El Pepino mosaic virus (PepMV) fue descrito por primera vez en 1980 por Jones y colaboradores, infectando a cultivos de Solanum muricatum de la zona costera de Perú. Esta nueva entidad viral, aunque infectaba al tomate, sólo le producía infecciones asintomáticas. Al inicio de 1999, el PepMV apareció en Holanda, infectando a tomate protegido (Van der Vlugt et al., 2000) y mostrando una variada sintomatología: mosaicos dorados o verde claro-verde oscuro, filiformismo y abullonado de las hojas, estrías amarillas en tallo, necrosis en hojas y manchado de los frutos maduros. Desde 1999 este virus se ha extendido por las principales zonas productoras de tomate del planeta: Alemania, Reino Unido, Bélgica, España, Francia, Italia, Estados Unidos, Canadá, Austria, Marruecos, Finlandia, Suecia, Noruega, Dinamarca, Ucrania, Polonia, Hungría, Chile y China. De forma casi simultánea a la aparición del PepMV en España, durante el final del otoño y principio del invierno de la campaña 1998/1999, en las zonas productoras de tomate de Murcia, se produjo de manera súbita e inesperada el marchitamiento de un gran número de plantas. El síndrome que se denominó como "Muerte súbita" o "colapso" comenzó a presentarse en invernaderos en avanzado estado de crecimiento apareciendo rodales de plantas con un ligero decaimiento de la parte apical que se hacia más notorio durante las horas centrales del día, cuando la temperatura en el interior del recinto alcanzaba los valores máximos diurnos y la humedad relativa descendía. Las plantas parecían recuperarse al final del día pero el marchitamiento volvía a aparecer en días posteriores, agravándose los síntomas que terminaban con el colapso de la mayor parte de las plantas afectadas. Los casos de marchitamientos no agudos lograban recuperarse al emitir nuevas raicillas, pero la productividad de las plantas se veía gravemente comprometida ya que las plantas quedaban retrasadas. / Córdoba Sellés, C. (2010). El virus del mosaico del pepino dulce (Pepino mosaic virus) afectando al cultivo del tomate (Solanum lycopersicum): Caracterización y Epidemiología [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7586 / Palancia

Uno de los aspectos fundamentales para mejorar un carácter es el conocimiento de los genes que lo controlan. Para llegar a averiguar cuáles son esos genes una de las alternativas es buscar mutantes en esos caracteres y, a partir de ellos, identificar cuáles son los que han variado respecto del material de partida. En comparación con otras alternativas metodológicas el empleo de la mutagénesis insercional presenta una evidente ventaja ya que si el gen alterado en un mutante queda etiquetado molecularmente se facilita enormemente su posterior identificación. Para identificar genes relacionados con la tolerancia al estrés hídrico y salino en tomate, se ha llevado a cabo el escrutinio de una parte de la colección de líneas T-DNA de tomate y Solanum galapagense. Además de caracterizar fenotípica y genéticamente las líneas identificadas, se ha profundizado en el conocimiento de mutantes que previamente habían sido detectados en nuestro grupo por su relación con estos caracteres. Se han identificado y caracterizado dos nuevos mutantes con alteraciones en su tolerancia al estrés hídrico. Se ha mejorado la caracterización de tres mutantes relacionados con la tolerancia a la salinidad que habían sido identificados previamente. Se han identificado y caracterizado 19 mutantes afectados en caracteres del desarrollo que podrían estar relacionados con la tolerancia a estos tipos de estrés abiótico. Por último, tras la identificación del gen responsable del mutante dor, que tenía alterada su capacidad de enraizamiento y organogénesis adventicia, se ha iniciado su análisis funcional mediante la obtención y análisis de las correspondientes líneas RNAi. / One of the fundamental aspects to improve a character is the knowledge of the genes that control it. One of the alternatives to find out which are those genes is to look for mutants in those characters and to identify which ones have changed with respect to the wild type. In comparison with other methodological alternatives, the use of insertional mutagenesis presents an obvious advantage since if the mutated gene is molecularly labeled, its subsequent identification is greatly facilitated. In order to identify genes related to tolerance to drought and salt stress in tomato, after developing the necessary methodologies, a part of the tomato TDNA and Solanum galapagense lines of our collection has been scrutinized. In addition to phenotypically and genetically characterizing the identified lines, we have improved the knowledge of mutants previously detected in our group by their relationship with these characters. Two new mutants have been identified and characterized with alterations in their tolerance to drought. The characterization of three mutants previously identified in our group and related to salinity tolerance has been improved. We have identified and characterized 19 affected mutants in developmental characters that could be related to tolerance to abiotic stresses. Finally, after the identification of the gene responsible for dor, a mutant with changes in its capacity for rooting and adventitious organogenesis, its functional analysis was started by obtaining and analyzing the corresponding RNAi lines. / Un dels aspectes fonamentals per millorar un caràcter és el coneixement dels gens que el controlen. Per arribar a esbrinar quins són aquests gens una de les alternatives és buscar mutants en aquests caràcters i, a partir d'ells, identificar quins són els que han variat respecte del material de partida. En comparació amb altres alternatives metodològiques l'ús de la mutagènesi insercional presenta un evident avantatge ja que si el gen alterat en un mutant queda etiquetat molecularment es facilita enormement la seva posterior identificació. Per poder identificar gens relacionats amb la tolerància a l'estrès hídric i salí en tomaca, després de la posada a punt de les metodologies necessàries, s'ha dut a terme l'escrutini d'una part de la col·lecció de línies T-DNA de tomaca i Solanum galapagense. A més de caracteritzar fenotípicament i genèticament les línies identificades, s'ha aprofundit en el coneixement de mutants prèviament detectats en el nostre grup per la seva relació amb aquests caràcters. S'han identificat i caracteritzat dos nous mutants amb alteracions en la seva tolerància a l'estrès hídric. S'ha millorat la caracterització de tres mutants identificats prèviament en el nostre grup i relacionats amb la tolerància a la salinitat. S'han identificat i caracteritzat 19 mutants afectats en caràcters del desenvolupament que podrien estar relacionats amb la tolerància als estressos abiòtics. Finalment, després de la identificació del gen responsable del mutant dor que tenia alterada la seva capacitat d'arrelament i organogènesi adventícia, s'ha iniciat la seva anàlisi funcional mitjançant l'obtenció i anàlisi de les corresponents línies RNAi. / Jáquez Gutiérrez, M. (2018). Caracterización de mutantes insercionales y somaclonales de tomate y Solanum galapagense alterados en la tolerancia a estrés abiótico y caracteres del desarrollo relacionados [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/106364 / TESIS

