Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / El déficit de hierro es un problema nutricional muy común en los huertos de arándano establecidos en suelos calcáreos y alcalinos, generando problemas en el crecimiento, productividad y calidad de las bayas. Frente a esta situación, las herramientas de manejo tradicionales para contrarrestar el déficit de hierro, se basan en aplicaciones reiteradas de quelatos sintéticos de hierro y/o ácidos fuertes, las cuales son de alto costo y riesgosas tanto para la salud humana como para el ambiente. En la presente investigación, se evaluaron dos técnicas de manejo sostenible: (1) asociación del cultivo con las especies gramíneas Festuca rubra o Poa pratensis y; (2) aplicación de un producto formulado a base de sangre bovina. Durante el experimento se evaluaron variables vegetativas, fisiológicas, reproductivas y de calidad de las bayas. La aplicación del formulado a base de sangre bovina ejerció un efecto positivo sobre el crecimiento vegetativo y la concentración foliar de Mn en los arándanos, sin influenciar la concentración foliar de clorofila, producción, la calidad de las bayas y el intercambio gaseoso foliar de manera positiva. Los resultados obtenidos indican que la asociación con Festuca rubra y Poa pratensis incrementaron significativamente la concentración de antocianos y fenoles de bajo peso molecular en las pieles de los arándanos. Sin embargo, tales estrategias afectaron negativamente el crecimiento vegetativo, la concentración de clorofila, las variables productivas y la concentración de minerales en las plantas, debido a la competencia por agua y nutrientes por parte de las gramíneas hacia el cultivo. Por otro lado, la asociación con gramíneas no influenció en el intercambio gaseoso foliar de los arándanos. Las estrategias sostenibles para el control del déficit de Fe sometidas a experimentación, no lograron superar la eficacia de las aplicaciones del quelato Fe-EDDHA para contrarrestar la carencia del metal en los arándanos.

Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero Agrónomo / En Chile existe una extensa área agrícola, comprendida entre las regiones de Coquimbo y O’Higgins, caracterizada por la presencia de suelos con pH neutro a alcalino (>7,0) y una elevada concentración de carbonatos de calcio y cal activa (10%), en los cuales la carencia de hierro (Fe) representa una de las principales deficiencias nutricionales que afectan a los viñedos injertados. Actualmente, se utilizan distintas estrategias de manejo para hacer frente a tal carencia, tales como el uso de enmiendas acidificantes o aplicaciones de quelatos de Fe al suelo, las cuales están siendo fuertemente cuestionadas debido al elevado costo y los riesgos ambientales asociados a ellas. En tal contexto, el uso de portainjertos de vid tolerantes al déficit de Fe podría representar una estrategia eficaz y sostenible para el control y/o prevención de la clorosis férrica. El objetivo del presente trabajo fue determinar la evolución de respuestas fisiológicas al déficit de Fe en vides cv. Cabernet Sauvignon injertadas sobre los portainjertos 110 Richter (moderadamente tolerante al déficit de Fe) y 3309-C (susceptible al déficit de Fe). El experimento fue establecido en un sistema hidropónico, en el cual las plantas fueron sometidas a una solución nutritiva ½ Hoagland continuamente aireada con 0 μM o 50 μM de Fe-EDTA, por 18 y 32 días. Los resultados de la investigación indicaron que, durante el primer período del experimento (18 días de tratamiento), el déficit de Fe redujo la fotosíntesis neta foliar en las vides injertadas sobre ambos portainjertos, sin alterar el contenido de clorofila en ellas. Además, el déficit de Fe incrementó la actividad de las enzimas PEPC y NADP+-IDH y la concentración de ácido málico y ácidos orgánicos totales en los extractos de raíces de ambos portainjertos. Por otra parte, durante tal período no se registraron diferencias relativas al nivel de Fe en el crecimiento del brote principal y la biomasa de las plantas. Luego de la exposición de las plantas a una carencia de Fe prolongada (32 días), las plantas injertadas sobre 110 Richter respondieron al déficit de Fe mediante una reducción en el largo del brote principal, mientras tal reducción no fue observada en las vides injertadas sobre 3309-C. Adicionalmente, a los 32 días del experimento el déficit de Fe redujo la fotosíntesis neta y el contenido de clorofila en las