[ES] El impacto del cambio climático en los cultivos hortícolas es cada vez más evidente, lo que ha llevado a la pérdida y erosión de diversidad genética de manera drástica. Esto plantea importantes desafíos para la mejora de los cultivos, que requiere la exploración de los recursos fitogenéticos conservados en los bancos de germoplasma y el desarrollo de tecnologías que permitan evaluar el valor fenotípico y genotípico de estos materiales. Sin embargo, la situación actual de las colecciones de germoplasma es la existencia de duplicados no identificados entre colecciones, errores en la clasificación taxonómica, documentación insuficiente y no disponible para investigadores y mejoradores, añadido a la falta de financiación para la conservación y gestión adecuadas. Esto dificulta enormemente la utilización de estos recursos. En la presente Tesis se aborda este problema comenzando por la unificación de datos de pasaporte, fenotipado e imágenes de las principales colecciones de tomate, pimiento y berenjena en un mismo repositorio en el primer capítulo. El segundo capítulo se centra en el desarrollo y optimización de un método de extracción de ADN genómico de alta calidad, rápido y económico que combina las ventajas del método de extracción basado en el CTAB, añadido a la purificación de los ácidos nucleicos en una matriz de sílice. Es un método universal que puede utilizarse para diferentes especies y tejidos. Se ha evaluado la eficiencia del ADN genómico resultante en diferentes plataformas de secuenciación como SPET (Single Primer Enrichment Technology) y Oxford Nanopore, generando resultados muy prometedores. Esto facilita el paso previo al genotipado de las colecciones que es la extracción de ADN. En el tercer capítulo se aborda el genotipado de las colecciones. El elevado número de accesiones de cada cultivo, en particular el tomate, supone un problema de tipo económico, en ocasiones irresoluble. Por ello, el tercer capítulo está orientado a la evaluación del potencial de la tecnología de secuenciación SPET, más económica que otras conocidas, para el genotipado de alto rendimiento de colecciones de germoplasma de tomate y berenjena. Los resultados revelan que el genotipado SPET es una tecnología robusta y de alto rendimiento para estudios genéticos, incluyendo la posibilidad de identificación de duplicados y errores de clasificación taxonómica en las entradas conservadas en los bancos. Con la información generada en los primeros tres capítulos se establecieron las colecciones nucleares para cada cultivo, abarcando la máxima diversidad genética y fenotípica en un conjunto de 450 individuos. Finalmente, en el cuarto capítulo, se analiza y describe la colección nuclear de tomate a nivel genético y fenotípico, mediante un enfoque basado en el establecimiento de grupos genéticos basados en su proximidad genética. El análisis de la diversidad genética y fenotípica reveló patrones de variación distintos entre diferentes grupos genéticos, contradiciendo afirmaciones anteriores que proponían una disminución en la diversidad genética como consecuencia de la mejora genética y descubriendo correlaciones entre rasgos morfológicos únicas dentro de los diferentes grupos. En resumen, esta tesis aumenta el conocimiento y accesibilidad a las colecciones de Solanaceae en bancos de germoplasma y proporciona herramientas moleculares. Destaca la importancia de estos bancos como reservorios de diversidad genética, aunque enfrenten desafíos como datos limitados y duplicados. Estos avances sientan las bases para la conservación y programas de mejora futuros. / [CA] L'impacte del canvi climàtic en els cultius hortícoles és cada vegada més evident, la qual cosa ha portat a la dràstica pèrdua i erosió de la diversitat genètica. La reduïda diversitat genètica planteja importants reptes per a la millora dels cultius. Sent necessari l'exploració dels recursos genètics vegetals conservats en els bancs de germoplasma i el desenvolupament de tecnologies que permeten avaluar el valor fenotípic i genotípic d'aquests materials. Pel que fa a les col·leccions de germoplasma presenten duplicats no identificats entre col·leccions, errors en la classificació taxonòmica, falta de finançament per a la conservació i gestió adequades a banda de documentació insuficient i no disponible (investigadors i milloradors vegetals). En la present tesi doctoral en el primer capítol s'aborda aquest problema unificant les dades de passaport, fenotipat i