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

La excesiva dependencia del petróleo en nuestra sociedad, un recurso natural no renovable, ha provocado en los últimos años un interés creciente en los biocombustibles. Esto se ha traducido principalmente en un impulso en la investigación de las tecnologías destinadas en convertir los recursos vegetales en combustibles. Sin embargo, las fuentes de biocombustibles compiten generalmente en recursos (tierra y agua) con los cultivos destinados a la alimentación, siendo imprescindible la búsqueda de cultivos energéticos sostenibles y con pocos requerimientos de riego y fertilización. El látex es un líquido blanco y viscoso de composición similar a la del crudo de petróleo (compuestos hidrocarbonados), el cual puede convertirse en combustible utilizando las instalacions de las refineries convencionales. Las plantas laticíferas son abundantes en el entorno mediterráneo, y por tanto muy adaptadas a condiciones climáticas semiáridas. En los años 70, Melvin Calvin inició una investigación sobre diversas plantas del género Euphorbia, con el propósito de averiguar el rendimiento potencial en producción de látex. En la presente tesis doctoral, se ha seleccionado E. characias por su composición química y características agronómicas, de entre diversas especies potenciales bioenergéticamente de plantas laticíferas de la zona mediterránea. De esta especie se ha estudiado su rendimiento potencial en Kg ha-1 de látex en distintas condiciones edafológicas, de riego y de salinidad, para determinar cuáles son las condiciones óptimas de cultivo de esta planta y como reacciona frente a condiciones adversas. Los resultados han mostrado que E. characias podría proporcionar una producción de 5600 Kg ha-1 de materiales transformables en combustibles, de los cuales 1300 Kg ha-1 corresponderían a compuestos hidrocarbonados del látex, y 4300 Kg ha-1 serían carbohidratos fácilmente fermentables en etanol. Puesto que se trata de una planta muy adaptada al entorno mediterráneo, consideramos que E. characias es un candidato potencial como fuente de cultivo energético eficiente y sostenible. / Escrig Aparici, P. (2014). Estudio de las plantas laticíferas como potenciales cultivos energéticos para clima semiárido [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/38617 / TESIS

La mayor parte de la pérdida de producción vegetal en el planeta es debida principalmente a la salinidad y a la sequía, junto con la aparición de temperaturas extremas (Epstein et al., 1980; Yancey et al., 1982). Este factor, entre otros, provoca que el estudio de los procesos de tolerancia a estos estreses sea de vital importancia, no sólo desde el punto de vista biológico, donde existen plantas capaces de tolerar concentraciones extremas de sales y periodos enormes de tiempo sin agua, sino que desde el punto de vista humano, el estudio de estos procesos beneficia sin duda el aspecto económico de la agricultura. Este beneficio humano obtenido, podría, siendo muy optimistas, resolver los problemas de hambruna de vastos territorios desertificados o salinizados, aunque siendo más realistas, podría permitir en un futuro no muy lejano utilizar agua de mar poco tratada para el riego de cultivos. Siguiendo este planteamiento y utilizando datos previos del "screening" funcional de genes de Arabidopsis thaliana en levadura (Forment et al., 2002), se inició esta Tesis doctoral tomando al gen RCY1 como protagonista. Este gen implicado presuntamente en procesamiento de mRNA fue sometido a estudio, siguiendo el dogma de su relación con la tolerancia a estrés salino en levadura. Así, se realizaron una serie de estudios en Arabidopsis thaliana, encaminados a comprobar si en esta planta, de donde procede el gen, también interviene en procesos de tolerancia a sal, así como encaminados a discernir parte del mecanismo de acción del gen con o sin sal. En primer lugar se comprobó que la expresión de dicho gen en esta planta se dispara en situaciones de estrés salino (NaCl y LiCl), hídrico (ausencia de riego) y osmótico (sorbitol). Es decir, a partir de una expresión basal muy baja y sometiendo a la planta a dichos estreses, los niveles de mRNA de RCY1 aumentan significativamente. También se ha comprobado que de forma silvestre y en ausencia de sal, este gen no tiene una expresión i / Amoros Seller, B. (2008). RCY1: proteína nuclear relacionada con el estrés salino [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2501 / Palancia

