[ES] En la actualidad, el melón (Cucumis melo L.) es un cultivo con gran impacto económico mundial que se cultiva en más de 100 países. Su adaptación a diversas regiones en todo el mundo ha dado como resultado el gran polimorfismo actualmente observado en la especie. Esta variabilidad genética es un recurso imprescindible en los programas de mejora, pues constituye un reservorio valioso de nuevos alelos. La utilización de herramientas moleculares permite la optimización de los programas de mejora convencionales, consiguiendo el desarrollo de nuevas variedades más rápidamente y adaptándose así a las exigencias del productor y las preferencias del consumidor. El desarrollo de líneas de introgresión (ILs) mediante la ayuda de técnicas moleculares que facilitan el proceso de selección, constituye una estrategia óptima para la introducción de características favorables procedentes de tipos silvestres en cultivares comerciales. En la presente Tesis Doctoral se describe el desarrollo de una colección de ILs usando la entrada Queen's Pocket melon (del grupo Dudaim) de Irak, como parental exótico donante y el cultivar español 'Piel de Sapo' (del grupo Ibericus) como parental recurrente. Durante el proceso de generación de las ILs no sólo se tuvo en cuenta el genotipado (mediante diversas técnicas como HRM, la plataforma Agena Bioscience y GBS) para optimizar la recuperación del fondo genético recurrente, el número de introgresiones y la cobertura del genoma del parental donante, sino también el fenotipo mostrado por las diferentes familias. La selección final, formada por 16 ILs, presenta un promedio de 1,4 introgresiones por IL y representa el 62,6 % del genoma del parental donante. La caracterización fenotípica de esta colección de ILs permitió la identificación de 32 QTLs (Quantitative Trait Loci) estables en los dos ambientes evaluados. De éstos, 22 QTLs corresponden a caracteres morfológicos como peso, forma, reticulado, ancho de pulpa y cavidad; 9 QTLs están relacionados con características asociadas a maduración climatérica como la presencia de la capa de abscisión, aroma y firmeza de la pulpa; y uno se refiere al contenido de sólidos solubles. Muchos de los QTLs identificados en este trabajo no han sido descritos anteriormente, lo cual constituye un valioso recurso tanto de alelos nuevos potencialmente interesantes en mejora como para el estudio de las regiones genómicas y genes implicados en el control de ciertos caracteres de interés agronómico. Por otra parte, otros QTLs confirmaron regiones previamente descritas por otros autores. En esta Tesis se describen líneas potencialmente interesantes en cuanto a presencia de aroma, tamaño reducido del fruto y/o formas más redondeadas, características buscadas en el mercado de tipos 'Piel de Sapo'. La caracterización de ese conjunto de ILs también se llevó a cabo para la resistencia a un hongo patógeno del suelo, Macrophomina phaseolina. A pesar de la moderada resistencia descrita en trabajos anteriores para el parental Dudaim, ninguna línea resultó resistente. El estudio que se presenta en esta Tesis acerca de la influencia de la temperatura en la patogenicidad de este hongo ha demostrado que la resistencia del parental es superada con temperaturas altas y por tanto, no es estable. En este cribado, tan sólo una entrada silvestre africana resultó resistente a temperaturas altas. De igual manera se realizó un ensayo de tolerancia a los hongos del suelo Monosporascus cannonballus y M. eutypoides, principales responsables del colapso del melón, que causa también muchas pérdidas económicas. Los resultados permitieron concluir que M. cannonballus presenta mayor patogenocidad que M. eutypoides y que la temperatura también afecta de forma importante a la severidad de los síntomas, apoyando estudios previos. Las dos entradas africanas y de la India que presentaron mayor tolerancia a Monosporascus spp. pueden ser de interés en futu / [CAT] A l'actualitat, el meló (Cucumis melo L.) és un conreu amb gran impacte econòmic que es cultiva en més de 100 països. La seua adaptació a diverses regions per tor el món ha donat com a resultat el gran polimorfisme que actualment observem en l'espècie. Esta variabilitat genètica és un recurs imprescindible en els programes de millora, ja que constitueix un reservori valuós de nous al¿lels. La utilització de ferramentes moleculars permet l'optimització dels programes de millora convencionals, aconseguint el desenvolupament de noves varietats més ràpidament i adaptant-se així a les exigències del productor i les preferències del consumidor. El desenvolupament de línies d'introgressió (ILs) mitjançant l'ajuda de tècniques moleculars que faciliten el procés de selecció, constitueix una estratègia òptima per a la introducció de característiques favorables vinents de tipus silvestres en cultivars comercials. En la present Tesi Doctoral es descriu el desenvolupament d'una col¿lecció d'ILs usant l'entrada Queen's Pocket melon (grup Dudaim) d'Iraq, com a parental exòtic donant i el cultivar espanyol 'Piel de Sapo' (grup Ibericus) com a parental recurrent. Durant el procés de generació de les ILs no solament es tingué en compte el genotipatge (mitjançant diverses tècniques com HRM, la plataforma Agena Bioscience i GBS) per a optimitzar la recuperació del fons genètic recurrent, el nombre d'introgressions i la cobertura del genoma del parental donant, sinó també el fenotip mostrat per les diferents famílies. La selecció final, formada per 16 ILs, presenta una mitjana de 1,4 introgressions per IL i representa el 62,6% del genoma del parental donant. La caracterització fenotípica d'aquesta col¿lecció d'ILs permeté la identificació de 32 QTLs (Quantitative Trait Loci) estables en els dos ambients avaluats. D¿aquests, 22 QTLs corresponen a caràcters morfològics com pes, forma, reticulat, amplària de polpa i cavitat; 9 QTLs estan relacionats amb característiques associades a maduració climatèrica com la presència de la capa d'abscissió, aroma i fermesa de la polpa; i un es refereix al contingut de sòlids solubles. Molts dels QTLs identificats en este treball no han sigut descrits anteriorment, cosa que constitueix un valuós recurs tant d¿al¿lels nous potencialment interessants en millora com per a l¿estudi de les regions genòmiques i gens implicats en el control de certs caràcters d'interés agronòmic. Per una altra banda, altres QTLs confirmaren