Alimentar a la futura población en crecimiento en un contexto de cambio climático exige nuevos enfoques y herramientas de mejora genética para desarrollar nuevas variedades de cultivos que sean resilientes y eficientes en el uso de los recursos. Entre las hortalizas, la berenjena (Solanum melongena) es reconocida como un cultivo importante y como tal está incluida en el Anexo 1 del Tratado Internacional sobre los Recursos Fitogenéticos para la Alimentación y la Agricultura, que incluye 34 cultivos considerados como los más relevantes para la humanidad. Antes del inicio de esta tesis, se disponía de pocas herramientas genéticas y genómicas para la mejora genética de la berenjena, las cuales se revisan en un capítulo introductorio. Asimismo, hemos reconocido la importancia de los parientes silvestres de la berenjena, que apenas se han utilizado en la mejora genética de la misma. A este respecto, para hacer un uso más eficiente de los parientes silvestres en la mejora genética, propusimos un enfoque ambicioso, llamado "introgressiomics", que consiste en un desarrollo sistemático y masivo de materiales que lleven introgresiones de parientes silvestres (CWR), los cuales generalmente son una fuente inexplorada e desaprovechada de variación genética. Los trabajos realizados en esta tesis están relacionados con la aplicación de este enfoque a la berenjena. En este marco, los objetivos generales de la tesis son el desarrollo de la información y herramientas genéticas y genómicas en el acervo genético de la berenjena, utilizando un enfoque multidisciplinario y multifacético para la mejora genética en el desarrollo de nuevas variedades mejoradas y resistentes usando especies relacionadas como fuente de variación. Concretamente, en el primer capítulo de esta tesis, secuenciamos el transcriptoma de dos especies relacionadas con la berenjena, la silvestre Solanum incanum y la especie cultivada africana S. aethiopicum, que tienen un gran interés en la mejora genética de la berenjena. Los transcriptomas se ensamblaron en 83,905 y 87,084 unigenes para S. incanum y S. aethiopicum respectivamente, los cuales fueron extensivamente anotados estructuralmente y funcionalmente. La busqueda de variantes alélicas identificó decenas de miles de polimorfismos intraespecíficos e interespecíficos, así como alrededor de un millar de SSRs en cada especie. En el segundo capítulo, un subconjunto de esos marcadores (11 SSRs y 35 SNPs) se analizaron para confirmar su utilidad para la huella genética, la evaluación de la diversidad y el establecimiento de relaciones entre las berenjenas cultivadas (común, escarlata y gboma). Observamos que los SSRs y los SNPs proporcionaron resultados diferentes en el establecimiento de las relaciones, lo que sugiere que cada tipo de marcador muestreó diferentes niveles de variación genética. Sin embargo, aunque ambos marcadores proporcionaron un nivel similar de información, los SNPs parecen proporcionar una mejor resolución que los SSRs para materiales filogenéticamente más distantes. En el tercer capítulo, para ampliar la estimación de la diversidad genética y las relaciones genéticas entre y dentro de las especies silvestres y cultivadas pertenecientes al complejo berenjena, realizamos un genotipado masivo, mediante un enfoque de genotipado por secuenciación, de 76 accesiones pertenecientes a 17 especies del acervo genético primario, secundario y terciario de la berenjena común. De los 75,399 sitios polimórficos identificados, 12,859 se asociaron a regiones CDS y se usaron para establecer una evaluación exhaustiva y detallada de la diversidad alélica natural y las relaciones genéticas en el acervo genético de la berenjena utilizando tres enfoques diferentes (estructura jerárquica de la población, dendrograma basado en UPGMA y análisis de PCoA). En el cuatro capítulo, desarrollamos un mapa genético interespecífico entre S. incanum y S. melongena, vinculado a otros / Feeding the future burgeoning population in a climate change scenario demands new breeding approaches and tools to develop new resource-efficient and resilient crop varieties. Among vegetable crops, eggplant (Solanum melongena) is recognized as an important food crop and as such is included in the Annex 1 of the International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture, which includes 34 crops considered as most relevant for mankind. Before the start of this thesis, few genetic and genomic tools and resources for eggplant breeding, which are reviewed in an introductory chapter, were available. We have recognized the importance of wild eggplant relatives, which have been barely used in eggplant breeding. In this respect, in order to make a more efficient use of wild relatives in plant breeding, we proposed an ambitious approach, called "introgressiomics", consisting of a systematic and massive development of materials carrying introgressions from crop wild relatives (CWRs), which usually are an unexplored and unexploited source of genetic variation for breeding traits. The works done in this thesis are related to the application of the introgressiomics approach to eggplant. In this framework, the general objectives of the thesis are the development of genetic and genomic information and tools in eggplant genepool, using a multidisciplinary and multi-pronged approach to assist eggplant breeding in the development of new improved and resilient varieties using eggplant relatives as a source of variation. Specifically, in the first chapter of this thesis, we sequenced the transcriptome of two eggplant related species, the wild Solanum incanum and the cultivated S. aethiopicum, that have a great interest in eggplant breeding. The transcriptomes were assembled in 83,905 and 87,084 unigenes for S. incanum and S. aethiopicum respectively, which were extensively structurally and functionally annotated. The variant call analysis identified tens of thousands intraspecific and interspecific polymorphisms, as well as around a thousand of SSRs in each species. In the second chapter, a subset of those markers (11 SSRs and 35 SNPs) was tested for confirming their usefulness for genetic fingerprinting, diversity evaluation and the establishment of relationships in cultivated eggplant (common, scarlet and gboma) genepools. We observed that SSRs and SNPs provided different results in the establishment of the relationships, suggesting that each marker type sampled different levels of genetic variation. However, although both markers provided a similar level of information, SNPs seem to provide a better resolution than SSRs for materials phylogenetically more distant. In the third chapter, in order to broaden the estimation of the genetic diversity and genetic relationships among and within wild and cultivated species belonging to eggplant complexes, we performed a massive genotyping, by a genotype-by-sequencing approach, of 76 accessions belonging to 17 species from the primary, secondary and tertiary genepool of common eggplant. Out of 75,399 polymorphic sites identified, 12,859 were associated to CDS regions and used to establish an exhaustive and detailed evaluation of the natural allelic diversity and genetic relationships in eggplant genepool using three different approaches (hierarchical population structure, UPGMA-based dendrogram, and PCoA analysis). In the four chapter, we developed an interspecific genetic map between S. incanum and S. melongena, linked to four previous eggplant maps and to one tomato map. A total of 243 molecular markers were successfully mapped consisting of 42 COSII, 99 SSRs, 88 AFLPs, 9 CAPS, 4 SNPs and one morphological polymorphic markers encompassed 1085 cM distributed in 12 linkage groups. Based on the syntheny with tomato, the candidate genes involved in the core chlorogenic acid synthesis pathway