[EN] Polyploidy is very common in higher plants and is one of the main forces driving evolution, as it leads to changes that may favor plant adaptation. In citrus, polyploid breeding has provided great advantage, enabling the development of new tetraploid (4x) rootstocks and triploid seedless varieties. Rootstock breeding programs aim to combine the characters of interest in a single genotype to provide the required tolerances to biotic and abiotic constraints. In Spain, the presence of citrus tristeza virus (CTV) and the abundance of calcareous and saline soils limit the number of suitable citrus rootstocks. Citrus breeding has been traditionally carried out by sexual hybridization but this method has limitations which are mainly imposed by their complex reproductive biology and their high heterozygosity. To overcome these restrictions, some breeding programs working at tetraploid level have been initiated to facilitate the development of new citrus rootstock ideotypes. The spontaneous appearance of autotetraploid plants in seedlings of apomictic citrus genotypes brings a relatively simple breeding method, offering the opportunity of evaluating their properties and selecting them as new rootstocks. The impact of genome duplication on citrus is variable between species and remains poorly described. To assess the usefulness of 4x citrus rootstocks it is required to evaluate the effect of genome duplication on stress physiology, tree vigor and agronomical behavior. Citrus protoplast fusion allows the somatic hybridization between sexually incompatible species, leading to combine the whole genomes of parents in a single genotype and adding complementary dominant characters, regardless of parental heterozygosity. The purpose of this thesis was to assess the potential interest of the 4x versions of the main rootstocks used in Spanish citrus industry, which are citrange Carrizo (Citrus sinensis (L.) Osb. × Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (CC) and C. macrophylla W. (CM) and describe the anatomical, physiological and molecular determinants of the differences found. Additionally, the characterization of two allotetraploid somatic hybrids obtained by protoplast fusion from these parents was also performed, as a preliminary step for their possible use as rootstocks. Results show that 4xCC has a reducing effect on the size of orange trees without changing the productive efficiency or the fruit quality, effects that might contribute to increase the productivity and facilitate the orchard management. In both rootstocks, genome duplication modified the mineral composition in the leaf of the grafted variety and enhanced the salinity tolerance of seedlings. Boron uptake in excess conditions was reduced in 4xCC when compared to 2x, while this property was not observed in 4xCM. The salt and boron exclusion abilities are associated to lower transpiration rates, reduced root hydraulic conductivity and root anatomical changes observed in 4x roots. However, the ability of 4x CC and CM to cope with iron chlorosis is not different from the 2x genotypes. These 4x rootstocks might therefore provide smaller citrus tress more tolerant to certain stresses, while maintaining the general behavior of the diploid genotype. Furthermore, somatic hybrids differ from each other in their genome composition, indicating that losses and rearrangements of the genetic material occurred during the fusion process. Both inherited the tolerance to stem pitting caused by CTV from CC, are tolerant to iron chlorosis like CM and have a higher tolerance to salinity than CC. Thus, these hybrids have a great potential for Mediterranean citrus industry. The provided knowledge on the effects of genome duplication and somatic hybridization on the anatomy, physiology, agronomic performance and molecular biology of citrus rootstocks will be key for developing breeding programs that aim to address current and future needs of citrus industry. / [ES] La poliploidía es una característica muy común en plantas superiores y actúa como motor evolutivo promoviendo su adaptación. En cítricos, la mejora genética a nivel poliploide agiliza el desarrollo de portainjertos tetraploides (4x) y permite obtener variedades sin semilla triploides. El portainjerto es un elemento fundamental en la citricultura para proporcionar al cultivo la tolerancia a estreses