regions prèviament descrites per altres autors. En esta Tesi es descriuen ILs potencialment interessants respecte a la presència d¿aroma, mesura reduïda del fruit, i/o formes més arrodonides, característiques buscades en el mercat de tipus 'Piel de Sapo'. La caracterització d¿aquesta col¿lecció d'ILs també es va dur a terme per a la resistència a un fong patogen del sòl, Macrophomina phaseolina. Malgrat la moderada resistència descrita en treballs anteriors per al parental Dudaim, cap línia resultà resistent. L'estudi que es presenta en aquesta Tesi sobre la influència de la temperatura en la patogenicitat d'aquest fong ha demostrat que la resistència del parental es superada amb temperatures altes i per tant, no és estable. En aquest estudi, tan sols una entrada silvestre africana resultà resistent a temperatures altes. També es va realitzar un assaig de tolerància als fongs del sòl Monosporascus cannonballus i M. eutypoides, principals responsables del col¿lapse del meló, que causa també moltes pèrdues econòmiques. Els resultats permeteren concloure que M. cannonballus presenta major patogenicitat que M. eutypoides i que la temperatura també afecta de forma important a la severitat dels símptomes, recolzant estudis previs. Les dues entrades africanes i la hindú que presentaren major tolerància a Monosporascus spp. poden ser d'interés en futurs programes de millora. / [EN] Nowadays, the melon (Cucumis melo L.) is a crop with great economic impact worldwide that is grown in more than 100 countries. Its adaptation to diverse regions around the world has turned out in the high polymorphism this species shows. This genetic variability is an indispensable resource for breeding programs, since it is a valuable reservoir of new alleles. The use of molecular tools allows the optimization of conventional breeding programs, achieving the development of new varieties more quickly and adapting to the demands of the producer and to consumer preferences. The development of Introgression Lines (ILs) employing molecular techniques to assist in the selection process, constitutes an optimal strategy for the introduction of favourable traits from wild types in commercial cultivars. In this PhD thesis the development of an ILs collection is described, using the Queen's Pocket melon accession (Dudaim group) of Irak as the exotic donor parental and the Spanish cultivar 'Piel de Sapo' (Ibericus group) as the recurrent parental. During the ILs generation process, not only genotyping was taken into consideration (several techniques such as HRM, the Agena Bioscience platform and GBS were used) to optimize the recovery of the recurrent genetic background, the number of introgressions and the coverage of the donor genome, but also the phenotype shown by the different families. A set of 16 ILs was finally selected, bearing an average of 1.4 introgressions per IL and representing 62.6% of the donor genome. The phenotypic characterization of this IL collection allowed the identification of 32 stable QTLs (Quantitative Trait Loci) in the two environments evaluated. Out of these, 22 QTLs correspond to morphological traits such as weight, shape, netting, flesh width and cavity; 9 QTLs are related to traits associated with the climacteric ripening such as the presence of the abscission layer, aroma and flesh firmness; and one related to the soluble solids content. Many QTLs identified in this work have not been described previously. This implies new alleles of potential interest not only in breeding but also in the study of new genomic regions and genes controlling agronomical and quality traits. On the other hand, other QTLs confirmed regions previously described by other authors. In this work, interesting lines are described in terms of the presence of aroma, reduction of fruit size and / or more rounded shapes, characteristics requested by 'Piel de Sapo' consumers. The phenotyping of this set of ILs was also carried out for searching for resistance to a pathogenic soil fungus, Macrophomina Phaseolina. Despite the moderate resistance described for the Dudaim parental in a previous work, no line was resistant. The study presented herein about the influence of temperature on the pathogenicity of this fungus, has shown that the resistance of the donor parenal is overcome with the temperature increase and therefore, is not stable. In this screening, only one African wild accession was resistant to high temperatures. In addition, an assay searching for tolerance to the fungi of the soil, Monosporascus cannonballus and M. eutypoides, the main responsible for melon collapse, was carried out. The results allowed us to conclude that M. cannonballus presents higher pathogenicity than M. eutypoides. Additionally, temperature also affected the symptoms severity, which is coherent with previous studies. Two African and one Indian accessions were the ones displaying higher tolerance to Monosporascus spp. They may be of great interest in future melon breeding programs. / Castro Alcocer, GE. (2019). APROVECHAMIENTO DE HERRAMIENTAS GENETICAS Y GENOMICAS PARA DESARROLLO DE NUEVAS POBLACIONES PARA LA MEJORA DEL MELON POR RESISTENCIA A PATÓGENOS Y CALIDAD [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/131206 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] El melón (Cucumis melo L.) es uno de los principales cultivos pertenecientes a la familia de las cucurbitáceas, del cual España representa uno de los centros secundarios de diversificación, donde todavía se cultivan melones no dulces (Flexuosus) y dulces (Ibericus). En la actualidad, un gran número de variedades tradicionales de melón se han ido sustituyendo por variedades comerciales F1 de los subgrupos Piel de Sapo y Amarillo. Una forma de fomentar y recuperar el cultivo de estas variedades seria mediante prácticas de cultivo ecológico. Existen una serie de factores limitantes para el cultivo de estas variedades tradicionales, entre las que se incluyen factores bióticos y abióticos. EL uso de injertos podría suponer un método para ayudar frente a estos estreses. Tanto el uso de injertos como el estrés salino pueden afectar a los distintos parámetros de calidad de los frutos. Es por ello que en la presente tesis doctoral se ha analizado la genética, morfología y el perfil de ácidos, azucares y volátiles de una colección de variedades tradicionales de melones españoles, tanto dulces como