Leaves are responsible for the majority of the fixed carbon in most plant species. Along leaf development, the photosynthetic capacity increases until the organ reaches maturity. Consequently, at the onset of senescence the leaves have the highest photosynthetic activity, then, as the chloroplasts are dismantled and the photosynthetic machinery is degraded, leaves gradually lose the rate of carbon assimilation. Although the capacity to fix carbon declines as senescence progresses, nutrient remobilization from macromolecule degradation nourishes the developing sink organs. In this regard, delaying leaf senescence stands out as a promising strategy to increase plant yield as extends the window of time with maximum carbon fixation rate. Another approach that is receiving much attention is the manipulation of chlorophyll degradation once it potentially regulates photosynthetic capacity and affects the nutritional quality of harvestable organs. As chlorophyll is degraded, the released phytol is recycled and can be either stored (i.e. as fatty acid phytyl esters), used for chlorophyll synthesis or be incorporated in tocopherol biosynthesis. Tocopherols have high nutraceutical value due to their antioxidant properties. However, the majority of the studies regarding senescence and chlorophyll degradation were carried out in the model plant Arabidopsis thaliana or grasses, creating a knowledge gap about these processes in fleshy fruit-bearing plants of human diet interest. In this regard, the tomato, Solanum lycopersicum, is an excellent model not only for the genetic and genomic resources, but also for its agronomic and nutritional importance. Thus, this project aims to extend what is known about the effects of chlorophyll degradation and senescence manipulation over the metabolism and yield of tomato plants, as well as fruit nutritional quality. In order to evaluate the consequences of alteration in chlorophyll degradation, first the enzymes chlorophyllase and pheophytinase, both capable of dephytylating the chlorophyll molecule, were identified and characterised. An extensive phylogenetic, evolutive and transcriptional analysis allowed the identification of two groups of chlorophyllases, one putatively involved in the response to different stimuli, while the other may act in chlorophyll homeostasis. As for pheophytinase, only one group was identified, being related to physiologically programmed processes that trigger chlorophyll degradation (i.e. leaf senescence and fruit ripening). Given this scenario, pheophytinase was chosen to be constitutively knocked-down in order to evaluate the effects over the metabolism of leaves and fruits. As consequence of this manipulation, transgenic plants were impaired in the leaf senescence-associated chlorophyll breakdown, but, although with an initial delay, fruit ripening-associated degreening was not compromised. Several photosynthetic and biochemical parameters were signs of photoinhibition, possibly due to a deficiency in chlorophyll recycling in leaves. This led to an increase in sugar exportation towards fruits, ultimately increasing soluble sugar content of ripe fruits. However, as a consequence, carotenoid levels were reduced, what, at least partially, it was compensated by an increase in tocopherol content. The results indicated that pheophytinase plays a role beyond senescence-associated chlorophyll degradation and its manipulation led to the development of fruit with increased soluble sugars and tocopherols at the cost of lowering carotenoid levels. Thus, these evidences support the manipulation of chlorophyll breakdown as a strategy for improvement of fleshy fruit plants. In order to address the effects of senescence over yield and fruit quality, the transcription factor ORESARA1, which has been widely characterised in A. thaliana and is considered a key regulator of senescence initiation, was targeted. After a comprehensive phylogenetic analysis and the characterization of the regulatory mechanisms, one putative ortholog was selected to be silenced. As consequence of this manipulation, leaves displayed increased chlorophyll content. Moreover, as senescence was delayed, the extent of photosynthetic activity of the leaves was also expanded. As the number of fruits was increased in the knockdown lines, this reflected in an increment in the harvest index. Ripe fruits accumulated more soluble sugars and tocopherols. Collectively, the results support the manipulation of leaf senescence as a strategy for tomato yield improvement. Altogether, data obtained enhance the knowledge about the impacts of chlorophyll degradation and leaf senescence over the metabolism of fleshy-fruit plants, providing strategies to increase yield and nutritional quality of fruits / As folhas, para a maioria das espécies vegetais, são o principal órgão responsável pela fixação de carbono. Durante o desenvolvimento foliar, o potencial fotossintético aumenta até a folha atingir a sua maturidade. Consequentemente, no momento que o programa de senescência se inicia, a folha apresenta a maior taxa de fotossíntese, a qual passa então a declinar conforme o cloroplasto se desorganiza e a maquinaria fotossintética é degradada. Apesar da redução na fixação de carbono, o catabolismo de macromoléculas possibilita a remobilização de nutrientes para os órgãos dreno em desenvolvimento. Neste contexto, atrasar a senescência destaca-se como uma promissora estratégia para aumento da produtividade, uma vez que estende o período de máxima fixação de carbono das folhas. Outra estratégia que tem recebido atenção por, potencialmente, regular a capacidade fotossintética e afetar a qualidade nutricional dos órgãos coletáveis é a manipulação da degradação da clorofila. Durante o catabolismo deste pigmento, o fitol liberado é reciclado podendo ser armazenado (i.e. na forma de ésteres de fitil com ácidos graxos), ser utilizado na síntese de novas moléculas de clorofila ou ser incorporado na rota biossintética de tocoferóis. Estes últimos compostos, por seu potencial antioxidante, possuem alto valor nutracêutico. No entanto, a maior parte dos estudos sobre senescência e degradação de clorofila foi realizada na planta modelo Arabidopsis thaliana ou em gramíneas, tornando escassas as informações relativas a plantas com frutos carnosos de interesse para a