Pathogen derived resistance (PDR) is a recent breakthrough where plant hosts can be made to be resistant to viral infections through transformation with conserved viral genes. Given the severity of Tospovirus diseases worldwide (particularly in tomato), PDR has the potential to garner large yield returns where pathogen populations have overcome the established resistance. Tomato breeding lines FLA7804, FLA8044, and the research line MP1 were used in transformation experiments with potions of the Tomato spotted wilt virus (TSWV) N-gene, and two other chimerical viral nucleocapsid gene constructs from, Impatiens necrotic spot virus (INSV), and Groundnut ringspot virus (GRSV). We conducted 19 independent transformations consisting of 300 to 700 14-day old whole cotyledons each for a total number of approximately 9,000 potentially transformed explants. Of those, approximately 6,300 explants failed to produce regenerants, 2,419 explants underwent abnormal development on elongation media, 187 failed to root, and 215 plants to be characterized genetically. Of the 215 plants, 9 were from FLA 7804, 96 from FLA 8044, and 110 from MP1. Both PCR and Southern blot hybridization analysis later confirmed that none of the 215 plants were transgenic. Opposite to tomato, we were able to transform Arabidopsis thaliana ecotype wassilewskija (Ws) via floral dip with the above listed constructs demonstrating that constructs were not deleterious within a plant once fully introgressed. Sixteen independent transformants in the T0 generation resulted from 19,000 germinated seed from three dipped plants resulting in a total transformation rate of 0.08%. Of the 1,000 T1 seed germinated on kanamycin media from each of the 16 putative Arabidopsis plants transformed with the construct containing elements of the N-gene from all three of the aforementioned tospoviruses, four populations exhibited simple Mendelian inheritance of the transgene. DNA walking analysis yielded amplification of the unknown region outside the nptII region of the insert for three of the four remaining transformants, which was subsequently sequenced and mapped to chromosomes 1, 3, and 4. There were 25 T1 individuals selected from each population and transferred to soil for DNA extraction and zygosity determination. Homozygous T2 seed was collected for future resistance studies.

El sabor y aroma del tomate son el resultado de las interacciones que se establecen, principalmente, entre sus azúcares, ácidos orgánicos, aminoácidos libres, minerales y compuestos volátiles, jugando estos últimos un papel muy relevante en la apreciación sensorial final. Una parte de estos compuestos se encuentran en forma libre, constituyendo la fracción volátil libre (FVL) pero otra parte se encuentra en forma glicosilada y los componentes que la forman no pueden ser percibidos por los receptores olfativos, constituyendo la denominada fracción glicosilada (FG) volátil. Los precursores glicosilados constituyen, por tanto, una fuente potencial para incrementar el aroma final si se consigue la hidrólisis de los enlaces glicosídicos y la consiguiente liberación de los aglicones. El objetivo de este estudio fue determinar la composición de la fracción volátil del tomate en cuanto a sus componentes libres y glicosilados para, seguidamente, evaluar la capacidad de determinadas actividades glicosídicas para liberar los aglicones. Se ha caracterizado el perfil aromático de cinco variedades de tomate. Los resultados han mostrado una gran influencia de la variedad sobre la composición tanto de la FVL como de la FG del tomate, estableciéndose el potencial de esta última para incrementar los compuestos volátiles libres. Se ha estudiado la influencia de la maduración en el perfil aromático del tomate, observándose que los componentes de la FVL y de la FG tienden, en general, a aumentar sus concentraciones a medida que avanza la maduración del fruto, aunque con relevantes excepciones. Este estudio avala la posibilidad, propuesta por otros autores, de utilizar el perfil aromático del tomate como una herramienta para la identificación de las variedades. Se han producido extractos enriquecidos en distintos enzimas glicosídicos de origen fúngico. La incubación de zumo de tomate en presencia de estos enzimas ha demostrado su capacidad para liberar varios de los aglicones particula / Ortiz Serrano, J. (2008). Influencia de la adición de glicosidasas sobre el potencial aromático del tomate (Solanum lycopersicum L.) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3447

Antón Martínez, MT. (2012). La caracterización del mutante insercional Arlequín revela que el gen etiquetado tiene un papel clave en el desarrollo reproductivo de tomate [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16979

Barrantes Santamaría, W. (2014). Desarrollo de una genoteca de líneas de introgresión entre Solanum lycopersicum y Solanum pimpinellifolium utilizando herrramientas genomicas de alto rendimiento y detección de QTLs implicados en calidad de fruto [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/39102