in eggplant (PAL, C4H, 4CL, HCT, C3¿H, HQT), five polyphenol oxidase genes (PPO1, PPO2, PPO3, PP / Alimentar la futura població en creixement en un context de canvi climàtic exigeix nous enfocaments i eines de millora genètica per desenvolupar noves varietats de cultius que siguin resilients i eficients en l'ús dels recursos. Entre les hortalisses, l'albergínia (Solanum melongena) és reconeguda com un cultiu important i com a tal està inclosa en l'Annex 1 del Tractat Internacional sobre els Recursos Fitogenètics per a l'Alimentació i l'Agricultura, que inclou 34 cultius considerats com els més rellevants per a la humanitat. Abans de l'inici d'aquesta tesi, es disposava de poques eines genètiques i genòmiques per a la millora genètica de l'albergínia, les quals es revisen en un capítol introductori. Així mateix, hem reconegut la importància dels parents silvestres de l'albergínia, que tot just s'han utilitzat en la millora genètica de la mateixa. Referent a això, per fer un ús més eficient dels parents silvestres a la millora genètica, vam proposar un enfocament ambiciós, anomenat "introgressiomics", que consisteix en un desenvolupament sistemàtic i massiu de materials que portin introgresions de parents silvestres (CWR), els quals generalment són una font inexplorada i desaprofitada de variació genètica. Els treballs realitzats en aquesta tesi estan relacionats amb l'aplicació d'aquest enfocament a l'albergínia. En aquest marc, els objectius generals de la tesi són el desenvolupament de la informació i eines genètiques i genòmiques en el patrimoni genètic de l'albergínia, utilitzant un enfocament multidisciplinari i multifacètic per a la millora genètica en el desenvolupament de noves varietats millorades i resistents emprent spècies relacionades com a font de variació. Concretament, en el primer capítol d'aquesta tesi, seqüenciem el transcriptoma de dues espècies relacionades amb l'albergínia, la silvestre Solanum incanum i l'espècie cultivada africana S. aethiopicum, que tenen un gran interès en la millora genètica de l'albergínia. Els transcriptomes s'ensamblaren en 83,905 i 87,084 unigenes per S. incanum i S. aethiopicum respectivament, els quals van ser extensivament anotats estructuralment i funcionalment. La recerca de variants al·lèliques va identificar desenes de milers de polimorfismes intraespecífics i interespecífics, així com al voltant d'un miler de SSRs en cada espècie. En el segon capítol, un subconjunt d'aquests marcadors (11 SSRs i 35 SNPs) es van analitzar per confirmar la seva utilitat per l'empremta genètica, l'avaluació de la diversitat i l'establiment de relacions entre les albergínies conreades (comú, escarlata i gboma). Observem que els SSRs i els SNPs van proporcionar resultats diferents en l'establiment de les relacions, el que suggereix que cada tipus de marcador va mostrejar diferents nivells de variació genètica. No obstant això, encara que tots dos marcadors van proporcionar un nivell similar d'informació, els SNPs semblen proporcionar una millor resolució que els SSRs per materials filogenèticament més distants. En el tercer capítol, per a ampliar l'estimació de la diversitat genètica i les relacions genètiques entre i dins de les espècies silvestres i conreades pertanyents al complex albergínia, vam realitzar un genotipat massiu, mitjançant un enfocament de genotipat per seqüenciació, de 76 accessions pertanyents a 17 espècies del patrimoni genètic primari, secundari i terciari de l'albergínia comuna. Dels 75,399 llocs polimòrfics identificats, 12,859 es van associar a regions CDS i es van usar per a establir una avaluació exhaustiva i detallada de la diversitat al·lèlica natural i les relacions genètiques en el patrimoni genètic de l'albergínia utilitzant tres enfocaments diferents (estructura jeràrquica de la població, dendrograma basat en UPGMA i anàlisi de PCoA). En el quart capítol, desenvolupem un mapa genètic interespecífic entre S. incanum i S. melongena, vinculat a altres quatre mapes anterior / Gramazio, P. (2018). GENETICS AND GENOMICS OF CULTIVATED EGGPLANTS AND WILD RELATIVES [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/104605 / TESIS

[ES] En el primer capítulo, se caracterizó una colección de seis accesiones de berenjenas, 21 accesiones de 12 especies silvestres y 45 híbridos interespecíficos de berenjena con especies silvestres utilizando 27 descriptores morfológicos y 20 descriptores morfométricos de frutos basados en la herramienta fenómica Tomato Analyzer. Observamos diferencias significativas entre los tres grupos, con híbridos que muestran valores intermedios para la mayoría de los descriptores. Las especies silvestres mostraron una amplia diversidad para ampliar la base genética de la berenjena. En el segundo capítulo, el mismo material se caracterizó para el contenido en compuestos fenólicos del fruto, el color de la pulpa de la fruta y los caracteres relacionados con el pardeamiento. Mientras que el ácido fenólico predominante en la berenjena cultivada fue el ácido clorogénico (> 65.0%), en los parientes silvestres fue de menos del 50% del área del pico del cromatograma HPLC. Las variedades cultivadas presentaron un color de carne más claro y baja actividad de polifenol oxidasa (PPO). Los híbridos interespecíficos fueron intermedios para todos los caracteres estudiados. En el tercer capítulo, realizamos un estudio genético Linea por Probador (L × P) utilizando dos líneas cultivadas, una con citoplasma oriental y otra occidental con cuatro probadores que representan tres especies silvestres: S. insanum, S.anguivi y S . lichtensteinii. Además, evaluamos el material para 3 descriptores bioquímicos, 12 morfológicos y 8 de Tomato Analyzer. Encontramos diferencias significativas para los 23 caracteres estudiados. Los valores más altos para la componente SCA se determinaron en comparación con la componente GCA. En general, los probadores del genepool secundarios fueron mejores para la mejora de los caracteres bioquímicos, mientras que las especies de genepool primarias fueron mejores para los caracteres morfológicos. En el cuarto capítulo, para obtener información sobre la genética de caracteres importantes en la berenjena, realizamos el primer estudio genético detallado de la berenjena con 10 genotipos diversos de berenjena, entre ellos una accesión de S. insanum, mientras que el resto fueron variedades tradicionales con forma del fruto muy diversa. Cuando se cruzaron en un diseño de medio dialelo, los 10 padres produjeron un conjunto de 45 híbridos. Evaluamos padres e híbridos para 14 descriptores de características morfológicas y 14 características morfométricas del fruto. También determinamos las distancias genéticas utilizando 7,335 marcadores de SNP polimórficos. Del mismo modo, en el quinto capítulo, estudiamos los compuestos fenólicos del fruto, el color de la pulpa del mismo y los caracteres relacionados con el pardeamiento en el mismo material. Se determinó que la accesión de S. insanum accession INS2 presenta valores altamente significativos para los compuestos fenólicos totales y el contenido de ácido clorogénico. Se encontraron efectos significativos para la aptitud combinatoria específica y general para los caracteres bioquímicos estudiados. De manera similar a lo encontrado anteriormente, la distancia genética entre los padres no fue útil para predecir el comportamiento de los híbridos.Finalmente, en el sexto capítulo, hemos desarrollado un protocolo de agroinfiltración para la expresión transitoria de un gen en el fruto de la berenjena utilizando GUS; Vector pCAMBIA1304. Posteriormente, para probar la utilidad del protocolo, utilizamos la hidroxicinamoil CoA-quinato transferasa (SmHQT) de berenjena, que es la enzima central estudiada para aumentar el contenido de ácido clorogénico, en la construcción del gen con