Tesis por compendio / [ES] La erosión genética provocada en los cultivos al primar producción sobre calidad ha derivado en pérdida de biodiversidad, lo que compromete la seguridad alimentaria mundial. Los agricultores, a través de un proceso histórico de selección, han ido diferenciando variedades tradicionales de cultivo que sonfuente de biodiversidad agrícola que además favorece el desarrollo de la economía local. Por este motivo, su recuperación, clasificación y cultivo son clave para la economía y futuro alimentario. La conservación de las variedades tradicionales requiere un conocimiento de las mismas a través de la descripción detallada de las características fenotípicas, agronómicas, y de calidad nutricional como valor añadido. La Comunitat Valenciana, cuenta con un extenso patrimonio hortícola constituido por una gran diversidad de variedades tradicionales de hortalizas. Estas son fruto de la adaptación a variadas condiciones agroclimáticas de la geografía valenciana, por un lado, y de la selección aplicada por los agricultores en cada localidad por otro. En este sentido, estas variedades tienen un gran valor como patrimonio etnobotánico y como tal deberían ser conservadas. Asimismo, en la actualidad, el cultivo y el consumo de las variedades tradicionales están creciendo, ya que son especialmente atractivas para los consumidores por su diversidad y su alta calidad nutracéutica. En este contexto, esta tesis doctoral se basa en la caracterización fenotípica y nutricional para valorizar las variedades tradicionales de la comunidad, correspondientes a los cultivos de pimiento, berenjena y lechuga, con la finalidad de promover su conservación y cultivo en las zonas de origen, e impulsando la diversidad. La caracterización morfológica de las variedades autóctonas ha sido objeto de numerosos estudios, necesarios porque proporcionan información sobre los caracteres fenotípicos diferenciadores, y contribuyen a optimizar los programas de mejora vegetal. En este sentido, la caracterización de las variedades hortícolas valencianas seleccionadas se realizó siguiendo las directrices del IBPGR. Además, en esta tesis doctoral se han realizado estudios sobre el valor nutracéutico de las tres variedades seleccionadas por ser uno de los principales intereses del consumidor. Por ello, el contenido de algunos compuestos bioactivos y antioxidantes (fenoles, flavonoides, antocianinas, ácido ascórbico, licopeno, carotenoides, clorofilas y la actividad antioxidante), azucares y minerales fueron monitoreados para establecer parámetros de calidad en las especies mencionadas. También se determinó los parámetros indicativos de estrés oxidativo, para establecer la capacidad de conservación de atributos físico-químicos de la lechuga en el ensayo de post-cosecha. / [CA] L'erosió genètica provocada en els cultius com a conseqüència de posar per davant producció sobre qualitat ha derivat en pèrdua de biodiversitat, fet que compromet la seguretat alimentària mundial. Els agricultors, a través d'un procés històric de selecció, han generat la diferenciació varietats tradicionals de cultiu que hui són font de biodiversitat agrícola. A més, s'afavoreix el desenvolupament de l'economia local. Per aquest motiu, la seva recuperació, classificació i cultiu són clau per a l'economia i el futur alimentari. La conservació de les varietats tradicionals requereix un coneixement de les mateixes mitjançant la descripció detallada de les seues característiques fenotípiques, agronòmiques, i de qualitat nutricional com a valor afegit. La Comunitat Valenciana compta amb un extens patrimoni hortícola constituït per una gran diversitat de varietats tradicionals d'hortalisses. Aquestes són fruit de l'adaptació a diverses condicions agroclimàtiques de la geografia valenciana, d'una banda, i de la selecció aplicada pels agricultors a cada localitat de l'altra. En aquest sentit, aquestes varietats tenen un gran valor com a patrimoni etnobotànic i com a tal haurien de ser conservades. Així mateix, actualment, el cultiu i el consum de les varietats tradicionals estan creixent, ja que són especialment atractives per als consumidors per la seua diversitat i la seua alta qualitat nutracèutica. En aquest context, aquesta tesi doctoral es basa en la caracterització fenotípica i nutricional per valoritzar les varietats tradicionals de la Ccomunitat, corresponents als cultius de pebre, albergínia i encisam, amb la finalitat