plantas injertadas sobre 3309-C, sin modificar tales parámetros en las plantas injertadas sobre 110 Richter. En conclusión, los resultados obtenidos revelaron diferencias significativas entre las combinaciones de variedad/portainjerto sometidas a experimentación, en la severidad e intensidad de los síntomas de déficit de Fe y sus respuestas fisiológicas ante tal carencia nutricional. / In Chile, there is an extended area between Coquimbo and O’Higgins regions, characterized by the presence of alkaline soils (pH > 7,0) and high concentrations of active lime (10%), in which iron (Fe) deficiency is one of the main nutritional deficiencies in grafted vineyards. Currently, the most widespread management techniques to face Fe deficiency, are the use of acidifying amendments or the application of Fe-chelates to the soil, which are being strongly questioned due to the and high costs and environmental risks associated to such techniques. In such context, the use of Fe deficiency tolerant rootstocks may be an effective and sustainable strategy to prevent Fe chlorosis. The present work aimed to compare the physiological responses to Fe deficiency in Vitis vinifera L. cv. Cabernet Sauvignon grafted on two Vitis rootstocks with different Fe chlorosis susceptibility: 110 Richter (moderately tolerant) and 3309-C (susceptible). Plants were grown in hydroponic solutions with 50 μM of Fe-EDTA or without Fe. Our data showed that, in a first step (18 days after treatment, DAT), Fe deficiency reduced net photosynthesis in leaves from both variety/rootstock combinations, without modifying leaf chlorophyll concentration. Moreover, Fe deficiency increased the activity of PEPC and NADP+-IDH enzymes and the concentration of malic and total organic acids in roots of both rootstocks. During such period, no differences related to Fe level were recorded in the main shoot length and biomass. After a longer exposure to Fe deficiency (32 DAT), the activity of PEPC and organic acid-linked enzymes in roots of both genotypes remained unaltered. However, at 32 DAT, plants grafted on 110 Richter reacted to Fe deficiency by reducing the main shoot length and biomass, whereas such reduction was not observed in plants grafted on 3309-C. In addition, at 32 DAT Fe deficiency reduced the net photosynthesis as well as the chlorophyll concentration in plants grafted on 3309-C, without modifying these parameters in 110 Richter plants. In conclusion, our results revealed significant differences between the two variety/rootstock combinations in severity of Fe deficiency symptoms and physiological responses.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / La clorosis férrica es uno de los principales problemas nutricionales que afectan a viñedos injertados sobre portainjertos híbridos de Vitis americana establecidos en zonas calcáreas, las cuales se caracterizan por la presencia de elevados contenidos de carbonato de calcio y bicarbonatos en los suelos. El presente trabajo evalúa, a nivel fisiológico y bioquímico, las respuestas del portainjerto de vid 140 Ruggeri a la presencia de bicarbonato, en condiciones de déficit de Fe en la solución nutritiva. Plantas del genotipo 140 Ruggeri fueron crecidas en condiciones hidropónicas, con dos niveles de Fe y bicarbonato (-Fe, +Fe; 0, 10 µM de Fe; -BIC, +BIC; 0 y 5mM de KHCO 3 respectivamente). Determinaciones de crecimiento y peso de la planta, índice SPAD y clorofila, fotosíntesis y conductancia estomática, pH de la solución, actividad enzimática de raíces (PEPC, MDH, CS, NADP + −IDH) y concentración de proteínas, concentración de ácidos orgánicos en raíces y líquido xilemático fueron realizadas. Los resultados obtenidos indican que el genotipo de vid 140 Ruggeri cuando es sometido a un déficit directo de Fe, responde activamente disminuyendo el crecimiento del brote y la biomasa de la parte aérea, e incrementando la concentración de ácidos orgánicos y sus enzimas de síntesis en raíces. Además, el efecto del déficit de Fe directo se manifiesta mediante una reducción en el contenido de clorofila, la fotosíntesis neta y la conductancia estomática de las hojas. Por su parte, la presencia de bicarbonato en la solución nutritiva induce una reducción en el crecimiento del tallo y las feminelas, y un incremento en la biomasa radical. Adicionalmente, la presencia de bicarbonato incrementa la concentración de clorofila foliar, y la concentración de ácido tartárico en el líquido