Tesis por compendio / [ES] La mejora de las especies cultivadas es un área dinámica, sujeta a las necesidades y requerimientos de los diferentes cultivos en cada momento y de las exigencias de productores y consumidores. Una limitación en este proceso de mejora es la diversidad genética existente en los cultivos, debido a cuellos de botella poblacionales, que hacen necesario el uso de especies silvestres. El tomate cultivado (Solanum lycopersicum var. lycopersicum, SLL) surgió a partir de Solanum lycopersicum var. cerasiforme (SLC) que a su vez fue pre-domesticada a partir de Solanum pimpinellifolium (SP). Pese al potencial para la mejora de estas especies, su uso está limitado en gran medida por la falta de información de las colecciones mantenidas en los bancos de germoplasma, principalmente en SLC. Para dar solución a este problema, se ha empleado una colección de germoplasma compuesta por 15 accesiones de SLL, procedentes de México; 27 de SP, procedentes de Perú y Ecuador y 121 de SLC, procedentes de Perú, Ecuador, México y Mesoamérica. Esta colección ha sido sometida a una extensa caracterización fenotípica y genética, lo que ha permitido identificar las regiones de genoma asociadas a caracteres fenotípicos mediante estudios de asociación del genoma completo (GWAS). Además, se han creado poblaciones segregantes F2 para cada una de las entradas de la colección a partir de los híbridos obtenidos con tres parentales diferentes, y estos cruces se han puesto a disposición de la comunidad científica. Este recurso permitirá el estudio del control genético de mutantes de interés en mejora. El estudio realizado con los datos morfológicos ha demostrado la presencia de una gradación morfológica continua entre los tres grupos taxonómicos, y ha permitido la identificación de una serie de caracteres que permiten la diferenciación entre grupos y también entre las distintas procedencias geográficas dentro de cada grupo taxonómico. Los diferentes polimorfismos de nucleótido único (SNPs) fueron anotados con base a la predicción de sus efectos en la secuencia codificantes mediante el programa SnpEff y se llevaron a cabo estudios de GWAS. El análisis genético reveló a Perú y Ecuador como las regiones con mayores niveles de diversidad, tanto en la especie SP como en SLC. Se observó una reducción en el número de variantes SNP en SLC México, que concuerda con la hipótesis de que Mesoamérica sea centro de domesticación y difusión del tomate cultivado. Por último, se constató el proceso de domesticación como la causa de la menor diversidad presente en la especie cultivada. Los estudios GWAS permitieron la identificación de correlaciones genotipo-fenotipo, revelando la asociación entre 107 SNPs y ocho caracteres cuantitativos y un total de 30 SNPs asociados a 7 caracteres cualitativos. Una parte de los SNPs detectados fueron localizados cerca de regiones genómicas ya asociadas con genes y QTLs, otra parte se localizaron en regiones con posibles genes candidatos anotados y el resto de SNPs detectados se corresponden a regiones no descritas previamente, lo que abre el camino a estudios para la detección de nuevos genes candidatos. En esta tesis se muestra la utilidad de la colección de familias segregantes mediante su uso en el estudio del control genético de la presencia y alta densidad de tricomas tipo IV en dos fondos genéticos diferentes, SLL x SP y SP x SLC. En ambos fondos se han detectado dos QTLs principales en los cromosomas 9 y 11. Además, se han detectado señales en los cromosomas 2, 5, 6, 7 y 8, en función de la familia segregante estudiada. Las regiones detectadas en los cromosomas 9 y 11 habían sido previamente descritas en otras especies por regular la densidad de este tipo de tricomas o los niveles de acilazúcares. En ambas regiones hay genes anotados que intervienen en el desarrollo de los tricomas o en la formación de acilazúcares, como aciltransferasas, glicosiltransferasas o los factores de transcripción MYB. / [CA] La millora de les espècies cultivades és una àrea dinàmica, subjecta a les necessitats i requeriments dels diferents cultius a cada moment i de les exigències de productors i consumidors. Una limitació en aquest procés de millora és la diversitat genètica existent en els cultius a causa de diversos colls de botella poblacionals durant la seua domesticació. En aquests casos, les espècies silvestres emparentades revisten un especial interés, podent-se utilitzar com a font de al·lels en la millora genètica. Aquesta circumstància es dona en el cas de la tomaca cultivada (Solanum lycopersicum var. lycopersicum, SLL). Aquesta espècie va sorgir a partir de Solanum lycopersicum var. cerasiforme (SLC), que al seu torn va ser pre-domesticada a partir de Solanum pimpinellifolium (SP). Pese al potencial per a la millora d'aquestes espècies, el seu ús està limitat en gran manera per la falta d'informació de les col·leccions mantingudes en els bancs de germoplasma, principalment SLC. Per a aconseguir l'objectiu anteriorment exposat s'ha emprat una col·lecció de germoplasma composta per 15 accessions de SLL, procedents de Mèxic; 27 de SP, procedents del Perú i l'Equador i 121 de SLC, procedents del Perú, l'Equador, Mèxic i Mesoamèrica. Aquesta col·lecció ha sigut sotmesa a una extensa caracterització fenotípica i genètica, la qual cosa ha permés identificar les regions de genoma associades a caràcters fenotípics mitjançant estudis d'associació del genoma complet (GWAS). A més, s'han creat poblacions segregants F2 per a cadascuna de les entrades de la col·lecció creuant-les amb tres parentals diferents, i aquests creus s'han posat a la disposició de la comunitat científica. Aquest recurs permetrà l'estudi del control genètic de mutants d'interés en millora. Aquesta utilitat s'explora en l'últim capítol de la tesi, on s'estudia el control genètic de la densitat de tricomas en una accessió de l'espècie SP, característica d'interés per conferir resistència a artròpodes. L'estudi realitzat amb les dades morfològiques ha demostrat la presència d'una gradació morfològica contínua entre els tres grups taxonòmics, i ha permés la identificació d'una sèrie de caràcters que permeten la diferenciació entre grups i també entre les diferents procedències geogràfiques dins de cada grup taxonòmic. Els diferents polimorfismes de nucleòtid únic (SNPs) van ser anotats en base a la predicció del seu efecte en la sequència codificant mitjançant el programa SnpEff i es van dur a terme estudis de GWAS. L'anàlisi genètica va revelar al Perú i l'Equador com les regions amb majors nivells de diversitat, tant en l'espècie SP com en SLC. Es va observar una reducció en el nombre de variants SNP en SLC Mèxic, que concorda amb la hipòtesi que Mesoamèrica siga centre de domesticació i difusió de la tomaca cultivada. Finalment, es va constatar el procés de domesticació