Las frutas y hortalizas presentan compuestos bioactivos beneficiosos para la salud humana. El desarrollo de variedades con un mayor contenido en este tipo de compuestos es de interés, ya que contribuye a satisfacer una demanda creciente por parte de los consumidores por productos con propiedades funcionales. Dentro de las hortalizas, la berenjena (Solanum melongena) presenta una alta actividad antioxidante, fundamentalmente derivada de su alto contenido en polifenoles, y se ha demostrado que presenta efectos beneficiosos para la salud humana. Entre los compuestos fenólicos de la berenjena destaca el ácido clorogénico, ya que se trata del más abundante en este cultivo y presenta múltiples propiedades beneficiosas para la salud. Esta Tesis Doctoral trata de la caracterización y mejora de la berenjena para obtener información relevante y material vegetal para el desarrollo de variedades de berenjena con un mayor contenido en compuestos bioactivos, en particular polifenoles. Para ello utilizamos la variación intraespecífica e interespecífica. Por otra parte, en una mejora integral se debe tener en cuenta no solo el carácter a mejorar, sino también aquellos caracteres de interés para el éxito de una variedad, por lo que también hemos estudiado otros caracteres relacionados con el incremento del contenido en polifenoles, como puede ser el pardeamiento del fruto, y así como otros caracteres de interés general en mejora. En una primera parte de esta Tesis Doctoral nos centramos en el estudio de la diversidad en berenjena común y especies relacionadas para los caracteres objeto de esta tesis y también para caracteres de interés agronómico. El objetivo es evaluar la diversidad, identificar fuentes de variación y estudiar las relaciones entre caracteres. En un primer estudio, evaluamos una colección de variedades tradicionales de berenjena, en la cual hemos encontrado una alta diversidad para caracteres de calidad funcional y pardeamiento. En este estudio encontramos que el contenido en ácido clorogénico está correlacionado positivamente con la actividad antioxidante y que la correlación con el pardeamiento es baja, demostrando que es posible seleccionar variedades de berenjena con alto contenido en ácido clorogénico y pardeamiento moderado. También comprobamos que incluso con baja actividad polifenol oxidasa (PPO) se puede producir pardeamiento significativo, sugiriendo que la actividad PPO no es el factor limitante para el pardeamiento en la colección estudiada. Con objeto de ampliar la diversidad genética de la berenjena para la mejora de compuestos bioactivos y otros caracteres de importancia hemos estudiado la diversidad en una colección de berenjenas escarlata (S. aethiopicum) y gboma (S. macrocarpon). La caracterización morfológica mediante descriptores convencionales y herramientas fenómicas (Tomato Analyzer) nos ha permitido estudiar las relaciones entre los distintos grupos de cultivares y especies silvestres relacionadas y determinar que los complejos berenjena escarlata y gboma son hipervariables. En esta colección hemos estudiado también la actividad reductora y el contenido en ácido clorogénico, encontrado una enorme variabilidad. En general, la berenjena escarlata presenta contenidos relativamente bajos, mientras que la berenjena gboma, en particular su ancestro silvestre S. dasyphyllum, presentan valores muy elevados. También hemos comprobado en cultivos celulares de macrófagos que las variedades con mayor contenido en ácido clorogénico presentan una mayor inhibición de la producción de óxido nítrico (NO) indicando propiedades beneficiosas para la salud. En la segunda parte de la Tesis Doctoral hemos evaluado el interés de la hibridación interespecífica para la mejora de la berenjena, en particular para el contenido en compuestos bioactivos. Hemos obtenido dos familias, incluyendo retrocruzamientos, entre la berenjena común (S. melongena) por una parte y la berenjena escarlata cultivada (S. aethiopicum) y la especie silvestre S. incanum por otra. Los resultados muestran que la fertilidad de los materiales derivados de la hibridación entre S. melongena y S. aethiopicum es baja y que se obtiene una baja eficiencia en los retrocruzamientos hacia S. melongena. Además, el bajo contenido en polifenoles de S. aethiopicum se comporta como dominante. En cambio el retrocruzamiento hacia S. aethiopicum proporciona muchas plantas con mayores niveles de fertilidad. Sugerimos, por tanto, que S. melongena puede ser una fuente de variación para la mejora en contenido en polifenoles de la berenjena escarlata. La familia obtenida por hibridación interespecífica entre S. melongena y S. incanum mostró altos niveles de fertilidad y en el primer retrocruce hacia S. melongena se encuentran individuos morfológicamente similares a la Resumen berenjena cultivada. El estudio de los compuestos fenólicos mostró que S. incanum es una buena fuente de variación para la mejora de la berenjena común, con valores muy superiores a los de la especie cultivada. En el primer retrocruce se encuentran ya individuos con alto contenido en ácido clorogénico y pardeamiento moderado, lo cual sugiere que es posible introgresar exitosamente el alto contenido en ácido clorogénico de S. incanum en el fondo genético de la berenjena cultivada. En definitiva, los trabajos realizados en esta Tesis Doctoral aportan nuevo conocimiento sobre la diversidad y relaciones entre caracteres implicados en la calidad funcional de la berenjena y otros caracteres de interés en la mejora genética de este cultivo. Los materiales seleccionados y obtenidos son de gran interés para el desarrollo de variedades comerciales de berenjena con propiedades bioactivas mejoradas. / Plazas Ávila, MDLO. (2015). Caracterización y mejora genética de la berenjena (Solanum melongena) para compuestos bioactivos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48563 / TESIS

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

Brinjal shoot and fruit borer (Leucinodes orbonalis Guenee) is a major limiting factor in commercial cultivation of eggplant in southeast Asia. Extensive use of pesticides as well as the conventional breeding methods have been ineffective in controlling the borer so there is a need for Integrated Pest Management (IPM) strategies for its control. Bacillus thuringiensis (Bt) is known to produce a variety of insecticidal crystal proteins toxic to lepidopteran, dipteran and coleopteran pests. The Cry2Aa protein has been found to be more toxic to brinjal shoot and fruit borer than Cry1Ab. My objective was to develop eggplant cultivars that express a codon-optimized cry2Aa gene, the sequence of which is based on that of an Indian isolate of Bt, with the eventual goal of producing fully resistant cultivars. The cry2Aa gene was modified for optimal expression in eggplant using the codon usage frequencies based on solanaceous sequences (eggplant, tomato and pepper). The GC content was increased from 34.3% in the native gene to 41.3% in the optimized gene, thus removing the AT-rich regions that are typical for Bt cry genes. Also, other mRNA destabilizing and hairpin forming structure sequences were removed. The gene was synthesized in four different parts with complementary restriction sites. A total of 152 oligonucleotides (oligos) was used to assemble the 1.9 kb gene using dual asymmetric (DA) and overlap extension (OE) PCR techniques. The individual parts were subsequently ligated using the complementary restriction sites and inserted into vector pCAMBIA 1302. Also, the transformation efficiency of 12 different eggplant cultivars was tested using plasmid pHB2892 to predict utility for transformation with the synthetic cry2Aa. / Master of Science