de promoure'n la conservació i el cultiu a les zones d'origen, i impulsant la diversitat. La caracterització morfològica de les varietats autòctones ha estat objecte de nombrosos estudis, necessaris perquè proporcionen informació sobre els caràcters fenotípics diferenciadors, i contribueixen a optimitzar els programes de millora vegetal. En aquesta línia, la caracterització de les varietats hortícoles valencianes seleccionades es va fer seguint les directrius de l'IBPGR. A més, en aquesta tesi doctoral s'han fet estudis sobre el valor nutracèutic de les tres espècies seleccionades per ser un dels principals interessos del consumidor. Per això, el contingut d'alguns compostos bioactius i antioxidants (fenols, flavonoides, antocianinas, àcid ascòrbic, licopè, carotenoides, clorofil·les i l'activitat antioxidant), sucres i minerals van ser monitoritzats per establir paràmetres de qualitat a les espècies esmentades. També es van determinar els paràmetres indicatius d'estrès oxidatiu, per establir la capacitat de conservació d'atributs fisicoquímics de l'encisam a l'assaig de postcollita. / [EN] Genetic erosion in crops, gained from prioritising production over quality, has led to biodiversity loss, which compromises global food security. By a historic selection process, farmers have been differentiating traditional crop varieties, which are a source of agricultural biodiversity that also favours the development of local economy, which makes their recovery, classification and cultivation key for food economy and the future. The conservation of traditional varieties requires knowledge of them, obtained from a detailed description of their phenotypical, agronomic and nutritional quality characteristics as added value. The Valencian Community (east Spain) has extensive horticultural heritage that is made up of a high diversity of traditional vegetable varieties. These are the result of adapting to the varied agroclimate conditions of the Valencian geography: on the one hand, the selection applied by farmers to each locality; on the other hand, these varieties are very valuable as ethnobotanical heritage and should be preserved. Moreover, the cultivation and consumption of traditional varieties are currently growing because they are particularly appealing to consumers for their diversity and high nutraceutical quality. In this context, the present doctoral thesis is based on a phenotypical and nutritional characterisation to evaluate traditional varieties in the Valencian Community, which correspond to pepper, eggplant and lettuce crops, to promote their conservation and cultivation in areas of origin, and to boost diversity. The morphological characterisation of landraces has been the subject of many studies, which are necessary because they provide information about differentiating phenotypical characteristics and help to optimise plant-breeding programmes. The characterisation of the selected Valencian vegetable varieties was carried out following IBPGR guidelines. Furthermore, studies were conducted in this doctoral thesis into the nutraceutical value of the three selected crops because this value is one of the main consumer interests. The content of some bioactive compounds and antioxidants (phenols, flavonoids, anthocyanins, ascorbic acid, lycopene, carotenoids, chlorophylls, antioxidant activity), sugars and minerals were monitored to establish quality parameters in the aforementioned species. Parameters indicative of oxidative stress were also determined to establish the conservation capacity of the physico-chemical attributes of lettuce in the post-harvest test. / Martínez Ispizua, E. (2022). Rediscovering pepper, eggplant and lettuce landraces of the Valencian Community; an ancient resource with vast potential for the future [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/191053 / Compendio