com la causa de la menor diversitat present en l'espècie cultivada. Els estudis GWAS van permetre la identificació de correlacions genotipe-fenotip, revelant l'associació entre 107 SNPs i huit caràcters quantitatius i un total de 30 SNPs associats a 7 caràcters qualitatius. Una part dels SNPs detectats van ser localitzats prop de regions genòmiques associades amb gens i QTLs o en regions amb possibles gens candidats anotats y la resta de SNPs detectats es corresponen amb regions no descrites prèviament el que obri el camí a estudis per a la detecció de nous gens candidats. La utilitat d'aquestes famílies F2 es demostra en l'últim capítol d'aquesta tesi mitjançant l'estudi de la base genètica de la densitat de tricomas tipus IV. S'estudia el control genètic de la presència i alta densitat de tricomas tipus IV en dos fons genètics diferents, SLL x SP i SP x SLC. En tots dos fons s'han detectat dos QTLs principals en els cromosomes 9 i 11. A més, s'han detectat senyals en els cromosomes 2, 5, 6, 7 i 8, en funció de la família segregant estudiada. Les regions detectades en els cromosomes 9 i 11 havien sigut prèviament descrites en altres espècies per regular la densitat d'aquests tricomas o els nivells de acilazúcares. En totes dues regions hi ha gens anotats que intervenen en el desenvolupament dels tricomas o en la formació de acilsucres, com aciltransferases, glicosiltransferases o els factors de transcripció MYB. / [EN] The improvement of cultivated species is a dynamic field, subject to the needs and requirements of the different crops at different moments as well as to the demands of producers and consumers. A limitation in this improvement process is the amount of genetic diversity available for breeding purposes because of population bottlenecks during their domestication. This circumstance occurs in the case of cultivated tomatoes (Solanum lycopersicum var. lycopersicum, SLL) which evolved from Solanum lycopersicum var. cerasiforme (SLC), which was pre-domesticated from Solanum pimpinellifolium (SP). Despite these species have been used for tomato breeding, their use is still limited due to the lack of detailed information about the collections that are kept in genebanks. With the aim of solve this problem, a germplasm collection has undergone an extensive morphological and genetic characterization. This collection comprises a wide range of geographical origins: includes 15 SLL accessions from Mexico; 27 SP accession from Peru and Ecuador and 121 SLC accessions from Peru, Ecuador, Mesoamerica, and Mexico. Genome-wide association studies (GWAS) were performed to detect genomic candidate regions associated with each agronomic trait. Furthermore, a collection of segregating populations has been developed by crossing the whole collection with a representative accession for each of the three species (SLL, SLC and SP). These populations are available to the scientific community and could be very useful to speed up the validation of candidate genes or to study the genetic control of mutants. This last approach will be explored in the last chapter of this thesis, where the genetic control of density of type IV trichomes is studied. The study carried out with morphological data has demonstrated the presence of a phenotypic variation between our three species. The analysis has allowed the identification of characters which differentiate between species and between different geographical origin within each species. The identified SNPs were annotated, and their putative impacts were predicted by using SnpEff. The lowest number of variants was detected in SLL grups and the highest number of variants was detected in SP. SLC had a variation between SLL and SP, with lower levels in SLC Mexico. This fact agrees with the hypothesis for the domestication and diffusion of cultivated tomato in Mesoamerica. Additionally, GWAS analysis was carried out with this genetic data and revealed significant associations between 107 SNPs and 8 quantitative traits and a total of 30 SNPs associated with 7 qualitative traits. This analysis has allowed the identification of known genomic regions such as the associations between fruit weight and fw2.2 or fw9.2. However, regions with possible novel genes have also been detected such as the case of yellow fruit. These results reinforce the potential of our collection for breeding programmes. The usefulness of F2 populations have been used to determine the genetic control of density of type IV trichomes. During the characterization of this collection, a SP accession (BGV016047) with a high density of type IV trichomes was detected. These trichomes have been described to accumulate different types of chemical substances related to pest resistance. This thesis shows that this character is influenced by environmental factors such as plant and leave age. On the other hand, the genetic control of this character has been studied in two different genetic backgrounds, SLL x SP and SP x SLC. Two main QTLs have been detected in both families, on chromosome 9 and 11. In addition, the different F2 populations have revealed that this character could be under the control of other QTLs on chromosomes 2, 5, 6, 7 and 8. / This research was supported by the National Natural Science Foundation of USA Varitome project (NSF IOS 1564366). / Mata Nicolás, E. (2021). Utilización de una colección de germoplasma de tomate para la identificación de genes de interés [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/172639 / Compendio