no dulces. Además, se ha visto el efecto sobre factores agronómicos, morfológicos y metabólicos, tanto de la salinidad como de diferentes patrones. Los análisis genéticos diferenciaron entre los materiales exóticos, las accesiones de Flexuosus e Ibericus. En el caso de los Ibericus no fue posible encontrar una clara distinción entre los distintos subgrupos. Se encontró así mismo diferencias morfológicas entre las distintos Subgrupos entre sí y dentro de los mismos. Los principales compuestos orgánicos volátiles (VOCs) detectados en los frutos no dulces fueron aldehídos y alcoholes, siendo capaces de diferenciar entre ellos. En cuanto a los VOCs de los Ibericus dulces, se observó un alto nivel de variabilidad. El desempeño tanto de los cultivares de alficoz y melones dulces injertados, se evaluó bajo condiciones de cultivo ecológico. En ambos casos se encontró que los principales factores limitantes fueron los patógenos de suelo y virus. En cuanto a los virus, el principal fue el virus del mosaico de la sandía (WMV), seguido por el virus del mosaico amarillo del calabacín (ZYMV), virus del rizado del tomate de Nueva Delhi (ToLCNDV) y virus del amarilleo de las cucurbitáceas, transmitido por pulgón (CABYV). En cuanto a los hongos de parte aérea, el principal fue el oídio, causado por Podosphaera xanthii. En cuanto a los hongos patógenos de suelo, tanto Macrophomina phaseolina como las especies de Fusarium, Neocosmospora keratoplastica y N. falciformis, redujeron los rendimientos, en sinergia con la alta salinidad. En este caso los patrones de Cucurbita tuvieron un peor desempeño que los de Cucumis. Así mismo, los patrones de Cucumis obtuvieron características de fruto similares a los frutos sin injertar o mejoraron la calidad de algunos parámetros. Así mismo se ha evaluado la resistencia de una variedad de alficoz español a 4 patógenos (M. phaseolina, Monosporascus cannonballus, N. keratoplastica y N. falciformis). En cuanto al efecto sobre los metabolitos, el uso de injertos afectó a los perfiles de ácidos, azúcares y VOCs de alficoz. Esto perjudicó la percepción durante las catas, dando como resultado sabores extraño, especialmente en los injertados en Cucurbita, mientras que los patrones de Cucumis no dieron sabores raros, sino más bien parecidos a los sin injertar. En el caso de los melones dulces, el principal factor que cambiaba los perfiles de metabolitos fue la el cultivar, tanto para ácidos como de azúcares. El efecto del uso de injerto fue mínimo, mientras que la salinidad si tuvo un efecto mayor. El efecto sobre los VOCs también resultó muy dependiente de la combinación patrón-variedad, con el mismo patrón presentando diferentes efectos dependiendo de la variedad sobre la que se encontrase. / [CA] El meló (Cucumis melo L.) és un dels principals cultius pertanyents a la família de les cucurbitàcies. Espanya representa un dels centres secundaris de la seua diversificació, on encara es cultiven melons no dolços (Flexuosus) i dolços (Ibericus). Actualment, un gran nombre de varietats tradicionals de meló ha sigut substituït per varietats comercials F1 dels subgrups "Piel de Sapo" i Groc. Una manera de fomentar i recuperar el cultiu d'aquestes varietats seria mitjançant pràctiques de cultiu ecològic. Existeixen una sèrie de factors biòtics i abiòtics. L'ús d'empelts podria suposar un mètode per ajudar front a estos estressos. Tant l'ús d'empelts com l'aparició d'estressos associats a la salinitat poden afectar als distints paràmetres de qualitat dels fruits. És per això que en la present tesi doctoral s'ha analitzat la genètica, morfologia i el perfil d'àcids, sucres i volàtils d'una col·lecció de varietats tradicionals de melons espanyols, tant dolços como no dolços. A més, s'ha vist l'efecte sobre factors agronòmics, morfològics i metabòlics, tant de la salinitat com de diferents patrons. Les anàlisi genètiques varen diferenciar entre els materials exòtics, les accessions de Flexuosus i les d'Ibericus. En els cas dels Ibericus no va ser possible trobar una clara diferència entre els diferents subgrups. Així mateix, es varen trobar diferències morfològiques en els diferents subgrups entre si mateix i dins dels mateixos. Els principals compostos orgànics volàtils (VOCs) detectats en els fruits no dolços varen ser aldehids i alcohols, sent diferenciables entre ells. Quant als VOCs dels Ibericus dolços, es va observar un alt nivell de variabilitat. El comportament dels cultivars d'alficòs i melons dolços empeltats es va avaluar sota les condicions del cultiu ecològic. En ambdós casos es va trobar que els principals factors limitants varen ser els patògens del sòl i els virus. Quant als virus, el principal va ser el virus del mosaic del meló d'Alger (WMV), seguit pel virus del mosaic groc del carabassí (ZYMV), el virus de l'arrissat de la tomaca de Nova Delhi (ToLCNDV) i el virus de l'engroguiment de les cucurbitàcies, transmés pels àfids (CABYV). Quant als fongs de les parts aèries, el principal va ser l'oïdi, causat per Podosphaera xanthii. Quant als fongs patògens del sòl, tant Macrophomina phaseolina com les espècies de Fusarium, Neocosmospora, keratoplastica i N. falciformis, varen reduir els rendiments, establint una sinèrgia amb l'alta salinitat. En aquest cas els patrons de Cucurbita varen tindre un pitjor comportament que els de Cucumis. Així mateix, els patrons de Cucumis varen obtindre característiques del fruit similars als fruits sense empeltar o varen millorar la qualitat d'alguns paràmetres. També s'ha avaluat la resistència d'una varietat d'alficòs espanyol a 4 patògens (M. phaseolina, Monosporascus cannonballus, N. keratoplastica i N. falciformis). Quant a l'efecte sobre els metabòlits, l'ús d'empelts va afectar als perfils d'àcids, sucres i VOCs de l'alficòs. Aquest fet va perjudicar la percepció durant el tast, la qual cosa va donar com a resultat uns sabors estranys, especialment en els alficossos empeltats en Cucurbita, mentre que els patrons de Cucumis no varen donar sabors estranys, sinó més bé semblants als sense empeltar. En el cas dels melons dolços, el principal factor que va provocar un canvi en els perfils dels metabòlits va ser el del cultivar, tant per a àcids com per a sucres. L'efecte de l'ús de l'empelt va ser mínim, mentre que la salinitat sí va tindre un efecte més elevat. L'efecte sobre el VOCs també va resultar molt dependent de la combinació patró-varietat, presentant