dieta humana. Nesse âmbito, o tomateiro, Solanum lycopersicum, é um excelente modelo de estudo não apenas pela disponibilidade de recursos genético e genômicos, mas também pela importância agronômica e nutricional desta espécie. Assim, este trabalho pretende expandir o conhecimento acerca dos efeitos da manipulação da degradação de clorofila e da senescência sobre o metabolismo e produtividade do tomateiro, bem como sobre a qualidade nutricional dos frutos. De modo a se avaliar as consequências de alterações na degradação de clorofila, iniciou-se por identificar e caracterizar em tomateiro as enzimas clorofilase e feofitinase, as quais catalisam a defitilação da molécula de clorofila. Uma vasta análise filogenética, evolutiva e transcricional permitiu a identificação de dois grupos de clorofilases, um dos quais estaria envolvido na plasticidade de respostas a estímulos e o outro na homeostase dos níveis de clorofila. Já para feofitinase, somente um grupo foi identificado, o qual está relacionado a processos fisiologicamente programados que levam à degradação de clorofila (i.e. senescência foliar e amadurecimento de frutos). Dado o panorama obtido, a feofitinase foi escolhida para ser constitutivamente silenciada de modo a se avaliar as consequências para o metabolismo de folhas e frutos. Como consequência do silenciamento, as linhagens transgênicas mostraram-se incapazes de degradar clorofila durante a senescência, mas, embora com um atraso nas etapas iniciais, a degradação ao longo do amadurecimento de frutos não foi comprometida. Diversos parâmetros fotossintéticos e bioquímicos foram indicativos de fotoinibição, possivelmente em virtude de uma deficiência na reciclagem da clorofila em folhas. Isto acarretou em um aumento na exportação de açúcares para frutos, incrementando a concentração de açúcares solúveis nos frutos maduros, que, em contrapartida, resultou na queda nos teores de carotenoides. A queda nestes compostos antioxidantes foi, ao menos parcialmente, compensada por um aumento nos níveis de tocoferóis. Os resultados indicaram que a feofitinase possui um papel além da degradação de clorofila associada à senescência, e que sua manipulação leva ao desenvolvimento de frutos com maior teor de açúcares solúveis e de tocoferóis ao custo da redução no de carotenoides. Desta forma, estas evidências suportam a manipulação da clorofila como estratégia para o melhoramento de frutos carnosos. Para investigar o efeito da senescência sobre a produtividade e qualidade de frutos foi escolhido o fator de transcrição ORESARA1, o qual está amplamente caracterizado em A. thaliana e é considerado um regulador chave no desencadeamento deste processo. A partir de uma extensa análise filogenética e da caracterização de sua regulação, um putativo ortólogo foi selecionado como alvo para silenciamento. Como consequência desta manipulação, folhas apresentaram os níveis de clorofila incrementados. Além disto, taxas fotossintéticas maiores que as do genótipo controle foram mantidas por maior tempo indicando que a iniciação da senescência foi retardada. Assim, estas plantas produziram um maior número de frutos, consequentemente, aumentando o índice de colheita dessas linhagens. Os frutos maduros apresentaram maiores teores de açúcares solúveis e de tocoferóis. Os resultados demostraram que o retardo do início da senescência é uma estratégia efetiva para aumento da produtividade de tomateiro. Coletivamente, os resultados obtidos aprofundam o conhecimento acerta dos impactos da degradação de clorofila e senescência sobre o metabolismo de plantas com frutos carnoso, além de prover estratégias para se incrementar a produtividade e a qualidade nutricional de frutos

Visando a produção de um alimento que possua elevados teores de compostos bioativos, a piramidação de genes é uma técnica capaz de estimular o acúmulo e a expressão de novas classes de flavonoides em tecidos vegetais, como por exemplo, o tomate roxo, rico em antocianinas. As antocianinas podem atenuar o processo inflamatório através da modulação da cascata de sinalização e da expressão de enzimas, sendo este um dos possíveis mecanismos de ação que leva a promoção da saúde, atribuído a esta classe de compostos. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a ação anti-inflamatória do extrato de tomate roxo, obtido por piramidação dos genes Anthocyanin Fruit (Aft), Aubergine (Abg) e atroviolaceum (atv), em camundongos submetidos ao modelo de peritonite induzida por lipopolissacarídeo (LPS). O fruto tomate vermelho - Micro Tom (MT) e o transformado foram caracterizados quanto ao seu perfil de compostos fenólicos. A casca do tomate roxo, rica em antocianinas, apresentou conteúdo de fenólicos totais dez vezes maior quando comparado à casca do MT, apresentando também maiores quantidades de ácido ascórbico e capacidade antioxidante avaliado nos métodos DPPH e ORAC; em relação à polpa e casca do tomate vermelho e a polpa do tomate roxo. Os principais flavonoides identificados na casca do tomate roxo, por CLAE-DAD, foram: as antocianidinas petunidina (86,5 mg/100 g b.u.), delfinidina (6,85 mg/100 g b.u.), principalmente na forma acilada, e o flavonol rutina (106,26 mg/100 g b.u.). A propriedade anti-inflamatória dos compostos fenólicos foi avaliada através de um modelo de peritonite, em camundongos, induzida por LPS. O extrato aquoso do tomate roxo, rico em antocianinas (2 e 4 mg petunidina eq./100 g peso corpóreo) foi administrado, por via oral, 30 minutos antes do estímulo inflamatório. No exsudato peritoneal, coletado após 3h do estímulo, foi observada, no grupo que recebeu 4 mg quando comparado ao grupo estimulado com LPS, uma redução significativa (p<0,05) de cerca de 37% no número de leucócitos totais e de 64% na expressão gênica de mRNA de COX-2 e na produção de citocinas pró-inflamatórias (TNF-&#945;, IL-1&#946;, IL-2, IL-6 e MCP-1), assim como um aumento significativo da citocina anti-inflamatória IL-10. Em estudo de absorção, os metabólitos: delfinidina aglicona (m/z 303) e malvidina aglicona (m/z 331) foram detectados, por cromatografia líquida ESI-MS/MS, nas amostras de fígado dos animais eutanasiados após 30 minutos de administração do extrato do tomate roxo. Portanto, os resultados demonstram que as antocianinas presentes no tomate roxo, por meio dos metabólitos encontrados no fígado dos