bióticos y abióticos. En España, el alto contenido en caliza y sales de la mayoría de los suelos citrícolas y el virus de la tristeza de los cítricos (CTV) limitan en el número de portainjertos adecuados para el cultivo de cítricos. El desarrollo de nuevos portainjertos tiene como objetivo reunir en un genotipo las características de interés. La hibridación sexual ha sido el método tradicionalmente empleado, aunque en cítricos plantea inconvenientes debido a su compleja biología reproductiva y a su alta heterocigosidad. La autotetraploidía, que aparece espontáneamente en los cítricos apomícticos, posibilita la selección y evaluación de las variantes 4x de cada portainjerto. El efecto de la tetraploidía es variable entre las diferentes especies de cítricos y apenas ha sido descrito. Conocer su influencia sobre la fisiología y morfología de los cítricos permitiría valorar su utilidad agronómica. La alotetraploidía, obtenida mediante fusión de protoplastos, permite hibridar especies sexualmente incompatibles y reunir los genomas completos de los parentales, acumulando sus caracteres dominantes complementarios con independencia de la heterozigosidad. El propósito de ésta tesis ha sido evaluar las variantes 4x de los portainjertos más utilizados en España, citrange Carrizo (Citrus sinensis (L.) Osb. × Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (CC) y C. macrophylla (CM) para valorar su utilidad agronómica y describir sus propiedades. Además se han caracterizado dos híbridos alotetraploides obtenidos mediante fusión de protoplastos de CM y CC para valorar su posible utilización como portainjertos para la citricultura mediterránea. La tetraploidía en CC y CM modifica la composición mineral foliar de la variedad injertada y mejora la tolerancia de éstas plantas a la salinidad, mientras que la capacidad de hacer frente a la clorosis férrica no difiere entre ploidías en éstos portainjertos. El portainjerto CC4x ejerce un efecto reductor del tamaño de copa en árboles de naranjo sin modificar su eficiencia productiva ni la calidad del fruto y reduce la absorción y transporte de boro a la variedad injertada en condiciones de exceso, mejorando su tolerancia. La mayor capacidad de exclusión de sales y boro en las plantas 4x se relaciona con su menor transpiración. En CC interviene también en este comportamiento la menor conductancia hidráulica de las raíces 4x inducida por sus modificaciones anatómicas. Los híbridos alotetraploides obtenidos mediante fusión de protoplastos de CC y CM difieren en la composición de su genoma, indicando que se han producido pérdidas puntuales y reorganizaciones durante el proceso de fusión. Ambos reúnen los genomas nucleares parentales, han heredado de CC la tolerancia a las acanaladuras en la madera causadas por CTV, son similares a CM en su tolerancia a la clorosis férrica y manifiestan mayor tolerancia a la salinidad que CC. Por ello, reúnen características de gran interés para la citricultura mediterránea. La evaluación y selección de portainjertos 4x permitiría obtener árboles más pequeños y más tolerantes a ciertos estreses que mantengan el comportamiento general ya conocido de los diploides originales. La reducción del tamaño de copa contribuiría a mejorar el rendimiento productivo y a facilitar el manejo de las plantaciones citrícolas. El conocimiento generado sobre los efectos de la tetraploidización y de la hibridación somática en la anatomía, fisiología, comportamiento agronómico y genética de los portainjertos de cítricos ser / [CAT] La poliploïdia és molt comuna en plantes superiors i es un dels principals motors evolutius per promoure canvis que afavoreixen la adaptació. En cítrics, la millora genètica a nivell poliploide ha contribuït agilitzant el desenvolupament de nous portaempelts tetraploides (4x) i de varietats sense llavors triploides. En Espanya, el virus de la tristesa dels cítrics (CTV) i l'alt contingut salí i calcari de la majoria dels sols limiten el numere de portaempelts adequats per al cultiu. La millora de portaempelts de cítrics té l'objectiu de reunir el major numere de característiques d'interés en un únic cultivar. La millora genètica tradicional de cítrics, duta a terme mitjançant hibridació sexual, planteja inconvenients deguts a la seua complexa biologia reproductiva i a l'alta heterocigositat. Per aixó s'han iniciat programes de millora de portaempelts a nivell 4x, amb l'objectiu d'agilitzar el