La tasa de cuajado es un factor determinante en la producción de un cultivar. Este proceso, regulado en gran medida por señales hormonales, representa la primera etapa del desarrollo de un fruto y depende del éxito de la polinización y de la fecundación. A pesar de su importancia agronómica, los mecanismos moleculares que regulan el proceso del cuajado del fruto son aún desconocidos. La identificación y caracterización de mutantes afectados en la tasa de cuajado es una de las mejores estrategias para lograr este propósito. En este trabajo de investigación hemos abordado la caracterización de tres mutantes insercionales de tomate afectados en la tasa de cuajado de fruto. Dos de estos mutantes, Lower fruit setting 2084 y 2448 (Lfs2084 y Lfs2448), identificados en el contexto de esta Tesis Doctoral, exhiben menor tasa de cuajado de fruto y presentan un patrón de herencia autosómica dominante. La caracterización de ambas mutaciones ha permitido descubrir que están asociadas a un fenómeno de letalidad del gameto masculino. La mutación Lfs2084 promueve la degeneración de los granos de polen que portan el inserto, pero también afecta al desarrollo reproductivo del ovario, lo que reduce de forma dramática la tasa de cuajado de fruto. El análisis del contenido endógeno de hormonas de este mutante parece indicar una alteración de la ruta del 2C-metil-Deritrol 4-fosfato (MEP), responsable de la síntesis de fitohormonas, pigmentos fotosintéticos y moléculas de defensa. Los menores contenidos de GA1 en Lfs2084, la giberelina activa más importante en el inicio del desarrollo del fruto de tomate, podrían estar asociados con una mayor actividad del enzima catabólico SlGA2ox2. Estos resultados, junto con los cambios en los perfiles de expresión de SlARF7 y TAG1, son coherentes con el fenotipo de menor tasa de cuajado observado en el mutante. La mutación Lfs2448 también promueve la degeneración de los granos de polen portadores del inserto, reduciendo en gran medida la cantidad de tubos polínicos que progresan a lo largo del estilo durante el proceso de polinización. Su caracterización molecular ha indicado que el fenotipo de Lfs2448 podría estar ocasionado por la alteración de la función de uno o dos genes que codifican proteínas CYP450 y que se expresan mayoritariamente en botones florales y frutos de 1 cm. Los resultados sugieren que la mutación desempeña un relevante papel en el desarrollo reproductivo de tomate, afectando al proceso de polinización y al cuajado de fruto. Además, la caracterización del mutante Arlequín (Alq) ha revelado alteraciones en su programa de desarrollo vegetativo y reproductivo. Respecto al desarrollo vegetativo, Alq promueve un patrón de crecimiento más vigoroso que el que exhiben las líneas hermanas que carecen de la mutación, así como cambios en la configuración espacial del desarrollo radicular. Con relación al desarrollo reproductivo, Alq conduce a un mayor cuajado de fruto como consecuencia de eventos de división celular en el pericarpio del ovario previos al proceso de polinización. Un aspecto esencial desde un punto de vista agronómico es que la mayor tasa de cuajado permite que Alq mantenga la producción de fruto en condiciones de moderada salinidad. / Fruit setting rate is one of the most determining factors in the yield of a cultivar. This process, largely regulated by hormonal signals, is the first stage of fruit development and depends on the successful completion of pollination and fertilization. Despite their agronomic importance, the molecular mechanisms regulating the fruit setting process are still unknown. The identification and characterization of mutations affecting fruit set rate is one of the best strategies to achieve this purpose. In this research work the characterization of three tomato insertional mutants altered in the fruit set rate has been addressed. Two of these mutants, Lower fruit setting 2084 y 2448 (Lfs2084 and Lfs2448), identified in the context of this Doctoral Thesis, exhibit decreased fruit set rate and present an autosomal dominant inheritance pattern. The characterization of both mutations allowed us to discover that they are associated with a phenomenon of lethality of the male gametes carrying the T-DNA insert. The Lfs2084 mutation not only promotes degeneration of pollen grains bearing the T-DNA, but also affects the reproductive development of the ovary, dramatically reducing the fruit set rate. Analysis of the endogenous hormone content of this mutant suggests an alteration of the 2-C-methyl-D-erythritol 4-phosphate (MEP) pathway, responsible for the synthesis of phytohormones, photosynthetic pigments and plant defence molecules. The lower GA1 content in Lfs2084 mutant, the main active form to induce fruit development, may be associated with increased activity of the SlGA2ox2 catabolic enzyme. These results, together with the changes in the expression profiles of both SlARF7 and TAG1 genes, are consistent with the phenotype of lower fruit set rate. The Lfs2448 mutation also promotes degeneration of the pollen grains carrying the T-DNA, largely reducing the number of pollen tubes that progress along the style during the pollination process. Its molecular characterization indicated that the Lfs2448 mutant phenotype could be caused by the functional alteration of one or two genes that encode CYP450 proteins mostly expressed in floral buds and young fruits. Results suggest that the tagged gene plays an important role in tomato reproductive development, affecting both normal pollination and fruit set process. Furthermore, the characterization of the Arlequín (Alq) mutant revealed alterations in its vegetative and reproductive developmental program. As regards vegetative development, Alq mutation promotes a more vigorous growth pattern, as well as changes in the spatial configuration of root system. Regarding reproductive development, Alq mutation leads to increased fruit set as a consequence of cell division events in the ovary pericarp prior to the pollination process. Finally, it should be noted that, thanks to its higher fruit set rate, the Arlequin mutant is capable of maintaining fruit production in moderate salinity conditions, which is of great importance from an agronomic point of view. / La taxa de quallat és un factor determinant en la producció d`un cultivar. Aquest procés, regulat en gran mesura per senyals hormonals, representa la primera etapa del desenvolupament d¿un fruit i depén de l¿èxit de la pol·linització i de la fecundació. A pesar de la seua importància agronòmica, els mecanismes moleculars que regulen el procés de quallat són encara desconeguts. La identificació i caracterització de mutants afectats en la taxa de quallat és una de les millors estratègies per aconseguir aquest propòsit. En aquest treball d¿investigació hem abordat la caracterització de tres mutants insercionals de tomaca afectats en la taxa de quallat de fruit. Dos d¿aquests mutants, Lower fruit setting 2084 i 2448 (Lfs2084 i Lfs2448), identificats en el context d¿aquesta Tesi Doctoral, exhibixen una menor taxa de quallat de fruit i presenten un patró d¿herència autosòmica dominant. La caracterització d¿ambdós mutacions ha permés descobrir que es troben associades a un fenomen de letalitat del gàmeta masculí. La mutació Lfs2084 promou la degeneració dels grans de pol·len que porten l¿insert, però també afecta el desenvolupament reproductiu de l¿ovari, la qual cosa reduïx de forma dramàtica la taxa de quallat de fruit. L¿anàl·lisi del contingut endogen d¿hormones