el mateix patró diferents efectes depenent de la varietat sobre la que estigués empeltat. / [EN] Melon (Cucumis melo L.) is one of the main crops belonging to the Cucurbitaceae family, of which Spain represents one of the secondary centres of diversification, where unsweet (Flexuosus) and sweet (Ibericus) melons are still cultivated. Nowadays, cultivation of traditional melon landraces has been replaced by commercial F1 varieties of the Piel de Sapo and Amarillo subgroups. In order to promote and recover these traditional landraces, would be through organic farming. There are a number of factors which limit the cultivation of these traditional landraces, both biotic and abiotic factors. The use of grafting could be a method to help with these stresses. Grafting and abiotic stresses can have an effect different quality fruit parameters. For this reason, the genetics, morphology and acid, sugar and volatile profiles of a collection of traditional Spanish melon landraces, both sweet and non-sweet, have been analysed in this doctoral thesis. In addition, the effect of salinity and different rootstocks on agronomic, morphological and metabolic factors has been studied. Genetic analyses differentiated between exotic materials, Flexuosus and Ibericus accessions. In the case of Ibericus, it was not possible to find a clear distinction between the different subgroups. Morphological differences between and within subgroups were also found. The main volatile organic compounds (VOCs) detected in the non-sweet fruits (Flexuosus and Chate) were aldehydes and alcohols, being able to differentiate between them. A high level of variability was observed in the VOCs profile of sweet Ibericus. The performance of both grafted alficoz and grafted sweet melon cultivars was evaluated under organic farming conditions. In both cases, soil pathogens and viruses were found to be the main limiting factors. Regarding viruses, the main one was Watermelon Mosaic Virus (WMV), followed by Zucchini Yellow Mosaic Virus (ZYMV), Tomato Leaf Curl New Delhi Virus (ToLCNDV) and Cucurbit aphid-borne yellows virus (CABYV). The main airborne fungus detected was powdery mildew caused by Podosphaera xanthii. As for soilborne pathogenic fungi, Macrophomina phaseolina and Fusarium species, Neocosmospora keratoplastica and N. falciformis, reduced yields, in synergy with high salinity. In this case, Cucurbita rootstocks performed worse than Cucumis rootstocks. Likewise, Cucumis rootstocks obtained fruit characteristics similar to ungrafted fruit or improved the quality of some parameters. The resistance of a Spanish alficoz variety to four pathogens (M. phaseolina, Monosporascus cannonballus, N. keratoplastica and N. falciformis) has also been evaluated. Regarding the effect on metabolites, the use of grafting affected the acid, sugar and VOCs profiles of alficoz. Cucurbita grafted fruits resulted in lower perception during tasting, due to odd flavours, while Cucumis did not have that effect, resulting in similar scores to ungrafted fruits. In sweet Ibericus melons, the main factor changing the metabolite profiles was the cultivar, both for acids and sugars. The effect of grafting was minimal, whereas salinity had a greater effect. The effect on VOCs was also highly dependent on the rootstock-variety combination, with the same rootstock showing different effects depending on the variety on which it was grown. / The present work has been supported by grants PROMETEO/2017/078 and PROMETEO/2021/072 (to promote excellence groups) funded by Conselleria d’Educació, Investigació, Cultura i Esports (Generalitat Valenciana, Spain), grant PID2020-116055RB-C21 funded by Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Agencia Estatal de Investigación (AEI) 10.13039/501100011033 and AGL2017-85563-C2-1-R-AR funded by Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Agencia Estatal de Investigación (AEI) 10.13039/501100011033 and “ERDF: A way of making Europe”, RTA2017-00061-C03-03 (INIA) cofunded by the Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades and FEDER funds / Flores León, A. (2023). Selection of Traditional Varieties and Breeding of New Cucurbit Varieties Adapted to Organic Production [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193074 / Compendio

[ES] El melón (Cucumis melo L.) es una de las especies hortícolas más demandadas en el mundo, y como tal el mejoramiento vegetal tiene el desafío continuo de generar alternativas para el agricultor por medio del desarrollo de nuevas variedades que presenten, tolerancia/ resistencia a factores de estrés biótico (plagas y enfermedades) y abiótico (temperatura, humedad, suelo) y a su vez atributos de calidad apreciados por el consumidor. El mejoramiento convencional en melón por medio de cruzamientos entre líneas seleccionadas es una estrategia ampliamente utilizada, pero que presenta algunas limitaciones, como las barreras de cruzabilidad entre las variedades comerciales y el germoplasma silvestre, además de los períodos extensos de tiempo requeridos para evaluar las progenies. En este contexto, el injerto y el desarrollo de nuevos patrones están siendo adoptados a nivel mundial como estrategias alternativas de mejora en cultivos hortícolas, que permite aprovechar caracteres de interés presentes en especies no cultivadas o no comerciales sin necesidad de realizar largos y complejos planes de mejora (cruzamiento y retrocruzamiento). El uso de la diversidad intra e interespecífica como portainjertos para sandía ha dado muy buenos resultados, documentados en una amplia bibliografía científica. Sin embargo, las ventajas y beneficios del injerto presentan inconsistencias en los estudios realizados en melón. Esto se explica por los diferentes métodos de cultivos evaluados, así como por la amplia gama de variedades y tipos comerciales de melón existentes; esto exige a su vez, mayor inversión y fortalecimiento de la investigación en esta área del conocimiento. La presente Tesis Doctoral tiene por objetivo la generación de información relacionada al injerto en melón mediante la evaluación de portainjertos desarrollados en los grupos de mejora del Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV), donde se ha llevado a cabo este trabajo, utilizando para ello diferentes condiciones de cultivo, y por lo tanto estrés, y utilizando dos tipos de melón muy consumidos en España y Europa como