seu desenvolupament. La autotetraploïdia, que apareix de manera espontània en especies apomíctiques de cítrics, permet seleccionar les variants 4x dels portaempelts, com un mètode de millora relativament senzill. L'efecte de la tetraploïdia és variable entre les espècies de cítrics i la seua incidència a penes havia sigut descrita. Conéixer la seua repercussió en la tolerància a estressos i el vigor de l'arbre permetria avaluar la utilitat de les versions 4x de cada portaempelt. D'altra banda, l'al¿lotetraploïdia, obtinguda mitjançant la fusió de protoplastos, possibilita l'obtenció d'híbrids d'espècies sexualment incompatibles i reunir en una sola hibridació els genomes complets de les parentals d'interés, permetent l'addició de caràcters dominants complementaris amb independència de l'heterozigositat dels parentals. La finalitat d'esta tesi ha sigut avaluar les propietats d'interés agronòmic de les variants 4x dels portaempelts més utilitzats en la citricultura española, citrange Carrizo (Citrus sinensis (L.) Osb. × Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (CC) i C. macrophylla (CM), per valorar la seua utilitat i descriure els determinants de les diferències trobades. A més a més, s'ha pretés realitzar una caracterització molecular i fisiològica de dos híbrids al¿lotetraploides obtinguts de la fusió de protoplastos de CM i CC, com un pas previ per a la seua possible utilització com a portaempelts. El portaempelt CC4x exerceix un efecte reductor de la grandària de copa en arbres de taronger sense modificar l'eficiència productiva ni la qualitat del fruit. Este caràcter milloraría el rendiment productiu i a facilitaría el maneig de les plantacions citricoles. En els dos portaempelts estudiats, la tetraploïdia modifica la composició mineral foliar de la varietat empeltada i proporciona major tolerancia a la salinitat. En CC, la tetraploïdia redueix l'absorció del boro en excés, metre que esta propietat no s'ha observat en CM4x. La menor absorció del boro i l'exclusió del clorur es troben associades a la menor transpiració, a la reduïda conductivitat hidràulica i a les característiques anatòmiques de les arrels 4x. No obstant això, la tolerancia a la clorosi fèrrica no difereix entre ploidíes en estos portaempelts. La selecció de portaempelts 4x permetria obtenir arbres més menuts i més tolerants a certs estressos que mantenen el comportament ja conegut, de la variant diploide. Per la seua banda, els híbrids somàtics difereixen en la composició del genoma, indicant que s'han produït reorganitzacions i pèrdues puntuals durant el procés de fusió. Els dos han heretat de CC la tolerància a les estries en la fusta provocades per CTV, son tolerants a la clorosi fèrrica com CM i toleren la salinitat millor que CC. Per tot, reuneixen un conjunt de característiques de gran interés potencial per a la citricultura mediterrània. El coneixement generat en esta tesi serà de gran utilitat en els programes de millora basades en necessitats actuals i futures. / Ruiz Valdés, M. (2016). Identificación de caracteres fisiológicos y moleculares para la tolerancia a estreses abióticos en portainjertos de cítricos tetraploides [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/73725 / TESIS

[ES] Durante siglos de cultivo en la Península Ibérica después de su introducción en el siglo XVI, las judías se adaptaron a nuevos entornos, evolucionando numerosas variedades locales. Se evaluaron cultivares españoles locales de Phaseolus lunatus (frijol lima) y su resistencia a la salinidad, en dónde se expusieron las plantas a varios tratamientos de sal, con el fin de evaluar el efecto de la salinidad en el crecimiento y el rendimiento del cultivo. Se observó que el estrés salino redujo el peso fresco de los órganos aéreos, lo que permitió clasificar los cuatro genotipos según su tolerancia a la salinidad. la prolina aumentó en todos los cultivares, más notablemente en el cv. VPH-79, con las concentraciones absolutas más altas registradas en los cultivares más tolerantes a la sal. Estos hallazgos indican que P. lunatus es moderadamente tolerante a la sal y que sus principales mecanismos para adaptarse al estrés salino son el mantenimiento de altas concentraciones de K+ y la acumulación de prolina en las hojas. Por otra parte, se analizaron en invernadero 24 genotipos locales de P. vulgaris de España durante dos temporadas consecutivas. De cada genotipo, se cultivaron cinco plantas