d¿aquest mutant pareix indicar una alteració de la ruta 2C-metil-Deritrol 4-fosfato (MEP), responsable de la síntesi de fitohormones, pigments fotosintètics i molècules de defensa. Els menors continguts de GA1 en Lfs2084, la gibberel·lina activa més important a l'inici del desenvolupament del fruit de tomaca, podrien estar associats amb una major activitat de l¿enzim catabòlic SlGA2ox2. Aquests resultats, juntament amb els canvis en els perfils d¿expressió de SlARF7 i TAG1, són coherents amb el fenotip de menor taxa de quallat observat en el mutant. La mutació Lfs2448 també promou la degeneració dels grans de pol·len portadors de l¿insert, reduint en gran mesura la quantitat de tubs pol·línics que progressen al llarg de l¿estil durant el procés de pol·linització. La seua caracterització molecular ha indicat que el fenotip de Lfs2448 podria estar ocasionat per una alteració de la funció d¿un o dos gens que codifiquen proteïnes CYP450 i que s'expressen majoritàriament en botons florals i fruits d¿un centímetre. Els resultats suggerixen que la mutació té una funció important en el desenvolupament reproductiu de la tomaca, afectant el procés normal de pol·linització i el quallat de fruit. A més, la caracterització del mutant Arlequín (Alq) ha revelat alteracions en el seu programa de desenvolupament vegetatiu i reproductiu. Pel que fa al desenvolupament vegetatiu, Alq promou un patró d¿expressió més vigorós que el que exhibixen les línies germanes que no porten la mutació, així com canvis en la configuració espacial del desenvolupament radicular. Quant al desenvolupament reproductiu, Alq conduïx a un major quallat de fruit com a conseqüència d¿events de divisió cel·lulars en el pericarp de l¿ovari previs al procés de pol·linització. Un aspecte essencial des d¿un punt de vista agronòmic és que la major taxa de quallat pemet que Alq mantinga la producció de fruit en condicions de moderada salinitat. / Ribelles Alfonso, C. (2018). IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE MUTANTES DE TOMATE RELACIONADOS CON EL CUAJADO DEPENDIENTE E INDEPENDIENTE DE POLINIZACIÓN [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/111833 / TESIS

L'appauvrissement des sols et les changements climatiques réduisent de nos jours les rendements des récoltes en Afrique de l’Ouest. En guise de solution, l’amendement des sols à base de composts est souvent envisagé. Dans cette étude, cinq composts ont été élaborés à partir de deux types de déchets (urbains et de restauration) du fumier et du phosphate: les composts C1 (déchets d'ordures ménagères + restauration), C2 (C1 + fumier), C3 (C1 + phosphate naturel), C4 (C1 + fumier + phosphate naturel) et C5 (déchets de restauration). Ces composts sont d'abord caractérisés puis leurs effets étudiés sur un sol pauvre et sur deux cultures (le maïs et la tomate) sous serre et au champ sous deux régimes hydriques afin d’identifier ceux pouvant améliorer la résistance des deux plantes à une baisse de régime hydrique, appliquée pendant la phase préflorale. Les résultats montrent que les composts C3, C4 et C5 présentent des teneurs élevées en phosphore, en moyenne 1,62%, contre 0,09% pour le compost C1. Les composts C3 et C4 présentent les plus fortes teneurs en calcium, en moyenne 3,9 %, contre 1,2% pour le compost C1 tandis que les composts C4 et C1 se sont révélés plus hydrophobes que tous les autres composts. Les plantes de maïs cultivées sous irrigation permanente sur les sols amendés avec les composts C4 et C5 sous serre ont montré des teneurs en azote et en potassium élevées, respectivement 2,55% et 6,69% contre 1,33% et 3,97% pour les plantes témoins et celles cultivées avec l'engrais chimique. La réduction du régime hydrique entraîne une élévation des teneurs en potassium et en calcium chez les plantes cultivées sur les 5 composts comparées aux plantes témoins. Au champ, sous régime hydrique réduit, les composts C4 et C5 sont ceux qui ont permis aux plantes de maïs de maintenir des niveaux de paramètres physiologiques (faible perméabilité membranaire et un taux de chlorophylle totale élevé) comparés à ceux des plantes normalement irriguées. Ces 2 composts ont aussi permis de conserver les rendements en grains chez les plantes partiellement privées d'eau (5,52t/ha et 6,72t/ha pour C4 et C5) comparées à celles normalement arrosées (5,65t/ha et 5,09t/ha pour C4 et C5). Les plantes de la tomate cultivées avec le compost C3 ont enregistré sous le régime hydrique réduit, une augmentation du poids des fruits par plant comparé à celles arrosées normalement (95,93g contre 44,29g) tandis que dans les mêmes conditions, le compost C5 s'est révélé plus performant en terme d’augmentation du nombre de fruit par plant (7,39 contre 4,26). Ces données indiquent que les composts C3, C4 et C5 sont les plus performants et pourraient être retenus dans les programmes de vulgarisation des 2 plantes dans le contexte actuel des changements climatiques en vue d'un développement durable. / Soil nutrient depletion and water deficit as a result of seasons’ disruption are major factors adversely affecting crop yields in West Africa. To remedy this, the amendment of compost-based soil is often considered. In this study, Five composts were elaborated using household waste and agri-food waste, manure and phosphate: composts C1 (household waste + agri-food waste), C2 (C1 + manure), C3 (C1 + natural phosphate), C4 (C1 + manure + natural phosphate) and C5 (agri-food waste). These composts were first characterized and their effects on an acidic soil and on two crops (corn and tomato) were then investigated in greenhouse and field under two water regimes in the goal to identify the best's ones in improving resistance of the two crops to watering reducing, applied prior flowering. The results showed for C4 and C5 high contents of phosphorus, about 1.62% compared to 0.09% for the C1 compost. Composts C3 and C4 showed the highest levels of calcium, about 3.9% compared to 1.2% for the C1 compost while composts C4 and C1 were more hydrophobic than all other composts. Plants of corn grown under constant irrigation on soil amended with compost C4 and C5 in greenhouse showed high nitrogen and potassium contents, respectively 2.55% and 6.69% compared to 1.33% and 3.97 % of the control plants and those grown on synthetic fertilizers. Under reduced watering, we recorded higher potassium and calcium contents in plants grown on all of the five composts compared to control plants. In field, under reduced watering, composts C4 and C5 were those leading corn plants to maintain physiological parameters levels (low cell membrane permeability and high total chlorophyll) compared to well –watered plants. We also recorded for both composts the same grain yields in plants submitted to two water regimes, respectively 5.52t/ha and 6.72t/ha for C4 and C5 in well-watered plants and 5.65t/ha and 5.09t/ha for C4 and C5 in plants grown under low water regime. In tomato, an increased weight of fruit per plant was recorded in C3 compost plants under reduced-watering compared to those well-watered (95.93g compared to 44.29g) while in the same conditions, the compost C5 was the best for the number of fruits per plant (7.39 against 4.26). These data indicated that the three composts C3, C4 and C5 were the most efficient in this study and may be retained in adaptation programs of two crops to climate change for a sustainable development.