imatges de les principals col·leccions de tomaca, pebre i albergínia en un mateix repositori. El segon capítol es focalitza en el desenvolupament i optimització d'un mètode d'extracció de ADN genòmic d'alta qualitat, ràpid i econòmic que combina els avantatges del mètode d'extracció basat en el CTAB amb l'ús de matrius de sílice. El mètode desenvolupat pot utilitzar-se de manera universal per a diferents espècies i teixits vegetals. S'ha avaluat l'eficiència del ADN genòmic resultant en diferents plataformes de seqüenciació com SPET (Single Primer Enrichment Technology) i Oxford Nanopore, generant resultats molt prometedors. Això facilita el pas previ al genotipat de les col·leccions que és l'extracció d'ADN. En el tercer capítol aborda l'optimització del procés de genotipat de les col·leccions generades. L'elevat nombre d'accessions de cada cultiu, en particular la tomaca, suposa un problema de tipus econòmic, a vegades irresoluble. Per això, aquest capítol està orientat a l'avaluació del potencial de la tecnologia de seqüenciació SPET per al genotipat d'alt rendiment de col·leccions de germoplasma de tomaca i albergínia a un preu econòmic. Els resultats revelen que el genotipat SPET és una tecnologia robusta i d'alt rendiment per a estudis genètics, incloent-hi la possibilitat d'identificació de duplicats i errors de classificació taxonòmica en les entrades conservades en els bancs de germoplasma. La informació generada va permetre establir col·leccions nuclears per a cada cultiu, abastant la màxima diversitat genètica i fenotípica en un conjunt de 450 individus. Finalment, en el quart capítol, s'analitza i descrigué la col·lecció nuclear de tomaca a nivell genètic i fenotípic, focalitzant-se en l'establiment de grups genètics basats en la seua proximitat genètica. L'anàlisi de la diversitat genètica i fenotípica va revelar patrons de variació diferents entre diferents grups genètics, contradient afirmacions anteriors que proposaven una disminució en la diversitat genètica a conseqüència de la millora genètica. També és descobriren noves correlacions entre trets morfològics únics dins dels diferents grups. L'estudi destaca la importància d'abordar les iniciatives de millora de la tomaca tenint en compte tant la diversitat genètica com la fenotípica, amb especial èmfasi en aspectes com la grandària, la forma, el color i la qualitat del fruit. En definitiva, els treballs realitzats en aquesta tesi doctoral augmenten, d'una banda, el coneixement i l'accessibilitat a les principals col·leccions de solanàcies conservades en els bancs de germoplasma. Per un altre, generen eines moleculars que permeten l' avaluació genotípica de les col·leccions analizades. En resum, aquests avanços suposen una base per al futur, proporcionant informació valuosa per a la pròpia conservació de les col·leccions i el seu ús en programes de millora. / [EN] The impact of climate change on horticultural crops is increasingly evident, leading to drastic loss and erosion of genetic diversity. This poses significant challenges for crop improvement, which requires the exploration of plant genetic resources conserved in germplasm banks and the development of technologies. However, the current situation of germplasm collections is characterized by the existence of unidentified duplicates among collections, taxonomic mislabelling, insufficient and unavailable documentation for researchers and breeders, and a lack of funding for proper conservation and management. This greatly hampers the utilization of these resources. This thesis addresses this problem by starting with the unification of passport, phenotyping, and image data from the main collections of tomato, pepper, and eggplant. Genotyping these collections enables the creation of core collections, enhancing knowledge of genotypic and phenotypic variability for researchers and breeders. In the first chapter, an inventory of available passport and phenotypic data of tomato, pepper, and eggplant accessions conserved in major European and non-European germplasm banks were conducted to improve the efficiency of plant genetic resource management. The second chapter focuses on the development and optimization of a high-quality, fast, and cost-effective genomic DNA extraction method that combines the advantages of the CTAB-based extraction method with nucleic acid purification on a silica matrix. The efficiency of the resulting genomic DNA was evaluated on different sequencing platforms, such