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-17T17:43:00Z No. of bitstreams: 1 ALDAIR DE SOUZA MEDEIROS - DISSERTAÇÃO PPGHT 2015..pdf: 1338743 bytes, checksum: 6ec165636025e6ba69ce4bb173ffe2e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-17T17:43:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALDAIR DE SOUZA MEDEIROS - DISSERTAÇÃO PPGHT 2015..pdf: 1338743 bytes, checksum: 6ec165636025e6ba69ce4bb173ffe2e3 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / A utilização sem controle da água pelo homem para diversos fins tem promovido escassez desse recurso natural principalmente nas regiões áridas e semiáridas e consequentemente limitando o desenvolvimento social e econômico das regiões. O reúso planejado é vastamente utilizado em todo o mundo, entretanto, no Brasil, mesmo possuindo regiões com escassez hídrica, essa prática ainda é pouco difundida. A berinjela (Solanum melongena L.) é uma hortaliça que possui grande importância no mercado de olerícolas no Brasil e no mundo. Objetivou-se com esta pesquisa avaliar a viabilidade técnica do uso de nitrogênio e fósforo juntamente com a irrigação utilizando efluente doméstico pós-tratado em filtro de areia com fluxo intermitente sob o crescimento, produção de fitomassa e floração de plantas de berinjela cultivada em ambiente protegido na região semiárida paraibana. O experimento foi realizado em ambiente protegido, no Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar (CCTA/UFCG), Campus de Pombal – PB, e cujos tratamentos resultaram na combinação de dois fatores: quatro doses de adubação nitrogenada (N1 - 3,55; N2 - 6,2; N3 - 8,9; N4 - 11,55 g de N/vaso) e quatro doses de adubação fosfatada (P1 - 15,28; P2 - 26,74; P3 - 38,2; P4 - 49,66 g de P/vaso) correspondendo respectivamente a 40; 70; 100; 130% conforme indicação de adubação para a cultura da berinjela quando cultivada em vasos, irrigada com água residuária pós-tratada em filtro de areia intermitente (AR). Adicionou-se um tratamento com 100% da adubação com N e P e cujas plantas eram irrigadas com água de abastecimento (AA). O delineamento experimental adotado foi o de blocos inteiramente casualizados, com os tratamentos arranjados em esquema fatorial 4 x 4 + 1, com quatro repetições. Conclui-se é possível utilizar água residuária na irrigação de plantas de berinjela, nas condições edafoclimáticas do semiárido. Doses de 3,55 g de N e 15,28 g de P por planta quando se utiliza água residuária na irrigação de plantas de berinjela são suficientes para suprir as necessidades nutricionais da cultura. A massa fresca da folha de plantas de berinjela decresceu linearmente com o incremente das doses de N aplicadas. A produção de massa fresca e seca da parte aérea de plantas de berinjela irrigadas com água residuária com 40% da adubação com N e P não diferiu das plantas que receberam 100% da indicação de N e P quando irrigadas com água de abastecimento e de reúso. A floração não foi afetada pelas doses de nitrogênio e fósforo, nem pelos diferentes tipos de águas utilizadas na irrigação. Não houve efeitos significativos da interação dos fatores estudados sobre as variáveis avaliadas em nenhuma das épocas de estudo. / The use without control of water by man for various purposes has promoted scarcity of this natural resource especially in arid and semi-arid regions and consequently limiting the social and economic development of regions. The planned reuse is widely used around the world, however, Brazil, even having regions with water scarcity, this practice is not yet widespread. The eggplant (Solanum melongena L.) is a vegetable that has great importance in vegetable crops market in Brazil and worldwide. The objective of this research was to evaluate the technical feasibility of the use of nitrogen and phosphorus along with irrigation using post- treated wastewater in sand filter with intermittent flow in growth, biomass production and flowering eggplants grown in greenhouse in Paraíba semiarid region. The experiment was conducted in a greenhouse, in the Science and Technology Center Agrifood (CCTA / UFCG), Campus de Pombal - PB, and the treatments resulted in the combination of two factors: four doses of nitrogen (N1 - 3.55; N2 - 6.2; N3 - 8.9; N4 - 11.55 g N / pot) and four doses of phosphorus fertilization (P1 - 15.28; P2 - 26.74; P3 - 38.2; P4 - 49 66 g P / pot) corresponding respectively to 40; 70; 100; 130% as fertilizer indication for eggplants when grown in pots irrigated with treated wastewater post-intermittent sand filter (AR). It was added to a treatment with 100% application of N and P and whose plants were irrigated with water supply (AA). The experimental design was a completely randomized design, with treatments arranged in a factorial 4 x 4 + 1, with four replications. We conclude It follows you can use wastewater to irrigate eggplants, at conditions of semiarid. Doses of 3.55 g of N and 15.28 g P per plant when using wastewater in irrigation eggplants are sufficient to meet the nutritional needs of the crop. The fresh weight of eggplants sheet decreased linearly with the increment of N application. The fresh mass production and shoot dry eggplant plants irrigated with wastewater with 40 % application of N and P did not differ from plants receiving 100 % of the N and P indication when irrigated with water supply and reuse. The flowering was not affected by nitrogen and phosphorus doses, or by different types of water used in irrigation. There was no significant interaction of the factors studied on the variables evaluated in any of the study periods.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-18T18:10:39Z No. of bitstreams: 1 MARIA LUIZA CÂNDIDO GUIMARÃES - DISSERTAÇÃO PPGHT 2016.pdf: 617660 bytes, checksum: 1456a50dfce33633c3a33265c9c936a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-18T18:10:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARIA LUIZA CÂNDIDO GUIMARÃES - DISSERTAÇÃO PPGHT 2016.pdf: 617660 bytes, checksum: 1456a50dfce33633c3a33265c9c936a3 (MD5) Previous issue date: 2016-04-20 / A berinjela e a rúcula são hortaliças exigentes em nitrogênio (N) para uma produção adequada, fazendo com que o N encontre-se como o nutriente mais aplicado na agricultura na forma de fertilizantes minerais e, o que apresenta menor eficiência, devido suas perdas por diversos processos. Entretanto, uma das formas de evitar tais perdas em solos de elevada CTC, é inibir o processo de nitrificação. Desta forma o fornecimento adequado de N associados a produtos que retardem esse processo podem reduzir os impactos negativos causados por tais perdas. Neste trabalho objetivou-se avaliar o efeito de extratos e folhas de Nim sobre a mineralização e nitrificação do nitrogênio no solo, bem como seu efeito no crescimento e nutrição nitrogenada da berinjela e rúcula. Três experimentos, em delineamento inteiramente casualizado, foram conduzidos com amostras de um solo de textura franco arenosa. No primeiro experimento, os tratamentos foram constituídos por um arranjo fatorial 4 x 2, compreendendo 4 tratamentos referentes a inibição da nitrificação à base de nim (extratos de folhas; extrato de sementes; folhas secas e sem inibidor) e duas doses de N (0 e 320 mg dm-3), com cinco repetições. No primeiro experimento, durante 28 dias, a cada sete dias, foram avaliados, os teores de nitrato (NO3-), amônio (NH4+), N-mineral e a relação amônio/nitrato presente no solo. O segundo, foi realizado com plantas de berinjela, da cultivar “Embú”, onde os tratamentos foram constituídos por um arranjo fatorial 4 x 4, sendo quatro tratamentos da inibição da nitrificação (extratos de folhas; extrato de sementes; folhas secas e sem inibidor) e quatro doses de N (20; 120; 220 e 320 mg dm-3), com três repetições. Na fase de préflorescimento, foram determinados as variáveis de crescimento; os teores foliares e os acúmulos das de nitrogênio. No terceiro experimento, utilizou-se plantas de rúcula, da cultivar “rúcula cultivada” onde os tratamentos foram constituídos por um arranjo fatorial 4 x 4, compreendendo quatro tratamentos da inibição da nitrificação (extratos de folhas; extrato de sementes; folhas secas e sem inibidor) e quatro doses de N (10; 120; 220 e 320 mg dm-3), com três repetições. No ponto de colheita da rúcula, avaliou-se o crescimento; teores foliares e acúmulos das frações de nitrogênio. Durante os 28 dias de incubação, os produtos à base de nim não inibiram claramente o processo de mineração ou nitrificação do N aplicado ao solo, houve apenas uma retardação da mineração deste N quando esteve associado a extratos de folhas ou de sementes. A adubação nitrogenada influenciou no crescimento da berinjela e da rúcula, proporcionando incremento na produção e nos teores e acúmulos de N nas folhas. A resposta da rúcula a adubação nitrogenada, foi dependente dos produtos à base de nim. / The eggplant and arugula are demanding vegetables in nitrogen (N) to a suitable production, making the N meet as the nutrient usually applied in agriculture in the form of mineral