el ‘Piel de Sapo’ y el ‘Cantalupo’, además de una variedad tradicional muy apreciada por su calidad, el ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. La recuperación de variedades tradicionales es un reto para la agricultura moderna y gracias al injerto validamos el potencial de esta técnica para producir ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ bajo condiciones de estrés por la presencia de un hongo patógeno como Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker en el suelo. El patrón experimental UPV-PRMc, desarrollado por el grupo de mejora de cucurbitáceas del COMAV de la Universidad Politécnica de Valencia, mediante la hibridación de un melón tipo ‘Piel de Sapo’ y una accesión de un melón silvestre del tipo agrestis, mostró su capacidad para proporcionar resistencia y vigor a la variedad tradicional, que sin el uso de un portainjerto resistente sería incapaz de culminar su ciclo de cultivo bajo estas condiciones. Ensayos de campo complementarios permitieron evaluar el comportamiento de diferentes portainjertos experimentales y comerciales de Cucurbita y Cucumis, en condiciones de estrés bajo sistemas de producción convencional en campo abierto. Con relación al vigor y al desarrollo de las plantas injertadas, los patrones de Cucurbita mostraron un retraso en el vigor temprano del cultivo y tanto Ma x Mo EF como Pe x Pe ZS tuvieron los más bajos rendimientos. Destaca el uso del híbrido Ma x Ec como una buena alternativa a los híbridos comerciales normalmente utilizados entre C. maxima x C. moschata. Por su parte los portainjertos de C. melo mostraron una mejor afinidad y mayor vigor consistentemente a lo largo de los 3 años de estudio, al igual que los híbridos interespecíficos Fi x My y Fi x An. Adicionalmente al estudio de la compatibilidad entre el melón Piel de Sapo y los diferentes patrones experimentales y comerciales, también se abordó el impacto sobre la calidad del fruto. Este aspecto es quizá el más controvertido en relación al injerto por el uso de patrones filogenéticamente distantes que pueden pertenecer a otra especie o género distinto al melón. Nuestros datos reflejaron que los patrones de Cucurbita tuvieron efecto sobre la forma del fruto y la cavidad seminal, mientras que los patrones de Cucumis melo presentaron un menor impacto sobre los parámetros de calidad del fruto. También es importante destacar que los patrones de especies silvestres o no cultivadas de Cucumis no afectaron significativamente la calidad, a pesar de que C. metuliferus E. Meyer ex Naudin mostró signos de colapso en el segundo año de evaluación y consistentemente produjo los frutos más pequeños en comparación a las plantas sin injertar. El estudio complementario sobre el perfil metabólico y aromático de los frutos ha permitido ampliar los criterios de selección de portainjertos de melón. Se observó la variación en el contenido de ácidos y azúcares principalmente debido al grado de maduración y en menor medida a una combinación de patrón-variedad específica. La modificación del perfil de compuestos volátiles mostró un efecto claro de los portainjertos de Cucurbita sobre la variedad de melón, con el incremento de compuestos aromáticos relacionados a la calabaza y la reducción de otros compuestos claves en el aroma del melón Piel de Sapo. Con la perspectiva de aprovechar el germoplasma silvestre como portainjerto, en el Capítulo 2 de la presente tesis doctoral, presentamos los estudios enfocados en la caracterización de especies silvestres o no cultivadas del género Cucumis, que son una fuente de resistencias a patógenos y enfermedades de importancia económica como nematodos, oído o Fusarium, y que están ausentes en las variedades comerciales de melón. La estandarización de metodologías para optimizar la germinación de accesiones de Cucumis silvestres ha sido un primer paso para maximizar el rendimiento de la semilla como material de partida, ya que la dormancia presente en el germoplasma no cultivado suele ser un factor limitante. Basados en los estudios preliminares de campo en los que se observó la diferencia de vigor entre una accesión de C. metuliferus y el melón ‘Piel de Sapo’, se estudió si los híbridos interespecíficos desarrollados por el grupo de mejora suponían una opción para el incremento del vigor y la combinación de características deseables en una misma planta capaz de soportar el injerto de una variedad comercial de melón. Las barreas de incompatibilidad, impidien los cruzamientos viables con C. metuliferus (filogenéticamente separado del resto de Cucumis africanos) pero los híbridos interespecíficos de los cruzamientos entre Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. y Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin son viables. Estos materiales F1, mostraron un mayor vigor, un incremento en el diámetro de su hipocótilo y una buena compatibilidad con melones de tipo ‘Cantalupo’ y ‘Piel de Sapo’, bajo condiciones de invernadero y a campo abierto. Un alto grado de resistencia a Fusarium oxysporum f. sp. melonis como resultado de la combinación de sus genomas parentales, así como una buena tolerancia al estrés osmótico bajo condiciones in vitro, destacan como características deseables en estos dos híbridos interespecíficos. Utilizando especies silvestres e híbridos de Cucumis, se evaluaron distintas metodologías para la obtención de poliploides, con el objetivo de potenciar el vigor de las plántulas (tamaño y diámetro del hipocótilo) y estudiar los efectos de la poliploidización. La colchicina fue el compuesto antimitótico más efectivo aplicado sobre semillas pregerminadas de dos híbridos interespecíficos de Cucumis. En líneas homocigóticas de C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, o C. metuliferus, la duplicación del genoma no fue estable en ningún caso. La evaluación del nivel de ploidía confirmó que los alopoliploides obtenidos fueron hexaploides (6n=72). Los nuevos materiales obtenidos, son alopoliploides sintéticos que resultaron de la duplicación de un genoma híbrido. A diferencia de sus antecesores triploides, los alopoliploides mostraron la recuperación de su fertilidad, asociado posiblemente a la presencia de SNPs concretos relacionados a genes que codifican procesos reproductivos. La mejora de características de interés en especies silvestres (mayor diámetro de los hipocótilos) ha sido posible por medio de la poliploidización, lo