xilemático. Los resultados confirman la probabilidad de que la presencia de bicarbonato en la solución nutritiva contribuye a mitigar el efecto del estrés en las plantas sometidas a déficit de Fe. Lo anterior se fundamenta en que, ante un déficit de Fe, las plantas cultivadas en presencia de bicarbonato muestran una menor actividad de la PEPC y concentración de ácido tartárico en raíces, asimilándose al control. Estos resultados permiten concluir que el genotipo tolerante al déficit de Fe 140 Ruggeri responde con mecanismos correspondientes a una planta de Estrategia I en condiciones limitantes de Fe. Además frente presencia de bicarbonato, presenta respuestas similares a la especie calcícola Parietaria diffusa como la reducción del crecimiento, mayor biomasa radical, y aumento de la concentración de ácidos orgánicos, sin embargo más investigaciones son necesarias para determinar con precisión el rol del bicarbonato en el metabolismo del portainjerto 140 Ruggeri. / Iron (Fe) chlorosis is one of the main nutritional disorders in vineyards grafted on Vitis americana hybrids rootstocks established in calcareous zones which are characterized by high levels of calcium carbonates and bicarbonates in the soil. The present work determine, at physiological and biochemical level, the responses of the grapevine rootstock 140 Ruggeri to the presence of bicarbonate under Fe deficiency conditions. The 140 Ruggeri plants were grown in hydroponic conditions, and were submitted to two levels of Fe and bicarbonate (-Fe, +Fe; 0, 10 µM de Fe; -BIC, +BIC; 0 y 5mM de KHCO 3, respectively). Determinations regarding the plants biomass and growth, chlorophyll content and SPAD value, photosynthesis and stomatal conductance, nutrient solution pH, enzyme activity (PEPC, MDH, CS, NADP + −IDH) and protein concentration in roots and organic acids content in roots and xylem sap were done during the experiment. The results obtained indicate that the grapevine genotype 140 Ruggeri, when it was submitted to a direct Fe depletion in the nutrient solution, reacted reducing the length and biomass of the shoots, and increasing the organic acids concentration and the activity their related enzymes in roots. Moreover, Fe deficiency reduced the chlorophyll content, the net photosynthesis, and the stomatal conductance of the leaf. In addition, the presence of bicarbonate in the nutrient solution induced a reduction in the main and lateral shoots growth, and increased the root biomass. Moreover, the presence of bicarbonate increased the leaf chlorophyll content, and the tartaric acid concentration in the xylem sap. Data obtained confirm the probability that the presence of bicarbonate in the nutrient solution contributes to mitigate the stress in plants submitted to Fe deficiency. This is based on that, under Fe deficiency conditions, the plants grown under the presence of bicarbonate show a PEPC activity and tartaric acid concentration in roots similar to control plants. Such results, allow to conclude that the Fe deficiency tolerant genotype 140 Ruggeri reacts to Fe deficiency activating response mechanisms corresponding to a Strategy I plants. In addition, under the presence of bicarbonate, the genotype shows similar responses to Parietaria diffusa species, such as the growth reduction, the higher root biomass, and the root organic acids increase. However, more investigations are necessary to determine the role of bicarbonate in the 140 Ruggeri rootstock metabolism.

Tesis para optar al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias Mención Producción Frutícola / Los numerosos efectos benéficos que tiene el arándano para la salud (Zafra-Stone et al., 2007; Seeram, 2008), debido a la riqueza de sus bayas en una amplia variedad de compuestos fenólicos antioxidantes (Zafra-Stone et al., 2007; Paredes-López et al., 2010), han llevado a que, desde hace varios años, el consumo per cápita nacional aumente progresivamente (Orellana, 2013). Así, por la importancia que ha adquirido la especie, tanto a nivel nacional como mundial, fue necesario expandir la superficie de cultivo (Bañados, 2006; Strik, 2007). En Chile, principal país productor y exportador de arándanos del Hemisferio Sur (Bañados 2006; Brazelton y Strik, 2007; Orellana, 2013), alrededor del 85% de la superficie cultivada con arándanos se ha encontrado, tradicionalmente, en la zona sur, es decir entre las regiones VII-X y XIV (Bañados, 2006; ODEPA/CIREN, 2012).