y se caracterizaron (17 rasgos cuantitativos y 15 cualitativos) utilizando los descriptores del IBPGR. Los resultados obtenidos indican una alta variabilidad para la mayoría de los rasgos, especialmente los relacionados con el rendimiento y sus componentes. Además, se analizaron las respuestas a los tratamientos por déficit hídrico y estrés salino, en cuanto a inhibición del crecimiento y contenido de prolina foliar (Pro), en 47 genotipos de Phaseolus vulgaris de diferentes orígenes. Para la mayoría de las variables de crecimiento analizadas y Pro, los efectos del cultivo, el tratamiento y sus interacciones fueron altamente significativos (p<0.001); los rasgos morfológicos de las raíces, el diámetro del tallo y el número de hojas se debieron principalmente a una variación incontrolada, mientras que la variación del peso fresco y el contenido de agua de los tallos y las hojas fue inducida claramente por el estrés. Bajo las condiciones experimentales, los efectos promedio del estrés salino sobre el crecimiento de las plantas fueron relativamente más débiles que los del déficit hídrico. . Pro, por su parte, fue la única variable que mostró una correlación negativa con todos los parámetros de crecimiento, pero particularmente con los de tallos y hojas mencionados anteriormente, como lo indican los coeficientes de correlación de Pearson y los PCA. Se propone el uso de Pro como un marcador bioquímico adecuado para exámenes simples, rápidos y a gran escala de genotipos de judía, para excluir los más sensibles, aquellos que acumulan concentraciones más altas de Pro en respuesta a tratamientos de estrés hídrico o salino. Asimismo, se han analizado las respuestas a la salinidad en seis cultivares de judía común: cuatro variedades locales de España y dos líneas experimentales de Cuba. La prolina fue usada para clasificar la tolerancia de los cultivares, Las concentraciones de azúcares solubles totales variaron con los tratamientos y entre los genotipos, pero fue difícil evaluar su papel en la tolerancia al estrés de las plantas analizadas. Los cambios en el contenido de malondialdehído (MDA) no indicaron peroxidación de la membrana inducida por sal como resultado del estrés oxidativo secundario; en consecuencia, no se detectó acumulación de compuestos fenólicos totales y flavonoides, como mecanismo de defensa antioxidante. Estos resultados destacan la confiabilidad del uso de prolina como marcador bioquímico del estrés salino en judía y la importancia del mecanismo relacionado con el transporte de potasio a las hojas para conferir tolerancia al estrés a algunos cultivares de judía. / [CA] Durant segles de cultiu a la Península Ibèrica després de la seva introducció en el segle XVI, les mongetes es van adaptar a nous entorns, evolucionant nombroses varietats locals. Es van avaluar conreessis espanyols locals de garrofó (fesol llima) i la seva resistència a la salinitat, a on es van exposar les plantes a diversos tractaments de sal, per tal d'avaluar l'efecte de la salinitat en el creixement i el rendiment de l'cultiu. Es va observar que l'estrès salí va reduir el pes fresc dels òrgans aeris, el que va permetre classificar els quatre genotips segons la seva tolerància a la salinitat. la prolina augmentar en tots els conreessis, més notablement en el cv. VPH-79, amb les concentracions absolutes més altes registrades en els conreessis més tolerants a la sal. Aquestes troballes indiquen que P. lunatus és moderadament tolerant a la sal i que els seus principals mecanismes per adaptar-se a l'estrès salí són el manteniment d'altes concentracions de K + i l'acumulació de prolina en les fulles. D'altra banda, es van analitzar en hivernacle 24 genotips locals de P. vulgaris d'Espanya durant dues temporades consecutives. De cada genotip, es van conrear cinc plantes i es van caracteritzar (17 trets quantitatius i 15 qualitatius) utilitzant els descriptors de l'IBPGR. Els resultats obtinguts indiquen una alta variabilitat per a la majoria dels trets, especialment els relacionats amb el rendiment i els seus components. A més, es van analitzar les respostes als tractaments per dèficit hídric i estrès salí, pel que fa a inhibició de l'creixement i contingut de prolina foliar (Pro), en 47 genotips de Phaseolus vulgaris de diferents orígens. Per a la majoria de les variables de creixement analitzades i Pro, els efectes de l'cultiu, el tractament i les seves interaccions van ser altament