Tesis por compendio / [ES] La Tesis Doctoral con el título "Caracterización nutricional y aromática de especies infravaloradas de hoja comestible" ha planteado como objetivo principal el estudio de plantas infravaloradas silvestres inherentes a dos épocas del año. En este trabajo se tipificaron las características nutricionales y aromáticas en Portulaca oleracea L. (verdolaga) y Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass (quirquiña), como plantas infravaloradas propias de la estación primavera-verano, así como en Tropaeolum majus L. (capuchina), Stellaria media (L.) Vill (pamplina), Sonchus oleraceus L. (cerraja), Diplotaxis erucoides (L.) DC (wasabi mediterráneo), Chenopodium album L. (cenizo), como plantas inherentes a la estación otoño-invierno. Este estudio ha incluido la caracterización y comparación de la calidad nutricional, así como el contenido de distintos compuestos bioactivos. Además, se ha investigado sus perfiles volátiles como calidad aromática distintiva. Este análisis químico cuantitativo y organoléptico tiene el fin de potenciar el consumo tradicional de estas especies o su utilización como posibles fuentes de compuestos funcionales, y al mismo tiempo como nuevos cultivos sostenibles. Este objetivo principal se ha dividido en los siguientes objetivos específicos: 1) optimización de los distintos métodos analíticos que caracterizan las muestras objeto de estudio; 2) caracterización de compuestos de interés nutricional y funcional; 3) identificar los compuestos volátiles como característica aromática de las especies; 4) en las plantas de primavera-verano evaluar las diferencias entre la composición nutricional y los perfiles polifenólicos en condiciones de crecimiento silvestre y bajo técnicas de cultivo orgánico. Las partes aéreas de las siete plantas fueron recolectadas en el paraje natural de la Marjal dels Moros (Sagunto, Valencia) durante las campañas agrícolas de 2020 y 2021. Todas las especies han destacado por un alto contenido en fibra y carbohidratos. El mineral prominente en todas las especies ha sido el hierro y el zinc. El contenido elevado de antioxidantes totales se encontró en la especie P. oleracea del período primavera-verano y en la especie T. majus del período de otoño-invierno. Se observaron niveles uniformes de compuestos fenólicos totales, mientras que el contenido de clorofilas es significativamente mayor en las especies del período primavera-verano. El estudio del perfil volátil reveló la presencia de 37 compuestos diferentes que se agruparon en 11 familias químicas, de las cuales más abundantes han sido los bencenoides, seguidos por los aldehídos de cadena media. La especie de mayor diferenciación entre todas ha sido P. ruderale. En los perfiles polifenólicos de las plantas inherentes al periodo de primavera-verano se identificaron 10 compuestos fenólicos que se agruparon en dos categorías: ácidos hidroxicinámicos y flavonoides. El compuesto más abundante resultó ser el ácido clorogénico, seguido del ácido p-cumárico (P. ruderale) y del ácido cafeico (P. oleracea). Los compuestos flavonoides más abundantes fueron quercetina y miricetina. Los resultados de este estudio proporcionan una base para la caracterización de los compuestos nutricionales, bioactivos y volátiles de las siete especies infravaloradas. Todas las especies demostraron ser una fuente potencial de microelementos minerales, además de una fuente prometedora de componentes bioactivos como antioxidantes, compuestos fenólicos y clorofilas. Este estudio es el primer informe que evalúa los perfiles volátiles y la identificación de los aromas diferenciadores. La calidad nutricional y su prometedora cantidad de compuestos funcionales contribuirán en gran medida al conocimiento de estas plantas que podrían formar parte de una alimentación saludable. Además, por sus valores organolépticos, podrían contribuir a la diversificación de los ingredientes gastronómicos y rescatar la calidad de los productos tradicionales. / [CA] La Tesi Doctoral amb el títol "Caracterització nutricional i aromàtica d'espècies infravalorades de fulla comestible" ha plantejat com a objectiu principal l'estudi de plantes infravalorades silvestres inherents a dues èpoques de l'any. En aquest treball es van tipificar les característiques nutricionals i aromàtiques a Portulaca oleracea L. (verdolaga) i Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass (quirquinya), com a plantes infravalorades pròpies de l'estació primavera-estiu, així com a Tropaeolum majus L. (caputxina) ), Stellaria mitjana (L.) Vill (pamplina), Sonchus oleraceus L. (serralla), Diplotaxis erucoides (L.) DC (wasabi mediterrani), Chenopodium album L. (cennis), com a plantes inherents a l'estació tardor-hivern . Aquest estudi ha inclòs la caracterització i comparació de la qualitat nutricional, així com el contingut de diferents compostos bioactius. A més, s'han investigat els seus perfils volàtils com a qualitat aromàtica distintiva. Aquesta anàlisi química quantitativa i organolèptica té la finalitat de potenciar el consum tradicional d'aquestes espècies o la seva utilització com a possibles fonts de compostos funcionals, i alhora com a nous cultius sostenibles. Aquest objectiu principal s'ha dividit en els objectius específics següents: 1) optimització dels diferents mètodes analítics que caracteritzen les mostres objecte d'estudi; 2) caracterització de compostos dinterès nutricional i funcional; 3) identificar els compostos volàtils com a característica aromàtica de les espècies; 4) a les plantes de primavera-estiu avaluar les diferències entre la composició nutricional i els perfils polifenòlics en condicions de creixement silvestre i sota tècniques de cultiu orgànic. Les parts aèries de les set plantes van ser recol·lectades al paratge natural de la Marjal dels Moros (Sagunt, València) durant les campanyes agrícoles de 2020 i 2021. Totes les espècies han destacat per un alt contingut en fibra i