La tomate (Solanum lycopersicum) [...] présente de nombreux avantages : facilité de culture, temps de génération court, connaissances et ressources importantes, génome séquencé, facilité de transformation... Le développement du fruit est un procédé complexe hautement régulé et divisible en quatre étapes principales : la division cellulaire, l'expansion cellulaire, l’étape appelé « turning » et la maturation. Chaque étape est associée à un phénotype, qui lui-même découle de changements à différents niveaux cellulaires. [...]. Grâce aux récents progrès technologiques et en particulier au développement des «techniques omiques», comme la génomique, la transcriptomique, la protéomique, la métabolomique, les principaux composants cellulaires peuvent désormais être étudiés à haut densité. Dans ce contexte, l'objectif de mon doctorat était d'effectuer une analyse protéomique quantitative du développement du fruit de tomate puis d’intégrer les données «omiques» à la fois par des analyses statistiques et par la modélisation mathématique. Le premier chapitre rapporte les résultats de quantification du protéome de fruit de tomate réalisé en collaboration avec la plateforme PAPPSO (INRA, Gif-sur-Yvette). Des échantillons collectés à neuf stades de développement du fruit de tomate ont été extraits et le protéome quantifié, en absence de marquage, par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS/MS). Ensuite, j'ai cherché la méthode la plus adaptée, testant un ensemble de filtres sur les données, pour obtenir une quantification précise des protéines à partir des intensités ioniques (XIC). Au total, j’ai pu obtenir la quantification absolue de 2494 protéines en utilisant une méthode basée sur la modélisation de l'intensité des peptides. [...] Le deuxième chapitre est consacré aux résultats obtenus par analyses combinées d’«omiques» au cours du développement du fruit de tomate. La transcriptomique a été réalisée en collaboration avec Genotoul GeT (Toulouse) et le groupe Usadel (RWTH Aachen University, Allemagne). Grâce à l’ajout d’étalons internes, plus de 20000 transcrits ont été quantifiés de manière absolue à chacune des neuf étapes de développement. Cette quantification a ensuite été validée par comparaison avec des données de concentration de 71 transcrits précédemment obtenues par PCR quantitative. Enfin, nous avons cherché à intégrer les quatre niveaux de données - transcriptome, protéome, métabolome et activome- afin d‘identifier les principales variables associées au développement. Pour ces quatre niveaux, les analyses ont confirmé que l’entrée en maturation s’accompagne de changements majeurs et révélé une grande similarité entre la fin et le début du développement, notamment au niveau du métabolisme énergétique. Le troisième chapitre porte sur les résultats de modélisation de la traduction protéique obtenus grâce à la quantification absolue du transcriptome et du protéome. Afin d’expliquer la corrélation décroissante observée au cours du développement entre les concentrations en protéines et celles des transcrits correspondants, nous avons résolu un modèle mathématique de la traduction protéique basé sur une équation différentielle ordinaire et impliquant deux constantes de vitesse: pour la synthèse et la dégradation de la protéine. La résolution de cette équation, validée par un critère de qualité basé un intervalle de confiance fermé, a conduit à l'estimation de ces constantes pour plus de 1000 protéines. [...] Enfin le dernier chapitre décrit l’ensemble du matériel et des méthodes utilisées pour obtenir les différents résultats présentés dans le manuscrit. Dans le domaine de la biologie des systèmes, ce travail illustre comment l'intégration de multiples données «omiques» et la modélisation mécanistique basée sur la quantification absolue des «omiques» peut révéler de nouvelles propriétés des composants cellulaires. / The interest of the tomato (Solanum lycopersicum) fruit has spread in plant science where it is used as the model for fleshy fruit. The valuable advantages of the tomato fruit are numerous: an ease of culture, a short generation time, a high knowledge with important resources, a sequenced genome, an ease for transforming…. The development of tomato fruit is a complex regulated process, divided in four main steps: cell division, cell expansion, turning and ripening. Each step is characterized by a phenotype resulting from changes at different cellular levels. Thus, gene expression, protein abundance, enzyme activities, metabolic fluxes and metabolite concentrations show significant changes during these steps. Thanks to recent technologies advances and in particular the development of ‘omics techniques’, such as genomic, transcriptomic, proteomic, metabolomic, the main cell components can now be analysed by high-throughput. In this context, the objective of my PhD was to perform a quantitative proteomic analysis of the tomato fruit development and then integrate omics data both by statistical analyses and by mathematical modelling. The first chapter focused on results obtained for the quantitative proteomic developed in collaboration with the PAPPSO platform (INRA, Gif-sur-Yvette). Samples were harvested at nine stages of tomato fruit development, total proteome was extracted and quantified by label-free LC-MS/MS. Then I searched for the most appropriate method, testing a set of filters on the data, to obtain an absolute label-free protein quantification from ion intensities (XIC). Finally, I obtained the absolute quantification of 2494 proteins using a method based on peptides intensity modelling. The quantification of proteins by LC-MS/MS was then validated by comparison with 32 enzymatic capacities used as proxy for protein abundance. The second chapter was dedicated to the results of integrative omics analyses throughout tomato fruit development. First, transcriptomic has been performed in collaboration with Genotoul GeT (Toulouse) and Usadel‘lab (RWTH Aachen University, Germany). Using spikes in the experimental design, more than 20000 transcripts have been quantitatively determined at the nine stages of development. Then, this absolute quantification of the tomato transcriptome has been cross-validated with 71 transcripts previously measured by qRT-PCR. Finally, we integrated the four omics datasets- transcriptome, proteome, metabolome and activome – in order to identify key variables of the tomato fruit development. For the four levels, analyses confirmed that the entrance in maturation phase was accompanied by major changes, and revealed a great similarity between the end and the beginning of development, especially in the energy metabolism. The third chapter focuses on modelling results of the protein translation based on the absolute quantification of transcriptomic and proteomic. To explain the decreasing correlation observed between proteins and transcripts concentration throughout development, we proposed a mathematical model of protein translation based on an ordinary differential equation and involving two rate constants (for synthesis and degradation of the protein). The resolution of this equation, validated by a quality criteria based on a closed confidence interval, led to the estimation of the rate constants for more than 1000 proteins. These results were then compared with previous published data reported for plants and more widely in eukaryotic cells. Finally, the last chapter describes all the materials and methods used to obtain the results presented in the manuscript.In the systems biology context, this work illustrates how integration of multiple omics datasets and mechanistic modelling based on absolute omics quantification can reveal new properties of cellular component.