fertilizer and which has lower efficiency, because their losses various processes. However, one way to avoid such loss in high CTC soils isinhibit nitrification. Thus, the adequate supply of N associated with products that retard this process can reduce the negative impacts caused by such losses. This work aimed to evaluate the effect of extracts and leaves of neem on the mineralization and nitrification of nitrogen in the soil and its effect on growth and nitrogen nutrition eggplant and arugula. Three experiments in completely randomized design were conducted with samples of soil sandy loam texture. In the first experiment, the treatments were factorial arrangement 4 x 2, comprising 4 treatments related to nitrification inhibition based on neem (leaf extracts; seed extract, dried leaves and without inhibitor) and two N rates (0 and 320 mg dm-3), with five repetitions. In the first experiment for 28 days, every seven days, were evaluated the levels of nitrate (NO3-), ammonium (NH4+), N-mineral and ammonium relationship/nitrate in the soil. The second was made with eggplants, cultivar "Embu" where treatments were factorial arrangement 4 x 4, with four treatments of nitrification inhibition (leaf extracts; seed extract, dried leaves and without inhibitor) and four nitrogen rates (20, 120, 220 and 320 mg dm-3) with three replications. In the pre-flowering stage, they were determined growth variables; leaf contents and accumulations of nitrogen. In the third experiment, used rocket plants, cultivar "grown arugula" where treatments were factorial arrangement 4 x 4, comprising four treatments of nitrification inhibition (leaf extracts; seed extract, dried leaves and without inhibitor) and four nitrogen rates (10, 120, 220 and 320 mg dm-3) with three replications. At the point of picking arugula, was evaluated growth; foliar and accumulations of nitrogen fractions. During the 28 days of incubation, the neem-based products not clearly inhibited the process of mining or nitrification of N applied to the soil, there was only a deceleration of mining this when N was associated with extracts of leaves or seeds. Nitrogen fertilization influenced the growth of eggplant and arugula, providing an increase in production and content and accumulation of N in the leaves. The Arugula response to nitrogen fertilization was dependent on the products of neem

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-21T21:10:41Z No. of bitstreams: 1 ARIANO BARRETO DA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGHT 2017.pdf: 927077 bytes, checksum: 26e1b288a6634c478579fde74a7acc05 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-21T21:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ARIANO BARRETO DA SILVA - DISSERTAÇÃO PPGHT 2017.pdf: 927077 bytes, checksum: 26e1b288a6634c478579fde74a7acc05 (MD5) Previous issue date: 2017-08-23 / A água é um dos fatores limitantes para o desenvolvimento agrícola, tanto pela falta, quanto pelo excesso, afetando o crescimento, o desenvolvimento e a produção das plantas, em especial aquelas consideradas sensíveis, a exemplo da berinjela. Nesse sentido o uso de estratégias que viabilizem o seu cultivo, notadamente em regiões semiáridas, onde há potencial de cultivo e limitação de recursos hídricos. Assim, objetivou-se estudar o efeito de doses de fósforo como atenuante do estresse hídrico ocasionado por lâminas de irrigação no crescimento e na produção de frutos de berinjela. O experimento foi conduzido no Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar da Universidade Federal de Campina Grande, no período de maio a setembro de 2016, usando-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, onde se estudou cinco doses de fósforo, estabelecidas com base na recomendação para cultura (0,0%, 50%, 100%, 150% e 200% da recomendação) e duas lâminas de irrigação (50% e 100% ETr), perfazendo um esquema fatorial 2 x 5, totalizando 10 tratamentos, que foram repetidos em quatro bloco, com 12 plantas por parcela. As mudas de berinjela, cultivar Embú foram transplantadas aos 45 dias após a semeadura, em campo, usando-se o espaçamento de 1,0 x 0,60 m. A lâmina de 100% foi obtida por meio de estimativa da evapotranspiração usando a equação de Penman Monteith – FAO, com dados obtidos da estação agrometeorológica de São Gonçalo – Sousa – PB. Para aplicação das lâminas de água, usou-se um sistema de irrigação por gotejamento, com emissores de 2,6 l h-1 de vazão, e espaçamento de 30 cm entre emissores, colocando-se uma fita gotejadora por linha de cultivo. Durante o período de cultivo, realizou-se o monitoramento da umidade do solo, por meio de tensiômetros instalados em cada tratamento a uma profundidade de 15 cm. Avaliou-se o crescimento por meio da altura de planta, do diâmetro do caule e do número de folhas; variáveis fisiológicas por meio das trocas gasosas e a produção das plantas. Adubação acima da recomendação não proporciona melhorias nas características avaliadas. A adubação próxima a 100% da recomendação teve as melhores respostas para a lâmina de 50% da ETr, onde níveis inferiores ou superiores de P interferiram negativamente na maioria das características avaliadas. Não foi observado interação entre os fatores avaliados (lâminas e doses), porém em condições de déficit hídrico, a adubação com 100% da recomendação proporcionou efeito atenuante do estresse. Em condições de déficit hídrico onde a água é um fator limitante para irrigação, recomenda-se uma adubação fosfatada adequada à cultura, no entanto a falta de água não pode ser totalmente contornada com a adubação fosfatada. / Water is one of the limiting factors for agricultural development, both for lack and for excess, affecting growth, the development and production of plants, especially those considered sensitive. Such as eggplant, and it is important to use strategies that enable their cultivation, especially in semi-arid regions, where there is potential for cultivation and limitation of water resources. The objective of this study was to study the effect of phosphorus doses as attenuating water stress caused by irrigation slides on growth and physiology. The experiment was conducted at the AgroFood Science and Technology Center of the Federal University of Campina Grande, In the period from May to September 2016, using a randomized block design, where five phosphorus doses were studied, based on the recommendation for culture (0.0%, 50%, 100%, 150% and 200% of the recommendation) and two irrigation blades (50% and 100% ETr), making a 2 x 5 factorial scheme, totaling 10 treatments, which were repeated in four blocks, with 12 plants per plot. The eggplant seedlings, to grow Embú, were transplanted at 45 days after sowing, In the field, using the spacing of 1.0 m between rows and 0.60 m between plants, with the plot covering an area of 0.60 m2, being conducted up to 130 days after sowing, when the last Fruit harvest. As a 100% blade was obtained by estimating evapotranspiration using an equation of Penman Monteith - FAO, with data obtained from the São Gonçalo - Sousa - PB agrometeorological station. For application of the water slides, a drip irrigation system was used, with emitters of 2.6 l h-1 of flow, and spacing of 30 cm between emitters, placing a drip tape per culture line. During the cultivation period, the soil moisture was monitored by tensiometers installed in each treatment at a depth of 15 cm. Growth was evaluated by plant height, stem diameter and number of leaves; Physiological variables through gaseous changes, fruit quality variables, through physical and chemical analyzes of the fruits and the production of the plants. Fertilization above the recommendation does not provide improvements in the evaluated characteristics. Fertilization close to 100% of the recommendation had the best responses for the 50% ETr slide, where lower or higher levels of P interfered negatively in most of the characteristics evaluated. No interaction was observed between the factors evaluated (slides and doses), but under conditions of water deficit, fertilization with 100% of the recommendation provided an attenuating effect of stress. In conditions of water deficit where water is a limiting factor for irrigation, it is recommended a phosphate fertilization appropriate to the crop, however the lack of water cannot be completely bypassed with phosphate fertilization.