Tesis por compendio / La entrada PI 126944 de S. peruvianum ha sido descrita como resistente a distintos estreses bióticos, entre ellos a la enfermedad del rizado amarillo del tomate (Tomato yellow leaf curl disease, TYLCD). En trabajos previos realizados en el Instituto Universitario para la Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV) se obtuvieron tres híbridos interespecíficos entre esta entrada y el tomate cultivado, empleando el rescate de semillas inmaduras. En trabajos posteriores se desarrollaron generaciones más avanzadas a partir de estos materiales, incluyendo hasta las generaciones pseudo-F6 y retrocruces hacia la especie cultivada de algunas de las generaciones pseudo-Fn. Con objeto de aprovechar estos materiales en la mejora del tomate cultivado se inició, en trabajos anteriores del grupo, el desarrollo de un conjunto de líneas de introgresión (Introgression lines, ILs) que contengan el genoma de la entrada PI 126944 en el fondo genético de S. lycopersicum. Para tener correctamente representado el genoma de la especie donante en el fondo genético del tomate es necesario obtener un gran número de descendientes, por lo que es necesario optimizar los protocolos. El primer objetivo de esta tesis fue el estudio de distintos factores implicados en la superación de las barreras de incompatibilidad, con objeto de conseguir un elevado número de descendientes y maximizar la probabilidad de introgresar el genoma de PI 126944 en el conjunto de ILs. Se llevaron a cabo tres ensayos de retrocruce, iniciados con diferentes plantas de las generaciones pseudo-F4, pseudo-F5 y pseudo-F6. El genotipo de los parentales resultó ser un factor determinante en la obtención de descendencia, por lo que se recomienda utilizar el máximo número de genotipos distintos, con objeto de maximizar la probabilidad de obtener progenie. Se llevó a cabo una prueba de medios de cultivo que permitió seleccionar la combinación más adecuada de auxinas y citoquininas para el cultivo de semillas inmaduras y posterior regeneración de plantas. También se estudió el efecto del número de días transcurridos desde la polinización hasta la recolección de los frutos. Tal y como se ha comentado anteriormente, esta colección del ILs presenta interés por la resistencia del parental donante a TYLCD. Una vez se complete la colección, se evaluará por su resistencia a esta enfermedad. Los estudios previos han mostrado que se trata probablemente de una resistencia poligénica, cuya expresión a menudo es más dependiente de las condiciones ambientales y de otros factores. En estos casos, el empleo de un solo testigo resistente y otro susceptible no es suficiente para determinar con exactitud el nivel de resistencia de los materiales en estudio. La disponibilidad de controles con distintos niveles de resistencia permitiría realizar un fenotipado más preciso. Un grupo de investigadores del "Volcani Center" desarrollaron una escala compuesta por siete líneas con diversos niveles de resistencia a TYLCD, introgresada a partir de distintas especies silvestres. En el marco de esta tesis se evaluó el comportamiento de esta escala en siete ensayos distintos, cuatro de ellos llevados a cabo en el COMAV-UPV y los otros tres en el Instituto Nacional de Ciencias Hortícolas de Cuba. Se compararon dos aislados de TYLCV (Tomato yellow leaf curl virus), una de las especies causantes de TYLCD, diferentes métodos de inoculación, dos estados de desarrollo de la planta y distintas condiciones ambientales. Los síntomas fueron más leves que los obtenidos en las condiciones ensayadas por los autores que desarrollaron la escala, si bien el orden de las líneas en la escala se mantuvo, con pocas excepciones. Sin embargo, en la mayor parte de las condiciones, la respuesta obtenida no correspondió a una escala gradual, ya que se observó una gran diferencia entre los valores de síntomas de las líneas susceptibles y las resistentes, siendo muy pequeñas las difer / Accession S. peruvianum PI 126944 has been reported as resistant to several biotic stresses, among them to Tomato yellow leaf curl disease, (TYLCD). In previous works carried out in the "Instituto Universitario para la Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana" (COMAV) three interspecific hybrids between this accession and cultivated tomato were obtained, using immature seeds rescue. In subsequent works more advances generations from these materials were developed, including until the pseudo-F6 generations and backcrosses to the cultivated species of some of the pseudo-Fn generations. With the aim of taking advantage of these materials in the improvement of cultivated tomato, in previous works of the group, the development of a set of Introgression lines (ILs) that contain the genome of the accession PI 126944 in the genetic background of S. lycopersicum was initiated. The obtaining of a large number of descendants is necessary in order to have correctly represented the genome of the donor species, thus there is the need to optimize the protocols In this sense, the first aim of this work was the study of several factors involved in the overcoming of the incompatibility barriers, to obtain a high number of descendants and maximize the probability of introgressing the genome of PI 126944 in the set of ILs. Three backcross assays were carried out, initiated with different plants of the generations pseudo-F4, pseudo-F5 and pseudo-F6. The parental genotype resulted a determinant factor in the obtaining of descendants, so the recommendation is the use of the maximum number of different genotypes, in order to maximize the probability of obtaining progeny. A proof of different culture media was carried out, which allowed the selection of the better combination of auxins and cytokinins to grow immature seed and regenerate plants. The effect of the number of days from pollination to fruit harvest was also studied. As mentioned before, the collection of ILs results of interest, given the resistance of the donor parental to TYLCD, among others traits. Once the collection is completed, it will be evaluated for its resistance to this disease. The previous studies showed that it is probably a quantitative resistance, whose expression is often more dependent of the environmental conditions and of other factors. In these cases, the use of only one resistant and one susceptible control is not sufficient to