as Single Primer Enrichment Technology (SPET) and Oxford Nanopore, yielding promising results. This facilitates the prerequisite step of DNA extraction before genotyping the collections. Chapter three addresses the genotyping of the collections. The high number of accessions for each crop, particularly tomato, poses an often insurmountable economic problem. Therefore, chapter three is focused on evaluating the potential of SPET sequencing technology, which is more cost-effective than other known methods, for high-throughput genotyping of tomato and eggplant germplasm collections. The results reveal that SPET genotyping is a robust and high-performance technology for genetic studies, including the identification of duplicates and taxonomic misclassifications in the accessions stored in the germplasm banks. Based on the information generated in the first three chapters, core collections were established for each crop, encompassing maximum genetic and phenotypic diversity in a set of 450 individuals. Finally, in the fourth chapter, the genetic and phenotypic analysis of the tomato core collection is examined and described using an approach based on establishing genetic groups based on their genetic proximity. Genetic and phenotypic diversity analysis revealed distinct patterns of variation among different genetic groups, contradicting previous claims of a decrease in genetic diversity due to genetic improvement and uncovering unique correlations between morphological traits within different groups. The study highlights the importance of considering both genetic and phenotypic diversity in tomato breeding initiatives, with a particular emphasis on aspects such as fruit size, shape, color, and quality. In conclusion, this thesis enhances knowledge and accessibility to major Solanaceae collections in germplasm banks, while providing molecular tools for genotypic evaluation. It underscores germplasm banks' role as genetic diversity reservoirs, despite challenges such as data limitations and inaccuracies, emphasizing the importance of data standardization and maintenance. These advancements lay a foundation for conservation and breeding programs in the future. / This work was supported by grants CIPROM/2021/020 from Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital (Generalitat Valenciana, Spain), PID2021-128148OB-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ and by “ERDF A way of making Europe”, PDC2022-133513-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/, and by “European Union NextGenerationEU/PRTR”, by Grant Agreement No. 677379 (G2P-SOL project: Linking genetic resources, genomes and phenotypes of Solanaceous crops) from European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme, by the Grant Agreement No. 101094738 (PRO-GRACE project: Promoting a Plant Genetic Resource Community for Europe) from the European Union’s Horizon Europe programme, as well as by the initiative "Adapting Agriculture to Climate Change: Collecting, Protecting and Preparing Crop Wild Relatives", which is supported by the Government of Norway. This later project is managed by the Global Crop Diversity Trust with the Millennium Seed Bank of the Royal Botanic Gardens, Kew and implemented in partnership with national and international gene banks and plant breeding institutes around the world. For further information, see the project website: htp://www.cwrdiversity.org/. The overall work also partially fulfils some goals of the Agritech National Research Center and received funding from the European Union Next-Generation EU (PIANO NAZIONALE DI RIPRESA E RESILIENZA (PNRR)–MISSIONE 4 COMPONENTE 2, INVESTIMENTO 1.4—D.D. 1032 17/06/2022, CN00000022). David Alonso is grateful to Universitat Politècnica de València for a predoctoral (PAID-01-16) / Alonso Martín, D. (2023). Linking Genetic Resources, Genomes and Phenotypes of Solanaceus Crops [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/201550