animais, apresentam atividade anti-inflamatória através do controle do influxo leucocitário, da modulação da expressão gênica de COX-2 e da produção citocinas. / Aiming to produce a food having high contents of bioactive compounds, the gene pyramiding is a technique capable of stimulating the expression and accumulation of new classes of flavonoids in plant tissues, such as purple tomato, rich in anthocyanins. Anthocyanins may attenuate the inflammatory process by modulating the signaling cascade and expression of enzymes, which is one of the possible mechanisms of action that leads to health promotion, assigned to this class of compounds. The objective of this study was to evaluate the anti-inflammatory action of the purple tomato paste, obtained by pyramiding of genes Fruit Anthocyanin (Aft), Aubergine (Abg) and atroviolaceum (atv) in mice submitted to peritonitis model induced by lipopolysaccharide (LPS). The tomato fruit - Micro Tom (MT) and the transformed were characterized according to their profile of phenolic compounds. The purple tomato peel, rich in anthocyanins, phenolics content presented ten times higher compared to the shell of the MT, and also provides increased amounts of ascorbic acid and antioxidant activity in the DPPH rated and the ORAC methods; than the pulp and peel the tomato pulp and purple tomatoes. The main flavonoids identified in tomato peel purple, by HPLC-DAD were: petunidin the anthocyanidins (86.5 mg / 100 g wb), delphinidin (6.85 mg / 100 g wb), especially in the acylated form, and flavonol rutin (106.26 mg / 100 g bu). The anti-inflammatory properties of the phenolic compounds was evaluated through a model of peritonitis in mice induced by LPS. The extract of purple tomato, rich in anthocyanins (2 and 4 petunidin mg eq. / 100 g body weight) was administered orally 30 minutes before the inflammatory stimulus. In the peritoneal exudate collected after 3 h of stimulation was observed in the group receiving 4 mg as compared to the LPS stimulated group, a significant reduction (p <0.05) of about 37% in the number of total leukocytes and 64 % mRNA gene expression of COX-2 and production of proinflammatory cytokines (TNF-&#945;, IL-1&#946;, IL-2, IL-6 and MCP-1), as well as a significant increase of the anti-inflammatory cytokine IL-10. In a study of absorption, the metabolites: aglycone delphinidin (m / z 303) and malvidin aglycone (m / z 331) were detected by HPLC - ESI-MS / MS, in liver samples from animals euthanized 30 minutes after administration the purple tomato extract. Therefore, the results show that anthocyanins present in the purple tomato, through the metabolites found in animal liver, exhibit anti-inflammatory activity by controlling the leukocyte influx, the modulation of gene expression of COX-2 and production cytokines.

[EN] Abstract Fruit set is the transition from a quiescent ovary of the flower to a developing fruit after pollination. This process is associated with the content of gibberellin (GAs) and auxins in the ovary. Therefore the development of parthenocarpic fruit (seedless fruit) can be induced by applying both kinds of hormones. In tomato it has been described that auxin action during fruit set is mediated by GAs, by inducing different biosynthesis pathway genes, among them SlGA20ox, which codify important enzymes for GAs biosynthesis regulation. The SlGA20ox gene family is composed of 4 genes, and SlGA20ox1 seems to play a key role in fruit set. In order to deepen the understanding of this process, it has been investigated in the ovary of tomato: a) the site of expression of SlGA20ox1 and its regulation; b) the localization of IAA (auxin). For this, we have obtained transgenic lines of the tomato Micro-Tom (MT) cultivar and various hormonal mutants (procera, 35S::CsGA20ox1 Dwarf, entire and dgt) with the transgene pSlGA20ox1::GUS. Transgenic lines do not differ phenotypically from the original lines and they have been used to analyze the expression of SlGA20ox1, using the GUS gene as reporter. Localization of SlGA20ox1 transcripts was also investigated in situ. SlGA20ox1 expression in ovary after pollination was located mainly in the funiculus, placenta and embryo. Auxin and brassinosteroids (BR) increased the expression of SlGA20ox1. On the other hand, auxin location in the ovary was investigated using the transgenic line DR5::GUS (expressing the auxin-response gene DR5), and analyzing directly the IAA content by immunolocalization. In pollinated ovaries, GAs and auxin co-localize in the egg (embryo and embryo-sac) and placenta, supporting the hypothesis that both hormones interact during fruit set. Phenotypic analysis of the mutants used in this work showed that GAs inhibit the development of axillary buds, through the DELLA protein. This inhibitory effect is reversed, at least partially, by BR. Furthermore, the introduction of wild gen Dwarf in MT (normalizing its content of BR) increases plant height, but does not extend its vegetative cycle, nor increases parthenocarpy in MT. / [ES] Resumen La fructificación, paso del ovario en reposo a fruto en crecimiento tras la polinización, asociada al aumento de contenido de giberelinas (GAs) y auxinas en el ovario, es un proceso clave para la producción. Por ello se puede inducir también el desarrollo de frutos partenocárpicos (sin semillas) aplicando ambos tipos de hormonas. En tomate se ha descrito que parte de la acción de las auxinas en la fructificación está mediada por GAs, induciendo distintos genes de la ruta biosintética, entre ellos los que codifican SlGA20ox, enzimas importantes para la regulación de la síntesis de GAs. De los 4 genes que forman la familia, SlGA20ox1 parece ser clave en la fructificación. Con objeto de profundizar en el conocimiento de este proceso, se ha investigado en el ovario de tomate: a) la localización de la expresión de SlGA20ox1 y su regulación; b) la localización de IAA (auxina). Para ello, se han obtenido líneas trangénicas del cultivar Micro-Tom (MT) de tomate y diversos mutantes hormonales (procera, 35S::CsGA20ox1 Dwarf, dgt y entire) con el transgén pSlGA20ox1::GUS. Las líneas transgénicas no difieren fenotípicamente de las líneas originales y se utilizaron para analizar la expresión de SlGA20ox1 con el gen delator GUS. Se investigó además la localización de los transcritos de SlGA20ox1 in