[EN] Tomato yellow leaf curl disease (TYLCD) causes great damage in tomato (Solanum lycopersicum L.) crops in south-eastern Spain and in many tropical and subtropical areas in the world. The disease is caused by a complex of viruses, all belonging to the genus Begomovirus, family Geminiviridae. Nine species have been reported causing TYLCD and six more have been proposed as tentative species. Four viral species associated with TYLCD are present in Spain. Preventive measures to fight the disease, as well as measures based on controlling the insect vector (Bemisia tabaci Gen.) are not effective, so the development of resistant varieties seems the best long term strategy. Given that resistance has not been reported in the cultivated species, screening for resistance has been focused on wild tomato relatives. Resistance has been found in different wild species and some resistant breeding lines and commercial varieties have been developed. Ty-1, derived from S. chilense LA1969, is the most frequently used gene. Advances in genetic engineering techniques have also been exploited in developing plant material with pathogen derived resistance. However, resistant varieties currently available are not a solution, as with high inoculum pressure conditions and early infections, plants still develop symptoms and yield losses are caused. For that reason, many research groups continue working worldwide to obtain plants with high levels of resistance to TYLCD. Current breeding objectives are the development of broad spectrum resistance to several begomovirus, the accumulation of resistance genes from different sources to increase the levels of resistance and the identification of molecular markers tightly linked to resistance genes, which allows shortening breeding programmes and accumulating different resistance genes in the same plant material. This work has been developed in the research group ‘Breeding for resistance to Tomato yellow leaf curl disease’ of the Institute for Conservation and Improvement of Agrodiversity (COMAV). When this project was initiated, several resistant plant materials had been developed from previous works of the group. Twelve breeding lines derived from S. chilense LA1932 and LA1938 were available. These lines were resistant to Tomato yellow leaf curl Sardinia virus (TYLCSV), the first viral species described in Spain causing TYLCD. It was of interest the evaluation of resistance in these lines to Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), introduced later in Spain and spread worldwide. Six breeding lines showed high levels of partial resistance to TYLCSV and TYLCV. The resistance consisted on attenuation and delay in symptom development, as well as reduction in viral accumulation. Significant yield losses due to viral infection were not observed in these lines. These lines also show good horticultural traits which make them appropriate to be base material for developing commercial hybrids resistant to both, TYLCSV and TYLCV. High levels of resistance have also been identified in S. pimpinellifolium UPV16991. The resistance has already been fixed in the genetic background of S. lycopersicum. It was convenient to determine the genetic control of the resistance and the expression in tomato background, before using it in breeding programmes. For these purposes L102 was selected. L102 belongs to the F6 generation, after the initial cross S. lycopersicum NE-1 x S. pimpinellifolium UPV16991. Resistance to TYLCV in L102 is controlled by one gene, with partial recessiveness and incomplete penetrance. Moreover, the expression of resistance strongly depends on S. lycopersicum background in which it is introgressed. The highest levels of resistance are obtained when crossing L102 with vigorous lines. So, we recommend to use UPV16991-derived resistance in the development of vigorous hybrids in homozygosis or combined with resistance from other sources. To exploit resistance derived from UPV16991, L102 and some other lines with the same origin were crossed with a breeding line homozygous for Ty-1. Resistance was then evaluated in several plant material heterozygous for both, Ty-1 and the resistance gene from UPV16991. These plant materials showed higher levels of resistance than heterozygotes for each of the genes. Resistance in one of the hybrids was even higher than in homozygotes for each of the genes. These results show that combining resistance from UPV16991 with Ty-1 is the most practical approach to exploiting this resistance, since it allows the development of hybrids without the need of fixing the resistance gene in both parents. Finally, availability of molecular markers tightly linked to the resistance genes is essential to accumulate resistance from different sources. Some molecular markers tightly linked to Ty-1 have been reported. However, in all cases, S. peruvianum-derived Mi gene interferes with these markers, causing false positive results. In this work, a molecular marker, JB-1, tightly linked to Ty-1 has been identified. This is a CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic DNA) marker. The presence of Mi, as well as introgressions from other wild tomato relatives such as S. lycopersicum (formerly Lycopersicon esculentum var. cerasiforme), S. habrochaites and S. pimpinellifolium do not interfere with the results for this marker. In addition, the analysis of several plant material with introgressions from different wild tomato relatives has allowed the location of CT21, the RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) marker from which JB-1 was designed. / [ES] La enfermedad del rizado amarillo del tomate (Tomato yellow leaf curl disease, TYLCD) causa graves daños en los cultivos de tomate (Solanum lycopersicum L.) del sudeste español y de la mayor parte de las zonas tropicales y subtropicales de todo el mundo. La enfermedad está causada por un complejo de virus pertenecientes al género Begomovirus, familia Geminiviridae. Se han descrito nueve especies causantes de TYLCD y otras seis han sido propuestas. En España están presentes cuatro de las especies virales asociadas a TYLCD. Las medidas preventivas de lucha contra la enfermedad, así como las basadas en el control del insecto vector transmisor (Bemisia tabaci Gen.) no resultan efectivas por si mismas, de forma que el desarrollo de materiales resistentes supone la mejor estrategia de lucha a largo plazo. Dado que en la especie cultivada no se han descrito entradas resistentes, la búsqueda de fuentes de resistencia se ha centrado en las especies silvestres del género relacionadas con el tomate. Se ha encontrado resistencia en distintas entradas de algunas de estas especies y se han desarrollado líneas de mejora y materiales comerciales con resistencia procedente de algunas de ellas. El gen Ty-1, derivado de la entrada LA1969 de S. chilense, ha sido el más empleado para la obtención de líneas e híbridos comerciales resistentes. Por otra parte, haciendo uso de los avances en las técnicas de ingeniería genética, también se han desarrollado materiales con resistencia derivada del patógeno. Sin embargo, los materiales resistentes disponibles hasta el momento no suponen una solución definitiva al problema, ya que, con presiones fuertes de inóculo o infecciones tempranas, las plantas desarrollan síntomas de la enfermedad, produciéndose pérdidas de producción. Por este motivo, numerosos grupos de investigación continúan trabajando a nivel mundial con la finalidad de obtener materiales con niveles elevados de resistencia a TYLCD. Entre los objetivos actuales de mejora se incluyen el desarrollo de resistencia de amplio espectro a varios begomovirus, la combinación de genes de distinta procedencia para conseguir mayores niveles de resistencia y la identificación de marcadores moleculares ligados a los genes de resistencia que permitan acortar los programas de mejora y acumular en un mismo material genes de resistencia de distintas fuentes. El grupo de “Mejora para la resistencia a la enfermedad del rizado amarillo del tomate”, del Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV), en el que se ha realizado la presente tesis doctoral, disponía al inicio de la misma de distintos materiales con resistencia a TYLCD, desarrollados en trabajos previos. Entre