las condiciones cálidas y secas, que ocurren en el verano junto a la dispersión de las semillas, se asociaron a la entrada y salida de la dormición física (PY). Las condiciones frías y húmedas, tal como ocurren en el invierno, se asociaron al aumento del crecimiento vegetativo. Las poblaciones naturalizadas en AR no mostraron divergencias fenotípicas marcadas entre ellas, aunque si se diferenciaron de las provenientes de EU. La variabilidad observada permitió la selección de genotipos con elevada producción de biomasa de invierno-primavera y diversos niveles de PY. Empleando el modelo predictivo se validó la demografía de la VV en secuencias agrícolas cortas, de años consecutivos o intercalados con un cereal de invierno. La producción y dispersión de semillas son las variables que más influyeron en la resiembra de la VV. Si se impidiera la reposición del banco de semilla del suelo, durante tres o más años consecutivos, se minimizará la aparición de plantas voluntarias. En esta Tesis se caracterizaron 70 accesiones y 29 poblaciones de VV naturalizadas en la región central de AR, que se conservarán como germoplasma útil para futuros programas de mejoramiento. Dos accesiones preservadas desde 2008 fueron utilizadas para generar una variedad que fue inscripta en los registros oficiales del país (Ascasubi INTA) y del exterior (Patagonia INTA). / Vicia villosa ssp. villosa Roth (VV) a winter annual legume is native of Europe (EU) and Western Asia, adopted in several agricultural systems around the world. It is cultivated for pasture grazing in semiarid environments; it is winter hardiness, drought tolerance, and high biomass plasticity. Under environments with high agricultural potential, it is used as a cover crop (CC), with high weed suppression capacity and enhances soil nitrogen (N) content by biological fixation. Being an incompletely domesticated species, VV can form spontaneous or semi-spontaneous populations in a new environment, which high natural reseeding capacity. Niche occupancy based on geographic occurrence and environmental data of naturalized populations in central Argentina (AR) was studied, were phenotypically characterized, and compared to introduce accessions from the EU. A field emergence model considering different crop-legume scenarios was developed to guide integrated management practices. Niche occupancy of naturalized populations showed that these populations were distributed mainly on disturbed areas with coarse soil texture and alkaline-type soils. Low rainfall and warm temperatures during pre- and post-seed dispersal explained the potential distribution under sub-humid and semiarid conditions and were associated with the induction and release of physical dormancy (PY). Cold and wet winter conditions were associated with increased vegetative growth. Local adaptation along environmental gradients did not drive the phenotypic divergence among recently established AR populations, although naturalized AR populations showed strong differentiation with the EU accessions. Detected variation in the quantitative traits allowed the selection of genotypes with high winter-spring biomass production and several PY levels. A simulation model was validated to VV self-regeneration capacity considering different VV–winter cereal crop rotation (pasture-crop phase) scenarios. Seed yield and seed rain were the most important variables affecting seed bank replenishment and VV self-regeneration capacity. From a weed management perspective, VV control should not be a considerable problem as a “volunteer plants” if management practices avoid seed production and seed bank replenishment for at least three consecutive years. In this Thesis, 70 accessions and 29 populations of naturalized VV in the central region of AR were characterized, which will be conserved as useful germplasm for future breeding programs. Two landraces preserved since 2008 were used to generate a variety that was registered in the official records of AR (Ascasubi INTA) and EEUU (Patagonia INTA).

[EN] Eggplant (Solanum melongena L.) is one of the vegetables with highest content in phenolic compounds, giving eggplant a high antioxidant power and other bioactive beneficial health properties. This means that there is a growing demand among consumers concerned about a healthy diet. However, despite being a crop with a great economic importance worldwide, it is one of the least-studied Solanaceae (much less than tomato, pepper and potato), so it is necessary to carry out studies that contribute to the genetic improvement of eggplant to the commercial level so that the genetic diversity is increased and that is adapted to the demands of producers and consumers. The work carried out in this Thesis aims to obtain relevant information for the breeding programmes of eggplant through the study of genetic diversity and development and use of tools for the morphological characterization as well