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Desde a década de 1990, os esforços internacionais para a obtenção de genomas completos levaram à determinação do genoma de inúmeros organismos. Isto, aliado ao grande avanço da computação, tem permitido o uso de abordagens inovadoras no estudo da estrutura, organização e evolução dos genomas e na predição e classificação funcional de genes. Entre os métodos mais comumente empregados nestas análises está a busca por similaridades entre sequências biológicas. Análises comparativas entre genomas completamente sequenciados indicam que cada grupo taxonômico estudado até o momento contém de 10 a 20% de genes sem homólogos reconhecíveis em outras espécies. Acredita-se que estes genes taxonomicamente restritos (TRGs) tenham um papel importante na adaptação a nichos ecológicos particulares, podendo estar envolvidos em importantes processos evolutivos. Entretanto, seu reconhecimento não é simples, sendo necessário distingui-los de ORFs não-funcionais espúrias e/ou artefatos derivados dos processos de anotação gênica. Além disso, genes espécie- ou gêneroespecíficos podem representar uma oportunidade para o desenvolvimento de métodos de identificação e/ou tipagem, tarefa relativamente complicada no caso dos procariotos, onde o método padrão-ouro na atualidade envolve a análise de um grupo de vários genes (MultiLocus Sequence Typing MLST). Neste trabalho utilizamos dados produzidos através de análises comparativas de genomas e de sequências para identificar e caracterizar genes espécie- e gênero-específicos, os quais possam auxiliar no desenvolvimento de novos métodos para identificação e/ou tipagem, além de poderem lançar luz em importantes processos evolutivos (tais como a perda e ou origem de genes em linhagens particulares, bem como a expansão de famílias de genes em linhagens específicas) nos organismos estudados. / Since the 1990s, international efforts to obtain complete genomes led to the determination of the genome of many organisms. This, coupled with great advances in computing, has allowed the use of innovative approaches in the study of structure, organization and evolution of genomes and the prediction and functional classification of genes. Among the methods most commonly employed in such analysis is the search for similarities between biological sequences. Comparative analysis of whole genome sequences indicate that each taxonomic group studied so far contain 10 to 20% of genes with no recognizable homologues in other species. It is believed that these taxonomically restricted genes (TRGs) have an important role in adaptation to particular ecological niches and may be involved in important evolutionary processes. However, the recognition of such genes is not simple, being necessary to distinguish them from spurious ORFs nonfunctional and / or artifacts from the processes of gene annotation. Furthermore, species- or genus-specific genes may be an opportunity for the development of methods for identification and / or typing, a relatively complicated task in the case of prokaryotes, where the gold standard at present involves the analysis of a group of several genes (Multilocus Sequence Typing - MLST). This study used data generated through comparative analysis of genome sequences to identify and characterize species- and genusspecific genes, which may help in the development of new methods for identification and / or typing, and can possibly shed light on important evolutionary processes (such as loss and / or origin of genes in particular lineages, as well as expansion of gene families in specific strains) involving the studied organisms.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Desde a década de 1990, os esforços internacionais para a obtenção de genomas completos levaram à determinação do genoma de inúmeros organismos. Isto, aliado ao grande avanço da computação, tem permitido o uso de abordagens inovadoras no estudo da estrutura, organização e evolução dos genomas e na predição e classificação funcional de genes. Entre os métodos mais comumente empregados nestas análises está a busca por similaridades entre sequências biológicas. Análises comparativas entre genomas completamente sequenciados indicam que cada grupo taxonômico estudado até o momento contém de 10 a 20% de genes sem homólogos reconhecíveis em outras espécies. Acredita-se que estes genes taxonomicamente restritos (TRGs) tenham um papel importante na adaptação a nichos ecológicos particulares, podendo estar envolvidos em importantes processos evolutivos. Entretanto, seu reconhecimento não é simples, sendo necessário distingui-los de ORFs não-funcionais espúrias e/ou artefatos derivados dos processos de anotação gênica. Além disso, genes espécie- ou gêneroespecíficos podem representar uma oportunidade para o desenvolvimento de métodos de identificação e/ou tipagem, tarefa relativamente complicada no caso dos procariotos, onde o método padrão-ouro na atualidade envolve a