el promotor específico en un vector de transformación de plantas (pBIN19). Además, en nuestro casete, también coexpresamos la proteína P19 del Tomato bushy stunt virus para sobreexpresar la proteína. En esta tesis proporcionamos información sobre los parientes sil / [CAT] En el primer capítol, es va caracteritzar una col·lecció de sis accessions d'albergínies, 21 accessions de 12 espècies silvestres i 45 híbrids interespecífics d'albergínia amb espècies silvestres utilitzant 27 descriptors morfològics i 20 descriptors morfomètrics de fruits basats en l'eina fenómica Tomato Analyzer. Observarem diferències significatives entre els tres grups, amb híbrids que mostren valors intermedis per a la majoria dels descriptors. Les espècies silvestres van mostrar una àmplia diversitat per a ampliar la base genètica de l'albergínia.En el segon capítol, el mateix material es va caracteritzar per al contingut en compostos fenòlics del fruit, el color de la polpa de la fruita i els caràcters relacionats amb el pardejament. Mentre que l'àcid fenòlic predominant en l'albergínia cultivada va ser l'àcid clorogènic (> 65.0%), en els parents silvestres va ser de menys del 50% de l'àrea del pic del cromatograma HPLC. Les varietats cultivades van presentar un color de carn més clar i baixa activitat de polifenol oxidasa (PPO). Els híbrids interespecífics van ser intermedis per a tots els caràcters estudiats. Curiosament, no trobem correlacions significatives entre el contingut de compostos fenòlics totals o àcid clorogènic i el pardejament de la polpa de la fruita. En el tercer capítol, realitzem un estudi genètic Línia per Emprovador (L × P) utilitzant dues línies cultivades, una amb citoplasma oriental i una altra occidental amb quatre emprovadors que representen tres espècies silvestres: S. insanum, S. anguivi i S. lichtensteinii. A més, avaluem el material per a 3 descriptors bioquímics, 12 morfològics i 8 de Tomato Analyzer. Trobem diferències significatives per als 23 caràcters estudiats. Els valors més alts per a la component SCA es van determinar en comparació amb la component GCA. En el quart capítol, per a obtindre informació sobre la genètica de caràcters importants en l'albergínia, realitzem el primer estudi genètic detallat de l'albergínia amb 10 genotips diversos d'albergínia, entre ells una accessió de S. insanum, mentre que la resta van ser varietats tradicionals amb forma del fruit molt diversa. Quan es van creuar en un disseny de mitjà dial·lel, els 10 pares van produir un conjunt de 45 híbrids. Avaluem pares i híbrids per a 14 descriptors de característiques morfològiques i 14 característiques morfomètriques del fruit. També determinem les distàncies genètiques utilitzant 7,335 marcadors de SNP polimòrfics. En l'estudi de l'herència dels caràcters morfològics importants per al desenvolupament d'híbrids en albergínia, es va trobar que la distància genètica entre els pares té un valor limitat per a predir el rendiment dels híbrids en aquest cultiu. Es va determinar que l'accessió de S. insanum accessió INS2 presenta valors altament significatius per als compostos fenòlics totals i el contingut d'àcid clorogènic. Es van trobar efectes significatius per a l'aptitud combinatòria específica i general per als caràcters bioquímics estudiats. De manera similar a l'oposat anteriorment, la distància genètica entre els pares no va ser útil per a predir el comportament dels híbrids. Finalment, en el sisé capítol, hem desenvolupat un protocol d'agroinfiltració per a l'expressió transitòria d'un gen en el fruit de l'albergínia utilitzant GUS; Vector pCAMBIA1304. Posteriorment, per a provar la utilitat del protocol, utilitzem la hidroxicinamoil CoA-quinat transferasa (SmHQT) d'albergínia, que és l'enzim central estudiat per a augmentar el contingut d'àcid clorogènic, en la construcció del gen amb el promotor específic en un vector de transformació de plantes (pBIN19). A més, en el nostre casset, també coexpresem la proteïna P19 del Tomato bushy stunt virus per a sobreexpresar la proteïna. En aquesta tesi proporcionem informació sobre els parents silvestres d'albergínies per a caràcters morfològics i bioq / [EN] In the first chapter, a collection of six eggplant accessions, 21 accessions of 12 wild species (the only primary genepool species S. insanum and 11 secondary genepool species) and 45 interspecific hybrids of eggplant with wild species were characterized using 27 morphological descriptors and 20 fruit morphometric descriptors based on the phenomics tool Tomato Analyzer. We observed significant differences among the three groups with hybrids showing intermediate values for most of the descriptors. The wild species showed an extensive diversity for broadening the genetic base of eggplant. In the second chapter, the same material was characterized for the fruit phenolics, fruit flesh colour and browning related traits. Wild relatives showed greater variation for the fruit phenolics than cultivated eggplant. While, the predominant phenolic acid in cultivated eggplant was chlorogenic acid (>65.0%), in the wild relatives it was less 50% of HPLC chromatogram peak area. Cultivated varieties had lighter flesh colour and low polyphenol oxidase (PPO) activity. The interspecific hybrids were found to be intermediate for all the characters studied. Interestingly, we found no significant correlations between total phenolics or chlorogenic acid contents and fruit flesh browning. In the third chapter, we performed a Line by Tester (L ×T) genetic study using two cultivated lines one with oriental and another with occidental cytoplasm along with four testers representing three wild species namely, S. insanum, S.anguivi, and S. lichtensteinii. Further, we evaluated the material for 3 biochemical, 12 morphological and 8 Tomato Analyzer based descriptors. We found a significant amount of variation for all the 23 traits studied. The higher values for the SCA component were determined as compared to the GCA component. Overall, the secondary genepool testers were better for the biochemical traits improvement whereas, the primary genepool species was better for the morphological traits. In the fourth chapter, in order to gain information regarding the genetics of important traits in eggplant, we performed the first detailed genetic study of eggplant with 10 diverse eggplant genotypes among them an S. insanum accession, while the remaining nine were highly diverse shaped fruits of popular eggplant cultivars. When crossed in a half-diallel matting design 10 parents produced a set of 45 hybrids. We evaluated parents and hybrids for 14 morphological and 14 fruit morphometric traits descriptors. We also determined the genetic distances using 7,335 polymorphic SNP markers. In the study of the genetics of important morphological traits for hybrid development in eggplant, we found that genetic distance among parents had limited value to predict hybrid performance in this crop. Likewise, in the fifth chapter, we studied the fruit phenolics, fruit flesh colour and browning related traits in the same material. We determined that S. insanum accession INS2 displayed values highly significant for the total phenolics and CGA content. Significant specific and general combining ability effects were found for the biochemical traits studied. Similarly, the genetic distance among parents was nonsignificant to predict hybrids performance. Finally, in the sixth chapter, we have developed an agroinfiltration protocol for the transient expression of a gene in the eggplant fruit using GUS bearing; pCAMBIA1304 vector. Thereafter, to prove the usefulness of the protocol, we have used the eggplant hydroxycinnamoyl CoA-quinate transferase (SmHQT), which is the central enzyme studied to increase the chlorogenic acid content, in a gene construct with the specific promoter in a plant transformation vector (pBIN19). Also, in our cassette, we also co-expressed the P19 protein of Tomato bushy stunt virus to overexpress the protein. Overall, in this thesis, we have provided information regarding the wild relatives of eggplants from a morphological and biochemical prospective. / Kaushik, P. (2019). Application of Conventional, Biotechnological and Genomics Approaches for Eggplant (Solanum melongena.L). Breeding with a Focus on Bioactive Phenolics [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/122295 / TESIS