as increasing genetic diversity in élite germplasm for the development of programs aimed at obtaining high-value hybrids. For achieving this objective, commercial eggplant (semi-larga) black type, as well as other types, origins and varieties of local material are used. In the first part of the Thesis, we rely on the study of genetic diversity in S. melongena and the application of new tools to perform accurate morphological characterization and improve the process of selection of the breeding programs. This diversity studies have been conducted in three centres of origin side in different regions (Spain, Sri Lanka and China), in local materials of eggplant with different typologies, and new phenomic tools have been used for the morphological characterization of the fruit of the eggplant. In the second part of this work, we deal with the development of plant material to increase the genetic base of eggplant cultivars and with the implementation of various programmes for genetic improvement. For this we plan and develop different breeding programs according to different objectives, including the implementation of a programme of improvement of a local variety with protected geographical indication (IGP), and increasing the diversity and new "elite" material of black type eggplant through a program of genetic improvement. In summary, our work that shows that the study of the genetic diversity and the use of phenomics tools for morphological characterization, as well as the development of new plant material, is very useful for obtaining new varieties of eggplant as well as scientific and technical information of interest to other researchers and breeders. We have also found that "public-private research" interaction allows a synergistic collaboration in obtaining plant material and information of interest for vegetables breeding. / [ES] La berenjena (Solanum melongena L.) es una de las hortalizas más ricas en compuestos fenólicos, lo cual le confiere un alto poder antioxidante y otras propiedades bioactivas beneficiosas para la salud. Ello hace que haya una demanda creciente entre consumidores preocupados por una dieta saludable. Sin embargo, a pesar de ser un cultivo con una gran importancia económica a nivel mundial, es una de las solanáceas menos estudiadas (mucho menos que tomate, pimiento y patata), por lo que es necesario realizar estudios que contribuyan a la mejora genética de la berenjena a nivel comercial de forma que amplíen la diversidad genética y que permitan adaptarse a las demandas de productores y consumidores. El trabajo realizado en esta Tesis pretende obtener información relevante para los programas de mejora genética de berenjena mediante el estudio de la diversidad genética y el desarrollo y uso de herramientas para la caracterización morfológica, así como el aumento de la diversidad genética en el germoplasma élite de los programas de desarrollo de híbridos de alto valor. Para ello se utiliza material vegetal tanto de la berenjena comercial tipo negra (semi-larga), como material de otros tipos, orígenes y variedades locales. En una primera parte de la Tesis, nos basamos en el estudio de diversidad genética en S. melongena y en la aplicación de nuevas herramientas para realizar una caracterización morfológica precisa y mejorar el proceso de selección en los programas de mejora. Para ello se han realizado estudios de diversidad en tres centros de origen secundarios de distintas regiones (España, Sri Lanka y China), en materiales locales de berenjena con distintas tipologías, y se han utilizado nuevas herramientas fenómicas para la caracterización morfológica del fruto de la berenjena. Como segunda parte de este trabajo, abordamos el desarrollo de material vegetal para el incremento de la base genética de los cultivares de berenjena e implementación de distintos programas de mejora genética. Para ello se plantean y ejecutan diferentes programas de mejora según los objetivos explícitos, incluyendo la realización de un programa de mejora para una variedad local con Indicación Geográfica Protegida (IGP), e incrementando la diversidad y la obtención de nuevos materiales de élite de berenjena tipo negra mediante un programa de mejora genética. En definitiva, nos encontramos con un trabajo que muestra que el estudio de la diversidad genética y el desarrollo y utilización de herramientas fenómicas para la caracterización morfológica, además de la obtención de material vegetal nuevo, es de gran utilidad para el desarrollo de nuevas variedades de berenjena, así como para obtener información científico-técnica de interés para otros investigadores y mejoradores. También hemos constatado que la interacción "investigación pública-privada" permite una colaboración sinérgica en la obtención de material vegetal e información de interés en la mejora de hortícolas. / [CA] L'albergina (Solanum melongena L.) és una de les hortalisses més riques en