determine with accuracy the level of resistance. Availability of controls with different levels of resistance would allow a more precise phenotyping. A group of researchers of the "Volcani Center" developed a scale that consisted of seven lines with different levels of resistance to TYLCD, introgressed from different wild species. In this work, the response of this scale in seven distinct assays was evaluated, four of them carried out in the COMAV-UPV and the others three in the "Instituto Nacional de Ciencias Hortícolas de Cuba". Two isolates of TYLCV (Tomato yellow leaf curl virus), one of the species causing TYLCD, different inoculation method, two development stages of the plant and several environmental conditions were evaluated. In general, the symptoms were more slight that the obtained in the conditions assayed by the authors that developed the scale, although the order of the lines in the scale were maintained, with few exceptions. However, in most of the conditions, the response obtained did not correspond to a graded scale, since there were high differences among the symptom scores of the susceptible and the resistant lines, with very small the differences among the resistant lines. These results suggest the possibility to reduce the number of lines to employ in each concrete condition, selecting the most susceptible, the most resistant and another with intermediate levels of resistance. / L'entrada PI 126944 de S. peruvianum ha sigut descrita com a resistent a diferents estresses biòtics, entre ells a la malaltia de l'arrissat groc de la tomaca (Tomato yellow leaf curl disease, TYLCD). En treballs previs realitzats en el "Instituto Universitario para la Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana" (COMAV) es van obtenir tres híbrids interespecífics entre aquesta entrada i la tomaca cultivada, emprant el rescat de llavors immadures. En treballs posteriors, es van desenvolupar generacions més avançades a partir d'aquests materials, incloent fins a les generacions pseudo-F6 i retrocreuaments cap a l'espècie cultivada d'algunes de les generacions pseudo-Fn. A fi de aprofitar aquests materials en la millora de la tomaca cultivada es va iniciar, en treballs anteriors del grup, el desenvolupament d'un conjunt de línies d'introgressió (Introgression lines, ILs) que continguen el genoma de l'entrada PI 126944 en el fons genètic de S. lycopersicum. Per a tenir correctament representat el genoma de l'espècie donant en el fons genètic de la tomaca és necessari obtenir un gran nombre de descendents, per la qual cosa és necessari optimitzar els protocols. El primer objectiu d'aquesta tesi va ser l'estudi de diferents factors implicats en la superació de les barreres d'incompatibilitat, a fi d'aconseguir un elevat nombre de descendents i maximitzar la probabilitat d'introgressar el genoma de PI 126944 en el conjunt de ILs. Es van dur a terme tres assajos de retrocreuament, iniciats amb diferents plantes de les generacions pseudo-F4, pseudo-F5 i pseudo-F6. El genotip dels parentals va resultar un factor determinant en l'obtenció de descendència, per la qual cosa es recomana utilitzar el màxim nombre de genotips diferents, a fi de maximitzar la probabilitat d'obtenir descendència. Es va dur a terme una prova de medis de cultiu que va permetre seleccionar la combinació més adequada d'auxines i citoquinines per al cultiu de llavors immadures i posterior regeneració de plantes. Es va estudiar l'efecte del nombre de dies transcorreguts des de la pol·linització fins a la recol·lecció dels fruits, havent-se obtingut resultats diferents. Tal com s'ha comentat anteriorment, aquesta col·lecció de ILs presenta interès per la resistència del parental donant a TYLCD. Una vegada es complete la col·lecció, s'avaluarà per la seua resistència a aquesta malaltia. Els estudis previs han mostrat que es tracta probablement d'una resistència quantitativa, l'expressió de la qual sovint és més depenent de les condicions ambientals i d'altres factors. En aquests casos, l'utilització d'un sol control resistent i un altre susceptible no és suficient per a determinar amb exactitud el nivell de resistència dels materials en estudi. La disponibilitat de controls amb diferents nivells de resistència permetria realitzar un fenotipat més precís. Un grup d'investigadors del "Volcani Center" van desenvolupar una escala composta per set línies amb diversos nivells de resistència a TYLCD, introgressada a partir de diferents espècies silvestres. En el marc d'aquesta tesi es va avaluar el comportament d'aquesta escala en set assajos diferents, quatre d'ells duts a terme en el COMAV-UPV i els altres tres en el "Instituto Nacional de Ciencias Hortícolas de Cuba". Es van comparar dos aïllats deTYLCV (Tomato yellow leaf curl virus), una de les espècies causants de TYLCD, diferents mètodes d'inoculació, dos estats de desenvolupament de la planta i diferents condicions ambientals. Els símptomes van ser més lleus que els obtinguts en les condicions assajades pels autors que van desenvolupar l'escala, si ben l'ordre de les línies en l'escala es va mantenir, amb poques excepcions. No obstant açò, en la major part de les condicions, la resposta obtinguda no va correspondre a una escala gradual, ja que es va observar una gran diferència entre els valors de símptomes de les línies susceptibles i les resiste / Campos, GN. (2018). Aprovechamiento de las especies Solanum peruvianum en la mejora del tomate [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/100858 / Compendio

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