Recientemente se ha demostrado la importancia de las vitaminas y carotenoides del tomate en la prevención de enfermedades degenerativas, por lo que resultaría de gran interés mejorar el contenido de estos compuestos en dicha hortaliza. Pero para iniciar un programa de mejora se deberían cumplir los siguientes objetivos: (i) estudiar la variabilidad presente en germoplasma de Solanum, (ii) ver la influencia del ambiente en estos caracteres, (iii) estudio del control genético de dichos caracteres en las entradas seleccionadas y (iv) aumentar la rapidez y precisión de la cuantificación de los carotenoides. En esta tesis se ha puesto de manifiesto la gran variabilidad presente en germoplasma de tomate, que podría usarse tanto como parentales donantes de alta acumulación de compuestos funcionales (la entrada BGV8166), como directamente en campo aumentando la agrobiodiversidad (unas 20 entradas entre tomate común y cherry con un mayor contenido que el considerado normal para tomate cultivado). Además, se evaluaron 10 entradas preseleccionadas como potencialmente interesantes en 3 ambientes de cultivo, cuyas diferencias tuvieron una influencia destacable en la expresión fenotípica de los caracteres analizados. Sin embargo, el efecto genotípico tuvo la mayor contribución al fenotipo junto a una considerable interacción con el ambiente. Entre las entradas evaluadas, destacaron: CDP1568, CDP7090 y CDP9822 de S. pimpinellifolium que podrán usarse como parentales donantes en la mejora del contenido de carotenoides del tomate cultivado y la entrada CDP4777 (S.lycopersicon var cerasifome) con alto potencial genotípico y estabilidad para acumular (beta)-caroteno y ácido ascórbico. De estas entradas, se seleccionó la CDP4777 por ser de la misma especie que el tomate cultivado, para analizar con detalle su control genético en la acumulación de (beta)-caroteno y ácido ascórbico. Los resultados indicaron que la acumulación de (beta)-caroteno derivada de CDP4777 fue principalmente de carácter aditivo. / Adalid Martínez, AM. (2011). Mejora de la calidad nutritiva del tomate: búsqueda de fuentes de variabilidad, estudio de la influencia del ambiente y determinación del control genético [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/12265

Tesis por compendio / [ES] La familia Solanaceae incluye cultivos de gran importancia económica mundial como la berenjena (Solanum melongena L.) y el tomate (S. lycopersicum L.). Aunque ambos cultivos muestran tendencias positivas en producción, rendimiento y consumo, actualmente se encuentran bajo la amenaza constante de múltiples estreses abióticos y bióticos, debido al estrechamiento y uniformidad genética de las variedades comerciales modernas de alto rendimiento. Como consecuencia de los procesos de domesticación y de los programas de mejora, habitualmente se ha producido una importante pérdida de variabilidad genética en las especies cultivadas, lo que conlleva un aumento del riesgo de pérdidas de rendimiento frente a las amenazas y una disminución de las fuentes de variabilidad para la mejora del cultivo. Por ello, en la presente tesis doctoral, se propone el aprovechamiento del potencial oculto de los parentales silvestres mediante la construcción de poblaciones experimentales interespecíficas Multi-parent Advanced Generation InterCross (MAGIC) que combinen germoplasma cultivado, semidomesticado y silvestre para contribuir en el rescate de parte de la variabilidad perdida en berenjena y tomate y la identificación de genes candidatos y polimorfismos causales que controlen caracteres cuantitativos de interés. En el primer capítulo de esta tesis, nos propusimos presentar la primera población MAGIC de berenjena desarrollada hasta el momento, a partir de siete accesiones de berenjena común de diferentes orígenes y una accesión de la especie silvestre S. incanum. Los ocho parentales utilizados para la construcción de esta población mostraron una amplia diversidad genética según los datos de resecuenciación genómica, fenotípica, de fruto, agronómica y de caracteres de resistencia al estrés. Esta población interespecífica fue fenotipada para diferentes caracteres y genotipada mediante la plataforma de Single Primer Enrichment Technology (SPET). Los resultados se utilizaron para la elucidación de los genes responsables de los diferentes patrones de pigmentación del fruto, incluyendo la biosíntesis de antocianinas y clorofilas uniformes, y la malla verde irregular del fruto. Comprender los mecanismos por los que se sintetizan los pigmentos de los frutos podría ser de gran utilidad para impulsar futuros programas de mejora centrados no sólo en la demanda específica de diversificación de frutos por parte de los consumidores, sino también en el desarrollo de nuevas variedades que presenten una mayor calidad nutricional y resistencia para hacer frente a los retos medioambientales que se avecinan. Esto es posible gracias a la relación de los pigmentos con las propiedades antioxidantes, la fotosíntesis y la biología