compostos fenòlics, el que li confereix un alt poder antioxidant i altres propietats bioactives beneficioses per a la salut. Aquest fet fa que hi haja una demanda creixent entre els consumidors preocupats per una dieta saludable. No obstant això, a pesar de ser un cultiu amb una gran importància econòmica a nivell mundial, és una de les solanàcies menys estudiades (molt menys que tomaca, pimentó i creïlla) , per la qual cosa és necessari realitzar estudis que contribuïsquen a la millora genètica de l'albergina a nivell comercial de manera que amplien la diversitat genètica i que permeten adaptar-se a les demandes de productors i consumidors. El treball realitzat en esta Tesi pretén obtindre informació rellevant per als programes de millora genètica d'albergina per mitjà de l'estudi de la diversitat genètica i el desenvolupament i ús de ferramentes per a la caracterització morfològica, així com l'augment de la diversitat genètica en el germoplasma elit dels programes de desenvolupament d'híbrids d'alt valor. Per a això s'utilitza material vegetal tant de l'albergina comercial de tipus negra (semi-llarga), com material d'altres tipus, orígens i varietats locals. En una primera part de la Tesi, ens basem en l'estudi de diversitat genètica en S. melongena i en l'aplicació de noves ferramentes per a realitzar una caracterització morfològica precisa i millorar el procés de selecció en els programes de millora. Per a això s'han realitzat estudis de diversitat en tres centres d'origen secundaris de distintes regions (Espanya, Sri Lanka i Xina), en materials locals d'albergina amb distintes tipologies, i s'han utilitzat noves ferramentes fenòmiques per a la caracterització morfològica del fruit de l'albergina. Com a segona part d'este treball, abordem el desenvolupament de material vegetal per a l'increment de la base genètica dels cultivars d'albergina i implementació de distints programes de millora genètica. Per a això es plantegen i executen diferents programes de millora segons els objectius explícits, incloent la realització d'un programa de millora per a una varietat local amb Indicació Geogràfica Protegida (IGP), i incrementant la diversitat i l'obtenció de nous materials d'elit d'albergina tipus negra per mitjà d'un programa de millora genètica. En definitiva, ens trobem amb un treball que mostra que l'estudi de la diversitat genètica i el desenvolupament i utilització de ferramentes fenómiques per a la caracterització morfològica, a més de l'obtenció de material vegetal nou, és de gran utilitat per al desenvolupament de noves varietats d'albergina, així com per a obtindre informació cientificotècnica d'interés per a altres investigadors i milloradors. També hem constatat que la interacció "investigació pública-privada" permet una col·laboració sinèrgica en l'obtenció de material vegetal i informació d'interés en la millora d'hortícoles. / Hurtado Ricart, M. (2016). Mejora genética de la berenjena (S. melongena L.) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61386 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] Hemos utilizado descriptores convencionales y digitales para caracterizar germoplasma español, con el fin de evaluar la variabilidad y probar la eficiencia de esos métodos para diferenciar los materiales. Los resultados muestran gran diversidad dentro de la colección. Además, el fenotipado digital fue capaz de proporcionar una separación más potente. Finalmente, se seleccionó un subconjunto 17 descriptores capaz de distinguir entre accesiones, explicando el 81.81% de la varianza total. Los rasgos del fruto son los más relevantes para la separación entre variedades. Estos hallazgos serán útiles para la recuperación de las variedades tradicionales y el manejo del germoplasma. Las variedades tradicionales más apreciadas de México poseen una aptitud extraordinaria para ser usados como materiales de pre-mejora. Por lo tanto, nos propusimos estudiar la diversidad fenotípica y genotípica de estos materiales, así como el efecto de la polinización abierta en la fijación de las características. La caracterización morfológica y genética de la progenie mostró niveles similares de uniformidad y heterocigocidad a aquellos mostrados por las líneas parentales, sugiriendo que el sistema de reproducción por polinización abierta es eficiente en términos de alcanzar uniformidad agronómica, preservando un cierto grado de diversidad genética. Los estudios genéticos del germoplasma aportan información de gran utilidad. Se utilizó el GBS para estudiar una colección de Capsicum spp. española con el fin de arrojar luz sobre las relaciones filogenéticas de las variedades locales y evaluar su diversidad. Las accesiones europeas mostraron estar estrechamente relacionadas. Además, el origen y tipo de fruto fueron los principales factores que determinaron estructura genética. Los estudios de filogenia también mostraron una estrecha relación entre las accesiones