Tesis por compendio / Androgenesis induction is an experimental procedure by which microspores are diverted from their original gametophytic pathway towards embryogenesis by applying specific stresses in vitro. It allows for the production of doubled haploid (DH) pure lines through anther culture or isolated microspore culture followed by chromosome doubling. DH technology is interesting for both basic research and plant breeding. In this Thesis, we studied microspore embryogenesis with two parallel approaches: (I) an applied study directed to the development of the first eggplant (Solanum melongena) highly embryogenic line and the improvement of the efficiency of eggplant microspore cultures; and (II) a fundamental research study focused on the relationship between microspore embryogenesis ability, intracellular Ca2+ levels and the dynamics of callose and cellulose deposition for cell wall formation in microspore-derived structures, using rapeseed (Brassica napus) as a model species. As an applied research, we developed and evaluated an eggplant DH population from a commercial hybrid, and identified and characterized the first eggplant highly androgenic DH line (DH36), which may be used to facilitate the study of eggplant androgenesis and for both basic and applied research. In addition, we evaluated different factors involved in microspore embryogenesis induction efficiency in eggplant and optimized the regeneration protocol for DH production via microspore culture. Together, the applied research on eggplant microspore embryogenesis made in this Thesis resulted in the most efficient protocol existing to date for DH production in eggplant. As a fundamental research, we studied the dynamics of Ca2+ during in vivo microsporogenesis and microgametogenesis, as well as during the first stages of in vitro-induced microspore embryogenesis, establishing a link between microspore embryogenesis and changes in Ca2+ levels and subcellular distribution. In addition, we studied the deposition of callose and cellulose during the first stages of microspore embryogenesis and demonstrated that the abnormally increased callose deposition and the inhibition of cellulose deposition observed in embryogenic microspores is most likely caused by a transient increase in the intracellular Ca2+ levels that occurs right after microspore induction. We also found that this particular dynamics of callose and cellulose deposition is related to microspore embryogenesis ability, and is essential for proper progression and success of microspore embryogenesis. In summary, the research made in this Thesis helps to further understand the basis underlying microspore embryogenesis and cell totipotency, and to apply the powerful DH technology to an economically important crop such as eggplant. / La inducción de androgénesis es un procedimiento experimental en el cual las microsporas se desvían de su vía gametofítica original hacia embriogénesis, mediante la aplicación de estreses específicos in vitro. Este fenómeno permite la producción de líneas puras dobles haploides (DH) mediante cultivo de anteras o cultivo de microsporas aisladas seguidos de duplicación cromosómica. La tecnología DH es interesante tanto para la investigación básica como para su aplicación a la mejora genética vegetal. En esta Tesis se estudia la embriogénesis de microsporas y la obtención de DHs con dos enfoques paralelos: (I) un estudio aplicado dirigido al desarrollo de la primera línea de berenjena (Solanum melongena) con alta respuesta androgénica y a la mejora de la eficiencia de los cultivos de microsporas de berenjena; y (II) un estudio de investigación básica centrado en la relación entre la habilidad para la embriogénesis de microsporas, los niveles intracelulares de Ca2+ y la dinámica de la deposición de calosa y celulosa para la formación de paredes celulares en estructuras derivadas de microsporas, utilizando como especie modelo la colza (Brassica napus). Como investigación aplicada, se desarrolló y evaluó una población DH de berenjena a partir de un híbrido comercial, y se identificó y caracterizó la primera línea DH altamente androgénica de berenjena (DH36), que puede usarse para facilitar el estudio de la androgénesis en berenjena y para otros estudios aplicados o básicos. Además, se evaluaron diferentes factores implicados en la eficiencia de la inducción de embriogénesis de microsporas en berenjena, y se optimizó el protocolo de regeneración para la producción de DH mediante cultivo de microsporas. En conjunto, la investigación aplicada sobre la embriogénesis de microsporas realizada en esta Tesis proporciona el protocolo más eficiente existente hasta la fecha para la producción de DH en berenjena. Como investigación fundamental, se estudió la dinámica del Ca2+ durante la microsporogénesis y la microgametogénesis in vivo, así como durante las primeras etapas de la embriogénesis de microsporas inducida in vitro, y se estableció un vínculo entre la embriogénesis de microsporas y los cambios en el nivel y distribución intracelular de Ca2+. Además, se estudió la deposición de calosa y celulosa durante las primeras etapas de la embriogénesis de microsporas y se demostró que la excesiva deposición de calosa y la inhibición de la deposición de celulosa, exclusivas de las microsporas embriogénicas, están causadas por el aumento transitorio de Ca2+ intracelular que se produce justo tras la inducción. Hemos demostrado que esta particular dinámica de la deposición de calosa y celulosa está relacionada con la capacidad androgénica, y que es fundamental para la correcta progresión y éxito de la embriogénesis de microsporas. En resumen, la investigación realizada en esta Tesis ayuda a comprender mejor la base de la embriogénesis de microsporas y de la totipotencia celular, y a aplicar la potente tecnología DH a un cultivo económicamente importante como es la berenjena. / La inducció d'androgènesi és un procediment experimental en el qual les microspores es desvien de la seua via gametofítica original cap a un nou destí embriogènic, mitjançant l'aplicació d'estressos específics in vitro. Aquest fenomen permet la producció de línies pures dobles haploides (DH) mitjançant cultiu d'anteres o cultiu de microsporas aïllades seguits de duplicació cromosòmica. La tecnologia DH és interessant tant per a la recerca bàsica com per a la seua aplicació a la millora genètica vegetal. En aquesta Tesi s'estudia l'embriogènesi de microspores i l'obtenció de DHs amb dos enfocaments paral·lels: (I) un estudi aplicat dirigit al desenvolupament de la primera línia d'albergina (Solanum melongena) amb alta resposta androgènica i a la millora de l'eficiència dels cultius de microspores d'albergina; i (II) un estudi de recerca bàsica centrat en la relació entre la capacitat per a l'embriogènesi de microspores, els nivells intracel·lulars de Ca2+ i la dinàmica de la deposició de cal·losa i cel·lulosa per a la formació de parets cel·lulars en estructures derivades de microsporas, utilitzant com a espècie model la colza (Brassica napus). Com a recerca aplicada, es va desenvolupar i avaluar una població DH d'albergina a partir d'un híbrid comercial, i es va identificar i caracteritzar la primera línia DH altament androgènica d'albergina (DH36), que pot usar-se per a facilitar l'estudi de l'androgènesi en albergina i per a altres estudis aplicats o bàsics. A més, es van avaluar diferents factors implicats en l'eficiència de la inducció d'embriogènesi de microspores en albergina, i es va optimitzar el protocol de regeneració per a la producció de DH mitjançant cultiu de microspores. En conjunt, la recerca aplicada sobre l'embriogènesi de microspores realitzada en aquesta Tesi proporciona el protocol més eficient existent fins avui per a la producció de DH en albergina. Com a recerca fonamental, es va estudiar la dinàmica del Ca2+ durant la microsporogènesi i la microgametogènesi in vivo, així com durant les primeres etapes de l'embriogènesi de microspores induïda in vitro, i es va establir un vincle entre l'embriogènesi de microspores i els canvis en el nivell i distribució intracel·lular de Ca2+. A més, es va estudiar la deposició de cal·losa i cel·lulosa durant les primeres etapes de l'embriogènesi de microspores i es va demostrar que l'excessiva deposició de cal·losa i la inhibició de la deposició de cel·lulosa, exclusives de les microspores embriogèniques, estan causades per l'increment transitori del Ca2+ intracel·lular que es produeix just després de la inducció. Hem demostrat que aquesta particular dinàmica de la deposició de cal·losa i cel·lulosa està relacionada amb la capacitat androgènica, i que és fonamental per a la correcta progressió i èxit de l'embriogènesi de microspores. En resum, la recerca realitzada en aquesta Tesi ajuda a comprendre millor la base de l'embriogènesi de microspores i de la totipotència cel·lular, i a aplicar la potent tecnologia DH a un cultiu econòmicament important com és l'albergina. / Rivas Sendra, A. (2017). Calcium and cell wall dynamics during microspore embryogenesis and double haploid production in rapeseed and eggplant [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/85548 / TESIS / Compendio