Les invertases de plantes (Invs) hydrolysent de manière irréversible le saccharose en fructose et glucose. En fonction de leur pH optimum et de leur localisation subcellulaire, les Invs sont classées en trois groupes : alcaline et neutre (A/N-Inv), vacuolaire (VI) et de paroi (CWI). Le but de notre étude a été de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans les régulations post-traductionnelles d'une VI de Solanum lycopersicum (VINV). L'ADNc codant pour VINV a été cloné et exprimé dans le système hétérologue Pichia pastoris. Après purification, la caractérisation biochimique a été réalisée et a montré des résultats comparables à ceux obtenus précédemment pour d'autres Invs. La structure tridimensionnelle de VINV a été résolue par cristallographie aux rayons X à 2,75 Å et il s'agit de la première structure d'une VI décrite jusqu'ici. Des expériences de mutagénèse dirigée ont permis d'identifier certains acides aminés impliqués dans la catalyse : le nucléophile, le catalyseur acide/base, le stabilisateur d'état de transition et un résidu qui module le pKa du catalyseur acide/base. Par ailleurs, la régulation de l'activité de VINV a été étudiée. La N-glycosylation de VINV recombinante semble être importante pour la stabilité de la structure. De plus, l'activité VINV peut aussi être modulée par un inhibiteur protéique spécifique. Une approche de génomique fonctionnelle a été utilisée, et un inhibiteur d'invertase vacuolaire putatif (SolyVIF) de S. lycopersicum a été identifié dans la banque de données des Solanacées. L'ADNc codant pour SolyVIF a été cloné et exprimé dans le système hétérologue Escherichia coli Rosetta gami (DE3). / Plant invertases (Invs) hydrolyze irreversibly sucrose into fructose and glucose. Based on their pH optima and subcellular localization, Invs are categorized into three groups: alkaline and neutral invertase (A/N-Inv), vacuolar invertase (VI), and cell wall invertase (CWI). The goal of our study was to better understand mechanisms involved in the molecular regulation of a VI from Solanum lycopersicum (VINV) at post-translational levels. The VINV cDNA was cloned and heterologously expressed in Pichia pastoris. After purification, the biochemical characterization was performed and showed comparable results with those obtained previously for other characterized Invs. The three-dimensional structure of VINV was solved by X-ray crystallography to 2.75 Å resolution and it was the first structure of a plant VI described so far. Mutations experiments allowed to identify important amino acids: the nucleophile, the acid/base catalyst, the transition-state stabilizer and a residue that modulate pKa of the acid/base catalyst. Moreover, the regulation of VINV at different post-translational levels was studied. N-glycosylation of recombinant VINV seems to be important for structure stability. VINV activity can also be modulated by specific proteinaceous inhibitor. A functional genomics approach was used, and a putative vacuolar invertase inhibitor (SolyVIF) of S. lycopersicum was identified in the Solanaceae data bank. SolyVIF cDNA was cloned and heterologously expressed in Escherichia coli Rosetta gami (DE3). Recombinant protein was purified and characterized.

Tomatoes are among the most cultivated and used vegetables in the world. They are very succeptible to post harvest losses due to high perishability, therefore the use of postharvest treatments may contribute to conservation of this fruit, however the treatments might affect significantly physico-chemical, sensory and nutritional characteristics of tomatoes. Given the perishability of tomato and the economic importance of small tomato fruits, the purpose of the present study was to determine the effect of gamma radiation, carnauba coating and 1-MCP treatments on tomato fruit quality during storage. The study may be divided into two parts. In the first, mini tomatoes cv. Sweet Grape were harvested at breaker stage, divided into 4 grous and treated with gamma radiation (0.6 kGy), carnauba coating (1 L 1000 kg-1) and 1-MCP (500 nL L-1) and then stored at 25±2°C for 30 days with a control group of tomatoes. In the seconnd part, tomatoes harvested at light-red stage were submitted to the same treatments and storage period. Every 6 days tomatoes were evaluated for color modifications, fruit firmness, souble and total pectin (only for light-red tomatoes), mass loss, titratable acidity (TA), soluble solids (SS), SS/TA ratio, carotenoids profile, formation of lycopene isomers, total phenolic compounds, ascorbic acid and antioxidant capacity. For tomatoes harvested at breaker stage and submitted to the treatments the results showed mass loss was delaying mainly by carnauba wax, and to a lesser extend by 1-MCP. Fruit firmness were better retained for 1-MCP treated fruits and carnauba treatment showed a transient effect in preserving fruit firmness. SS/TA of tomatoes treated with gamma radiation and carnauba presented no differences from control values, and were lower with the application of 1-MCP. Color was negatively affected by 1-MCP and earlier changed (6th day) when gamma radiation was applied. In relation to bioactive compounds of tomatoes harvest at breaker stage, results indicated gamma radiation and 1-MCP decreased the final content of lycopene and produced more (Z)-isomers of lycopene. Gamma radiation also induced a decreased in ?-carotene and an increased in phenolic compounds by the end of storage period. 1-MCP treatment promoted a slow down increase in ascorbic acid content during storage. Antioxidant capacity of the hydrophilic fraction was not dramatically affected by treatments and the lipophilic fraction was lower, especially for 1-MCP fruits. In addition, contents of ?