análise de um grupo de vários genes (MultiLocus Sequence Typing MLST). Neste trabalho utilizamos dados produzidos através de análises comparativas de genomas e de sequências para identificar e caracterizar genes espécie- e gênero-específicos, os quais possam auxiliar no desenvolvimento de novos métodos para identificação e/ou tipagem, além de poderem lançar luz em importantes processos evolutivos (tais como a perda e ou origem de genes em linhagens particulares, bem como a expansão de famílias de genes em linhagens específicas) nos organismos estudados. / Since the 1990s, international efforts to obtain complete genomes led to the determination of the genome of many organisms. This, coupled with great advances in computing, has allowed the use of innovative approaches in the study of structure, organization and evolution of genomes and the prediction and functional classification of genes. Among the methods most commonly employed in such analysis is the search for similarities between biological sequences. Comparative analysis of whole genome sequences indicate that each taxonomic group studied so far contain 10 to 20% of genes with no recognizable homologues in other species. It is believed that these taxonomically restricted genes (TRGs) have an important role in adaptation to particular ecological niches and may be involved in important evolutionary processes. However, the recognition of such genes is not simple, being necessary to distinguish them from spurious ORFs nonfunctional and / or artifacts from the processes of gene annotation. Furthermore, species- or genus-specific genes may be an opportunity for the development of methods for identification and / or typing, a relatively complicated task in the case of prokaryotes, where the gold standard at present involves the analysis of a group of several genes (Multilocus Sequence Typing - MLST). This study used data generated through comparative analysis of genome sequences to identify and characterize species- and genusspecific genes, which may help in the development of new methods for identification and / or typing, and can possibly shed light on important evolutionary processes (such as loss and / or origin of genes in particular lineages, as well as expansion of gene families in specific strains) involving the studied organisms.

Orientador: Laymert Garcia dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Filosofia e Ciencias Humanas / Made available in DSpace on 2018-08-05T01:28:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_Marcelo_D.pdf: 18137235 bytes, checksum: d2ccf296709649c706ae95e568a4a4e8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A tese central deste trabalho é que a aceitação pública despertada pelo Projeto Genoma Humano só se explica pelo uso político e retórico de um determinismo genético crescentemente irreconciliável com os resultados empíricos da pesquisa genômica atual. A complexidade verificada no genoma humano e em suas interações com o meio desautoriza a manutenção de uma noção simples e unidirecional de causalidade, contrariamente ao pressuposto na idéia de gene como único portador de informação, esteio da doutrina do determinismo genético. Um complexo de metáforas informacionais e/ou lingüísticas continuo vivo nos textos publicados por biólogos moleculares na literatura científica, notadamente nos artigos veiculados nos periódicos de alto impacto Nature e Science de 15 e 16 fevereiro de 2001, respectivamente. Tais metáforas inspiram um tipo de discurso ambíguo que modula nuances variadas de retórica determinista, conforme se dirija aos próprios pares ou ao público leigo" O campo da genômica ainda está longe de rejeitar a conjunção problemática das noções de gene pré-formacionista e de gene como recurso desenvo/vimenta/ na base da metáfora do gene como informação. Essa fusão inspirada pela terminologia cibernética propicia uma versão asséptica de gene, distanciada da natureza, puramente sintática, móvel e virtual o bastante para circular desimpedida nos circuitos de produção de valor como recurso genético passível de garimpagem e de patenteamento. Críticos dã tecnociência devem desafiar o campo da genômica a reformular drasticamente as metáforas que dão suporte a seu programa hegemônico de pesquisa / Abstract: The central thesis of this work is that the public support generated for the Human Genome Project and the hype surrounding it can be explained only by the political and rhetorical uses of