Tesis por compendio / [ES] La berenjena (Solanum melongena L.) es uno de los cultivos comerciales de hortalizas solanáceas más importantes que se cultiva ampliamente en Asia y la región del Mediterráneo. A pesar de su importancia económica, la disponibilidad de poblaciones experimentales y herramientas genómicas para el mejoramiento es aún muy limitada en comparación con otros cultivos importantes. Debido a la alteración progresiva del ecosistema global por el cambio climático, las plantas están constantemente expuestas a condiciones ambientales estresantes que impactan negativamente en su productividad. El cuello de botella genético ocurrido durante la domesticación de la berenjena, que limita la disponibilidad de recursos genéticos para su mejoramiento genético, hace que este cultivo sea extremadamente vulnerable al cambio climático, por lo que se requieren nuevas estrategias para reducir su erosión genética. En este contexto, los parientes silvestres de los cultivos (CWRs) han demostrado ser un recurso genético válido para la mejora vegetal, ya que su uso permite ampliar la diversidad genética de los cultivos y, en paralelo, desarrollar variedades mejoradas adaptadas al cambio climático. Para lograr este objetivo, en esta tesis doctoral informamos sobre el desarrollo y la evaluación de materiales avanzados de berenjena obtenidos mediante el uso de parientes silvestres. En el primer capítulo, realizamos una evaluación fenotípica en dos ambientes de un conjunto de 16 ILs de berenjena con introgresión de S. incanum, un pariente silvestre. Se evaluaron diecisiete caracteres agronómicos para comparar el rendimiento de las ILs con el parental recurrente e identificar QTLs para los caracteres investigados. Encontramos diferencias morfológicas significativas entre los parentales, y el híbrido resultó heterótico para los caracteres de vigor. A pesar de que la interacción entre genotipo y ambiente (G x E) resultó significativa para la mayoría de los caracteres, en general las ILs mostraron pocas diferencias fenotípicas con el progenitor receptor, incluso en presencia de grandes fragmentos de introgresión del progenitor silvestre. Se encontraron valores de heredabilidad bajos a moderados para los caracteres agronómicos. En total, detectamos diez QTLs estables, dos de los cuales estaban relacionados con caracteres de planta y cuatro para caracteres de flor y fruto. En general, las introgresiones de S. incanum mejoraron los valores medios de la mayoría de los caracteres de planta y flor, y disminuyeron el de los caracteres de fruto. Para tres QTLs relacionados con la longitud del pedicelo del fruto y con el peso del fruto, encontramos evidencia de sintenia con otros QTLs identificados previamente en poblaciones de berenjena. Siete QTLs eran nuevos, de los cuales cuatro relacionados con la altura de la planta, con la espinosidad del cáliz de la flor y con la longitud del pedicelo del fruto no colocalizaron con ningún QTL previamente identificado en las poblaciones de berenjena, y tres relacionados con el diámetro del tallo, con la longitud del pedúnculo y del estigma, fueron los primeros identificados en berenjena para estos caracteres. En el segundo capítulo, el conjunto de IL de berenjena con introgresiones de S. incanum se evaluó para la forma del fruto en dos ambientes. Específicamente, realizamos un fenotipado detallado de los frutos de los parentales, del híbrido y de las ILs utilizando 32 descriptores morfológicos de la herramienta fenómica Tomato Analyzer. Se encontraron grandes diferencias morfológicas en los frutos de los parentales, y el híbrido presentó valores negativos de heterosis para muchos de los caracteres de forma del fruto, siendo fenotípicamente más cercano al parental S. incanum. Para la mayoría de los descriptores de forma del fruto observamos diferencias significativas entre las ILs y el parental receptor, incluso en presencia de pequeños fragmentos de introgresión del parental silvestre. A pesar de que la contribución del ambiente y la... / [CAT] L'albergínia (Solanum melongena L.) és un dels cultius comercials d'hortalisses solanácees més importants que es cultiva àmpliament a Àsia i la regió del Mediterrani. Malgrat la seua importància econòmica, la disponibilitat de poblacions experimentals i eines genòmiques per al millorament és encara molt limitada en comparació amb altres cultius importants. A causa de l'alteració progressiva de l'ecosistema global pel canvi climàtic, les plantes estan constantment exposades a condicions ambientals estressants que impacten negativament en la seua productivitat. El coll de botella genètic ocorregut durant la domesticació de l'albergínia, que limita la disponibilitat de recursos genètics per al seu millorament genètic, fa que aquest cultiu siga extremadament vulnerable al canvi climàtic, per la qual cosa es requereixen noves estratègies per a reduir la seua erosió genètica. En aquest context, els parents silvestres dels cultius (CWRs) han demostrat ser un recurs genètic vàlid per a la millora vegetal, ja que el seu ús permet ampliar la diversitat genètica dels cultius i, en paral·lel, desenvolupar varietats millorades adaptades al canvi climàtic. Per a aconseguir aquest objectiu, en aquesta tesi doctoral presentem el desenvolupament i l'avaluació de materials avançats d'albergínia obtinguts mitjançant l'ús de parents silvestres. En el primer capítol, realitzem una avaluació fenotípica en dos ambients d'un conjunt de 16 IL d'albergínia amb introgresions de S. incanum, un parent silvestre. Es van puntuar dèsset caràcters agronòmics per a avaluar el rendiment de les ILs en comparació amb el parental recurrent i identificar els QTL per als caràcters investigats. Trobarem diferències morfològiques significatives entre els parentals, i l'híbrid va resultar heteròtic per als caràcters de vigor. A pesar que la interacció entre genotip i ambient (G x E) va resultar significativa per a la majoria dels caràcters, en general les ILs van mostrar poques diferències fenotípiques amb el progenitor receptor, fins i tot en presència de grans fragments d'introgresió del progenitor silvestre. Es van trobar valors de heredabilitat baixos a moderats per als caràcters agronòmics. En total, detectarem deu QTL estables, dos dels quals estaven relacionats a caràcters de planta i quatre per a caràcters de flor i fruit. En general, les introgresions de S. incanum van millorar els valors mitjos de la majoria dels caràcters de planta i flor, i van disminuir el dels caràcters de fruit. Per a tres QTL relacionats amb la longitud del pedicel del fruit i amb el pes del fruit, trobem evidència de sintenia amb altres QTLs identificats prèviament en poblacions d'albergínia. Set QTL eren nous, dels quals quatre estaven relacionats amb l'altura de la planta, amb la espinositat del calze de la flor i amb la llargària del pedicel del fruit no van colocalitzar amb cap QTL prèviament identificat en les poblacions d'albergínia, i tres relacionats amb el diàmetre de la tija, amb la llargària del peduncle i de l'estigma, van ser els primers reportats en albergínia per a aquests caràcters. En el segon capítol, el conjunt de IL d'albergínia amb introgresions de S. incanum es va avaluar per a la forma del fruit en dos ambients. Específicament, realitzarem un fenotipado detallat dels fruits dels parentals, de l'híbrid i de les ILs utilitzant 32 descriptors morfològics de l'eina fenómica Tomato Analyzer. Es van trobar grans diferències morfològiques en els fruits dels parentals, i l'híbrid va presentar valors negatius de heterosis per a molts dels caràcters de forma del fruit, sent fenotípicamente més pròxim al parental S. incanum. Per a la majoria dels descriptors de forma del fruit observarem diferències significatives entre les ILs i el parental recipient, fins i tot en presència de xicotets fragments d'introgresió del parental silvestre. A