estos materiales se encontraban 12 líneas de mejora derivadas de la entradas LA1932 y LA1938 de S. chilense, seleccionadas por su resistencia a la especie Tomato yellow leaf curl Sardinia virus (TYLCSV), la primera especie viral causante de TYLCD detectada en España. Resultaba de interés evaluar la respuesta de estos materiales a la especie Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), introducida posteriormente en España y más extendida a nivel mundial. Seis de las líneas evaluadas han mostrado niveles elevados de resistencia parcial a TYLCSV y TYLCV, consistente en la atenuación en la manifestación de síntomas y retraso en el momento de aparición de los mismos, además de en la reducción de la acumulación viral. Además, no se han observado en estas líneas pérdidas significativas en el rendimiento como consecuencia de la infección por TYLCV. Las características agronómicas las hacen apropiadas como parentales para el desarrollo de híbridos con elevada resistencia a TYLCSV y TYLCV. Por otra parte, se habían identificado niveles elevados de resistencia en la entrada UPV16991 de S. pimpinellifolium. Una vez fijada la resistencia en el fondo genético de S. lycopersicum, y como paso previo al empleo en programas de mejora, era conveniente determinar el control genético de la misma, así como conocer su expresión en el fondo genético de la especie cultivada. Para ello se ha empleado la línea L102, que corresponde a la quinta generación de autofecundación a partir del cruce inicial S. lycopersicum NE-1 x S. pimpinellifolium UPV16991. Se ha comprobado que la resistencia parcial a TYLCV de la línea L102 está controlada por un gen con recesividad parcial y penetración incompleta. Además, la expresión de la misma depende considerablemente del fondo genético de S. lycopersicum en el que se introgresa, obteniéndose los mayores niveles de resistencia en cruces con líneas vigorosas. Por todo esto, se recomienda el uso de esta resistencia bien en homocigosis en el desarrollo de híbridos vigorosos, bien en combinación con resistencia procedente de otras fuentes. En este sentido, se decidió evaluar la resistencia en materiales que combinaban el gen Ty-1 y el gen derivado de UPV16991, ambos en heterocigosis. El nivel de resistencia en estos materiales ha sido superior al mostrado por los heterocigotos para cada uno de los genes, e incluso en algún caso se ha superado la resistencia de los homocigotos para cada uno de los genes. Esto indica que la combinación de la resistencia derivada de UPV16991 con el gen Ty-1 es la aproximación más práctica para la utilización de esta resistencia, ya que evita la necesidad de fijar el gen de resistencia en ambos parentales. Por último, para la acumulación de resistencia de distinta procedencia en un mismo material, resulta imprescindible disponer de marcadores moleculares ligados a los genes de resistencia. Se han descrito algunos marcadores ligados al gen Ty-1, sin embargo, la presencia del gen Mi, derivado de S. peruvianum, interfiere con los resultados para estos marcadores, obteniéndose falsos positivos. En este trabajo se ha identificado un marcador molecular, JB-1, tipo CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic DNA) ligado al gen de resistencia Ty-1. La presencia del gen Mi, así como introgresiones de otras especies como S. lycopersicum (antes Lycopersicon esculentum var. cerasiforme), S. habrochaites y S. pimpinellifolium, no interfieren con los resultados para este marcador. Además, el análisis de materiales con introgresiones de distintas especies silvestres relacionadas con el tomate para varios marcadores de la región del Ty-1 ha permitido localizar el marcador CT21, el RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) a partir del cual se desarrolló JB-1. / [CA] La malaltia de l’arrissat groc de la tomaca (Tomato yellow leaf curl disease, TYLCD) causa greus danys als cultius de tomaca (Solanum lycopersicum L.) del sud-est espanyol i de la major part de les zones tropicals i subtropicals de tot el món. La malaltia està causada per un complex de virus pertanyents al gènere Begomovirus, família Geminiviridae. S’han descrit nou espècies causants de TYLCD i altres sis han sigut proposades. A Espanya estan presents quatre de les espècies virals associades a TYLCD. Les mesures preventives de lluita contra la malaltia, així com les basades en el control de l’insecte vector transmissor (Bemisia tabaci Gen.) no resulten efectives per si mateixes, de manera que el desenvolupament de materials resistents suposa la millor estratègia de lluita a llarg termini. Atés que en l’espècie cultivada no s’han descrit entrades resistents, la recerca de fonts de resistència s’ha centrat en les espècies silvestres del gènere relacionades amb la tomaca. S’ha trobat resistència en distintes entrades d’algunes d’estes espècies i s’han desenvolupat línies de millora i materials comercials amb resistència procedent d’algunes d’elles. El gen Ty-1, derivat de l’entrada LA1969 de S. chilense, ha sigut el més utilitzat per a l’obtenció de línies i híbrids comercials resistents. D’altra banda, fent ús dels avanços en les tècniques d’enginyeria genètica, també s’han desenvolupat materials amb resistència derivada del patogen. No obstant, els materials resistents disponibles fins al moment no suposen una solució definitiva al problema, ja que, amb pressions fortes d’inòcul o infeccions primerenques, les plantes desenvolupen símptomes de la malaltia, produint-se pèrdues de producció. Per este motiu, nombrosos grups d’investigació continuen treballant a nivell mundial amb la finalitat d’obtindre materials amb nivells elevats de resistència a TYLCD. Entre els objectius actuals de millora s’inclouen el desenvolupament de resistència d’ampli espectre a diversos begomovirus, la combinació de gens de distinta procedència per a aconseguir majors nivells de resistència i la identificació de marcadors moleculars lligats als gens de resistència que permeten acurtar els programes de millora i acumular en un mateix material gens de resistència de distintes fonts. El grup de “Millora per a la resistència a la malaltia de l’arrissat groc de la tomaca”, de l’Institut de Conservació i Millora de l’Agrodiversitat Valenciana (COMAV), en el que s’ha realitzat la present tesi doctoral, disposava a l’inici de la mateixa, de distints materials amb resistència a TYLCD, desenvolupats en treballs previs. Entre estos materials es trobaven 12 línies de millora derivades de l’entrades LA1932 i LA1938 de S. chilense, seleccionades per la seua resistència a l’espècie Tomato yellow leaf curl Sardinia virus (TYLCSV), la primera espècie viral causant de TYLCD detectada a Espanya. Resultava d’interés avaluar la resposta d’estos materials a l’espècie Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), introduïda posteriorment a Espanya i més estesa a nivell mundial. Sis de les línies avaluades han mostrat nivells elevats de resistència parcial a TYLCSV i TYLCV, consistent en l’atenuació en la manifestació de símptomes, retard en el moment d’aparició dels mateixos i reducció de l’acumulació viral. A més, no s’han observat en estes línies pèrdues significatives en el rendiment com a conseqüència de la infecció per TYLCV. Les característiques agronòmiques les fan apropiades com a parentals pel desenvolupament d’híbrids amb elevada resistència a TYLCSV i TYLCV. D’altra banda, s’havien identificat nivells elevats de resistència en l’entrada UPV16991 de S. pimpinellifolium. Una vegada fixada la resistència en el fons genètic de S. lycopersicum, i com a pas previ a l’ús en programes de millora, era convenient determinar el control genètic de la mateixa, així com conéixer la seua expressió en el fons genètic de l’espècie cultivada. Per a això s’ha emprat la línia L102, que correspon a la quinta generació d’autofecundació a partir del creuament inicial S. lycopersicum NE-1 x S. pimpinellifolium UPV16991. S’ha comprovat que la resistència parcial a TYLCV de la línia L102 està controlada per un gen amb recessivitat parcial i penetració incompleta. A més, l’expressió de la mateixa depén considerablement del fons genètic de S. lycopersicum en el que s’introgresa, obtenint-se els majors nivells de resistència en creuaments amb línies vigoroses. Per tot açò, es recomana l’ús