significatius (p <0.001); els trets morfològics de les arrels, el diàmetre de la tija i el nombre de fulls es van deure principalment a una variació incontrolada, mentre que la variació de l'pes fresc i el contingut d'aigua de les tiges i les fulles va ser induïda clarament per l'estrès. Sota les condicions experimentals, els efectes mitjana de l'estrès salí sobre el creixement de les plantes van ser relativament més febles que els de el dèficit hídric. . Pro, per la seva banda, va ser l'única variable que va mostrar una correlació negativa amb tots els paràmetres de creixement, però particularment amb els de tiges i fulles esmentats anteriorment, com ho indiquen els coeficients de correlació de Pearson i els PCA. Es proposa l'ús de Pro com un marcador bioquímic adequat per a exàmens simples, ràpids i a gran escala de genotips de mongeta, per excloure els més sensibles, aquells que acumulen concentracions més altes de Pro en resposta a tractaments d'estrès hídric o salí. Així mateix, s'han analitzat les respostes a la salinitat en sis conreessis de mongeta comú: quatre varietats locals d'Espanya i dues línies experimentals de Cuba. La prolina va ser usada per a classificar la tolerància dels conreessis, Les concentracions de sucres solubles totals van variar amb els tractaments i entre els genotips, però va ser difícil avaluar el seu paper en la tolerància a l'estrès de les plantes analitzades. Els canvis en el contingut de malondialdehid (MDA) no van indicar peroxidació de la membrana induïda per sal com a resultat de l'estrès oxidatiu secundari; en conseqüència, no es va detectar acumulació de compostos fenòlics totals i flavonoides, com a mecanisme de defensa antioxidant. Aquests resultats destaquen la fiabilitat de l'ús de prolina com a marcador bioquímic de l'estrès salí en jueva i la importància de l'mecanisme relacionat amb el transport de potassi a les fulles per conferir tolerància a l'estrès a alguns conreessis de mongeta. / [EN] During centuries of cultivation in the Iberian Peninsula after their introduction in the 16th century, beans adapted to new environments, evolving numerous landraces.In this study was also evaluated the resistance to salinity of several local Spanish cultivars of Phaseolus lunatus L. (lima bean). Plants were subjected to various salt treatments and growth and biochemical parameters were determined. It was observed that salt stress reduced the fresh weight of aerial organs, which allowed us to classify the four genotypes according to their tolerance to salinity. In addition, proline increased in all cultivars, most notably in cv. VPH-79, with the highest absolute concentrations recorded in the most salt tolerant cultivars. These findings indicate that P. lunatus is moderately salt tolerant and that its main mechanisms for adapting to salt stress are the maintenance of high K+ concentrations and proline accumulation in leaves. In studies conducted in this research project, 24 landraces of P. vulgaris from Spain were analyzed in greenhouses during two consecutive seasons. From each genotype, five plants were grown and characterized for 17 quantitative and 15 qualitative traits using IBPGR descriptors. . The results obtained indicate high variability for most of the traits, especially those related to yield and its components. On the other hand, this study analyzed the responses to water deficit and salt stress treatments, in terms of growth inhibition and leaf proline (Pro) content, in 47 Phaseolus vulgaris genotypes of different origins. For most of the growth variables analyzed and Pro, the effects of cultivar, treatment and their interactions were highly significant (p <0.001); root morphological traits, stem diameter and number of leaves were mainly due to uncontrolled variation, whereas variation in fresh weight and water content of stems and leaves was clearly induced by stress. Under our experimental conditions, the average effects of salt stress on plant growth were relatively weaker than those of water deficit. . Pro, in turn, was the only variable that showed a negative correlation with all growth parameters, but particularly with those of stems and leaves mentioned above, as indicated by Pearson's correlation coefficients and PCAs. We propose the use of Pro as a biochemical marker suitable for simple, rapid, large-scale screening of bean genotypes to exclude the most sensitive, those that accumulate higher