situ. La expresión de SlGA20ox1 en el ovario tras la polinización se localizó, principalmente, en el funículo, la placenta y el embrión. Tanto las auxinas como los brasinosteroides (BR) aumentaron la expresión de SlGA20ox1. Por otro lado se investigó la localización de auxinas en el ovario usando una línea transgénica DR5::GUS (que expresa el gen de respuesta a auxinas DR5), y analizando también directamente el contenido de IAA mediante inmunolocalización. En ovarios polinizados, la localización de las GAs y auxinas coincidió en el óvulo (embrión y saco embrionario) y la placenta, apoyando la hipótesis de que ambas hormonas interaccionan durante la fructificación. El análisis fenotípico de los mutantes utilizados mostró que las GAs inhiben el desarrollo de los brotes axilares por GAs, a través de la proteína DELLA. El efecto inhibidor es revertido, al menos parcialmente, por BR. Por otro lado, la introducción del gen silvestre Dwarf en MT (normalizando así su contenido en BR) aumenta la altura de la planta, pero no prolonga su ciclo vegetativo, ni aumenta la capacidad partenocárpica de MT. / [CAT] Resum La fructificació, pas de l'ovari en repòs a fruit en creixement després de la pol·linització, associada a l'augment de contingut de giberelines (GAs) i auxines en l'ovari, és un procés clau per a la producció. Per això es pot induir també el desenvolupament de fruits partenocàrpics (sense llavors) aplicant tots dos tipus d'hormones. En el tomàquet s'ha descrit que part de l'acció de les auxines en la fructificació està intervinguda per GAs, induint diferents gens de la ruta biosintètica, entre ells els que codifiquen SlGA20ox, enzims importants per a la regulació de la síntesi de GAs. Dels 4 gens que formen la família, SlGA20ox1 sembla ser clau en la fructificació. A fi d'aprofundir en el coneixement d'aquest procés, s'ha investigat en l'ovari del tomàquet: a) la localització de l'expressió de SlGA20ox1 i la seva regulació; b) la localització de l'IAA (auxina). Per a això, s'han obtingut línies transgèniques de conrear Micro-Tom (MT) de tomàquet i diversos mutants hormonals (procera, 35S::CsGA20ox1 Dwarf, dgt i entire) amb el transgèn pSlGA20ox1::GUS. Les línies transgèniques no difereixen fenotípicamente de les línies originals i es van utilitzar per analitzar l'expressió de SlGA20ox1 amb el gen delator GUS. Es va investigar, a més, la localització dels transcrits de SlGA20ox1 in situ. L'expressió de SlGA20ox1 en l'ovari després de la pol·linització es va localitzar, principalment, en el funicle, la placenta i l'embrió. Tant les auxines com els brasinosteroides (BR) van augmentar l'expressió de SlGA20ox1. D'altra banda es va investigar la localització d'auxines en l'ovari usant una línia transgènica DR5::GUS (que expressa el gen de resposta a auxines DR5) i analitzant també directament el contingut de IAA mitjançant immunolocalització. En ovaris polinitzats, la localització de les GAs i auxines va coincidir en l'òvul (embrió i sac embrionari) i la placenta, refermant la hipòtesi que ambdues hormones interaccionen durant la fructificació. L'anàlisi fenotípic dels mutants utilitzats va mostrar que les GAs inhibeixen el desenvolupament dels brots axil·lars per GAs, a través de la proteïna DELLA. L'efecte inhibidor és revertit, almenys parcialment, per BR. D'altra banda, la introducció del gen silvestre Dwarf en MT (normalitzant així el seu contingut de BR) augmenta l'alçada de la planta, però no perllonga el seu cicle vegetatiu, ni augmenta la capacitat partenocàrpica d'MT. / Gallego García, M. (2016). Papel de la GA 20-oxidasa en la fructificación del tomate [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61958 / TESIS

[EN] In order to identify the genes controlling developmental traits and abiotic stress tolerance in tomtato, our laboratory is performing an insertion mutagenesis program, in collaboration with the groups of Dr. Rafael Lozano (Almería University) and Dr. Mª Carmen Bolarín (CEBAS-Murcia). This PhD thesis is part of our insertion mutagenesis program and aims to keep deepening in the genetic dissection of relevant traits from an agronomic perspective using the generation and characterization of tomato T-DNA lines. With the goal of increasing the collection of tomato T-DNA lines previously generated in our group, we generated 974 new T-DNA lines. This collection of tomato T-DNA lines was evaluated in the greenhouse in order to detect dominant or semi-dominant mutants altered in vegetative and/or reproductive traits. In particular we paid special attention to mutants with changes in fruit set, since the altered genes in those mutants could play a role in the yield of tomato cultivars. The transition from ovary to a developing fruit (i.e. fruit set), occurs once the flower has reached the anthesis stage, and depends on the pollination and fecundation. However, the fruit development can also happen independently of pollination through a process named parthenocarpy. It is known that the growth regulators, mainly auxins and gibberellins, are involved in both kinds of fruit set processes. Even so, the genetic mechanisms that trigger the transition from ovary to fruit remain largely unknown. Accordingly, tomato mutants can be a valuable tool to shed light on the molecular and genetic basis that promote pollination-dependent or independent fruit set processes. Given the enormous interest raised by parthenocarpy, the work carried out in the context of this PhD thesis has been mainly focused on several seedless fruits mutants. The characterization of those mutants revealed alterations in vegetative plant development (e.g. leaf architecture) and/or reproductive development (e.g. fruit morphology) have been observed, suggesting that changes in endogenous levels of growth regulators (e.g. auxins and gibberellins) are closely related to the parthenocarpic fruit development. According to the histological analysis, most of the mutants showed cytological androsterility, and part of them also displayed deficiencies during the pollen sacs formation, a trait also related to parthenocarpic fruit development. Furthermore, it has been observed an increased fruit set rate in some parthenocarpic mutants leading to a higher fruit production per plant. Some mutants displayed a tight correlation between the alteration in floral whorls or fruit tissues