El present treball tracta de nocions fonamentals en la nutrició d’arbres fruiters: (i) estimació de les pèrdues totals de nutrients (ii) diagnòstic nutricional (iii) solucions per desordres nutricionals (iv) estudi de transport de nutrients. Els estudis s’han realitzat a la zona de l’Ebre, Saragossa, al nord d’Espanya on el presseguer s’escull com a exemple d’arbre fruiter i la clorosi fèrrica com exemple de desordre nutricional. En alguns estudis, s’han fet servir plantes model crescudes en condicions controlades. En el primer capítol dels resultats, es fa una anàlisi de l’arbre sencer a mitjançant la quantificació de les pèrdues de nutrients en cada esdeveniment del cicle anual del presseguer, i de les quantitats emmagatzemades a les estructures permanents dels tres cultivars de presseguer: Calanda, Catherina y Babygold 5. Al segon capítol, es considera la clorosi fèrrica com el típic desordre nutricional de la zona, i es presenten avenços al seu diagnòstic a través de l’estudi de materials de l’arbre en èpoques fenològiques avançades (precoces), com gemmes en dormància i flors. Els resultats obtinguts indiquen que és possible predir la clorosi fèrrica utilitzant els materials vegetals indicats. El tercer capítol, tracta sobre la utilització de fertilitzants foliars per la correcció de la clorosi fèrrica, millorant el coneixement científic en l’ús d’aquests fertilitzants foliars. S’avalua la eficàcia d’un tractament foliar d’un compost de ferro estudiant la seva capacitat de penetració i reverdiment. En el quart capítol, es realitzen estudis sobre el transport de ferro en el teixit del xilema, a través d’anàlisis de proteòmica i metabolòmica, aportant avenços en la comprensió d’aquest teixit, responsable del transport de nutrients en plantes. El cinquè capítol tracta sobre consells i aspectes a considerar per part dels investigadors a l’hora de realitzar un seguiment de l’efecte d’un fertilitzant de ferro, i que inclouen: (i) el disseny experimental (ii) el seguiment de l’evolució de la correcció de la clorosi després d’una fertilització amb ferro, controlant la concentració de clorofil•la a la fulla, i (iii) l’anàlisi de la resposta de la planta després d’una fertilització amb ferro. A més, també s’analitzen les fases de la desaparició de la clorosi a la fulla, i l’observació d’altres paràmetres nutricionals a nivell de fulla. / El presente trabajo trata sobre nociones fundamentales en la nutrición de árboles frutales: (i) estimación de las pérdidas totales de nutrientes (ii) diagnostico nutricional (iii) soluciones para desordenes nutricionales (iv) estudio del transporte de nutrientes. Los estudios se han realizado en la zona del Ebro, Zaragoza, en el norte de España dónde el melocotonero se escoge como ejemplo de árbol frutal, y la clorosis férrica como ejemplo de desorden nutricional. En algunos estudios, se han usado plantas modelo crecidas en condiciones controladas. En el primer capítulo de los resultados, se realiza un análisis del árbol entero mediante la cuantificación de las pérdidas de nutrientes en cada evento del ciclo anual del melocotonero, y de las cantidades almacenadas en las estructuras permanentes de tres cultivares de melocotonero: Calanda, Catherina y Babygold 5. En el segundo capítulo, se considera la clorosis férrica como el típico desorden nutricional de la zona, y se presentan avances en su diagnostico mediante el estudio de materiales del árbol en épocas fenológicas avanzadas (precoces), tal como yemas en dormancia y flores. Los resultados adquiridos indican que es posible predecir la clorosis férrica usando los materiales vegetales indicados. El tercer capítulo, trata sobre del uso de fertilizantes foliares para la corrección de la clorosis férrica, mejorando el conocimiento científico sobre el uso de dichos fertilizantes. Se evalúa la eficacia de un tratamiento foliar de un compuesto de hierro estudiando su capacidad de penetración y reverdecimiento. En el cuarto capítulo, se realizan estudios sobre el transporte de hierro en el tejido de xilema a través de análisis de proteomica y metabolómica, aportando avances en la comprensión de dicho tejido, responsable de transporte de nutrientes en plantas. El quinto capítulo trata sobre consejos y aspectos a considerar por parte de los investigadores a la hora de realizar un seguimiento del efecto de un fertilizante de hierro, y que incluyen: i) el diseño del experimento; ii) el seguimiento de la evolución de la corrección de la clorosis después de una fertilización con hierro, controlando la concentración de clorofila en la hoja; y iii) el análisis de la respuesta de la planta después de una fertilización con hierro. Asimismo, también se analizan las fases de la desaparición de la clorosis en la hoja, y la observación de otros parámetros nutricionales a nivel de hoja. / This work deals with fundamental aspects of fruit tree nutrition, including the following: (i) estimation of total nutrient requirements; (ii) nutritional diagnostics; (iii) remediation for nutritional