pesar que la contribució de l'ambient i la interacció G × E van ser significatives per a quasi tots els descriptors, trobem que els seus... / [EN] Eggplant (Solanum melongena L.) is one of the most important commercial solanaceous vegetable crops grown widely in Asia and Mediterranean region. Despite its economic importance, the availability of experimental populations and genomic tools for breeding is still very limited compared to other major crops. Due to the progressive alteration of global ecosystem by climate change, plants are constantly exposed to stressful environmental conditions that impact negatively on their productivity. The genetic bottleneck occurred during eggplant domestication, which limits the availability of genetic resources for its genetic improvement, makes this crop extremely vulnerable to climate change, and, therefore, new strategies are needed for reducing its genetic erosion. In this context, crop wild relatives (CWRs) have demonstrated to be a valid genetic resources for plant breeding, as their use allows to broaden the genetic diversity of the crop and, in parallel, develop improved varieties adapted to climate change. To achieve this objective, in this doctoral thesis we reported on the development and evaluation of eggplant advanced materials obtained by using crop wild relatives. In the first chapter, we have conducted a phenotypic evaluation in two environments of a set of 16 eggplant ILs with introgression from S. incanum, a close wild relative. Seventeen agronomic traits were scored to test the performance of ILs compared to the recurrent parent and identify QTLs for the investigated traits. We found significant morphological differences between parents, and the hybrid was heterotic for vigour related traits. Although significant genotype x environment interaction (G x E) was detected for most traits, the ILs generally exhibited few phenotypic differences with recipient parent, even in the presence of large introgression fragments from the wild parent. Low to moderate heritability values were found for the agronomic traits. In total, we detected ten stable QTLs, two of which were for plant-related traits and four for both flower- and fruit-related traits. In general, S. incanum introgressions improved the performance of most plant- and flower-related traits and decreased that of fruit-related traits. For three QTLs related to fruit pedicel length and fruit weight, we found evidence of synteny to other QTLs previously reported in eggplant populations. Seven QTLs were new, of which four related to plant height, flower calyx prickles, and fruit pedicel length, did not colocalized with any previous identified QTLs in eggplant populations, and three related to stem diameter, peduncle length, and stigma length, were the first reported in eggplant for these traits. In the second chapter, the set of eggplant ILs with introgression from S. incanum was evaluated for fruit shape in two environments. Specifically, we performed a detailed phenotyping of the fruits of the parents, hybrid, and ILs using 32 morphological descriptors of the phenomics tool Tomato Analyzer. Large differences in fruit morphology were found between ILs parents, and the hybrid exhibited negative values of heterosis for many fruit shape traits, being phenotypically closer to S. incanum parent. For most fruit shape descriptors, we observed significant differences between ILs and recipient parent, even in the presence of small wild donor fragments. Although the contribution of the environment and G × E interaction were significant for almost all descriptors, we found that their effects on fruit shape were relatively low, and the observed variations in fruit shape was mainly genetically regulated. Hierarchical clustering revealed nine clusters of highly correlated traits and six ILs groups. A total of 41 QTLs were mapped. Of these, sixteen associated to Basic Measurement and Fruit Shape Index descriptors were syntenic to other previously reported in several intraspecific and interspecific eggplant populations, while twenty-five QTLs related to Blockiness, Homogeneity.... / This work was undertaken as part of the initiative “Adapting Agriculture to Climate Change: Collecting, Protecting, and Preparing Crop Wild Relatives”, which is supported by the Government of Norway. The project is managed by the Global Crop Diversity Trust with the Millennium Seed Bank of the Royal Botanic Gardens, Kew and implemented in partnership with national and international gene banks and plant breeding institutes around the world. For further information, see the project website: http://www.cwrdiversity.org/. Funding was also received from Spanish Ministerio de Economía, Industria y Competitividad and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (grant AGL2015-64755-R from MINECO/FEDER); from Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Agencia Estatal de Investigación and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (grant RTI-2018-094592-B-100 from MCIU/AEI/FEDER, UE); from European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme under grant agreement No. 677379 (G2P-SOL project: Linking genetic resources, genomes and phenotypes of Solanaceous crops); and from Vicerrectorado de Investigación, Innovación y Transferencia de la Universitat Politècnica de València (Ayuda a Primeros Proyectos de Investigación; PAID-06-18). Giulio Mangino is grateful to Generalitat Valenciana for a predoctoral grant within the Santiago Grisolía programme (GRISOLIAP/2016/012). / Mangino, G. (2022). Development and use of introgression populations for the detection of QTL related to important agronomic traits in eggplant [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/188916 / Compendio

[ES] El impacto del cambio climático en los cultivos hortícolas es cada vez más evidente, lo que ha llevado a la pérdida y erosión de diversidad genética de manera drástica. Esto plantea importantes desafíos para la mejora de los cultivos, que requiere la exploración de los recursos fitogenéticos conservados en los bancos de germoplasma y el desarrollo de tecnologías que permitan evaluar el valor fenotípico y genotípico de estos materiales. Sin embargo, la situación actual de las colecciones de germoplasma es la existencia de duplicados no identificados entre colecciones, errores en la clasificación taxonómica, documentación insuficiente y no disponible para investigadores y mejoradores, añadido a la falta de financiación para la conservación y gestión adecuadas. Esto dificulta enormemente la utilización de estos recursos. En la presente Tesis se aborda este problema comenzando por la unificación de datos de pasaporte, fenotipado e imágenes de las principales colecciones de tomate, pimiento y berenjena en un mismo repositorio en el primer capítulo. El segundo capítulo se centra en el desarrollo y optimización de un método de extracción de ADN genómico de alta calidad, rápido y económico que combina las ventajas del método de extracción basado en el CTAB, añadido a la purificación de los ácidos nucleicos en una matriz de sílice. Es un método universal que puede utilizarse para diferentes especies y tejidos. Se ha evaluado la eficiencia del ADN genómico resultante en diferentes plataformas de secuenciación como SPET (Single Primer Enrichment Technology) y Oxford Nanopore, generando resultados muy prometedores. Esto facilita el paso previo al genotipado de las colecciones que es la extracción de ADN. En el tercer capítulo se aborda el genotipado de las colecciones. El elevado número de accesiones de cada cultivo, en particular el tomate, supone un problema de tipo económico, en ocasiones irresoluble. Por ello, el tercer capítulo está orientado a la evaluación del potencial de la tecnología de secuenciación SPET, más económica que otras conocidas, para el genotipado de alto rendimiento de colecciones de germoplasma de tomate y berenjena. Los resultados revelan que el genotipado SPET es una tecnología robusta y de alto rendimiento para estudios genéticos, incluyendo la posibilidad de identificación de duplicados y errores de clasificación taxonómica en las entradas conservadas en los bancos. Con la información generada en los primeros tres capítulos se establecieron las colecciones nucleares para cada cultivo, abarcando la máxima diversidad genética y fenotípica en un conjunto de 450 individuos. Finalmente, en el cuarto capítulo, se analiza y describe la colección nuclear de tomate a nivel genético y fenotípico, mediante un enfoque basado