and the expression of the GUS reporter gene included in the T-DNA, suggesting that the gen responsible of the mutant phenotype could be tagged by a T-DNA insert. Finally, the phenotypic, genetic and molecular characterization of the back-cross progeny of the Tom24 mutant suggests that this phenotype could be a consequence of a T-DNA insert which is not transmitted to the offspring due to a lethal effect in both types of gametes (male and female). / [ES] Con el fin de identificar genes que controlan caracteres del desarrollo y tolerancia a estrés abiótico, estamos abordando un programa de mutagénesis insercional en colaboración con los grupos del Dr. Lozano (Universidad de Almería) y la Dra. Bolarín (CEBAS-Murcia). Esta Tesis Doctoral se enmarca en el contexto de este programa de mutagénesis insercional y tiene como objetivo central seguir profundizando en la disección genética de caracteres relevantes desde un punto de vista agronómico a través de la generación y caracterización de líneas T-DNA de tomate. Con el objetivo de ampliar la colección que previamente se ha generado en nuestro grupo, se han obtenido 974 líneas T-DNA de tomate y se ha llevado a cabo la evaluación de estas líneas a fin de detectar mutantes dominantes o semidominantes afectados en caracteres vegetativos y/o reproductivos. En particular, la identificación de mutantes con cambios en el cuajado y desarrollo del fruto tiene una enorme relevancia a nivel agronómico dado que los genes alterados en estos mutantes intervienen sobre caracteres que contribuyen a la producción de un cultivar. El proceso de cuajado, es decir, la transición desde el ovario a un fruto en desarrollo, ocurre una vez la flor alcanza el estadio de antesis, y depende del éxito de la polinización y de la fecundación. No obstante, el desarrollo del fruto puede ser independiente de la polinización a través de un proceso denominado partenocarpia. En ambos procesos de cuajado, dependiente e independiente de polinización, están implicadas señales hormonales, especialmente auxinas y giberelinas (GAs). Aún así, la base genética de los mecanismos que desencadenan la transición del ovario a fruto es en gran medida desconocida. En este sentido, la disponibilidad de mutantes de tomate puede ser una herramienta muy valiosa para avanzar en el conocimiento de las bases moleculares y genéticas que promueven el cuajado del fruto dependiente e independiente de polinización. Habida cuenta del interés que suscita la partenocarpia, el trabajo realizado en el contexto de esta Tesis Doctoral se ha centrado en una serie de mutantes que desarrollan frutos sin semillas. La caracterización de estos mutantes ha permitido observar alteraciones en el desarrollo vegetativo (e.g. arquitectura foliar) y/o reproductivo (e.g. morfología del fruto) que sugieren cambios en los niveles endógenos de hormonas (e.g. auxinas y giberelinas) estrechamente vinculadas al desarrollo partenocápico del fruto. El análisis histológico ha indicado que la mayor parte de los mutantes exhiben androesterilidad citológica, y algunos también muestran alteraciones en la formación de los sacos polínicos o el desarrollo de la antera, un carácter que también está vinculado al desarrollo partenocápico del fruto. Por otro lado, se ha comprobado que la mayor tasa de cuajado de algunos mutantes partenocárpicos promueve una mayor producción por planta. En algunos mutantes se ha observado una estrecha relación entre la expresión del delator y la mutación, es decir, la actividad GUS se detecta en los órganos afectados, lo que sugiere que el gen responsable del fenotipo mutante se encuentra etiquetado por un T-DNA. Por último, la caracterización fenotípica, genética y molecular de plantas de la progenie de retrocruce del mutante Tom24 sugiere que el fenotipo se debe a un inserto de T-DNA que no se transmite a la descendencia debido a que provoca letalidad en ambos tipos de gametos (masculinos y femeninos). / [CAT] Pel tal d'identificar els gens que controlen caràcters del desenvolupament i tolerància a estrès abiòtic, estem abordant un programa de mutagènesi insercional en col·laboració amb els grups del Dr. Lozano (Universidad de Almería) y la Dra. Bolarín (CEBAS-Murcia). Aquesta Tesi Doctoral s'emmarca en el context d'aquest programa de mutagènesi insercional y té l'objectiu central seguir profunditzant en la dissecció genètica de caràcters rellevants des d'un punt de vista agronòmic a través de la generació y caracterització de línies T-DNA de tomaca. Amb l'objectiu d'ampliar la col·lecció que prèviament s'ha generada en el nostre grup, s'han obtingut 974 línies T-DNA de tomaca y s'ha dut a terme l'avaluació d'aquestes línies amb la finalitat de detectar mutants dominants o semidominants afectats en caràcters vegetatius i/o reproductius. En particular, la identificació de mutants amb canvis en el quallat i desenvolupament del fruit té una enorme rellevància a nivell agronòmic atès que els gens alterats en aquests mutants intervenen sobre caràcters que contribueixen a la producció de un cultivar. El procés del quallat, és a dir, la transició des de l'ovari a un fruit en desenvolupament, passa una vegada la flor arriba a l'estadi d'antesi, y depèn de l'èxit de la pol·linització i de la fecundació. No obstant, el desenvolupament del fruit pot ser independent de la pol·linització a través d'un procés denominat partenocàrpia. En ambos processos de quallat, dependent o independent de pol·linització, estan implicats senyals hormonals, especialment auxines i gibberel·lines (GAs). Tot i així, la base genètica dels mecanismes que desencadenen la transició de l'ovari al fruit és en gran mesura desconeguda. En aquest sentit, la disponibilitat de mutants de tomaca pot ser una eina molt valuosa per a avançar en el coneixement de les bases moleculars y genètiques que promouen el quallat del fruit depenent o independent de pol·linització. Tenint en compte de l'interès que suscita la partenocàrpia, el treball realitzat en el context d'aquesta Tesi Doctoral s'ha centrat en una sèrie de mutants que desenvolupen fruits sense llavors. La caracterització d'aquests mutants ha permès observar alteracions en el desenvolupament vegetatiu (e.g. arquitectura foliar) i/o reproductiu (e.g. morfologia del fruit) que suggereixen canvis en els nivells endògens d'hormones (e.g. auxines i