española y mexicana. Los valores Tajima D fueron consistentes con selección positiva en los grupos de C. annuum relacionados con la domesticación. C. baccatum surge como una importante fuente de variabilidad genética y proporcionando a los investigadores la oportunidad de seleccionar individuos para ser introducidos en programas de mejora para el contenido en compuestos bioactivos y resilientes a las condiciones del cambio climático. Por ello, decidimos caracterizar una colección de C. baccatum y C. annuum. Se observó una gran influencia del sistema de cultivo sobre el contenido nutricional donde las concentraciones vieron favorecidas bajo cultivo al aire libre. Asimismo, las accesiones control de C. annuum mostraron concentraciones superiores para la mayoría de compuestos para los dos ambientes. Por otro lado, la buena respuesta C. baccatum demuestra que existe la posibilidad de mejorar estos materiales bajo las condiciones mediterráneas y un alto contenido en compuestos bioactivos. Por último, bajo nuestras condiciones, una ración de pimiento puede aportar entre un 70% y un 120% de la dosis diaria recomendada de ácido ascórbico y entre un 10% y un 60% de la dosis recomendada de minerales. La mejora de las variedades de pimiento para la absorción y uso del fósforo es de suma importancia en la tarea actual de reducir significativamente la necesidad de fertilizantes. El objetivo de este trabajo fue caracterizar una colección de pimiento frente a bajos insumos de fósforo. En general, las condiciones de estrés condujeron a una reducción significativa de la biomasa. Además, el tratamiento de bajo fósforo estimuló el desarrollo de la raíz lateral y pelos radiculares. Además, la concentración de fósforo en los tejidos vegetales disminuyó significativamente. Esta respuesta fue notoriamente superior en las raíces, mostrando la capacidad de movilizar el fósforo hacia otros órganos. Esto proporciona evidencias de la existencia de variabilidad dentro de Capsicum para la eficiencia del uso del fósforo susceptible de ser utilizada en lo / [CA] Hem utilitzat descriptors convencionals i digitals per a caracteritzar una col·lecció de varietats espanyoles, amb la finalitat d'avaluar la variabilitat i provar l'eficiència d'aqueixos mètodes per a diferenciar els materials. Els resultats mostren una gran diversitat dins de la col·lecció. A més, el fenotipat digital va permetre una separació més potent. Finalment, es va seleccionar un subconjunt de 17 descriptors digitals per a distingir entre accessions, explicant el 81.81% de la variància total. Els trets del fruit són els més rellevants per a la separació entre varietats. Aquestes troballes seran útils per a la recuperació de les varietats tradicionals i el maneig del germoplasma. Moltes de les varietats tradicionals més benvolgudes es poden trobar a Mèxic y posseeixen una aptitud extraordinària per a ser usats com a materials de pre-millora. Per tant, ens vam proposar estudiar la diversitat fenotípica i genotípica d'aquests materials, així com l'efecte de la pol·linització oberta en la fixació de les característiques morfològiques i en la fixació genètica. La caracterització morfològica y genètica va mostrar nivells similars d'uniformitat de la progènie a aquells mostrats per les línies parentals, sugerint que la reproducció de pol·linització oberta és eficient en termes d'aconseguir uniformitat agronòmica i alhora preservant un cert grau de diversitat genètica, un fet d'enorme rellevància per a l'adaptació a les condicions de canvi climàtic. Els estudis genètics del germoplasma existent aporten informació de gran utilitat. En la present tesi es va utilitzar el GBS per a estudiar una col·lecció de Capsicum spp. amb la finalitat de llançar llum sobre les relacions filogenètiques de les varietats locals i avaluar la seua diversitat i estructura. Les accessions europees estaven estretament relacionades. A més, les característiques dels fruits i l'origen van ser els principals factors que van determinar la l'estructura genètica. Els estudis de filogènia també van mostrar una estreta relació entre les accessions espanyola i mexicana. Els valors del mètode estadístic Tajima D van ser consistents amb la selecció positiva en els grups de C. annuum relacionats amb la domesticació. C. baccatum sorgeix com una important font de variabilitat i proporcionant l'oportunitat de seleccionar individus per a programes de millora per al contingut en compostos bioactius i condicions del canvi climàtic. Ací es va caracteritzar una col·lecció de C. baccatum i C. annuum. Es va observar una gran influència del sistema de cultiu, on les compostos es van veure afavorides baix cultiu a l'aire lliure. C. annuum van mostrar concentracions superiors per a la majoria de compostos. La bona resposta de C. baccatum demostra que existeix la possibilitat de millorar aquests materials de cara a obtindre individus adaptats a les condicions mediterrànies