d’esta resistència bé en homozigosis en el desenvolupament d’híbrids vigorosos, bé en combinació amb resistència procedent d’altres fonts. En este sentit, es va decidir avaluar la resistència en materials que combinaven el gen Ty-1 i el gen derivat d’UPV16991, ambdós en heterozigosis. El nivell de resistència en estos materials ha sigut superior al mostrat pels heterozigots per a cada un dels gens, i fins i tot en algun cas s’ha superat la resistència dels homozigots per a cada un dels gens. Açò indica que la combinació de la resistència derivada d’UPV16991 amb el gen Ty-1 és l’aproximació més pràctica per a la utilització d’esta resistència, ja que evita la necessitat de fixar el gen de resistència en ambdós parentals. Finalment, per a l’acumulació de resistència de distinta procedència en un mateix material, resulta imprescindible disposar de marcadors moleculars lligats als gens de resistència. S’han descrit alguns marcadors lligats al gen Ty-1, no obstant, la presència del gen Mi, derivat de S. peruvianum, interferix amb els resultats per a estos marcadors, obtenint-se falsos positius. En este treball s’ha identificat un marcador molecular, JB-1, tipus CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic DNA) lligat al gen de resistència Ty-1. La presència del gen Mi, així com introgresions d’altres espècies com S. lycopersicum (abans Lycopersicon esculentum var. cerasiforme), S. habrochaites i S. pimpinellifolium, no interferixen amb els resultats per a este marcador. A més, l’anàlisi de materials amb introgresions de distintes espècies silvestres relacionades amb la tomaca per a diversos marcadors de la regió del Ty-1 ha permés localitzar el marcador CT21, el RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) a partir del qual es va desenvolupar JB-1. / This research was supported by the “Ministerio de Ciencia y Educación”, project number AGL2001-1857-C04-03. / Pérez De Castro, AM. (2007). Mejora genética para la resistencia a los geminivirus tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) y tomato yellow leaf curl sardinia virus (TYLCSV) en tomate [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/135825 / TESIS

[EN] The knowledge of the key genes which crucially affect the development and stress tolerance of plants is a very important task and indispensable for both, the basic and the applied research. The screening of populations of mutagenized plants permits the identification of mutants and, starting with their analysis, the identification of the genes responsible for a certain trait. Compared to alternative methods (e.g. chemical or physical mutagens) the insertional mutagenesis using T-DNA offers the additional advantage of labeling the altered gene with a piece of known sequence that will facilitate its identification and cloning. On the other hand, the tomato is one of the world¿s economically most important vegetables which over the last few years also gained the status of a model organism for certain traits. In order to identify the relevant genes involved in the response of plants to abiotic stresses and processes related to the vegetative and reproductive development, our laboratory performs in collaboration with Dr. Lozano¿s (University of Almería) and Dr- Bolarín¿s (CEBAS-Murcia) groups a project of insertional mutagenesis in tomato and related wild species, among them Solanum pennellii. The present PhD-thesis is embedded in this context and aims to create a collection of transgenic plants of S. pennellii, design new methods helpful for evaluating the tolerance to salt stress, the identification of traits related to water or salt stress and screen several lines of S. lycopersicum which were pre-selected for showing different aberrations that could be related to the tolerance to abiotic stresses. By tackling these tasks it was possible to obtain the following results. After obtaining more than two thousand diploid transgenic lines of S. pennellii, 887 of them were screened with the different systems developed for detecting mutant plants. Two of the methods designed were based on in vitro culture and one for the short-term evaluation in vivo. With the latter one a total of 68 tomato lines were screened and among them a mutant with alterations in its development which could be interesting for its relation to abiotic stress tolerance identified. In the collection of S. pennellii several plants showing phenotypes with different alterations were detected. Three of them received an advanced examination and it was possible to identify and clone the affected gene in one case. The detected mutants as much as the developed technologies are of great value for deepening the understanding of the processes related to abiotic stress tolerance in a crop with the outstanding importance of the tomato. / [ES] El conocimiento de los genes clave que afectan al desarrollo de las plantas y su tolerancia a estreses abióticos es un aspecto muy importante, tanto desde un punto de vista básico como aplicado. El escrutinio de poblaciones de plantas mutagenizadas permite la identificación de mutantes y, a partir de ellos, conocer los genes responsables de un carácter concreto. Cuando se compara con otras alternativas metodológicas (mutágenos químicos o físicos) la mutagénesis insercional con T-DNA aporta una ventaja adicional, ya que si el gen queda etiquetado por un fragmento de ADN de secuencia conocida su identificación y clonación es más sencilla. Por otro lado, el tomate es una de las especies con mayor importancia económica a nivel mundial que, en los últimos tiempos, se ha considerado también como especie modelo para el estudio de determinados caracteres. Para lograr la identificación de genes clave en la respuesta de las plantas a los estreses de tipo abiótico y en procesos del desarrollo tanto vegetativo como reproductivo, en nuestro laboratorio se está abordando, en colaboración con los grupos del Dr. Lozano (Universidad de Almería) y de la Dra. Bolarín (CEBAS - Murcia), un proyecto de mutagénesis insercional con tomate y especies silvestres relacionadas, entre ellas Solanum pennellii. La tesis doctoral presente se enmarca en este contexto y tiene como objetivos la creación de una colección de plantas transgénicas de S. pennellii, el diseño de nuevos métodos aptos para evaluar la tolerancia al estrés salino, la identificación de caracteres relacionados con el estrés hídrico o salino y el escrutinio de algunas líneas de S. lycopersicum pre-seleccionadas por mostrar diferentes alteraciones que puedan estar relacionadas con la tolerancia a estreses de tipo abiótico. Tras abordar estos objetivos se han obtenido los siguientes resultados. Tras obtener más de dos mil líneas transgénicas diploides de Solanum pennellii se han evaluado 887 líneas con los diferentes sistemas de identificación de mutantes diseñados. Dos de los métodos de evaluación diseñados se basaron en el cultivo in vitro y uno en un sistema de cultivo in vivo a corto plazo. Además, con esta última metodología se evaluaron 68 líneas de tomate entre las que se identificó un mutante de desarrollo de elevado interés por su relación con la tolerancia a estreses abióticos. Entre las líneas de Solanum pennellii analizadas se han identificado fenotipos con distintas alteraciones. En tres de estas líneas se llevó a cabo una evaluación más avanzada llegando a identificar y clonar el gen afectado en una de ellas. Tanto los mutantes identificados como las metodologías desarrolladas son de gran valor para seguir profundizando en los procesos relacionados con la tolerancia a estreses abióticos en una especie tan importante como el tomate. / [CA] El coneixement dels gens clau que afecten al desenvolupament de les plantes i la seua tolerància a estressos abiòtics és un aspecte molt important, des d'un punt de vista bàsic com a aplicat. L'escrutini de poblacions mutagenitzades de plantes permet la identificació de mutants i a partir d'ells conèixer els gens d'un caràcter concret. Quan es compara amb altres alternatives metodològiques (mutàgens físics o químics) la mutagènesi amb T-DNA aporta un avantatge addicional, ja que al tindre el gen un fragment etiquetat pel T-DNA de seqüència coneguda la seua identificació i clonació és més senzilla. D'altra banda, la tomaca és una de las espècies