gibberel·lines) estretament vinculades al desenvolupament partenocàrpic del fruit. L'anàlisi histològic ha indicat que la major part del mutants exhibeixen androesterilitat citològica, i alguns també mostren alteracions en la formació del sacs pol·linics o el desenvolupament de l'antera, un caràcter que també està vinculat amb es desenvolupament partenocàrpic del fruit. D'altra banda, s'ha comprovat que la major taxa de quallat d'alguns mutants partenocàrpics promou una major producció per planta. En alguns mutants s'ha observat una estreta relació entre l'expressió del delator i la mutació, és a dir, l'activitat GUS es detecta en els òrgans afectats. Això suggereix que el gen responsable del fenotip mutant està etiquetat per un T-DNA. Per últim, la caracterització fenotípica, genètica i molecular de plantes de la progènie de retro-encreuament del mutant Tom24 suggereix que el fenotip és causa de un insert T-DNA que no es transmet a la descendència pel fet que provoca letalitat en ambos tipus de gàmetes (masculins y femenins). / Goergen, G. (2016). Generación de líneas T-DNA de tomate (Solanum lycopersicum L.), identificación de mutantes de inserción afectados en caracteres del desarrollo y caracterización de mutantes de fruto partenocárpico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/62360 / TESIS

El cuajado del fruto es uno de los procesos más importantes del desarrollo vegetal, de él dependen la reproducción y propagación de la planta, cuando se trata de especies silvestres, y la producción en el caso de las especies cultivadas. El estudio de los genes regulados durante este proceso es crucial para comprender mejor los mecanismos implicados y mejorar el cuajado, especialmente en condiciones ambientales adversas. El objetivo general de esta tesis es estudiar el desarrollo del carpelo y el cuajado partenocárpico en tomate, lo que servirá de base para la mejora del cuajado. Para ello se empleó la técnica de sustracción de genotecas y los datos de expresión génica de la especie modelo Arabidopsis. Además, se realizó un estudio de conservación entre ambas especies y se encontró un alto grado de correlación, superior al 75%. Para seguir profundizando en el estudio de los genes implicados en el cuajado del fruto, se realizó un análisis transcriptómico del desarrollo, cuajado normal (variedad UC82) y partenocárpico (línea RP75/59) en tomate. El estudio detallado de los genes diferencialmente expresados ha permitido determinar que en la línea RP75/59 la alta concentración de GAs en el carpelo se debe a la sobre-expresión de la GA20-oxidasa 3. Por último, en esta tesis el análisis de la generación F2 desarrollada a partir de RP75/59 y UC82 ha permitido clarificar la partenocarpia de estos materiales y desarrollar una población segregante que servirá de base para realizar el cartografiado e identificación de genes implicados en el control de este carácter. / Pascual Bañuls, L. (2010). Análisis del cuajado y desarrollo partenocárpico del fruto en solanáceas: identificación de genes implicados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8330 / Palancia

Antón Martínez, MT. (2012). La caracterización del mutante insercional Arlequín revela que el gen etiquetado tiene un papel clave en el desarrollo reproductivo de tomate [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/16979 / Palancia

Orientador: Roberto Lyra Villas Bôas / Banca: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Luiz Vitor Crepaldi Sanches / Resumo: A fertirrigação é uma ferramenta de praticidade e economia na qual se utiliza o sistema de irrigação em determinada cultura para aplicação de adubos de acordo com a necessidade da fase fisiológica da planta. Para isso, é essencial saber a demanda da cultura e níveis ideais e toleráveis para obter o máximo potencial produtivo com economia de água e fertilizantes. O tomate é uma hortaliça bastante apreciada pela população no mundo e observa-se que a utilização de cultivo em ambiente protegido em estufa vem crescendo com uso de irrigação por gotejamento, que proporciona uma produção melhor distribuída durante o ciclo no ano, principalmente no período de inverno, quando sua produção cai e reflete com a alta dos preços da caixa de tomate nesses períodos. A utilização da adubação fosfatada para o cultivo de tomate italiano possui alguns entraves como a quantidade necessária para o ciclo, uma vez que produtores chegam a aplicar 10 vezes mais a quantidade de fosforo extraída pela planta de tomate nas curvas de acumulo de nutriente, considerando a eficiência desse fosforo menor do que 10%. No entanto, a aplicação desse fosforo de forma integral na base, antes do transplantio da muda ou aplicar parte dele dessa forma e o restante via fertirrigação é algo a ser analisado. O objetivo desse trabalho foi avaliar 5 doses de adubação fosfatada sendo que dois modos de aplicação do fosforo (incorporado ao solo completamente com Super Fosfato Simples mais Super Triplo ou metade da necessidade d... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The fertigation is a tool of practicality and economy in which the irrigation system in a certain crop is used to apply fertilizers according to the need of the physiological phase of the plant. For this, it is essential to know the demand of the crop and ideal and tolerable levels to obtain maximum productive potential with water and fertilizer savings. Tomato is a vegetable that is widely appreciated by the world's population and it is observed that the use of greenhouse cultivation has been increasing with the use of drip irrigation, which provides a better distribution during the cycle, especially in the winter, when its production falls and reflects with the high prices of the tomato box in those periods. The use of phosphatic fertilization for Italian tomato cultivation has some obstacles as the quantity required for the cycle, since producers even apply 10 times more the amount of phosphorus extracted by the tomato plant in the nutrient accumulation curves, considering the phosphorus less than 10%. However, the application of this phosphorus integrally in the base, before transplanting the seedling or applying part of it in this way and the rest via fertigation is something to be analyzed. The objective of this work was to evaluate 5 section of phosphate fertilization and two modes of application of phosphorus (incorporated into the soil completely with the Simple Super Phosphate plus Super Triple or half of the need for P2O5 with FSS plus ST and the other half with MAP via fertigation applied throughout the cycle). Results that were obtained showed that with 800 kg ha-1 of P2O5, regardless of the mode of application, it was possible to obtain optimal production with the Italian tomato cultivar used. / Mestre