del estrés de las plantas, entre otras. En el segundo capítulo de esta tesis, se abordó el desarrollo de una población MAGIC de tomate utilizando cuatro accesiones de la especie silvestre más cercana semidomesticada S. lycopersicum var. cerasiforme, y cuatro accesiones de S. pimpinellifolium, el ancestro del tomate cultivado. Estas especies se han utilizado poco en la mejora genética del tomate y no se ha explotado todo su potencial a pesar de su gran diversidad genética, su amplia variabilidad climática y ecológica y su proximidad al tomate cultivado. Las poblaciones MAGIC anteriores se desarrollaron combinando accesiones de tomate común de tipo cherry y de fruto más grande. Sin embargo, los resultados indican que estos ocho parentales no representan la variabilidad genética andina de S. l. var. cerasiforme perdida durante el proceso de domesticación y, por lo tanto, la población propuesta es complementaria a la ya desarrollada. La población interespecífica final también se genotipó mediante un panel SPET y se realizó una prueba de concepto para comprobar el potencial de la población fenotipándola para tamaño de fruto, pigmentación de la planta, morfología de la hoja y precocidad. / [CA] La família Solanaceae inclou cultius de gran importància econòmica mundial com l'albergina (Solanum melongena L.) i la tomaca (S. lycopersicum L.). Encara que tots dos cultius mostren tendències positives en producció, rendiment i consum, actualment es troben sota l'amenaça constant de múltiples estressos abiòtics i biòtics, a causa de l'estrenyiment i uniformitat genètica de les varietats comercials modernes d'alt rendiment. A conseqüència dels processos de domesticació i dels programes de millora, habitualment s'ha produït una important pèrdua de variabilitat genètica en les espècies cultivades, la qual cosa comporta un augment del risc de pèrdues de rendiment enfront de les amenaces i una disminució de les fonts de variabilitat per a la millora del cultiu. Per això, en la present tesi doctoral, es proposa l'aprofitament del potencial ocult dels parentals silvestres mitjançant la construcció de poblacions experimentals interespecífiques Multi-parent Advanced Generation InterCross (MAGIC) que combinen germoplasma cultivat, semidomesticat i silvestre per a contribuir en el rescat de part de la variabilitat perduda en albergina i tomaca i la identificació de gens candidats i polimorfismes causals que controlen caràcters quantitatius d'interès. En el primer capítol d'aquesta tesi, ens vam proposar presentar la primera població MAGIC d'albergina desenvolupada fins ara, a partir de set accessions d'albergínia comuna de diferents orígens i una accessió de l'espècie silvestre S. incanum. Els huit parentals utilitzats per a la construcció d'aquesta població van mostrar una àmplia diversitat genètica segons les dades de reseqüenciació genòmica, fenotípica, de fruit, agronòmica i de caràcters de resistència a l'estrès. Aquesta població interespecífica va ser fenotipada per a diferents caràcters i genotipada mitjançant la plataforma de Single Primer Enrichment Technology (SPET). Els resultats es van utilitzar per a l'elucidació dels gens responsables dels diferents patrons de pigmentació del fruit, incloent-hi la biosíntesi d'antocianines i clorofil·les uniformes, i la malla verda irregular del fruit. Comprendre els mecanismes pels quals se sintetitzen els pigments dels fruits podria ser de gran utilitat per a impulsar futurs programes de millora centrats no sols en la demanda específica de diversificació de fruits per part dels consumidors, sinó també en el desenvolupament de noves varietats que presenten una major qualitat nutricional i resistència per a fer front als reptes mediambientals que s'aveïnen. Això és possible gràcies a la relació dels pigments amb les propietats antioxidants, la fotosíntesi i la biologia de l'estrès de les plantes, entre altres. En el segon capítol d'aquesta tesi, es va abordar el desenvolupament d'una població MAGIC de tomaca utilitzant quatre accessions de l'espècie silvestre més pròxima semidomesticada S. lycopersicum var. cerasiforme, i quatre accessions de S. pimpinellifolium, l'ancestre de la tomaca cultivada. Aquestes espècies s'han utilitzat poc en la millora genètica de la tomaca i no s'ha explotat tot el seu potencial malgrat la seua gran diversitat genètica, la seua àmplia variabilitat climàtica i ecològica i la seua proximitat a la tomaca cultivada. Les