-carotene, lycopene, (Z)-isomers of lycopene, ascorbic acid and antioxidant capacity increased during the period of storage while contents of lutein and phenolic compounds tended to decrease. Regarding tomatoes harvest at light-red stage, the most effective treatments for delaying fruit firmness and mass loss was carnauba and 1-MCP, while gamma radiation was the treatment with higher mass loss and the less fruit firmness, which could be associated with the higher solubilization of pectins promoted by radiation treatment. Color (L* and Hue) was mainly affected by 1-MCP treatment which delayed color development, however, by the end of storage, the values were not different from the other treatments. SS/TA ratio was lower for fruits treated with 1-MCP and TA was not so dramatically affected by treatments. Furthermore, mini tomatoes harvested at light-red stage, demonstrated irradiation induced changes in the final content of lycopene, increasing it, and formed less (13Z)-lycopene, while 1-MCP and carnauba coating slow down the increase in lycopene and slown down the decrease of ascorbic acid and phenolic compounds. Antioxidant capacity of lipophilic fraction was not affected by treatments and the hydrophilic fraction was lower for irradiated fruits only on day 0 as well as phenolic compounds. In the other days, no differences among treatments were observed for hydrophilic antioxidant capacity. Considering the results, the best combination of SS and TA and fruit preservation for mini tomatoes harvest at breaker stage was promoted by carnauba coating, which seems to be the treatment that causes fewer changes in bioactive compounds of breaker tomatoes. However, when mini tomatoes were harvested at light-red stage, SS/TA ratio and color were better and, to preserve the quality of these fruits, besides carnauba coating, 1-MCP also could be indicated / Os tomates estão dentre as hortaliças mais cultivadas e consumidas no mundo, porém os frutos do tomateiro são muito sucetíveis a perdas após a colheita devido a alta perecibilidade, por isso, o uso de tratamentos pós-colheita pode contribuir para a conservação dos frutos. Entretanto, o uso destes tratamentos pode afetar significativamente características físico-químicas, sensorias e nutricionais dos tomates. Dada a perecibilidade e a importância econômica dos mini tomates, o objetivo deste estudo foi determinar o efeito da radiação gama, revestimento à base de cera de carnaúba e 1-metilciclopropeno (1-MCP) na qualidade do tomate durante o armazenamento. O estudo pode ser dividido em duas partes. Na primeira, mini tomates cv. Sweet grape colhidos no estádio de maturação breaker foram divididos em quarto grupos e tratados com radiação gama (0.6 kGy), cera de carnaúba (1 L 1000 kg-1) e 1-MCP (500 nL L-1) e então armazenados a 25±2°C por 30 dias, juntamente com um grupo de frutos controle. Na segunda parte, tomates colhidos no estádio de maturação vermelho-claro foram submetidos aos mesmos tratamentos e período de armazenamento. A cada seis dias os frutos foram avaliados para modificações nas características físico-químicas: coloração, firmeza, pectina solúvel e total (somente para os frutos vermelho-claro), perda de massa, acidez titulável (AT), sólidos solúveis (SS), relação SS/AT; e compostos bioativos: perfil de carotenoides, formação de isômeros de licopeno, compostos fenólicos totais, ácido ascórbico, e capacidade antioxidante. Para os tomates colhidos no estádio breaker, os resultados mostraram que a perda de massa foi retardada, principalmente pelo uso de cera de carnauba e de 1-MCP, este último em menor proporção. A firmeza dos frutos foi melhor retida para os frutos tratados com 1-MCP e, a cobertura com carnauba mostrou um efeito transitório em preservar a firmeza dos frutos. A relação SS/AT dos frutos irradiados e cobertos com carnauba não apresentaram diferenças dos valores do controle, mas foram menores com a aplicação de 1-MCP. A coloração foi negativamente afetada pelo uso do 1-MCP e precocemente modificada (no 6° dia) quando a radiação gama foi aplicada. Em relação aos compostos bioativos destes mesmos frutos, os resultados indicaram que a radiação gama e o 1-MCP diminuiram o conteúdo final de licopeno e produziram mais (Z)-isômeros de licopeno nos frutos. A radiação gama também induziu a diminuição de ?-caroteno e o aumento dos compostos fenólicos no final do período de armazenamento. A aplicação de 1-MCP promoveu desaceleração no aumento do conteúdo de ácido ascórbico durante o armazenamento. A capacidade antioxidante da fração hidrofílica não foi muito afetada pelos tratamentos e, a fração lipofílica foi menor para os frutos tratados com 1-MCP. Além disso, os teores de ?-caroteno, licopeno, (Z)-isômeros de licopeno, ácido ascórbico e capacidade antioxidante aumentaram durante o armazenamento, enquanto que, o teor de luteína e compostos fenólicos tenderam a diminuir. A respeito dos tomatates colhidos no estádio de maturação vermelho claro, os tratamentos mais efetivos para retardas a perda demassa e a firmeza foram a cobertura de carnauba e 1-MCP, enquanto o tratamento com radiação gama apresentou a maior perda de massa e de firmeza de frutos, o que pode ser associado a maior solubilização de pectinas promovida pela radiação gama. A cor (L* e Hue) foi principalmente afetada pelo tratamento com 1-MCP, que retardou o desenvolvimento da mesma, porém no final do período de armazenamento, os valores não diferiram dos outros tratamentos. A relação SS/AT foi menor para os frutos tratados com 1-MCP e a AT não foi muito afetada pelos tratamentos. Além disso, mini tomates colhidos no estádio vermelho-claro demosntraram que a irradiação induziu modificações no teor final de licopeno, aumentando-o e houve menor formação de (13Z)-licopeno, enquanto que 1-MCP e carnauba desaceleraram o aumento no teor de licopeno e desaceleraram a diminuição de ácido ascórbico e compostos fenólicos. A capacidade antioxidante da fração lipofílica não foi afetada pelos tratamentos e a fração hidrofílica foi menor para os tomates irradiados somente no dia 0, assim como para compostos fenólicos. Nos demais dias não houve diferenças entre os tratamentos. Considerando os resultados, a melhor combinação de SS/AT e preservação de mini tomates colhidos no estádio breaker foi promovida pela cobertura de carnaúba, a qual pareceu ser o tratamento que causou menores mudanças nos compostos bioativos dos tomates beaker. Entretanto, quando os mini tomates são colhidos no estádio vermelho-claro, SS/AT e coloração são melhor desenvolvidas e, para preservar a qualidade destes frutos, além da cera de carnaúba, o 1-MCP também pode ser indicado