en el establecimiento de grupos genéticos basados en su proximidad genética. El análisis de la diversidad genética y fenotípica reveló patrones de variación distintos entre diferentes grupos genéticos, contradiciendo afirmaciones anteriores que proponían una disminución en la diversidad genética como consecuencia de la mejora genética y descubriendo correlaciones entre rasgos morfológicos únicas dentro de los diferentes grupos. En resumen, esta tesis aumenta el conocimiento y accesibilidad a las colecciones de Solanaceae en bancos de germoplasma y proporciona herramientas moleculares. Destaca la importancia de estos bancos como reservorios de diversidad genética, aunque enfrenten desafíos como datos limitados y duplicados. Estos avances sientan las bases para la conservación y programas de mejora futuros. / [CA] L'impacte del canvi climàtic en els cultius hortícoles és cada vegada més evident, la qual cosa ha portat a la dràstica pèrdua i erosió de la diversitat genètica. La reduïda diversitat genètica planteja importants reptes per a la millora dels cultius. Sent necessari l'exploració dels recursos genètics vegetals conservats en els bancs de germoplasma i el desenvolupament de tecnologies que permeten avaluar el valor fenotípic i genotípic d'aquests materials. Pel que fa a les col·leccions de germoplasma presenten duplicats no identificats entre col·leccions, errors en la classificació taxonòmica, falta de finançament per a la conservació i gestió adequades a banda de documentació insuficient i no disponible (investigadors i milloradors vegetals). En la present tesi doctoral en el primer capítol s'aborda aquest problema unificant les dades de passaport, fenotipat i imatges de les principals col·leccions de tomaca, pebre i albergínia en un mateix repositori. El segon capítol es focalitza en el desenvolupament i optimització d'un mètode d'extracció de ADN genòmic d'alta qualitat, ràpid i econòmic que combina els avantatges del mètode d'extracció basat en el CTAB amb l'ús de matrius de sílice. El mètode desenvolupat pot utilitzar-se de manera universal per a diferents espècies i teixits vegetals. S'ha avaluat l'eficiència del ADN genòmic resultant en diferents plataformes de seqüenciació com SPET (Single Primer Enrichment Technology) i Oxford Nanopore, generant resultats molt prometedors. Això facilita el pas previ al genotipat de les col·leccions que és l'extracció d'ADN. En el tercer capítol aborda l'optimització del procés de genotipat de les col·leccions generades. L'elevat nombre d'accessions de cada cultiu, en particular la tomaca, suposa un problema de tipus econòmic, a vegades irresoluble. Per això, aquest capítol està orientat a l'avaluació del potencial de la tecnologia de seqüenciació SPET per al genotipat d'alt rendiment de col·leccions de germoplasma de tomaca i albergínia a un preu econòmic. Els resultats revelen que el genotipat SPET és una tecnologia robusta i d'alt rendiment per a estudis genètics, incloent-hi la possibilitat d'identificació de duplicats i errors de classificació taxonòmica en les entrades conservades en els bancs de germoplasma. La informació generada va permetre establir col·leccions nuclears per a cada cultiu, abastant la màxima diversitat genètica i fenotípica en un conjunt de 450 individus. Finalment, en el quart capítol, s'analitza i descrigué la col·lecció nuclear de tomaca a nivell genètic i fenotípic, focalitzant-se en l'establiment de grups genètics basats en la seua proximitat genètica. L'anàlisi de la diversitat genètica i fenotípica va revelar patrons de variació diferents entre diferents grups genètics, contradient afirmacions anteriors que proposaven una disminució en la diversitat genètica a conseqüència de la millora genètica. També és descobriren noves correlacions entre trets morfològics únics dins dels diferents grups. L'estudi destaca la importància d'abordar les iniciatives de millora de la tomaca tenint en compte tant la diversitat genètica com la fenotípica, amb especial èmfasi en aspectes com la grandària, la forma, el color i la qualitat del fruit. En definitiva, els treballs realitzats en aquesta tesi doctoral augmenten, d'una banda, el coneixement i l'accessibilitat a les principals col·leccions de solanàcies conservades en els bancs de germoplasma. Per un altre, generen eines moleculars que permeten l' avaluació genotípica de les col·leccions analizades. En resum, aquests avanços suposen una base per al futur, proporcionant informació valuosa per a la pròpia conservació de les col·leccions i el seu ús en programes de millora. / [EN] The impact of climate change on horticultural crops is increasingly evident, leading to drastic loss and erosion of genetic diversity. This poses significant challenges for crop improvement, which requires the exploration of plant genetic resources conserved in germplasm banks and the development of technologies. However, the current situation of germplasm collections is characterized by the existence of unidentified duplicates among collections, taxonomic mislabelling, insufficient and unavailable documentation for researchers and breeders, and a lack of funding for proper conservation and management. This greatly hampers the utilization of these resources. This thesis addresses this problem by starting with the unification of passport, phenotyping, and image data from the main collections of tomato, pepper, and eggplant. Genotyping these collections enables the creation of core collections, enhancing knowledge of genotypic and phenotypic variability for researchers and breeders. In the first chapter, an inventory of available passport and phenotypic data of tomato, pepper, and eggplant accessions conserved in major European and non-European germplasm banks were conducted to improve the efficiency of plant genetic resource management. The second chapter focuses on the development and optimization of a high-quality, fast, and cost-effective genomic DNA extraction method that combines the advantages of the CTAB-based extraction method with nucleic acid purification on a silica matrix. The efficiency of the resulting genomic DNA was evaluated on different sequencing platforms, such as Single Primer Enrichment Technology (SPET) and Oxford Nanopore, yielding promising results. This facilitates the prerequisite step of DNA extraction before genotyping the collections. Chapter three addresses the genotyping of the collections. The high number of accessions for each crop, particularly tomato, poses an often insurmountable economic problem. Therefore, chapter three is focused on evaluating the potential of SPET sequencing technology, which is more cost-effective than other known methods, for high-throughput genotyping of tomato and eggplant germplasm collections. The results reveal that SPET genotyping is a robust and high-performance technology for genetic studies, including the identification of duplicates and taxonomic misclassifications in the accessions stored in the germplasm banks. Based on the information generated in the first three chapters, core collections were established for each crop, encompassing maximum genetic and phenotypic diversity in a set of 450 individuals. Finally, in the fourth chapter, the genetic and phenotypic analysis of the tomato core collection is examined and described using an approach based on establishing genetic groups based on their genetic proximity. Genetic and phenotypic diversity analysis revealed distinct patterns of variation among different genetic groups, contradicting previous claims of a decrease in genetic diversity due to genetic improvement and uncovering unique correlations between morphological traits within different groups. The study highlights the importance of considering both genetic and phenotypic diversity in tomato breeding initiatives, with a particular emphasis on aspects such as fruit size, shape, color, and quality. In conclusion, this thesis enhances knowledge and accessibility to major Solanaceae collections in germplasm banks, while providing molecular tools for genotypic evaluation. It underscores germplasm banks' role as genetic diversity reservoirs, despite challenges such as data limitations and inaccuracies, emphasizing the importance of data standardization and maintenance. These advancements lay a foundation for conservation and breeding programs in the future. / This work was supported by grants CIPROM/2021/020 from Conselleria d’Innovació, Universitats, Ciència i Societat Digital (Generalitat