genetic determinism, a notion which increasingly cannot be reconciled with the empirical results of on-going genomic research. The complexity that has been uncovered in the human genome and in its interactions with the environment implies that a simple and unidirectional notion of causality cannot be maintained, contrary to a presupposition of the idea of the gene as the sole carrier of iliformation, an idea that contributes to sustain the doctrine of genetic determinism. A complex of informational and/or linguistic metaphors lives on in the texts published by molecular biologists in the scientific press, most notably in the issues published February 15thand 16thof 2001 ofthe high impact journals Nature and Science, respectively. These metaphors generate an ambiguous type of discourse that modulates various nuances of deterministic rhetoric, depending on whether it addresses peers or the lay publico The field of genomics is still a long way ITom rejecting the questionable conflation of the notions of gene as preformation and gene as developmental resource which underpins the metaphor of gene as information. This conflation inspired by cybernetics terminology enables an aseptic version of the gene, separated ITom nature, portable and virtual enough to flow unimpeded through the channels ofvalue production as genetic resource suitable for mining and patenting. Critics of technoscience should challenge the field of genomics to drastically reshape the metaphors which have supported its hegemonic research agenda / Doutorado / Doutor em Ciências Sociais

[ES] El selenio es un oligoelemento esencial con funciones antioxidantes importantes en los humanos. Sin embargo, su posible papel en las enfermedades relacionadas con la diabetes sigue siendo un tema de debate. Objetivos. Primero, estudiar los efectos potenciales del selenio en la prediabetes con la edad. Segundo, desarrollar una caja de herramientas para realizar estudios de asociación del genoma completo (GWAS) y meta-análisis dentro de consorcios. Tercero, evaluar los determinantes (ambientales y genéticos) de diferentes biomarcadores de selenio. Cuarto, evaluar si los niveles de biomarcadores de selenio están causalmente relacionados con la diabetes y sus complicaciones. Principalmente se trabajó con la cohorte Aragon Workers Health Study (AWHS), un cohorte española formada por adultos de mediana edad. El selenio en suero y las especies de selenio (glutatión peroxidasa [GPx], selenoproteína P [SeP], selenoalbúmina [SeAlb] y selenometabolitos totales [Se-metabolitos]) se midieron mediante ICP-QQQ-MS, y el selenio en sangre y orina mediante ICP-MS. Los análisis genéticos se realizaron con SNPs imputados con TOPMed. Para abordar el primer objetivo, se utilizó el estudio Seniors ENRICA-2 para representar a la población anciana, y el de NHANES 2011-2018 para validar los hallazgos. Para el segundo objetivo, empleamos R, Bash y Python para personalizar la caja de herramientas basada en el concepto plug-in. Para el tercer objetivo, estimamos la contribución relativa de los factores genéticos y no genéticos en AWHS. Para evaluar los determinantes no genéticos, se construyó una puntuación de estilo de vida saludable. Para analizar los determinantes genéticos se realizaron aproximaciones de genes candidatos y GWAS. Resumimos el efecto de la genética mediante "scores" poligénicos. Finalmente, para el cuarto objetivo, estudiamos el potencial papel causal de los biomarcadores de selenio en enfermedades relacionadas con la diabetes a través del estudio de dosis-respuesta genéticas, colocalización y aleatorización mendeliana. El nivel alto de selenio en sangre se asoció positivamente con la resistencia a la insulina y la función de las células ß solo en adultos de mediana edad, sugiriendo que la resistencia a la insulina vinculada al selenio potencialmente desencadena una mejora en la función de las células ß en individuos más jóvenes. La caja de herramientas metaGWASmanager se desarrolló y aplicó con éxito en el consorcio CKDGen (>2 millones de individuos y >1,800 GWAS). Se observaron asociaciones positivas e inversas entre un estilo de vida saludable (p.ej., actividad física) y hábitos no saludables (p.ej., fumar), respectivamente, con el selenio en suero, SeAlb y Se-metabolitos. Para todos los marcadores de selenio, identificamos variantes genéticas independientes anotadas a genes que participan en la regulación del ritmo circadiano, sistema inmunológico y vías