Em regiões de intensa disponibilidade de energia solar e elevadas temperaturas, os produtores de tomate procuram limitar a radiação no interior dos ambientes protegidos para reduzir a temperatura, principalmente por meio de malhas aluminizadas. Porém, o uso dessas malhas provoca redução demasiada na transmitância da radiação fotossinteticamente ativa, trazendo conseqüências negativas à produtividade. Desse modo, é importante se caracterizar o microclima desses ambientes em função da cobertura empregada. O presente estudo teve por objetivo avaliar a influência de diferentes coberturas plásticas em ambientes protegidos no seu microclima e na produtividade e qualidade do tomateiro tipo cereja. Para tanto, um ambiente protegido de 50 m, instalado em Piracicaba, SP, foi dividido em dois ambientes distintos: Ambiente I - coberto com filme plástico anti-UV e com uma malha termo-refletora e Ambiente II - coberto com filme plástico difusor. Nesses ambientes foram cultivadas, em duas épocas distintas, duas cultivares de tomate tipo cereja (Sweet Grape e Sweet Million), submetidas a diferentes soluções nutritivas (relação K:N 2:1 e 3:1) na fertirrigação. No Ambiente II houve maior transmitância da radiação solar, sendo 50,3% superior à transmitância observada no Ambiente I. A temperatura média do ar no Ambiente II foi 5,2% e 2,1% superior à temperatura no ambiente externo, respectivamente para o 1º e 2º ciclo. Já no Ambiente I, as temperaturas foram praticamente iguais às observadas externamente. A cultivar Sweet Grape produziu maior quantidade de frutos pequenos (163 frutos pl-1) e grandes (341 frutos pl-1) do que a cultivar Sweet Million (102 e 261 frutos pl-1, respectivamente). A solução nutritiva com relação 2:1 de K:N promoveu maior produção de frutos pequenos (144 frutos pl-1) do que a relação 3:1 (122 frutos pl-1). As plantas no Ambiente II produziram, em média, 146 frutos pequenos por planta e 368 frutos grandes por planta, enquanto que no Ambiente I essa produtividade foi de 119 e 235 respectivamente. Os diferentes ambientes não tiveram influência sobre o diâmetro dos frutos, no entanto, promoveram diferenças no peso desses. Os frutos pequenos e grandes no Ambiente II pesaram respectivamente 6,66 g e 11,91 g e no Ambiente I 6,09 g e 11,21 g. A cultivar Sweet Million produziu 4,58 kg pl-1 e 3,85 kg pl-1 e a cultivar Sweet Grape produziu 3,94 kg pl-1 e 3,53 kg pl-1 nos 1° e 2° ciclos, respectivamente. Quanto à qualidade do fruto, o ambiente influenciou somente a porcentagem de acidez e o teor de vitamina C. A relação K:N 2:1 promoveu valor médio de oBrix ligeiramente superior ao valor obtido com a solução 3:1. Os frutos da cultivar Sweet Million apresentaram maior acidez e maior teor de vitamina C do que a cultivar Sweet Grape. Com base nesses resultados, concluiu-se que a cobertura com o filme plástico difusor foi eficiente em manter a temperatura e a radiação solar em níveis adequados para uma boa produtividade e qualidade das cultivares de tomateiro tipo cereja estudadas. / In the regions where solar energy is very intense and temperatures are high, the tomato growers use to reduce the incoming solar radiation inside the greenhouses, aiming to promote the temperature reduction, mainly by installing aluminated shading screens inside. However, the use of such covers promotes an intense reduction of the photosynthetic active radiation, bringing negative consequences for yield. Therefore, it is important to characterize the microclimate inside the greenhouses in relation to the cover material used. Based on that, the objective of the present study was to evaluate the influence of different covers on microclimate and the cherry tomato yield and quality in greenhouses, in Piracicaba, state of São Paulo, Brazil. For that, a 50-m greenhouse was divided in two different environments: Environment I - covered with plastic film anti-UV and with thermo-reflective shading screen disposed internally, and Environment II - covered with diffusive plastic film. Both environments were cultivated with two cultivars of cherry tomato (Sweet Grape and Sweet Million), fertilized with two different solutions (K:N relation of 2:1 and 3:1) by fertirrigation. Environment II had 50.3% more availability of solar energy than Environment I. The temperature inside Environment II was slightly higher (5.2 and 2.1% in the first and second cycles) than Environment I, which had similar temperatures to outside condition. The Sweet Grape cultivar produced more small (163 fruit pl-1) and large (341 fruit pl -1) fruits than Sweet Million (102 and 261 fruits pl-1, respectively). The 2:1 K:N solution promoted greater production of small fruit (144 fruit pl-1) fruits than 3:1 (122 fruit pl-1). Plants in the Environment II produced, in average, 146 small fruits per plant and 368 large fruits per plant, whereas the ones in Environment I produced 119 and 235 fruits per plant, respectively. The different environments did not have influence on fruit diameter; however, they promoted differences in the weight of the fruits. Small and large fruits in the Environment II weighted 6.66 g and 11.91 g and in the Environment I they weighted 6.09 g and 11.21 g, respectively. Sweet Million cultivar produced 4.58 kg pl-1 and 3.85 kg pl-1 and Sweet Grape 3.94 kg pl-1 and 3.53 kg pl-1 respectively in the 1st and 2nd cycles. In relation to fruit quality, the environment had influence only on the percentage of acidity and vitamin C content. The ratio K:N 2:1 resulted in a small °Brix difference in relation to the ratio 3:1. The Sweet Million fruits had higher acidity and vitamin C content than Sweet Grape ones. Based on these results, it is concluded that the cover of Environment II (diffusive plastic film) was efficient to keep the temperature and solar radiation in favorable levels for high productivity and quality of both cherry tomato cultivar during the two seasons evaluated.