Valenciana, Spain), PID2021-128148OB-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/ and by “ERDF A way of making Europe”, PDC2022-133513-I00 funded by MCIN/AEI/10.13039/501100011033/, and by “European Union NextGenerationEU/PRTR”, by Grant Agreement No. 677379 (G2P-SOL project: Linking genetic resources, genomes and phenotypes of Solanaceous crops) from European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Programme, by the Grant Agreement No. 101094738 (PRO-GRACE project: Promoting a Plant Genetic Resource Community for Europe) from the European Union’s Horizon Europe programme, as well as by the initiative "Adapting Agriculture to Climate Change: Collecting, Protecting and Preparing Crop Wild Relatives", which is supported by the Government of Norway. This later project is managed by the Global Crop Diversity Trust with the Millennium Seed Bank of the Royal Botanic Gardens, Kew and implemented in partnership with national and international gene banks and plant breeding institutes around the world. For further information, see the project website: htp://www.cwrdiversity.org/. The overall work also partially fulfils some goals of the Agritech National Research Center and received funding from the European Union Next-Generation EU (PIANO NAZIONALE DI RIPRESA E RESILIENZA (PNRR)–MISSIONE 4 COMPONENTE 2, INVESTIMENTO 1.4—D.D. 1032 17/06/2022, CN00000022). David Alonso is grateful to Universitat Politècnica de València for a predoctoral (PAID-01-16) / Alonso Martín, D. (2023). Linking Genetic Resources, Genomes and Phenotypes of Solanaceus Crops [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/201550

Analyse de la diversité inter et intra-spécifique des paramètres de l’architecture des systèmes racinaires chez les Solanacées. Les racines des plantes jouent un rôle important pour garantir productivité et résistance à de nombreux stress. Dans le nouveau contexte agricole, l’importance de ce système racinaire et de sonarchitecture sont remises au premier plan. Notre étude porte sur la dynamique de l’architecture racinaire des solanacées, qui contient un ensemble d’espèces horticoles importantes pour l’alimentation. Notre travail porte sur 32 génotypes, parmi 3 groupes d’espèces: aubergines, piments et tomates.Dans cette étude, nous proposons tout d’abord une analyse de la diversité inter et intraspécifique de l’architecture racinaire à travers l’évaluation d’un ensemble de traits qui sont aussi les paramètres d’un modèle dynamique de simulation (ArchiSimple : Pagès et al, 2012). Cette première évaluation a été faite en pots, en utilisant un milieu très favorable à la croissance des plantes et à l’enracinement. Nous montrons que les traits racinaires choisis présentent en effet des variations d’origine génétique, généralement plus fortes entre espèces qu’au sein des espèces. Nous avons également observé des corrélations entre certains traits qui révèlent des compromis ou des coordinations dans les processus de développement.Pour aller plus loin dans la signification des traits racinaires choisis et leur stabilité vis‐à‐vis des conditions environnementales, nous avons également évalué ces traits en conditions de culture hydroponique. C’est un milieu reconnu comme radicalement différent, intéressant pour les possibilités de visualisation des racines qu’il offre. Un dispositif avec des rhizotrons hydroponiques a été construit spécifiquement pour cette expérimentation. Nous avons confirmé, dans ces nouvelles conditions, les différences d’origine génétique entre les différents génotypes utilisés. De plus, nous avons comparé de manière systématique les valeurs de traits mesurés avec celles de la précédente expérimentation. Certains traits se révèlent stables ou très corrélés (e.g. diamètres, distances interramification)alors que d’autres présentent des différences beaucoup plus fortes (e.g. vitesses de croissance, vitesses d’émergence des racines adventives).Une troisième expérimentation, utilisant différentes combinaisons de greffage entre génotypes, nous a permis d’approfondir la question du contrôle des traits par des interactions au sein de la plante: soit à courte distance au sein du système racinaire, soit à plus longue distance parle système aérien. Deux traits importants ont été étudiés (le diamètre apical et la densité de ramification) en utilisant des combinaisons de génotypes ayant des valeurs contrastées par rapport à ces traits. Il en ressort des réponses très différentes, avec un effet marqué du greffon sur les111RésuméBui H.H. (2015), Diversité inter- et intra-spécifique des paramètres racinaires chez les Solanacées diamètres, révélant qu’une partie au moins du contrôle de ce trait est effectuée par le système aérien, et un effet faible ou inexistant du greffon sur la densité de ramification, révélant un contrôle local de ce trait, par des interactions à courte distance entre les racines. Cette expérimentation par greffage a montré un potentiel très intéressant pour mettre en lumière divers mécanismes de contrôle des traits au sein de la plante entière.Cette étude mérite d’être prolongée par des analyses plus systématiques des déterminismes de variation des traits de l’architecture racinaire, et par des simulations par modèle qui permettront de synthétiser les conséquences des variations de traits sur les performances globales des systèmes racinaires pour la prospection du sol. / Analysis of the inter and intra specific diversity of the parameters of the root system architecture in the Solanaceae.Plant roots play an important role to ensure the productivity and the resistance to manystresses. In new agricultural context, the importance of root system and its architecture are placed tothe forefront. Our study focuses on the root architecture dynamics of Solanaceae, which contains aseries of important horticultural species for the alimentation. Our work was based on 32 genotypesbelonging to three groups of species: aubergines, capsicums, and tomatoes.In this study, we propose firstly an analysis of inter‐ and intra ‐ specific diversity of rootarchitecture through evaluating a set of traits which are also the parameters of a dynamic simulationmodel (ArchiSimple: Pagès et al, 2012). The experiment in pots with a very favorable condition forplant growth and rooting was conducted for the first evaluation. It showed that the selected roottraits present an effect of genetic ‐ originated variations and this effect is usually stronger amongspecies than within species. We also found correlations between certain traits, which revealcompromises or coordinations in the developmental processes.In order to go deeper into the signification of selected root traits and their stability toenvironmental conditions, we also evaluated these traits in hydroponic culture. This environment isradically different, and interesting for its possibilities to visualize the roots. An experimental setupwith hydroponic rhizotrons was specially built for this experiment. In the new conditions, the genetic‐ originated differences between different genotypes used also were found. In addition, wecompared systematically the traits values with those of the previous experiment. Certain traits arestable or highly correlated (e.g., apical diameter, inter‐branch distance), while others are muchdifferent (e.g., root growth rate, emission rate of adventitious roots).In a third experiment, we used different grafting combinations between genotypes todeepen the question of the control of root traits by interactions within plant: either short distancecontrol within root system or long distance control by aerial system. Two important root traits (apicaldiameter and branching density) have been studied by grafting between genotypes which havecontrasting values on these traits. The different responses appear: a significant effect of scion ondiameters, which indicate that at least of this trait is controlled by shoot system, and a weak effect orno effect of scion on branching density, revealing the local control of this trait, by short distanceinteractions between the roots. This experiment showed a great potential of grafting to highlightvarious control mechanisms of root traits within whole plant.AbstractBui H.H. (2015), Diversité inter- et intra-spécifique des paramètres racinaires chez les Solanacées 113This study deserve to be extended by more systematic analysis of determinisms of variationsof root architecture traits, and by using simulation model which allow to integrate the consequencesof traits variations on global performances of root system for prospecting of soil.