que favorece el procedimiento de realización del injerto y la producción de la planta injertada. Los resultados presentados en esta tesis doctoral han sido posibles gracias a la colaboración de grupos de investigación interdisciplinarios de la Universidad Politécnica de Valencia, la Universidad Jaime I de Castellón y la Politécnica de Cataluña, en el marco del proyecto AGL2014-53398-C2-2-R APROXIMACIONES BIOTECNOLOGICAS Y CULTURALES PARA LA MEJORA DE LAS RESISTENCIAS Y EL CONTROL DE ENFERMEDADES EN MELON Y SANDIA y con apoyo de los proyectos AGL2017- 85563-C2-1-R de FEDER/Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades–Agencia Estatal de Investigación, y proyecto para Grupos de Excelencia PROMETEO 2017/078 además del apoyo de la SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN (SENECYT-ECUADOR) que por medio del Instituto de Fomento al Talento Humano (IFTH), proporcionó una beca de estudio al doctorando. / [EN] The melon (Cucumis melo L.) is one of the most demanded horticultural species in the world and as such, plant improvement has the constant challenge of thinking up alternatives for the farmer through the development of new varieties with tolerance / resistance to biotic (pests and diseases) and abiotic (temperature, humidity, soil) stress factors and quality attributes appreciated by the consumer. Conventional breeding in melon through crossings between selected lines is a widely used strategy, but it has some limitations, such as cross barriers between commercial varieties and wild germplasm, in addition to the extended periods of time required to evaluate the progeny. In this context, grafting and the development of new rootstocks are being adopted worldwide as alternative breeding strategies in horticultural crops, which allows to take advantage of relevant characteristics present in non-cultivated or non-commercial species without extensive and complex breeding programs (crossing and backcrossing). Development of rootstocks for watermelon crop derived from intra and interspecific diversity have been successful and well documented in a wide scientific bibliography. However, advantages and benefits from grafting show inconsistent data in melon assays. These results can be explained since different cultivation methods have been evaluated and because of the large number of commercial varieties of melon; this fact motivates a higher investment and strengthening of research in this area of knowledge. The present Doctoral Thesis has as objective the generation of information related with melon grafting, through the development, characterization and study under stress conditions of novel rootstocks used for two commercial cultivars consumed in Spain and Europe, like ‘Piel de Sapo’ and ‘Cantaloupe’, besides a traditional variety as the ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. Recovery of traditional cultivars is a challenge for modern agriculture and thanks to grafting we have validated the potential of this technique to crop ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ in soil stressed by Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker. The experimental rootstock UPV-PRMc, developed by Institute for the Preservation and Improvement of Valencian Agro-diversity (COMAV) of the Polytechnic University of Valencia, from an hybridization between one ‘Piel de Sapo’ melon and one accession of wild agrestis melon, provided resistance and vigor to the traditional variety, which is not able to complete the crop cycle without be grafted onto a resistant rootstock. Complementary field trials allowed to test the behavior of experimental and commercial rootstocks of Cucurbita and Cucumis under stress conditions in conventional production systems. Regarding vigor and growth of grafted plants, Cucurbita rootstocks showed a delay in early vigor of plants and Ma x Mo EF and Pe x Pe ZS had the lowest yields. The Ma x Ec hybrid highlights as a good alternative to the C. maxima x C. moschata hybrids, commonly used in commercial grafting. On the other hand, C. melo rootstocks showed better affinity and higher vigor consistently along these 3 years, as well as the interspecific hybrids Fi x My and Fi x An. Additionally to the compatibility behavior between ‘Piel de Sapo’ melon and different experimental and commercial rootstocks, also the impact on fruit quality was studied. This issue is one of the most controversial about grafting because of the use of rootstocks phylogenetically distant that belong to other species or genera than melon. Our data showed an effect over shape and size of seed cavity when using Cucurbita rootstocks, while Cucumis melo ones showed a lower impact on fruit quality traits. It is important to note that rootstocks derived from wild or non-cultivated Cucumis species did not alter significantly the quality, despite of that C. metuliferus E. Meyer ex Naudin showed vine decline symptoms in the second year and consistently the smallest fruits compared to non-grafted plants. The complementary analysis of the aromatic and metabolic profile from fruits have allowed to increase the selection criteria for melon rootstocks. Variation in acids and sugars was observed mainly due to maturation degree and to a lesser extent to a specific rootstock-scion combination. The modification in volatile compounds levels displayed an effect of the Cucurbita rootstocks on melon cultivar, increasing aromatic compounds related to pumpkin and decreasing other key compounds in ‘Piel de Sapo’ aroma melon. With the prospect to take advantage from wild germplasm to develop new rootstocks, in the Chapter 2 in this Doctoral Thesis, we showed the studies focused on the characterization of wild or non-cultivated species in the Cucumis genus, which are a resistance resource against pathogens and diseases of economic importance like nematodes, powdery mildew or Fusarium, and that are absent in commercial melon. The standardization of methodologies to optimize the germination of wild Cucumis accessions has been the first step to maximize the seed yield as a started material, since the dormancy in non-cultivated germplasm is usually a limiting factor. Based on preliminary field studies, where the differences in vigor between C. metuliferus and ‘Piel de Sapo’ melon were observed, the development of interspecific hybrids was approached as an option to increase the vigor and combine