O hábito de crescimento influencia o balanço entre o desenvolvimento vegetativo e o reprodutivo das plantas. Este, por sua vez, está diretamente vinculado a diversas variáveis de interesse agronômico, como produtividade e consumo de água. Em tomateiro, existem três hábitos de crescimento conhecidos: determinado, indeterminado e semi-determinado, sendo esse último na verdade determinado, porém com uma extensão do ciclo vegetativo. Cultivares de crescimento determinado são largamente utilizadas para produção de tomates destinados à indústria (molhos e ketchups), e as indeterminadas destinadas ao consumo in natura. Por outro lado, genótipos de crescimento semi-determinado, embora ainda sejam pouco explorados, apresentam-se como ótimas opções tanto para indústria quanto para o consumo in natura. Diante disto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a implicação do hábito de crescimento semi-determinado no desempenho produtivo e na eficiência no uso da água de plantas de tomateiro. Para tal, genótipos com diferentes hábitos de crescimento foram produzidos, por meio de introgressões de variações alélicas que afetam o hábito de crescimento das plantas, no background genético da cultivar miniatura de tomateiro Micro-Tom (MT). A caracterização desses genótipos demonstrou que os materiais de crescimento semideterminado apresentam um atraso no florescimento, emitindo em média uma folha a mais antes da formação da primeira inflorescência. Além disso, verificasse que essas plantas apresentam uma altura intermediária entre genótipos de crescimento determinado e indeterminado, aos 50 dias após a semeadura. Já para características agronômicas, constatou-se um aumento significativo na produtividade e no conteúdo de sólidos solúveis totais (brix) nos frutos dos genótipos de crescimento semi-determinado em comparação com o de crescimento determinado. Os dados sugerem que esse efeito seja resultante de um balanço mais equilibrado entre o desenvolvimento vegetativo e o reprodutivo, evidenciado pela ausência de diferença significativa na partição de massa seca oriunda do desenvolvimento vegetativo e do reprodutivo nesses genótipos, quando comparados aos genótipos de crescimento determinado e indeterminado. A eficiência no uso da água (EUA) foi avaliada tanto gravimetricamente (massa seca total produzida por quantidade de água transpirada), quanto através de discriminação isotópica. Os genótipos de crescimento semi-determinado apresentaram maior EUA do que os genótipos determinado e indeterminado aos 50 dias após a semeadura. Curiosamente, as plantas de crescimento semi-determinado mostraram-se mais resistentes, quando submetidas a um estresse de seca, que o genótipo de crescimento determinado utilizado como controle nas avaliações. Entretanto, são necessários estudos para elucidar o mecanismo envolvido nesta resistência. Em conclusão, os resultados aqui apresentados sugerem que os genótipos de crescimento semi-determinado atingiram o balanço ótimo entre desenvolvimento vegetativo e reprodutivo, de forma a aumentar concomitantemente, produtividade, conteúdo de brix nos frutos, e eficiência no uso da água. / Growth habit influences the balance between vegetative and reproductive development of plants. This, in turn, is directly linked to several variables of agronomic interest, such as yield and water-use efficiency (WUE). In tomato, there are three growth habits: determinate, indeterminate and semi-determinate, the latter being actually determinate, but with an extension of the vegetative cycle. Cultivars of determinate growth are widely used for processing-tomato industry (sauces and ketchups), and indeterminate for in natura consumption (production to salads). On the other hand, semi-determinate growth genotypes, although are still poorly explored, they present an excellent option for both the industry and in natura consumption. Thus, the aim of the present study was to evaluate the implication of the semi-determinate growth habit in productive performance and in WUE of tomato plants. For this reason, genotypes with different growth habits were produced through introgression of allelic variations that affect the plants growth habit, in the genetic background of the tomato cultivar Micro-Tom (MT). The characterization of these genotypes showed that the semi-determinate growth materials exhibit a delay in flowering, producing on average one extra leaf before the first inflorescence formation. In addition, this architecture presents an intermediate height between determinate and indeterminate growth genotypes, 50 days after sowing. As for agronomic traits, we found a significant increase in yield and total soluble solids content (brix) in the fruits of semi-determinate growth genotypes compared with determinate growth. Our data suggest this effect is resulting from a more balanced vegetative and reproductive development, evidenced by the absence of significant difference on the dry matter partition derived from the vegetative and reproductive development in these genotypes, when compared to determinate and indeterminate growth genotypes. WUE was evaluated both gravimetrically (dry mass produced per amount of water transpired), and through isotopic discrimination. The semideterminate growth genotypes showed higher WUE than determinate and indeterminate genotypes at 50 days after sowing. Interestingly, the plants of semideterminate growth were more resistant than determinate growth genotype used as control, when exposed to drought stress. However, studies are needed to elucidate the mechanism involved in this resistance. In conclusion, the results presented here suggest that the genotypes of semi-determinate growth reached the optimal balance between vegetative and reproductive development, in order to increase concomitantly, productivity, brix content in the fruits, and WUE.