de major importància econòmica a nivell mundial que, en els últims temps, s'ha considerat també una espècie model per a l'estudi de determinats caràcters. Per a aconseguir la identificació de gens clau en la resposta de les plantes a estressos abiòtics i processos de desenvolupament tant vegetatiu com reproductiu, en el nostre laboratori s'està abordant amb col·laboració amb els grups del Dr. Lozano (Universitat d'Almeria) i la Dra. Bolarín (CEBAS-Murcia), un projecte de mutagènesi insercional amb tomaca i espècies silvestres relacionades, entre elles Solanum pennellii. La tesi doctoral s'emmarca en aquest context i té com a objectius la creació d'una col·lecció de plantes transgèniques de Solanum pennellii, el disseny de nous mètodes aptes per a avaluar la tolerància a l'estrès salí, la identificació de caràcters relacionats amb l'estrès hídric i salí, l'escrutini d'algunes línies de S. lycopersicum pre-seleccionades per mostrar diferents alteracions que puguen estar relacionades amb la tolerància a estressos de tipus abiòtic. En abordar estos objectius s'han obtingut els següents resultats. Després d'obtindre més de dos mil línies transgèniques diploides de Solanum pennellii s'han avaluat 821 línies amb els diferents sistemes d'identificació de mutants dissenyats. Dos dels mètodes d'avaluació dissenyats es basaren en el cultiu in vitro i un en un sistema de cultiu in vivo a curt termini. A més, amb aquesta última metodologia s'avaluaren 68 línies de tomaca entre les quals s'identificà un mutant de desenvolupament d'elevat interès per la seua relació amb la tolerància a estressos abiòtics. Entre les línies de Solanum pennellii analitzades s'han identificat fenotipus amb diferents alteracions. En tres d'estes línies es va dura a terme una avaluació més avançada arribant a identificar el gen afectat en una de les línies. Tant els mutants identificats com les metodologies desenvolupades són de gran valor per a seguir aprofundint en els processos relacionats amb la tolerància a estressos abiòtics en una espècie tan important como la tomaca. / Schleicher, P. (2017). Mutagenesis insercional en tomate y Solanum pennellii: Identificación de mutantes en inserción alterados en el desarrollo y la tolerancia a la salinidad [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/81860

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2018-2019 / Les apocaroténoïdes volatils sont des composés à l’arôme fruité qui contribuent de façon positive à la flaveur des fruits et à la fragrance des fleurs. La régulation de la production de ces composés dans les plantes est encore peu comprise. Ce projet visait à identifier des gènes clés impliqués dans le sentier de production des apocaroténoïdes, dans le but ultime d’améliorer l’arôme des fruits. Chez les tomates, SlCCD1 (Carotenoid Cleavage Dioxygenase 1), malgré sa localisation cytosolique, était considérée comme l’enzyme responsable d’effectuer le clivage oxydatif des caroténoïdes situés dans les plastes afin de libérer des apocaroténoïdes. Cependant, l’étude de lignées de tomates transgéniques et de fleurs de Viola odorata démontre que CCD1 n’est pas une enzyme clé dans la synthèse des apocaroténoïdes chez les fleurs et les fruits et que la présence d’enzymes capables d’accéder aux caroténoïdes est nécessaire. Ces enzymes peuvent être des CCDs localisées dans les plastes, comme VoCCD4 et VoCCD1-like chez V. odorata, ou des lipoxygénases comme TomloxC chez la tomate, capables de co-oxyder les caroténoïdes lors de l’oxydation des acides gras. L’accumulation des caroténoïdes dans les plastes ayant un impact important sur la nature des apocaroténoïdes produits, la synthèse de ces précurseurs a également été étudiée. L’analyse génétique de tomates qui présentent une accumulation anormale du lycopène a mis en évidence l’importance du gène de la phytoène synthase 1 (PSY1) dans le sentier et la façon dont différentes variations structurelles dans ses séquences promotrices et codantes peuvent affecter la couleur des fruits. Le phénotype des cultivars bicolores est notamment causé par une baisse vraisemblable de l’efficacité de la traduction de PSY1 due à une délétion dans sa région 5’UTR, tandis que les cultivars jaunes ry sont le résultat d’une perte de fonction de PSY1 suite à réarrangement complexe en aval du gène. Ces connaissances sur la synthèse des caroténoïdes et des apocaroténoïdes seront utiles afin d’améliorer l’arôme des tomates et de nombreuses autres espèces cultivées. / Volatile apocarotenoids are molecules with a fruity aroma that have a significant impact on the flavor of fruits and the fragrance of flowers. Despite their importance, the regulation of their synthesis in plants in still not fully understood. The main objective of this thesis was to identify key genes involved in the apocarotenoid pathway in order to ultimately improve the aroma of fruits. In tomatoes, SlCCD1 (Carotenoid Cleavage Dioxygenase 1), even if localized in cytosol, was considered the enzyme responsible for the oxidative cleavage of plastid-localized carotenoids. Analyses of transgenic tomato lines and Viola odorata flowers demonstrate that CCD1 is not a key enzyme in apocarotenoid synthesis in flowers and fruits, and that plastidial enzymes are associated with the production of apocarotenoid volatiles. In tomato, the lipoxygenase C co-oxidizes carotenoids while performing fatty acid oxidation. In V. odorata flowers, the considerable production of ionones correlates with the high expression of plastid-localized CCDs such as VoCCD4 and VoCCD1-like. Since carotenoid accumulation in plastid has an important impact on the nature of the apocarotenoids produced, our attention was also drawn to their synthesis. Genetic analysis of tomatoes that show unusual lycopene accumulation demonstrated the importance of the phytoene synthase 1 (PSY1) gene in the pathway, and the way different structural variation in its promoter or coding sequences can affect fruits color. Bicolor cultivars phenotype is notably due to a likely decrease of PSY1 translation efficiency caused by a deletion in the PSY1 5’UTR region. Similarly, yellow cultivars are the result of structural variations in the first or last exon of PSY1. This knowledge on carotenoid and apocarotenoid synthesis will be useful in order to improve the flavor of tomatoes and many other cultivated species.

Récemment, un nouvel agent pathogène a causé d’importants dommages sur la tomate de serre dans un complexe au centre du Québec et au nord des États-Unis. À partir d’échantillons de plants infectés, des colonies produisant des macroconidies typiques de Fusarium spp. ont systématiquement été isolées. Le séquençage des régions ITS et tef de ces isolats, suivi de tests de pathogénicité, ont permis d’identifier Fusarium striatum comme l’agent pathogène. Il s’agit du premier rapport de cet agent pathogène au Canada. Suite à son identification, un test de dépistage moléculaire a été mis au point afin de détecter l’agent pathogène directement à partir des tissus végétaux. Les amorces développées ont été suffisamment spécifiques et sensibles pour détecter l’agent pathogène avant même l’apparition des symptômes. Nos résultats semblent indiquer que l’inoculum de F. striatum aurait été introduit dans les deux complexes de serre par les transplants provenant de leur fournisseur commun.

Ce projet avait pour objectif d'évaluer l'efficacité d'un nouveau biofongicide constitué d'ail sous forme d'extrait brut et de chitosane lactate, un dérivé soluble du chitosane, pour lutter contre le blanc de la tomate de serre causé par l'agent pathogène Oïdium neolycopersici. Les expériences menées en serre ont permis de constater que le biofongicide appliqué à toutes les semaines, permettait une répression de la maladie similaire à celle du soufre. Appliqué aux deux semaines, son efficacité à réprimer la maladie devenait significativement inférieure à celle du soufre sans toutefois avoir d'incidence sur le rendement et la qualité des fruits. Les observations cytologiques d'échantillons foliaires provenant de plants traités avec le biofongicide ont permis de confirmer son activité antifongique, par l'altération des hyphes à la surface foliaire ainsi que la plasmolyse des haustoria dans les cellules épidermiques de l'hôte.