characteristics of interest in one same plant able to bear the grafting with a commercial variety of melon. The incompatibility barriers prevented viable crosses with C. metuliferus (phylogenetically distant of the rest of African Cucumis), although two interspecific hybrids were viable from crosses between Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. and Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin. These F1 plants had higher vigor, hypocotyl diameter and good compatibility with ‘Cantaloupe’ and ‘Piel de Sapo’ melons under field and greenhouse conditions. High level of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. melonis as result of the combination of their parental genomes, as well as a good tolerance to osmotic stress under in vitro conditions, highlight as desirable characteristics in these two new interspecific hybrids. With the preliminary results on the improvement of traits in wild Cucumis germplasm from the hybridization, some methodologies were evaluated to obtain polyploids, in order to enhance the desirable features in these hybrids (vigor, hypocotyl size and diameter). Colchicine was the most effective antimitotic agent applied over pregerminated seeds of two Cucumis interspecific hybrids. In homozygous lines of C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, or C. metuliferus, genome duplication was not stable. The polyploidy level confirmed that allopolyploids obtained were hexaploids (6n=72). The novel materials obtained are synthetic allopolyploids that result from the duplication of a hybrid genome. Unlike their triploid ancestors, allopolyploids showed the recovery of their fertility, possibly associated with the presence of specific SNPs related to genes that encode reproductive processes. The improvement of characteristics of interest in wild species has been possible through polyploidization, which favors the development of new improved materials capable of adapting to the grafting process. The results presented in this Doctoral Thesis have been possible thanks to the collaboration of interdisciplinary research groups from Polytechnic University of Valencia, Jaime I University of Castellón and Polytechnic University of Catalonia, within the framework of the AGL2014-53398-C2-2 project. -R BIOTECHNOLOGICAL AND CULTURAL APPROACHES FOR THE IMPROVEMENT OF RESISTANCES AND THE CONTROL OF DISEASES IN MELON AND WATERMELON and with the support of the projects AGL2017-85563-C2-1-R of FEDER / Ministry of Science, Innovation and Universities-State Agency of Research and project for Groups of Excellence PROMETEO 2017/078, in addition to the support of the SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN (SENECYT-ECUADOR) which through the Institute for the Promotion of Human Talent (IFTH), provided a scholarship for the doctoral candidate. / [CA] El meló (Cucumis melo L.) és una de les especies hortícoles més demandades en el món, i consegüentment el millorament vegetal té el desafiament continu de generar alternatives per a l’agricultor per mitjà del desenvolupament de noves varietats que presenten, tolerància/resistència a factors d’estrès biòtic (plagues i malalties) i abiòtic (temperatura, humitat, sòl) i al seu torn atributs de qualitat apreciats pel consumidor. El millorament convencional en meló mitjançant creuaments entre línies seleccionades és una estratègia àmpliament utilitzada, però que presenta algunes limitacions, com la impossibilitat de creuar-se d’algunes varietats comercials i determinat germoplasma silvestre d’interès, a més dels períodes extensos de temps requerits per a avaluar les progènies. En aquest context, l’empelt i el desenvolupament de nous patrons estan sent adoptats a nivell mundial com a estratègies alternatives de millora en cultius hortícoles. L’empelt permet aprofitar caràcters d’interès presents en espècies no cultivades o no comercials sense necessitat de realitzar llargs i complexos plans de millora (creuament i retrocruzamiento). L’ús de la diversitat intra i interespecífica com a portaempelts de meló d’Alger ha donat molt bons resultats, documentats en una àmplia bibliografia científica. No obstant això, els avantatges i beneficis de l’empelt presenten inconsistències en els estudis realitzats en meló. Això s’explica pels diferents mètodes de cultius avaluats, així com per l’àmplia gamma de varietats i tipus comercials de meló existents; això exigeix al seu torn, major inversió i enfortiment de la investigació en aquesta àrea del coneixement. La present Tesi Doctoral té per objectiu la generació d’informació relacionada amb l’empelt en meló, mitjançant l’avaluació de nous portaempelts que s’han obtingut en els grups de millora del COMAV (Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana) on s’ha dut a terme aquest treballs fent servir diferents condicions de cultiu i per tant de estressos i dos tipus de meló molt consumits a Espanya i Europa com el ‘Piel de Sapo’ i el ‘Cantalupo’ a més d’una varietat tradicional reconeguda per la seua excel·lent qualitat, el ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. La recuperació de varietats tradicionals és un repte per a l’agricultura moderna i mijançant l’empelt validem el potencial d’aquesta tècnica per a produir ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ sota condicions d’estrès degudes a la presència en la terra d’un fong patogen com es el Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker. El patró experimental UPV-PRMc, desenvolupat pel grup de millora de cucurbitàcies del COMAV, mitjançant la hibridació d’un meló tipus ‘Piel de Sapo’ i una accessió d’un meló silvestre del tipus agrestis, va mostrar la seua capacitat per a proporcionar resistència i vigor a la varietat tradicional, que sense l’ús d’un portaempelt resistent no completaria el cicle de cultiu sota aquestes condicions. Assajos de camp complementaris van permetre avaluar el comportament de diferents portaempelts experimentals i comercials de Cucurbita i Cucumis, en condicions d’estrès en sistemes de producció convencional a camp obert. En relació amb el vigor i al desenvolupament de les plantes empeltades, els patrons de Cucurbita van mostrar un retard en el vigor a l’inici del cultiu i tant Ma x Mo EF com Pe x Pe ZS van tindre els rendiments més baixos. Destaca l’ús de l’híbrid Ma x Ec com una bona alternativa als híbrids comercials normalment utilitzats que deriven de creuaments