Tesis por compendio / [ES] La berenjena (Solanum melongena) es una hortaliza muy importante en muchas áreas tropicales y subtropicales del mundo. Es la tercera solanácea más producida a nivel mundial, pero a pesar de su importancia los recursos genéticos y las herramientas biotecnológicas para su investigación no han sido desarrollados lo suficiente. Con la actual situación de cambio climático, muchas de las áreas donde se produce este cultivo están sufriendo modificaciones dramáticas en el ambiente y la climatología. Esto está ocasionando una reducción de los rendimientos de este cultivo que cada vez se ven más afectados por la aparición de nuevas enfermedades, plagas, malezas, pérdida en la fertilidad de los suelos, mayor prevalencia de sequía y salinidad, así como el incremento de las temperaturas. La berenjena se encuentra en una situación de vulnerabilidad ante estos cambios debido a los efectos de cuello de botella genético acontecidos durante su domesticación y a la disponibilidad limitada de recursos genéticos accesibles para su mejora genética. En un primer gran bloque de esta tesis, mediante el uso de especies silvestres relacionadas con la berenjena, se ha iniciado el desarrollo de una colección de líneas de introgresión (ILs). Utilizando tres especies representantes de los tres grupos de germoplasma de la berenjena (S. insanum del germoplasma primario, S. dasyphyllum del germoplasma secundario y S. elaeagnifolium del germoplasma terciario) se ha ampliado el fondo genético de este cultivo. Estas especies, han sido seleccionadas por sus extraordinarias capacidades de adaptación a climas áridos, suelos secos y tolerancia a plagas y enfermedades. Reintroduciendo estos genes en el genoma de la berenjena cultivada hemos desarrollado un conjunto de materiales élite, que ponen a disposición de los investigadores y mejoradores nuevos recursos genéticos para la mejora genética de este cultivo. También hemos desarrollado un modelo experimental (Micro-Mel) a partir de materiales de introgresión con la especie S. anguivi. Este modelo consiste en una berenjena de tipo compacto y crecimiento determinado con floración y cuajado múltiple y puede ayudar a desarrollar experimentos rápidos, así como acelerar los ciclos generacionales en los proyectos de mejora. En otro segundo gran bloque de este trabajo, hemos desarrollado una serie de herramientas biotecnológicas que van a permitir desarrollar otro tipo de investigaciones para la adaptación al cambio climático en berenjena. En primer lugar, frente a la necesidad de un protocolo eficiente de regeneración in vitro para poder llevar a cabo experimentos de transformación y edición genética en la berenjena, se ha desarrollado con éxito un protocolo de alto rendimiento basado en el uso del ribósido de zeatina y que presenta una baja dependencia del factor genotipo. Como resultado derivado de este primer desarrollo, diseñamos otro protocolo para la obtención de organismos poliploides en berenjena sin la necesidad de utilizar agentes antimitóticos para la duplicación de su genoma. Empleando los distintos niveles de ploidía presente en algunos tejidos jóvenes (patrón polisomático) conseguimos desarrollar plantas tetraploides in vitro a través de la regeneración directa a partir de estas células, suponiendo una nueva vía hacia el desarrollo de plantas triploides sin semillas. Finalmente, la última herramienta de apoyo a la mejora de la berenjena que se ha desarrollado en esta tesis doctoral ha sido una herramienta basada en la inteligencia artificial para la identificación de estadios de desarrollo de las células precursoras del polen en retrocruces avanzados con especies silvestres. Con esto se ha conseguido optimizar los protocolos de androgénesis empleados para la producción de plantas dobles haploides, automatizando y haciendo más eficiente la selección de anteras con estadios inducibles y por tanto incrementando la tasa de plantas dobles haploid / [CA] L'albergínia (Solanum melongena) és una hortalissa molt important en moltes zones tropicals i subtropicals del món. És la tercera solanàcia més produïda en l'àmbit mundial, però malgrat la seua importància els recursos genètics i les ferramentes biotecnològiques per a la seua investigació no han sigut desenvolupades el suficient. Amb l'actual situació de canvi climàtic, moltes de les zones on es produeix aquest cultiu estan patint modificacions dramàtiques al seu ambient i climatologia. Açò ocasiona una reducció dels rendiments d'aquest cultiu que cada vegada es veu més afectat per l'aparició de noves malalties, plagues, males herbes, pèrdua de la fertilitat del sol, major prevalença de la sequera i salinitat, així com l'increment de les temperatures. L'albergínia es troba a una situació de vulnerabilitat davant aquests canvis debuts als efectes de l'erosió genètica ocasionats durant la seua domesticació i a la disponibilitat limitada de recursos genètics accessibles per a la seua millora genètica. En un primer gran bloc d'aquesta tesi, mitjançant l'ús d'espècies silvestres relacionades amb l'albergínia, s'ha iniciat el desenvolupament d'una col·lecció de línies de introgressió (ILs). Utilitzant tres espècies representants dels tres grups de germoplasma de l'albergínia (S. insanum del germoplasma primari, S. dasyphyllum del germoplasma secundari i S. elaeagnifolium del germoplasma terciari) s'ha ampliat el fons genètic d'aquest cultiu. Aquestes espècies, han sigut seleccionades per les seues extraordinàries capacitats d'adaptació a climes àrids, sòls secs i tolerància a plagues i malalties. Reintroduint aquests gens en el genoma de l'albergínia cultivada hem desenvolupat un conjunt de materials elit, que posen a la disposició dels investigadors i milloradors nous recursos genètics per a la millora genètica d'aquest cultiu. També hem desenvolupat un model experimental (Micro-Mel) a partir de materials de introgressió amb l'espècie S. anguivi. Aquest model consisteix en una albergínia de tipus compacte i creixement determinat amb floració i quallat múltiple i pot ajudar a desenvolupar experiments ràpids, així com accelerar els cicles generacionals en els projectes de millora. En un altre segon gran bloc d'aquest treball, hem desenvolupat una sèrie d'eines biotecnològiques que permetran desenvolupar un altre tipus d'investigacions per a l'adaptació al canvi climàtic en albergínia. En primer lloc, enfront de la necessitat d'un protocol eficient de regeneració in vitro per a poder dur a terme experiments de transformació i edició genètica en l'albergínia, s'ha desenvolupat amb èxit un protocol d'alt rendiment basat en l'ús del ribòsid de zeatina i que presenta una baixa dependència del factor genotip. Com a resultat derivat d'aquest primer desenvolupament, dissenyem un altre protocol per a l'obtenció d'organismes poliploids en albergínia sense la necessitat d'utilitzar agents antimitòtics per a la duplicació del seu genoma. Emprant els diferents nivells de ploidía present en alguns teixits joves (patró polisomàtic) aconseguim desenvolupar plantes tetraploids in vitro a través de la regeneració directa a partir d'aquestes cèl·lules, suposant una nova via cap al desenvolupament de plantes triploids sense llavors. Finalment, l'última eina de suport a