concentrations of Pro in response to water or salt stress treatments. In addition, responses to salinity were analyzed in six common bean cultivars: four local varieties from Spain and two experimental lines from Cuba. Proline was used to rank the relative tolerance of the cultivars. Concentrations of total soluble sugars varied with treatments and among genotypes, but it was difficult to assess their role in stress tolerance of the plants tested.. Changes in malondialdehyde (MDA) content did not indicate salt-induced membrane peroxidation as a result of secondary oxidative stress; consequently, accumulation of total phenolic compounds and flavonoids, as an antioxidant defense mechanism, was not detected. These results highlight the reliability of the use of proline as a biochemical marker of salt stress in common beans and the importance of the mechanism related to potassium transport to leaves in conferring stress tolerance to some common bean cultivars. / Arteaga Castillo, SM. (2021). Cultivos para el cambio climático: selección y caracterización de variedades de judía (Phaseolusvulgaris L.) y Phaseolus lunatus tolerantes a la sequía y salinidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/168450 / TESIS

El trabajo realizado en la Tesis Doctoral llega a las siguientes conclusiones:1.- T. halophila muestra una relación en peso raíz/parte aérea mayor que A. thaliana, y esta diferencia se ve incrementada en condiciones de estrés salino, lo que podría suponer una ventaja para afrontarlo.2.- El estrés salino produce en A. thaliana mayores reducciones en la absorción y en las concentraciones internas de K+ que en T. halophila, a la vez que T. halophila presenta menor absorción de Na+ y transporte a la parte aérea que A. thaliana. Ambas circunstancias resultan en una mayor relación K+/Na+ en T. halophila, lo que puede suponer una mayor tolerancia a la salinidad.3.- El gen ThHAK5 codifica para un transportador que media un transporte de K+ de alta afinidad en levaduras similar al observado en las plantas de T. halophila lo que sugiere que este transportador juega un papel fundamental en la absorción de K+ en el rango de la alta afinidad en esta especie vegetal.4.- Aunque AtHAK5 y ThHAK5 presentan una gran homología de secuencia y unas características funcionales similares, la regulación de los genes que los codifican difieren en condiciones salinas. Así, la salinidad reduce en menor medida la inducción de ThHAK5 por ayuno de K+. En consecuencia, la absorción de K+ de alta afinidad está menos afectada por la presencia de NaCl en el medio externo en T. halophila.5.- La mutagénesis al azar permite encontrar aminoácidos importantes para la función de las proteínas y ésta ha permitido identificar dos versiones mutantes del transportador de K+ de alta afinidad AtHAK5 más eficientes, capaces de transportar K+ a concentraciones externas de Na+ muy elevadas (0.1 mM K+ y 800 mM Na+). / The work done in this Thesis provides some interesting conclusions:1.- Thellungiella halophila show a weight ratio root/shoot bigger than Arabidopsis thaliana, and this difference arise under salt stress, what might provide an effective mechanism of salt tolerance to T. halophila.2.- In A. thaliana, salt stress induces a bigger reduction of K+ uptake and tissue concentrations than in T. halophila, and at the same time T. halophila shows a reduced Na+ uptake and Na+ transport to the shoot. Both properties enable a higher ratio K+/Na+ in T. halophila which might be another mechanism of salt tolerance. 3.- The ThHAK5 gene isolated in this Thesis, encode a K+ transporter that mediates high affinity K+ transport in Saccharomyces cerevisiae similar to the observed in intact plants of T. halophila, which suggest a key role of this transporter in the high affinity range of concentrations.4.- Although AtHAK5 and ThHA5 shows high sequence homology and similar functional properties, gene regulation is different under salt stress. Thus, salinity reduces to a lesser extent the K+-starvation ThHAK5 induction. As a consequence, high affinity K+ uptake is less affected by NaCl in T. halophila. 5.- Random mutagenesis allows the identification of important aminoacids for protein function, and with this technique two more efficient mutant versions of AtHAK5 have been isolated. The evolved AtHAK5 mutant versions are able to transport K+ at high Na+ external concentrations (0.1 mM K+ and 800 mM Na+) in yeast.