poblacions MAGIC anteriors es van desenvolupar combinant accessions de tomaca comuna de tipus cherry i de fruit més gran. No obstant això, els resultats indiquen que aquests huit parentals no representen la variabilitat genètica andina de S. l. var. cerasiforme perduda durant el procés de domesticació i, per tant, la població proposada és complementària a la ja desenvolupada. La població interespecífica final també es va genotipar mitjançant un panell SPET i es va realitzar una prova de concepte per a comprovar el potencial de la població fenotipant-la per a grandària de fruit, pigmentació de la planta, morfologia de la fulla i precocitat. / [EN] The Solanaceae family includes crops of global economic importance such as eggplant (Solanum melongena L.) and tomato (S. lycopersicum L.). Although both crops show positive trends in production, yield, and consumption, they are currently under constant threat from multiple abiotic and biotic stresses, due to the genetic narrowing and uniformity of modern high-yielding commercial varieties. As a consequence of domestication processes and plant breeding programs, usually there has been a significant loss of genetic variability in cultivated species, leading to an increased risk of yield losses when facing threats and a decrease in sources of variability for crop improvement. Therefore, in the present doctoral thesis, it is proposed the leverage of the hidden potential of the wild relatives by constructing inter-specific Multi-parent Advanced Generation InterCross (MAGIC) experimental populations combining cultivated, semi-domesticated, and wild germplasm to contribute to rescuing some of the lost variability in eggplant and tomato and the identification of candidate genes and causative polymorphisms controlling interesting quantitative traits. In the first chapter of this thesis, we aimed to present the first eggplant MAGIC population so far, developed from seven accessions of common eggplant from different origins and one wild species S. incanum accession. The eight founders used for the construction of this population showed a wide genetic diversity according to genome resequencing data, phenotypic, fruit, agronomic and stress resistance traits. This inter-specific population was phenotyped for different traits and genotyped through the single primer enriched technology (SPET) platform. Results were used for the elucidation of the genes responsible for different fruit pigmentation patterns including the biosynthesis of uniform anthocyanins and chlorophylls, and the irregular fruit green netting. Understanding the mechanisms by which fruit pigments are synthesized could be extremely useful to foster future breeding programs focused not only on specific consumers' demand for fruit diversification but also on the development of novel varieties exhibiting enhanced nutritional quality and resilience to tackle the forthcoming environmental challenges. This could be possible thanks to the relationship of pigments with antioxidant properties, photosynthesis, and the stress biology of plants, among others. In the second chapter of this thesis, we addressed the development of a tomato MAGIC population using four accessions of the semi-domesticated closest wild relative S. lycopersicum var. cerasiforme, and four accessions of the S. pimpinellifolium, which is the ancestor of the cultivated tomato. These species have been little used in breeding and their full potential has not been exploited despite their high genetic diversity, their wide climatic and ecological variability and their closeness to the cultivated tomato. Previous MAGIC populations have been developed combining cherry type and larger fruit accessions of common tomato. However, the results indicate that these eight founders do not represent the Andean genetic variability of S. l. var. cerasiforme lost during the domestication process and therefore, the proposed population is complementary to that already developed. The final inter-specific population was also genotyped through a SPET panel and a proof-of-concept for testing the potential of the population was conducted by phenotyping it for fruit size, plant pigmentation, leaf morphology, and earliness traits. / Arrones Olmo, A. (2024). Development and exploitation of MAGIC experimental populations in eggplant and tomato genetics and breeding [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/207347 / Compendio