la millora de l'albergínia que s'ha desenvolupat en aquesta tesi doctoral ha sigut una eina basada en la intel·ligència artificial per a la identificació d'estadis de desenvolupament de les cèl·lules precursores del pol·len en retrocreuaments avançats amb espècies silvestres. Amb això s'ha aconseguit optimitzar els protocols d'androgènesi emprats per a la producció de plantes dobles haploids, automatitzant i fent més eficient la selecció d'anteres amb estadis induïbles i per tant incrementant la taxa de plantes dobles haploids produïdes. / [EN] Eggplant (Solanum melongena) is a very important vegetable in many tropical and subtropical areas of the world. It is the third most produced Solanaceae in the world, but despite its importance, genetic resources and biotechnological tools for research have not been sufficiently developed. With the current climate change situation, many of the areas where this crop is produced are undergoing dramatic changes in the environment and the weather. This is causing a reduction in the yields of this crop that are increasingly affected by the appearance of new diseases, pests, weeds, loss of soil fertility, greater prevalence of drought and salinity, as well as the increase in temperatures. The eggplant is in a situation of vulnerability to these changes due to the genetic bottleneck effects that occurred during its domestication and the limited availability of accessible genetic resources for its genetic improvement. In a first large block of this thesis, using wild species related to eggplant, the development of a collection of introgression lines (ILs) has been started. Using three species representing the three groups of eggplant germplasm (S. insanum from primary germplasm, S. dasyphyllum from secondary germplasm and S. elaeagnifolium from tertiary germplasm) the genetic background of this crop has been expanded. These species have been selected for their extraordinary capacities to adapt to arid climates, dry soils and tolerance to pests and diseases. By reintroducing these genes into the genome of cultivated eggplant, we have developed a set of elite materials that make new genetic resources available to researchers and breeders for the genetic improvement of this crop. We have also developed an experimental model (Micro-Mel) from introgression materials with the species S. anguivi. This model consists of an eggplant of compact type and determined growth with multiple flowering and fruit set and can help to develop rapid experiments, as well as accelerate generational cycles in improvement projects. In another second large block of this work, we have developed a series of biotechnological tools that will allow the development of other types of research for adaptation to climate change in eggplant. In the first place, in view of the need for an efficient in vitro regeneration protocol to be able to carry out transformation and gene editing experiments in eggplant, a high-throughput protocol based on the use of zeatin riboside and which presents a low dependence on the genotype factor was developed. As a result, derived from this first development, we designed another protocol to obtain polyploid organisms in eggplant without the need to use antimitotic agents for the duplication of their genome. Using the different levels of ploidy present in some young tissues (polysomatic pattern) we managed to develop tetraploid plants in vitro through direct regeneration from these cells, assuming a new path towards the development of triploid seedless plants. Finally, the last tool to support the breeding of eggplant that has been developed in this doctoral thesis has been a tool based on artificial intelligence for the identification of stages of development of pollen precursor cells in advanced backcrosses with wild species. With this it has been possible to optimize the androgenesis protocols used to produce double haploid plants, automating, and making the selection of anthers with inducible stages more efficient and therefore increasing the rate of double haploid plants produced. / García Fortea, E. (2020). Desarrollo de materiales de pre-mejora y herramientas biotecnológicas para la adaptación de la berenjena al cambio climático [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/160059 / TESIS / Compendio

En el presente trabajo se estudió la influencia del genotipo, estado de desarrollo, condiciones de almacenamiento y métodos de procesamiento y cocción sobre los niveles y estabilidad de los antioxidantes (AOX) en berenjena. El ácido clorogénico (CGA) fue el antioxidante mayoritario durante todo el desarrollo ontogénico y se redujo progresivamente con el crecimiento de las berenjenas. Los frutos en estadíos iniciales (“baby”) presentaron una capacidad antioxidante dos veces mayor que los frutos desarrollados. A pesar de tratarse de una especie sensible al frío, las berenjenas “baby” mostraron un mejor almacenamiento a 0 °C en contraposición a los estados más avanzados. En una segunda parte del trabajo se evaluaron los cambios en los AOX de berenjenas violetas completamente desarrolladas durante el almacenamiento a la temperatura recomendada (10 °C) y en condiciones de daño por frío (0 °C). A diferencia de lo que ocurre en muchos otros productos en los que luego de la cosecha prevalecen los procesos degradativos, la capacidad antioxidante de las berenjenas conservadas a 10 °C y el CGA se incrementaron durante 14 d. Contrariamente en frutos almacenados a 0 °C y luego de un aumento inicial de la capacidad AOX se observó una marcada degradación. Los cambios en el contenido de ácido quínico y la ausencia de ácido cafeico libre, ambos precursores del CGA, sugieren que el CGA sería sustrato directo en las reacciones de pardeamiento en frutos conservados a 0 °C. Posteriormente se evaluó la distribución y estabilidad de los AOX fenólicos en la pulpa de berenjenas violetas y blancas, durante el almacenamiento a 10 °C por períodos prolongados (30 d). La capacidad antioxidante, junto con la localización in situ, mostraron que el CGA se acumula en forma preferencial en la zona interna de la pulpa. Luego de 30 d de almacenamiento se observó que los AOX resultan más estables en frutos blancos, mientras que ocurrió una disminución en los violetas. La localización y actividad de las enzimas polifenoloxidasa (PPO) y peroxidasa (POD) no correlacionaron con dicha pérdida de antioxidantes fenólicos, aunque sí se asoció con la sobre-producción de peróxido de hidrógeno de los tejidos. Los resultados sugieren que la reducción de CGA a 10 °C se debería a la formación de paredes secundarias en fibras, haces vasculares y semillas más que a reacciones de pardeamiento. En un último grupo de ensayos se estudió la influencia de diferentes condiciones de procesamiento (escaldado, salado, trozado, congelación, deshidratación y liofilización) y cocción (métodos húmedos a presión atmosférica y sobre-presión, microondas y secos: grillado y horneado) en la retención de AOX en berenjenas violetas y blancas. Los resultados de este trabajo mostraron que, con excepción de los métodos de deshidratación, en los que las pérdidas fueron muy elevadas y similares para los dos tipos de frutos, las berenjenas blancas mostraron una mayor retención de AOX que las violetas en respuesta al procesamiento. Es importante mencionar que en algunos métodos de cocción se observa un aumento en la capacidad antioxidante (expresada sobre materia seca) sugiriendo la liberación de compuestos previamente insolubles o bien la síntesis de novo de algunos compuestos con propiedades anti-radicales (ej. productos de la reacción de Maillard). Independientemente de esto el estudio mostró que la matriz del vegetal posee elevada importancia en la retención de AOX ante diferentes condiciones de procesamiento y preparación.