relacionadas con receptores y transportadores. La genética explicó una mayor proporción de variabilidad en los niveles de biomarcadores de selenio (~20%) en comparación con los factores no genéticos (~2%). En general, la información genética respalda que el aumento sérico de la GPx y de los Se-metabolitos podría tener efectos perjudiciales sobre la prediabetes, la enfermedad renal y la presencia de placa. La SeP sérica se relacionó positivamente con la enfermedad renal. Por el contrario, el aumento de selenio sérico y de la SeP fue beneficioso para la enfermedad aterosclerótica. Hemos desarrollado nuevas herramientas bioinformáticas para la explotación de la variación genómica en estudios epidemiológicos y consorcios. Nuestros hallazgos respaldan el papel del selenio en el riesgo cardiometabólico y proporcionan una base para desarrollar nuevas estrategias para la prevención y el control de las complicaciones de la diabetes. / [CA] El seleni és un oligoelement essencial comercialitzable amb funcions antioxidants importants en els humans. Malgrat això, el seu possible paper en malalties relacionades amb la diabetes segueix en debat. Objectius. Primer, estudiar els efectes del seleni en la prediabetis segons l'edat. Segon, desenvolupar eines per realitzar estudis d'associació del genoma complet (GWAS) i metaanàlisi dins de consorcis. Tercer, avaluar els determinants (ambientals i genètics) de diferents biomarcadors de seleni. Quart, avaluar si els nivells de biomarcadors de seleni estan causalment relacionats amb la diabetis i les seues complicacions. En la major part d'aquesta tesi s'ha treballat amb "Aragon Workers Health Study" (AWHS), una cohort espanyola formada per adults de mitjana edat. El seleni en sèrum i les espècies de seleni (glutatió peroxidasa [GPx], selenoproteïna P [SeP], selenoalbúmina [SeAlb] i selenometabolits totals [Se-metabolits]) es van mesurar mitjançant ICP-QQQ-MS, i el seleni en sang i orina mitjançant ICP-MS. Les anàlisis genètiques es van realitzar amb SNPs imputats amb TOPMed. Per abordar el primer objectiu, es va utilitzar l'estudi Seniors ENRICA-2 per representar la població anciana, i el de NHANES 2011-2018 per validar els resultats. Per al segon objectiu, ferem servir R, Bash i Python per personalitzar les ferramentes basant-nos en el concepte de plug-in. Per al tercer objectiu, estimàrem la contribució relativa dels factors genètics i no genètics en AWHS. Per avaluar els determinants no genètics, es va construir una puntuació d'estil de vida saludable, considerant factors sociodemogràfics i la dieta. Per analitzar els determinants genètics es van fer aproximacions de gens candidats i GWAS. Vam resumir l'efecte de la genètica mitjaçant "scores" poligènics. Finalment, per al quart objectiu, estudiarem el potencial paper causal dels biomarcadors de seleni en malalties relacionades amb la diabetis mitjaçant l'estudi de dosi-resposta genètica, colocalització i aleatorització mendeliana. El nivell elevat de seleni en sang es va associar positivament amb la resistència a la insulina i la funció de les cèl·lules ß només en adults de mitjana edat (AWHS), suggerint que la resistència a la insulina vinculada al seleni potencialment desencadena una millora en la funció de les cèl·lules ß en individus més joves. La caixa d'eines metaGWASmanager es va desenvolupar i aplicar amb èxit al consorci CKDGen (>2 milions d'individus i >1,800 GWAS). Es van observar associacions positives i inverses entre un estil de vida saludable (p.ex., activitat física) i hàbits no saludables (p.ex., fumar), respectivament, amb el seleni en sèrum, SeAlb i Se-metabolits. Per a tots el marcadors de seleni, identificarem variants genètiques independents anotades a gens que participen en la regulació del ritme circadià, sistema immunològic i vies relacionades amb receptors i transportadors. La genètica va explicar una proporció més gran de variabilitat en els nivells de biomarcadors de seleni (~20%) en comparació amb els factors no genètics (~2%). En general, la informació genètica recolza que l'augment sèric de la GPx i dels Se-metabolits podria tenir efectes perjudicials sobre la prediabetis, la malaltia renal i la presència de placa. La SeP sèrica es va relacionar positivament amb la malaltia renal. Per contra, l'augment de seleni sèric i de la SeP va ser potencialment beneficiós per a la malaltia ateroscleròtica. Hem desenvolupat noves eines bioinformàtiques per a l'explotació de la variació genòmica en estudis