La salinidad y el estrés hídrico son los factores más importantes que limitan la producción de trigo duro, sobre todo en regiones áridas y semiáridas, como la región Mediterránea. El trigo duro es uno de los principales cultivos en el sur y este de la Cuenca Mediterránea, donde se cultiva frecuentemente en condiciones de secano y si es posible con riego deficitario, a menudo con agua de poca calidad, que junto a una elevada evapotranspiración, puede provocar una progresiva salinización del terreno. En este sentido, la mejora genética de trigo duro para una mejor adaptación a estas condiciones de estrés es una de las pocas alternativas viables. El objetivo general de esta Tesis es estudiar las bases fisiológicas y moleculares de las diferencias genotípicas en crecimiento potencial y tolerancia a la salinidad y el estrés hídrico. En un primer estudio (Experimento 1) publicado en “Functional Plant Biology” se investigó qué criterio fenotípico de selección era el más adecuado para seleccionar genotipos de trigo duro que crecieran mejor en condiciones de salinidad continuada. De esta forma se determinó la importancia de los isótopos estables como criterios eficientes para seleccionar genotipos tolerantes y susceptibles a la salinidad. Posteriormente, se realizó un segundo estudio (Experimento 2) donde se evaluó el efecto de la salinidad en la composición isotópica del carbono (δ13C) y el nitrógeno (δ15N) de genotipos de trigo duro y de dos amfiploides (un tritordeo y un triticale). Este trabajo está publicado en la revista “Journal of Experimental Botany”. En este segundo ensayo, la salinidad se aplicó durante la floración y el llenado del grano durante unas pocas semanas. Los resultados de este trabajo representaron la puesta a punto del estudio del comportamiento fisiológico del trigo duro durante la fase reproductiva y bajo diferentes combinaciones de salinidad y riego. Como continuación de los dos Experimentos (1 y 2) y en vista de los resultados obtenidos en el uso de las firmas isotópicas como criterio de evaluación bajo condiciones salinas, se planteó evaluar el uso combinado de la composición isotópica del carbono (δ13C), oxígeno (δ18O) y el nitrógeno (δ15N) en materia seca para observar las respuestas genotípicas de plantas de trigo duro sometidas a diferentes combinaciones de salinidad. Como contribución original, se elaboró un modelo conceptual de las tres firmas isotópicas juntas (δ13C, δ18O, δ15N) junto con características del metabolismo nitrogenado para explicar las diferencias genotípicas en tolerancia a distintas condiciones de salinidad y estrés hídrico. También se evaluaron las características fotosintéticas en relación con las firmas isotópicas y las actividades de enzimas clave del metabolismo nitrogenado. (Trabajo Publicado en la revista “New Phytologist”). Además de los resultados anteriores obtenidos, en esta Tesis se comparó la eficiencia de las firmas isotópicas del carbono, oxígeno y nitrógeno mediante dos vías: muestras de materia seca y muestras de fracción soluble en genotipos de trigo duro para la evaluación de diferencias genotípicas en tolerancia a diferentes condiciones de salinidad y regimenes hídricos. Posteriormente se analizó la respuesta genética de plantas de trigo duro a la salinidad evaluando el nivel de transcripción de genes específicos asociados a tolerancia a salinidad y estrés hídrico, junto a otros que codifican para enzimas claves del metabolismo nitrogenado. También se han estudiado las relaciones entre estas tasas de transcripción, las diferencias genotípicas en crecimiento, firmas isotópicas y actividades de enzimas del metabolismo nitrogenado. El trabajo ha mostrado la eficacia de los isótopos estables de carbono y del nitrógeno como herramientas de evaluación de la respuesta del trigo duro frente a la salinidad. / Inadequate irrigation for long term and under conditions of high evapotranspiration demand, combined with the use of poor water quality and the lack of adequate drainage frequently induces the salinization of arable land causing a significant increase in the area affected by salinity. Salinity is an environmental factor that limits in a remarkable manner the production of crops in many parts of the world, but especially in arid and semiarid regions like the Mediterranean. Under these conditions, which is often grown durum wheat improvement for tolerance to salinity under irrigation deficit may be one of the strategies to alleviate this problem. This Thesis shows that isotope compositions of carbon (δ13C), oxygen (δ18O), and nitrogen (δ15N) and the concentration of nitrogen in dry matter are potentially and effective criteria for discriminating between different growing conditions and between genotypes tolerant or susceptible to salt. Furthermore, the results of this study reflect the importance of nitrogen metabolism in tolerance to salinity. Additionally, this thesis develops a model relating genotypic tolerance to different conditions of salinity and drought with the signatures of the three isotopes (C, O, N), together with photosynthetic and transpiration exchanges and parameters key of nitrogen metabolism such as nitrogen concentration and activities of the glutamine synthetase and nitrate reductase. Finally, we study the relationship between the expression of genes potentially key in the tolerance to salinity and drought and genotypic variability in response to different combinations of these stresses.