El sabor y aroma del tomate son el resultado de las interacciones que se establecen, principalmente, entre sus azúcares, ácidos orgánicos, aminoácidos libres, minerales y compuestos volátiles, jugando estos últimos un papel muy relevante en la apreciación sensorial final. Una parte de estos compuestos se encuentran en forma libre, constituyendo la fracción volátil libre (FVL) pero otra parte se encuentra en forma glicosilada y los componentes que la forman no pueden ser percibidos por los receptores olfativos, constituyendo la denominada fracción glicosilada (FG) volátil. Los precursores glicosilados constituyen, por tanto, una fuente potencial para incrementar el aroma final si se consigue la hidrólisis de los enlaces glicosídicos y la consiguiente liberación de los aglicones. El objetivo de este estudio fue determinar la composición de la fracción volátil del tomate en cuanto a sus componentes libres y glicosilados para, seguidamente, evaluar la capacidad de determinadas actividades glicosídicas para liberar los aglicones. Se ha caracterizado el perfil aromático de cinco variedades de tomate. Los resultados han mostrado una gran influencia de la variedad sobre la composición tanto de la FVL como de la FG del tomate, estableciéndose el potencial de esta última para incrementar los compuestos volátiles libres. Se ha estudiado la influencia de la maduración en el perfil aromático del tomate, observándose que los componentes de la FVL y de la FG tienden, en general, a aumentar sus concentraciones a medida que avanza la maduración del fruto, aunque con relevantes excepciones. Este estudio avala la posibilidad, propuesta por otros autores, de utilizar el perfil aromático del tomate como una herramienta para la identificación de las variedades. Se han producido extractos enriquecidos en distintos enzimas glicosídicos de origen fúngico. La incubación de zumo de tomate en presencia de estos enzimas ha demostrado su capacidad para liberar varios de los aglicones particula / Ortiz Serrano, J. (2008). Influencia de la adición de glicosidasas sobre el potencial aromático del tomate (Solanum lycopersicum L.) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3447 / Palancia

El Pepino mosaic virus (PepMV) es un Potexvirus que fue descrito por primera vez en pepino dulce (Solanum muricatum Ait.) en Perú (Jones et. Al., 1980). En 1999 se detectó en Holanda, infectando a tomate (Van der Vlugt et al., 2000) mostrando una variada sintomatología. Desde entonces, el PepMV se ha expandido rápidamente por las principales áreas productoras de tomate del Mundo. Este virus se ha convertido en uno de los principales problemas en la producción de tomate en Europa donde produce importantes pérdidas económicas. La rápida expansión del PepMV en las zonas afectadas ha estado facilitada por su eficaz transmisión mecánica con las operaciones de cultivo y mediante los insectos polinizadores (Lacasa et al., 2003), sin embargo no se ha detectado la existencia de ninguna especie de insecto capaz de actuar como vector del mismo. El PepMV podría permaneces en el campo de una cosecha a la siguiente infectando a la flora arvense que podría actuar como reservorio de la enfermedad. Asimismo se ha comprobado la transmisión por semilla que podría constituir la forma de dispersión del virus a la larga distancia (Córdoba et. A., 2007). Actualmente se conocen diferentes aislados del virus que afectan al tomate. En primer momento, debido a las diferencias biológicas y moleculares observadas entre el aislado del PepMV que infectaba a tomate y el original de pepino dulce, distintos autores consideraron el aislado de tomate como un aislado diferente, denominándolo aislado tipo tomate (Van der Vlugt y Beredsen, 2002). Estudios posteriores demostraron que los aislados de PepMV de Europa, América del Norte y Canadá comparados con el aislado original de pepino dulce presentaban diferencias evidentes en sintomología, así como estructura poblacional del PepMV en cultivo de tomate en España, analizando y secuenciando tres zonas distintas del genoma del virus. / Alfaro Fernández, AO. (2009). Epidemiología y variabilidad patogénica del virus del mosaico del pepino dulce (Pepino mosaic virus). Nuevas enfermedades asociadas a su presencia (torrao o cribado) [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7027 / Palancia