C. maxima x C. moschata. Per la seua part els portaempelts de C. melo van mostrar una millor afinitat i major vigor consistentment al llarg dels 3 anys d’estudi, igual que els híbrids interespecífics Fi x My i Fi x An. Addicionalment a l’estudi de la compatibilitat entre el meló ‘Piel de Sapo’ i els diferents patrons experimentals i comercials, també es va estudiar l’impacte sobre la qualitat del fruits. Aquest aspecte és potser el que més controvèrsia crea al voltant de l’ús de l’emplet on s’utilitzen portampelts filogenèticament distants que poden pertànyer a una altra espècie o gènere diferent al meló. Les nostres dades van reflectir que els patrons de Cucurbita van tindre efecte sobre la forma del fruit i la cavitat seminal, mentre que els patrons de Cucumis melo van presentar un menor impacte sobre els paràmetres de qualitat del fruit. També és important destacar que els patrons d’espècies silvestres o no cultivades de Cucumis no van afectar significativament la qualitat, a pesar que C. metuliferus E. Meyer ex Naudin va mostrar signes de col·lapse en el segon any d’avaluació i consistentment va produir els fruits més xicotets en comparació a les plantes sense empeltar. L’estudi complementari sobre el perfil metabòlic i aromàtic dels fruits ha permès ampliar els criteris de selecció de portaempelts de meló. Es va observar la variació en el contingut d’àcids i sucres principalment com a consequència del grau de maduració i en menor mesura a una combinació de patró-varietat específica. La modificació del perfil de compostos volàtils va mostrar un efecte clar dels portaempelts de Cucurbita sobre la varietat de meló, amb l’increment de compostos aromàtics relacionats amb la carabassa i la reducció d’altres compostos claus en l’aroma del meló tipus ‘Piel de Sapo’. Amb la perspectiva d’aprofitar el germoplasma silvestre per al desenvolupament de nous portaempelts, al Capítol 2 de la present tesi doctoral, presentem els estudis enfocats a la caracterització d’espècies silvestres o no cultivades del gènere Cucumis, que són una font de resistències a patògens i malalties d’importància econòmica com a nematodes, oïdi o Fusarium, i que no tenen en les varietats comercials de meló. L’estandardització de metodologies per a optimitzar la germinació d’accessions de Cucumis silvestres ha sigut un primer pas per a maximitzar el rendiment de la llavor com a material de partida, ja que la dormancia present en el germoplasma no cultivat sol ser un factor limitant. Basats en els estudis preliminars de camp en els quals es va observar la diferència de vigor entre una accessió de C. metuliferus i el meló ‘Piel de Sapo’, es van avaluar els híbrids interespecífics desenvolupats als grups de millora com una opció per incrementar el vigor i combinar característiques desitjables en una mateixa planta que a l’hora fora capaç de suportar l’empelt d’una varietat comercial de meló. Les barreas d’incompatibilitat, no fan posible la hibridació amb C. metuliferus (filogenèticament separat de la resta de Cucumis Africans) però els híbrids interespecífics viables dels creuaments entre Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. i Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin són viables. Aquests materials F1, van mostrar un major vigor, un increment en el diàmetre del seu hipocòtil i una bona compatibilitat amb melons de tipus ‘Cantalupo’ i ‘Piel de Sapo’, en condicions d’hivernacle i a camp obert. També aquests materials han mostrat un alt grau de resistència a Fusarium oxysporum f. sp. melonis i una bona tolerància a l’estrès osmòtic (avaluada en condicions de cultiu in vitro), característiques desitjables en aquestos dos nous híbrids interespecífics. Partint del germoplasma de Cucumis silvestre i els híbrids obtinguts, es va avaluar diferents metodologies per a l’obtenció de poliploides, amb l’objectiu de potenciar el vigor de les plàntules (grandària i diàmetre dels hipocòtil) i estudiar els efectes de la poliploidització. La colxicina va ser el compost antimitòtic més efectiu al aplicar-lo a llavors pregerminadas dels dos híbrids interespecífics de Cucumis. En línies homozigòtiques de C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, o C. metuliferus, la duplicació del genoma no va ser estable en cap cas. L’avaluació del nivell de ploidía va confirmar que els al·lopoliploides obtinguts van ser hexaploids (6n=72). Els nous materials obtinguts, són al·lopoliploides sintètics que van resultar de la duplicació d’un genoma híbrid. A diferència dels seus antecessors triploides, els al·lopoliploides van mostrar la recuperació de la seua fertilitat, associat possiblement a la presència de SNPs concrets relacionats a gens que codifiquen processos reproductius. La millora de les característiques d’interès (major diàmetre dels hipocòtils) ha sigut possible mitjançant l’obtenció de poliploides, la qual cosa facilita el procediment per a dur a terme l’empelt i per tant la producció de planta empeltada. Els resultats presentats en aquesta Tesi Doctoral han sigut possibles gràcies a la col·laboració de grups d’investigació interdisciplinaris de la Universitat Politècnica de València, la Universitat Jaume I de Castelló i la Politècnica de Catalunya, en el marc del projecte AGL2014-53398-C2-2-R APROXIMACIONS BIOTECNOLOGICAS Y CULTURALES PARA LA MEJORA DE LAS RESISTENCIAS Y EL CONTROL DE ENFERMEDADES EN MELON Y SANDIA i amb suport dels projectes AGL2017- 85563-C2-1-R de FEDER/Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats–Agència Estatal d’Investigació, i projecte per a Grups d’Excel·lència PROMETEO 2017/078 a més del suport de la SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGIA E INNOVACIÓN (SENECYT-L’Equador) que per mitjà del ‘Instituto de Fomento del Talento Humano’ (IFTH), va proporcionar una beca d’estudi al doctorand. / Finalmente agradecer a mi país Ecuador y a la Secretaria De Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENECYT) y al Instituto Nacional De Fomento Al Talento Humano (IFTH) que me apoyaron con una beca de estudios para realizar mi tesis Doctoral, con la que espero aportar además de conocimiento científico, alternativas y soluciones para la realidad agrícola del país. / Cáceres Burbano, AE. (2020). Desarrollo de nuevos portainjertos para melón mediante el uso de estrategias y herramientas biotecnológicas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/147863 / TESIS