carbohidrats. El mineral prominent a totes les espècies ha estat el ferro i el zinc. El contingut elevat d'antioxidants totals es va trobar a l'espècie P. oleracea del període primavera-estiu ia l'espècie T. majus del període de tardor-hivern. Es van observar nivells uniformes de compostos fenòlics totals, mentre que el contingut de clorofil·les és significativament més gran en les espècies del període primavera-estiu. L'estudi del perfil volàtil va revelar la presència de 37 compostos diferents que es van agrupar en 11 famílies químiques, de les quals han estat més abundants els bencenoides, seguits pels aldehids de cadena mitjana. L'espècie de major diferenciació entre totes ha estat P. ruderale. Als perfils polifenòlics de les plantes inherents al període de primavera-estiu es van identificar 10 compostos fenòlics que es van agrupar en dues categories: àcids hidroxicinámics i flavonoides. El compost més abundant va resultar ser l'àcid clorogènic, seguit de l'àcid p-cumàric (P. ruderale) i de l'àcid cafeic (P. oleracea). Els compostos flavonoides més abundants van ser quercetina i miricetina. Els resultats daquest estudi proporcionen una base per a la caracterització dels compostos nutricionals, bioactius i volàtils de les set espècies infravalorades. Totes les espècies van demostrar ser una font potencial de microelements minerals, a més d'una font prometedora de components bioactius com a antioxidants, compostos fenòlics i clorofil·les. Aquest estudi és el primer informe que avalua els perfils volàtils i la identificació de les aromes diferenciadores. La qualitat nutricional i la quantitat prometedora de compostos funcionals contribuiran en gran mesura al coneixement d'aquestes plantes que podrien formar part d'una alimentació saludable. A més, pels seus valors organolèptics podrien contribuir a la diversificació dels ingredients gastronòmics i rescatar la qualitat dels productes tradicionals. / [EN] The main objective of the Doctoral Thesis entitled "Nutritional and aromatic characterization of undervalued edible leaf species" was the study of undervalued wild plants inherent to two seasons of the year. In this work, nutritional and aromatic characteristics were typified in Portulaca oleracea L. (purslane) and Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass (quirquiña), as undervalued plants inherent to the spring-summer season, as well as in Tropaeolum majus L. (nasturtium), Stellellum ruderale (Jacq.) Cass (quirquiña), and Tropaeolum majus L. (nasturtium). (nasturtium), Stellaria media (L.) Vill (chickweed), Sonchus oleraceus L. (sowthistle), Diplotaxis erucoides (L.) DC (Mediterranean wasabi), Chenopodium album L. (ash), as plants inherent to the autumn-winter season. This study has included the characterization and comparison of the nutritional quality, as well as the content of different bioactive compounds. In addition, their volatile profiles have been investigated as a distinctive aromatic quality. This quantitative chemical and organoleptic analysis aims to enhance the traditional consumption of these species or their use as potential sources of functional compounds, and at the same time as new sustainable crops. This main objective has been divided into the following specific objectives: 1) optimization of the different analytical methods characterizing the samples under study; 2) characterization of compounds of nutritional and functional interest; 3) identification of volatile compounds as an aromatic characteristic of the species; 4) in spring-summer plants to evaluate the differences between nutritional composition and polyphenolic profiles under wild growth conditions and under organic farming techniques. The aerial parts of the seven plants were collected in the natural site of Marjal dels Moros (Sagunto, Valencia) during the 2020 and 2021 agricultural campaigns. All species were noted for their high fiber and carbohydrate content. The prominent mineral in all species was iron and zinc. High total antioxidant content was found in P. oleracea species from the spring-summer period and in T. majus species from the autumn-winter period. Uniform levels of total phenolic compounds were observed, while the chlorophyll content is significantly higher in the species of the spring-summer period. The study of the volatile profile revealed the presence of 37 different compounds that were grouped into 11 chemical families, of which the most abundant were benzenoids, followed by medium-chain aldehydes. The species with the highest differentiation among all was P. ruderale. In the polyphenolic profiles of the plants inherent to the spring-summer period, 10 phenolic compounds were identified and grouped into two categories: hydroxycinnamic acids and flavonoids. The most abundant compound was chlorogenic acid, followed by p-coumaric acid (P. ruderale) and caffeic acid (P. oleracea). The most abundant flavonoid compounds were quercetin and myricetin. The results of this study provide a basis for the characterization of the nutritional, bioactive and volatile compounds of the seven undervalued species. All species proved to be a potential source of mineral trace elements, as well as a promising source of bioactive compounds such as antioxidants, phenolic compounds and chlorophylls. This study is the first report to evaluate volatile profiles and the identification of differentiating aromas. The nutritional quality and their promising amount of functional compounds will greatly contribute to the knowledge of these plants that could be part of a healthy diet. Moreover, due to their organoleptic values, they could contribute to the diversification of gastronomic ingredients and rescue the quality of traditional products. / Fukalova Fukalova, T. (2022). Caracterización nutricional y aromática de especies infravaloradas de hoja comestible [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/190999 / Compendio

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