i un alt contingut en compostos bioactius. Per ultime, sota les nostres condicions, una ració de pimentó pot aportar entre un 70% i un 120% de la dosi diària recomanada d'acidifique ascòrbic i entre un 10% i un 60% de la dosi recomanada de minerals. La millora de les varietats de pimentó per a l'absorció i ús del fòsfor és de suma importància en la tasca actual de reduir la necessitat de fertilitzants. L'objectiu va ser caracteritzar una col·lecció de pimentó enfront de baixos inputs de fòsfor. En general, les condicions d'estrés van conduir a una reducció de la biomassa. A més, va estimular el desenvolupament de l'arrel lateral i de pèls radiculars. A més, la concentració de fòsfor en els teixits vegetals va disminuir significativament. Aquesta resposta va ser notòriament superior en les arrels, mostrant la capacitat de mobilitzar el fòsfor acumulat cap a altres òrgans. Això proporciona evidències de l'existència de variabilitat dins de Capsicum per a l'eficiència de l'ús del fòsfor susceptible de ser utilitzada en / [EN] Herein we used conventional and digital descriptors to characterize a collection Spanish landraces in order to assess the diversity and to test the discriminating ability of said methods. A considerable variation was found for the collection. Digital phenotyping enabled a more powerful separation. We conclude by selecting a subset of 17 descriptors which enable to distinguish among closely related C. annuum accessions. Finally, fruit traits explained the highest percentage of variance for our collection. These findings will be useful to the recovery of heirloom peppers and will boost germplasm characterization and management in seed banks. Some of the most known landraces from Mexico encompass a remarkable aptitude to be used as pre-breeding materials. Hence, we studied the phenotypic and genotypic diversity within these materials and the open-pollination effect on the fixation of morphological characteristics and on the genetic fixation. Morphological and genetic analysis of the progeny showed similar or lower levels of genetic and morphological uniformity than those from progenitors, suggesting that open-pollinated program is efficient in terms of reaching enough agronomic uniformity, while preserving a certain degree of genetic diversity, of paramount importance for the adaptation to climate change. Germplasm genetic studies provide vital information. Herein we used GBS to study a Spanish collection of Capsicum spp. to shed light into phylogenetic relationships and to evaluate their diversity and structure. European accessions showed a close relationship. Furthermore, fruit traits and region of origin were the main factors defining population structure. Spanish and Mexican accessions showed a close phylogenetic relationship; Finally, Tajima's D statistic values were consistent with positive selection in the C. annuum clusters related to domestication. These findings provide relevant information on the origin and relationships of Spanish landraces and for future association mapping studies in pepper. C. baccatum represents a remarkable genetic pool that provides opportunity to select superior individuals to be used in breeding programs for improved bioactive compounds content and resilience to climate change materials. Hence, we characterized a collection of C. baccatum and C. annuum materials. Cultivation system had a major effect controlling fruit's nutrient profile. C. annuum controls presented higher concentrations for most compounds under both conditions. The good performance of C. baccatum accessions shows that there are opportunities to breed materials adapted to the Mediterranean conditions and with interesting properties, especially under open-field conditions. Finally, under our conditions, a serving of pepper cultivated could provide between 70% and 120% of the recommended dietary allowance for ascorbic acid and between 10% and 60% for minerals. Improving pepper varieties for their uptake and use of phosphorus would significantly reduce the need for fertilizer applications. Hence, we characterized the main adaptations, of a Capsicum spp. collection, to low phosphorus inputs. Overall, stress conditions lead to significant reduction of biomass. Stress treatment stimulated lateral root length and root hairs growth. Furthermore, concentration of this mineral in plant tissues decreased significantly. This response was notoriously higher in the roots, demonstrating a high ability to mobilise accumulated phosphorus to other plant organs, providing evidence that within the Capsicum genus there is usable variability for phosphorus use efficiency for breeding programs for low input adaptation. / Pereira Dias, L. (2019). Study and exploitation of varietal diversity for agroclimatic adaptation and nutritional content improvement in Capsicum spp [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/134055 / TESIS / Compendio