epidemiològics i consorcis. Les nostres troballes donen suport, en general, al paper del seleni en el risc cardiometabòlic i proporcionen una base per desenvolupar noves estratègies i intervencions per a la prevenció i el control de les complicacions de la diabetis. / [EN] Selenium is a marketed essential trace element with important antioxidant functions in humans. However, its potential role in diabetes-related diseases remains a subject of debate. Objectives. First, to study the potential effects of selenium on prediabetes by age. Second, to develop a toolbox for conducting Genome-wide association studies (GWAS) within large-scale meta-analysis consortia. Third, to evaluate determinants (environmental and genetics) of different selenium biomarkers. Fourth, to evaluate if selenium biomarker levels causally relate to diabetes and its complications. We mainly work with the Aragon Workers Health Study (AWHS), a Spanish cohort made of middle-aged adults. Serum selenium and selenium species (glutathione peroxidase [GPx], selenoprotein P [SeP], selenoalbumin [SeAlb] and total selenometabolites [Se-metabolites]) were measured by ICP-QQQ-MS, and selenium in blood and urine by ICP-MS. Genetics analyses were performed based on TOPMed imputable SNPs. To address the first goal, the Seniors ENRICA-2 study was used to represent the elderly population, and 2011-2018 NHANES to validate findings. For the second objective, we employed R, Bash, and Python to tailor the plug-in concept. For the third objective, we studied the relative contribution of genetic and non-genetic factors in AWHS. To assess non-genetic determinants, we considered sociodemographic, dietary and a comprehensive healthy lifestyle score was constructed. To evaluate genetic determinants, candidate-gene and GWAS approaches were performed. We summarized the joint effect of genetics using polygenic scores. Finally, for the fourth objective, we studied the potential causal effect of selenium biomarkers on diabetes-related diseases through the study of genetic dose-responses, colocalization and mendelian randomization. Elevated blood selenium concentrations were positively associated to insulin resistance and ß-cell function only in middle-age adults (AWHS), suggesting that selenium-linked insulin resistance potentially triggers enhanced ß-cell function in younger individuals, diminishing with age. The metaGWASmanager toolbox was developed and successfully applied in the CKDGen (>2 million individuals and >1,800 GWAS). Positive and inverse associations were observed between healthy lifestyle (e.g. physical activity) and unhealthy habits (e.g., smoking,), respectively, with serum selenium, SeAlb and Se-metabolites. We also identified several independent genetic variants associated with all selenium markers annotated to genes participating in circadian rhythm regulation, immune system processes, signaling and receptor- and transporter-related pathways. Genetics contributed a greater proportion of variability in selenium biomarkers levels (~20%) compared to non-genetic factors (~2%). The exploitation of genetic information, overall, supports that increased serum GPx and Se-metabolites might have detrimental effects on prediabetes and diabetes complications by increasing renal disease and the presence of atherosclerosis plaque. Serum SeP, was positively related to renal disease. Conversely, increased serum selenium and SeP was potentially beneficial for atherosclerotic disease. We have developed novel bioinformatics tools for the exploitation of genomic variation in epidemiologic studies and consortia. Our findings support, overall, the role of selenium on cardiometabolic risk, and provide a basis for developing new strategies and interventions for the prevention and control of diabetes complications. / I was awarded two notable grants, one from Spanish and another from Europe, which have been essential in supporting this thesis: Predoctoral national FPI (Research Staff Training) grant PID2019-108973RB-C21 from the Ministerio de Ciencia e Innovación, National Research Agency (Spain), which funds this thesis (August 2021- June 2023) and MBO (European Molecular Biology Organization) scientific exchange grant number 10351, July 2023, for conducting a research stay / Rodríguez Hernández, Z. (2025). The Role of Selenium in Type 2 Diabetes: an Integrative Genomic Study to Inform Precision Medicine [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/214444