Os objetivos deste trabalho foram verificar a relação existente entre a morfologia interna de sementes de tomate e de berinjela e a germinação e verificar a possibilidade de utilização do sistema computadorizado de análise de imagens de plântulas SVIS (Seed Vigour Image System) para detectar diferenças de vigor entre lotes de sementes de tomate e de berinjela em comparação as informações fornecidas por testes de vigor tradicionalmente utilizados. A primeira etapa da pesquisa foi o estudo da morfologia interna de sementes, que foi realizado com sementes de tomate dos cultivares Santa Clara e Mariana, representadas por 10 lotes cada, e sementes de berinjela, cultivar Embu, também representada por 10 lotes, as quais foram avaliadas por meio do teste de raios X e após submetidas ao teste de germinação, com avaliação aos 5 e 7 dias (tomate e berinjela, respectivamente) após a instalação do teste. As imagens das sementes foram analisadas com o software Image Pro Plus® e o espaço livre entre o embrião e o endosperma de cada semente foi mensurado, calculando-se, por diferença, o espaço da cavidade interna das sementes preenchido pelo embrião e endosperma; com base nestes dados e na análise visual das sementes, foi realizada a classificação das sementes em categorias e estes resultados foram confrontados com os dados de germinação. Na segunda etapa do trabalho dez lotes de sementes de tomate dos cultivares Santa Clara e Mariana e dez lotes de sementes de berinjela cultivar Embu foram armazenados por 12 meses em sala com ambiente controlado a 20±1°C e 45-50% de umidade relativa do ar. O teor de água das sementes foi monitorado e o potencial fisiológico avaliado aos 0, 3, 6, 9 e 12 meses após o armazenamento, com os testes de germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado (tradicional e com solução salina saturada), condutividade elétrica, emergência de plântulas e o sistema de análise computadorizada de plântulas SVIS (comprimento de plântulas, índices de vigor, de crescimento e de uniformidade de crescimento). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com 4 repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e comparação de médias por meio do teste de Tukey a 5% de probabilidade. Concluiu-se que a análise de raios X permite a visualização clara das partes componentes das sementes de tomate e de berinjela e, assim, possibilita o estudo da relação entre a morfologia interna das sementes e a germinação; para sementes de tomate e de berinjela a presença de maior área livre na cavidade interna das sementes não significa necessariamente redução na capacidade germinativa; a presença de danos nas sementes pode afetar a germinação, dependendo da extensão destes e de sua localização; a análise computadorizada de plântulas com o software SVIS® é eficiente para avaliar o potencial fisiológico de sementes de tomate e de berinjela; a coerência de seus resultados com as informações fornecidas por meio dos testes de vigor tradicionalmente utilizados depende do índice utilizado; de maneira geral, os índices de vigor e de crescimento de plântulas e o comprimento de plântulas são mais eficientes para avaliação do potencial fisiológico de sementes de tomate. Para sementes de berinjela, todos os índices obtidos na análise via SVIS são eficientes para separar os lotes em níveis de vigor de forma similar às avaliações rotineiramente utilizadas para essa finalidade. / The aim of this work was study the relationship between eggplant and tomato seed morphology and seed germination and verify the possibility of computerized seedling image system (SVIS) detect vigour differences between tomato and eggplant seed lots compared to traditional vigour tests. Tomato seeds cultivars Santa Clara and Mariana, represented by 10 lots each one, and eggplant seeds cultivar Embu, also represented by 10 lots, were used in this work. In the first study seeds were evaluated by X ray image analysis and germination standard test. Seed image analysis was performed by Image Pro Plus® software and whole seed area and free spaces between embryo and endosperm were measured. Seed internal area filled by embryo and endosperm was calculated by difference between whole seed area and free space areas. Based in these results and visual seed analysis, seeds were classify in to three categories, in each one germination information were studied. In the second experiment tomato and eggplant seeds were stored for 12 months in a room with controlled environmental conditions at 20±1 °C and 45-50% RH. Seed moisture content was verified and seed physiological potential evaluated at 0, 3, 6, 9 and 12 months after storage, by germination test, first count of germination, accelerated aging (traditional and with saturated salt solution), electrical conductivity, seedling emergence, and with SVIS system (seedling length, vigour index, growth index and uniformity of growth index). A randomized complete design was used with 4 replications. Data were submitted to Tukey test at 5% of probability. In the first experiment was possible verify that X ray image analyzis allows a perfect view of internal seed parts and seed morphology studies. Increase on seed areas filled by endosperm and embryo do not improve seed germination. Seed damages could affect germination, but it depends of damage extension and localization. Seedling image analysis by SVIS was efficient to evaluate tomato and eggplant seed physiological potential; coincidence on SVIS results and traditional vigour tests results is dependent of each index is used; in general, vigour index, growth index and seedling length are more efficient to evaluate tomato seed vigour; for eggplant seeds all SVIS indexes are efficient to classify seed lots by vigour as traditional tests.

Os objetivos deste trabalho foram verificar a relação existente entre a morfologia interna de sementes de tomate e de berinjela e a germinação e verificar a possibilidade de utilização do sistema computadorizado de análise de imagens de plântulas SVIS (Seed Vigour Image System) para detectar diferenças de vigor entre lotes de sementes de tomate e de berinjela em comparação as informações fornecidas por testes de vigor tradicionalmente utilizados. A primeira etapa da pesquisa foi o estudo da morfologia interna de sementes, que foi realizado com sementes de tomate dos cultivares Santa Clara e Mariana, representadas por 10 lotes cada, e sementes de berinjela, cultivar Embu, também representada por 10 lotes, as quais foram avaliadas por meio do teste de raios X e após submetidas ao teste de germinação, com avaliação aos 5 e 7 dias (tomate e berinjela, respectivamente) após a instalação do teste. As imagens das sementes foram analisadas com o software Image Pro Plus® e o espaço livre entre o embrião e o endosperma de cada semente foi mensurado, calculando-se, por diferença, o espaço da cavidade interna das sementes preenchido pelo embrião e endosperma; com base nestes dados e na análise visual das sementes, foi realizada a classificação das sementes em categorias e estes resultados foram confrontados com os dados de germinação. Na segunda etapa do trabalho dez lotes de sementes de tomate dos cultivares Santa Clara e Mariana e dez lotes de sementes de berinjela cultivar Embu foram armazenados por 12 meses em sala com ambiente controlado a 20±1°C e 45-50% de umidade relativa do ar. O teor de água das sementes foi monitorado e o potencial fisiológico avaliado aos 0, 3, 6, 9 e 12 meses após o armazenamento, com os testes de germinação, primeira contagem de germinação, envelhecimento acelerado (tradicional e com solução salina saturada), condutividade elétrica, emergência de plântulas e o sistema de análise computadorizada de plântulas SVIS (comprimento de plântulas, índices de vigor, de crescimento e de uniformidade de crescimento). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado com 4 repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e comparação de médias por meio do teste de Tukey a 5% de probabilidade. Concluiu-se que a análise de raios X permite a visualização clara das partes componentes das sementes de tomate e de berinjela e, assim, possibilita o estudo da relação entre a morfologia interna das sementes e a germinação; para sementes de tomate e de berinjela a presença de maior área livre na cavidade interna das sementes não significa necessariamente redução na capacidade germinativa; a presença de danos nas sementes pode afetar a germinação, dependendo da extensão destes e de sua localização; a análise computadorizada de plântulas com o software SVIS® é eficiente para avaliar o potencial fisiológico de sementes de tomate e de berinjela; a coerência de seus resultados com as informações fornecidas por meio dos testes de vigor tradicionalmente utilizados depende do índice utilizado; de maneira geral, os índices de vigor e de crescimento de plântulas e o comprimento de plântulas são mais eficientes para avaliação do potencial fisiológico de sementes de tomate. Para sementes de berinjela, todos os índices obtidos na análise via SVIS são eficientes para separar os lotes em níveis de vigor de forma similar às avaliações rotineiramente utilizadas para essa finalidade. / The aim of this work was study the relationship between eggplant and tomato seed morphology and seed germination and verify the possibility of computerized seedling image system (SVIS) detect vigour differences between tomato and eggplant seed lots compared to traditional vigour tests. Tomato seeds cultivars Santa Clara and Mariana, represented by 10 lots each one, and eggplant seeds cultivar Embu, also represented by 10 lots, were used in this work. In the first study seeds were evaluated by X ray image analysis and germination standard test. Seed image analysis was performed by Image Pro Plus® software and whole seed area and free spaces between embryo and endosperm were measured. Seed internal area filled by embryo and endosperm was calculated by difference between whole seed area and free space areas. Based in these results and visual seed analysis, seeds were classify in to three categories, in each one germination information were studied. In the second experiment tomato and eggplant seeds were stored for 12 months in a room with controlled environmental conditions at 20±1 °C and 45-50% RH. Seed moisture content was verified and seed physiological potential evaluated at 0, 3, 6, 9 and 12 months after storage, by germination test, first count of germination, accelerated aging (traditional and with saturated salt solution), electrical conductivity, seedling emergence, and with SVIS system (seedling length, vigour index, growth index and uniformity of growth index). A randomized complete design was used with 4 replications. Data were submitted to Tukey test at 5% of probability. In the first experiment was possible verify that X ray image analyzis allows a perfect view of internal seed parts and seed morphology studies. Increase on seed areas filled by endosperm and embryo do not improve seed germination. Seed damages could affect germination, but it depends of damage extension and localization. Seedling image analysis by SVIS was efficient to evaluate tomato and eggplant seed physiological potential; coincidence on SVIS results and traditional vigour tests results is dependent of each index is used; in general, vigour index, growth index and seedling length are more efficient to evaluate tomato seed vigour; for eggplant seeds all SVIS indexes are efficient to classify seed lots by vigour as traditional tests.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo Mención: Fitotecnia / El cultivo forzado de berenjenas requiere de aplicaciones de productos reguladores de crecimiento para mejorar la cuaja y el tamaño de los frutos. Estas aplicaciones se realizan comúnmente asperjando individualmente cada flor. En la presente investigación se utilizó un producto bioestimulante (Biozyme®) en fase experimental para berenjena con tres frecuencias de aplicación y dos concentraciones, pero con aplicaciones con bomba de espalda a la planta completa. El objetivo de este estudio fue determinar que combinación entre frecuencia y concentración lograba una reducción en los costos manteniendo buenos rendimientos en el cultivo. El ensayo se realizó en la localidad de Chañar Blanco, Vallenar. Se evaluó el número de flores, el número de frutos cuajados por planta, la longitud y diámetro de frutos y el rendimiento. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos evaluados en las variables mencionadas. Además, se calculó el margen bruto donde se observó una disminución de los costos del cultivo, con la aplicación del producto cada 21 días utilizando la concentración de 1 mL/L. La aplicación de este producto se realizó con bomba de espalda a la planta completa, lo cual permitió una reducción importante en los costos al eliminar la necesidad de contratar mano de obra adicional y especializada para asperjar cada flor. / In this study a plant growth regulator (Biozyme ®) that is in the experimental stage for eggplant was tested to replace floral applications with whole plant applications. Three application frequencies and two doses were evaluated. The study of these factors was performed to determine which combinations reduce the costs achieving good yields in the crop. Number of flowers, percentage of fruit set, fruit length and diameter and yield were evaluated. No significant differences among the six treatments were found in the evaluated parameters. Gross margin was also calculated showing that a reduction of the crop costs can be achieved with the hormonal application every 21 days using a 1 mL/L dose. The product was applied with a sprayer to the whole plant, instead of applications to each flower. In this way the application eliminate the need of additional and specialized labor.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo mención Fitotecnia / El cultivo forzado de berenjenas requiere de aplicaciones de productos reguladores de crecimiento para mejorar la cuaja y el tamaño de los frutos. Estas aplicaciones se realizan comúnmente asperjando individualmente cada flor. En la presente investigación se utilizó un producto bioestimulante (Biozyme®) en fase experimental para berenjena con tres frecuencias de aplicación y dos concentraciones, pero con aplicaciones con bomba de espalda a la planta completa. El objetivo de este estudio fue determinar que combinación entre frecuencia y concentración lograba una reducción en los costos manteniendo buenos rendimientos en el cultivo. El ensayo se realizó en la localidad de Chañar Blanco, Vallenar. Se evaluó el número de flores, el número de frutos cuajados por planta, la longitud y diámetro de frutos y el rendimiento. No se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos evaluados en las variables mencionadas. Además, se calculó el margen bruto donde se observó una disminución de los costos del cultivo, con la aplicación del producto cada 21 días utilizando la concentración de 1 mL/L. La aplicación de este producto se realizó con bomba de espalda a la planta completa, lo cual permitió una reducción importante en los costos al eliminar la necesidad de contratar mano de obra adicional y especializada para asperjar cada flor.

[EN] Eggplant (Solanum melongena L.) is one of the vegetables with highest content in phenolic compounds, giving eggplant a high antioxidant power and other bioactive beneficial health properties. This means that there is a growing demand among consumers concerned about a healthy diet. However, despite being a crop with a great economic importance worldwide, it is one of the least-studied Solanaceae (much less than tomato, pepper and potato), so it is necessary to carry out studies that contribute to the genetic improvement of eggplant to the commercial level so that the genetic diversity is increased and that is adapted to the demands of producers and consumers. The work carried out in this Thesis aims to obtain relevant information for the breeding programmes of eggplant through the study of genetic diversity and development and use of tools for the morphological characterization as well as increasing genetic diversity in élite germplasm for the development of programs aimed at obtaining high-value hybrids. For achieving this objective, commercial eggplant (semi-larga) black type, as well as other types, origins and varieties of local material are used. In the first part of the Thesis, we rely on the study of genetic diversity in S. melongena and the application of new tools to perform accurate morphological characterization and improve the process of selection of the breeding programs. This diversity studies have been conducted in three centres of origin side in different regions (Spain, Sri Lanka and China), in local materials of eggplant with different typologies, and new phenomic tools have been used for the morphological characterization of the fruit of the eggplant. In the second part of this work, we deal with the development of plant material to increase the genetic base of eggplant cultivars and with the implementation of various programmes for genetic improvement. For this we plan and develop different breeding programs according to different objectives, including the implementation of a programme of improvement of a local variety with protected geographical indication (IGP), and increasing the diversity and new "elite" material of black type eggplant through a program of genetic improvement. In summary, our work that shows that the study of the genetic diversity and the use of phenomics tools for morphological characterization, as well as the development of new plant material, is very useful for obtaining new varieties of eggplant as well as scientific and technical information of interest to other researchers and breeders. We have also found that "public-private research" interaction allows a synergistic collaboration in obtaining plant material and information of interest for vegetables breeding. / [ES] La berenjena (Solanum melongena L.) es una de las hortalizas más ricas en compuestos fenólicos, lo cual le confiere un alto poder antioxidante y otras propiedades bioactivas beneficiosas para la salud. Ello hace que haya una demanda creciente entre consumidores preocupados por una dieta saludable. Sin embargo, a pesar de ser un cultivo con una gran importancia económica a nivel mundial, es una de las solanáceas menos estudiadas (mucho menos que tomate, pimiento y patata), por lo que es necesario realizar estudios que contribuyan a la mejora genética de la berenjena a nivel comercial de forma que amplíen la diversidad genética y que permitan adaptarse a las demandas de productores y consumidores. El trabajo realizado en esta Tesis pretende obtener información relevante para los programas de mejora genética de berenjena mediante el estudio de la diversidad genética y el desarrollo y uso de herramientas para la caracterización morfológica, así como el aumento de la diversidad genética en el germoplasma élite de los programas de desarrollo de híbridos de alto valor. Para ello se utiliza material vegetal tanto de la berenjena comercial tipo negra (semi-larga), como material de otros tipos, orígenes y variedades locales. En una primera parte de la Tesis, nos basamos en el estudio de diversidad genética en S. melongena y en la aplicación de nuevas herramientas para realizar una caracterización morfológica precisa y mejorar el proceso de selección en los programas de mejora. Para ello se han realizado estudios de diversidad en tres centros de origen secundarios de distintas regiones (España, Sri Lanka y China), en materiales locales de berenjena con distintas tipologías, y se han utilizado nuevas herramientas fenómicas para la caracterización morfológica del fruto de la berenjena. Como segunda parte de este trabajo, abordamos el desarrollo de material vegetal para el incremento de la base genética de los cultivares de berenjena e implementación de distintos programas de mejora genética. Para ello se plantean y ejecutan diferentes programas de mejora según los objetivos explícitos, incluyendo la realización de un programa de mejora para una variedad local con Indicación Geográfica Protegida (IGP), e incrementando la diversidad y la obtención de nuevos materiales de élite de berenjena tipo negra mediante un programa de mejora genética. En definitiva, nos encontramos con un trabajo que muestra que el estudio de la diversidad genética y el desarrollo y utilización de herramientas fenómicas para la caracterización morfológica, además de la obtención de material vegetal nuevo, es de gran utilidad para el desarrollo de nuevas variedades de berenjena, así como para obtener información científico-técnica de interés para otros investigadores y mejoradores. También hemos constatado que la interacción "investigación pública-privada" permite una colaboración sinérgica en la obtención de material vegetal e información de interés en la mejora de hortícolas. / [CA] L'albergina (Solanum melongena L.) és una de les hortalisses més riques en compostos fenòlics, el que li confereix un alt poder antioxidant i altres propietats bioactives beneficioses per a la salut. Aquest fet fa que hi haja una demanda creixent entre els consumidors preocupats per una dieta saludable. No obstant això, a pesar de ser un cultiu amb una gran importància econòmica a nivell mundial, és una de les solanàcies menys estudiades (molt menys que tomaca, pimentó i creïlla) , per la qual cosa és necessari realitzar estudis que contribuïsquen a la millora genètica de l'albergina a nivell comercial de manera que amplien la diversitat genètica i que permeten adaptar-se a les demandes de productors i consumidors. El treball realitzat en esta Tesi pretén obtindre informació rellevant per als programes de millora genètica d'albergina per mitjà de l'estudi de la diversitat genètica i el desenvolupament i ús de ferramentes per a la caracterització morfològica, així com l'augment de la diversitat genètica en el germoplasma elit dels programes de desenvolupament d'híbrids d'alt valor. Per a això s'utilitza material vegetal tant de l'albergina comercial de tipus negra (semi-llarga), com material d'altres tipus, orígens i varietats locals. En una primera part de la Tesi, ens basem en l'estudi de diversitat genètica en S. melongena i en l'aplicació de noves ferramentes per a realitzar una caracterització morfològica precisa i millorar el procés de selecció en els programes de millora. Per a això s'han realitzat estudis de diversitat en tres centres d'origen secundaris de distintes regions (Espanya, Sri Lanka i Xina), en materials locals d'albergina amb distintes tipologies, i s'han utilitzat noves ferramentes fenòmiques per a la caracterització morfològica del fruit de l'albergina. Com a segona part d'este treball, abordem el desenvolupament de material vegetal per a l'increment de la base genètica dels cultivars d'albergina i implementació de distints programes de millora genètica. Per a això es plantegen i executen diferents programes de millora segons els objectius explícits, incloent la realització d'un programa de millora per a una varietat local amb Indicació Geogràfica Protegida (IGP), i incrementant la diversitat i l'obtenció de nous materials d'elit d'albergina tipus negra per mitjà d'un programa de millora genètica. En definitiva, ens trobem amb un treball que mostra que l'estudi de la diversitat genètica i el desenvolupament i utilització de ferramentes fenómiques per a la caracterització morfològica, a més de l'obtenció de material vegetal nou, és de gran utilitat per al desenvolupament de noves varietats d'albergina, així com per a obtindre informació cientificotècnica d'interés per a altres investigadors i milloradors. També hem constatat que la interacció "investigació pública-privada" permet una col·laboració sinèrgica en l'obtenció de material vegetal i informació d'interés en la millora d'hortícoles. / Hurtado Ricart, M. (2016). Mejora genética de la berenjena (S. melongena L.) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61386 / TESIS

La androgénesis es un proceso experimental que permite la obtención de líneas puras doble haploides a través de embriogénesis o callogénesis inducida partiendo, en la mayoría de los casos, del gametófito masculino (polen bicelular joven) o en la mayoría de los casos, su precursor, la microspora. Desde una perspectiva biotecnológica, esta posibilidad adquiere gran relevancia, pues las líneas puras son la base del proceso de obtención de semilla híbrida, y este proceso permite reducir a una sola generación, las 8 o 9 generalmente necesarias en el caso de utilizar métodos de mejora genética clásica para obtener las líneas puras. En la presente Tesis Doctoral se aborda el estudio de la inducción de androgénesis aplicando en paralelo dos abordajes: uno básico, mediante el estudio de factores que influyen y cambios que tienen lugar en la microspora al ser inducida, y uno aplicado, orientado a mejorar la eficiencia de inducción en especies recalcitrantes. El estudio se lleva a cabo en tres especies: la colza (Brassica napus), utilizada como sistema modelo para el estudio básico, y dos recalcitrantes, tomate (Solanum Lycopersicum), y berenjena (Solanum melongena). En resumen, mediante los estudios planteados en esta Tesis, se pretende conocer mejor algunos de los procesos de la androgénesis mediante su estudio en especies modelo como la colza, y recalcitrantes como el tomate. Además se pretende mejorar la eficiencia de la obtención de doble haploides en berenjena, desarrollando un método eficiente de cultivo de microsporas aisladas de berenjena. / Corral Martínez, P. (2013). Obtención de doble haploides en especies de interés agronómico: análisis de agentes y mecanismos celulares implicados en la inducción androgénica en berenjena, colza y tomate [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31643 / TESIS