disorders; and (iv) understanding of nutrient transport. Field studies were carried out in the Ebro river basin, Zaragoza, Northern Spain, were peach tree was taken as an example of fruit tree and Fe chlorosis as an example of nutritional disorder. In some studies, model plants grown in controlled environments have also been used. In the first chapter of Results part, whole tree analysis was carried out by quantifying the amounts of nutrients removed at each event of the peach tree annual cycle, as well as the amounts stored in the permanent tree structures, in three different peach tree cultivars. In the second chapter, Fe chlorosis was taken as a typical nutrient disorder in the region, and we show advances in its diagnosis by studying the possibility of using tree materials in early tree phonological stages. Results found indicate that it is possible to carry out the prognosis of Fe chlorosis using early materials such as buds and flowers. The third chapter deals with the correction of iron chlorosis, in an attempt to improve the scientific background for foliar fertilizer practices. We evaluated the success of treatments with a Fe compound by studying the capacity for penetration and re-greening. In the fourth chapter, studies on the transport of Fe into the xylem tissue were carried out by metabolomic and proteomic analysis, opening the way for advancing the understanding of nutrient transport in this fruit tree compartment. The fifth chapter discusses advices and aspects that researchers should take in consideration when assessing the effect of Fe fertilizers, including the following: i) design of Fe-fertilization experiments; ii) assessment of chlorosis recovery upon Fe-fertilization by monitoring leaf chlorophyll; and iii) analysis of the plant responses upon Fe-fertilization. The phases of leaf chlorosis recovery and the control of other leaf nutritional parameters were discussed.

En España, como en todos los países de la zona mediterránea, la clorosis férrica es uno de los mayores problemas nutricionales de los cultivos. En el Levante español, las aproximadamente 250.000 ha destinadas al cultivo de cítricos, las 60.000 ha al tomate o las 35.000 ha de la uva de mesa necesitan tratamientos de hierro cada año al igual que las 90.000 ha dedicadas al cultivo de frutales en el valle del Ebro. Podemos estimar en 36 millones de euros cada año, el gasto en fertilizantes férricos. A pesar de que los estudios sobre la clorosis férrica comenzaron a principios del siglo XX, casi 100 años después, todavía no se entiende completamente este problema y los medios disponibles para evitar la clorosis férrica no son del todo satisfactorios. El quelato sintético FeEDDHA ha sido considerado durante los últimos 30 años la fuente más eficaz para la corrección de la clorosis inducida por carbonatos. Sin embargo, uno de sus mayores problemas es su excesivo costo para un uso general. Las sustancias húmicas y aminoácidos tienen destacados efectos en las propiedades físicas, químicas y biológicas de los suelos así como sobre el crecimiento y desarrollo vegetal, concretamente en el caso de la toma de hierro por parte del vegetal, podemos encontrar en la bibliografía referencias que señalan aumentos significativos en la asimilación de Fe, reduciendo el riesgo de que la planta sufra una deficiencia en este elemento y desarrolle los síntomas característicos de la clorosis férrica. En este trabajo se han aplicado de manera conjunta, localizada y en la misma proporción el quelato de hierro Fe-EDDHA con sustancias húmicas o aminoácidos según tratamientos, y se ha evaluado su influencia en la nutrición vegetal y en la calidad de los frutos, en cultivos de tomate, limón y uva. Los resultados permitieron sustituir distintos porcentajes de la dosis del quelato de hierro aplicado por sustancias húmicas obteniendo mejoras en la nutrición férrica, y observando efectos protectores frente a las condiciones de salinidad sobre las que se desarrollaron los cultivos y mejoras en la calidad de los frutos en parámetros como peso, tamaño, contenido en vitamina C y ácido cítrico. / In Spain, as in other Mediterranean countries, iron chlorosis is one of the most important problems in plant nutrition. In East Spain, the approximately 250.000 ha of citrus, the 60.000 ha of tomato or the 35.000 ha of table grape need treatments of iron every year, as well as the 90.000 ha of fruit trees in the Valley of the Ebro river. We estimate the cost of iron fertilizer in 36 millions of euros per year. Although, the study of iron chlorosis started at the beginning of the XX century, 100 years later, this problem is not completely known and the methods available to relieve iron chlorosis are not satisfactory enough. The synthetic iron FeEDDHA has been considered in the last 30 years, the more effective treatment to correct “lime induced chlorosis”, a problem mainly attributed to calcareous soils. However, a main inconvenient is its high price for general use. Humic substances and amino acids have important effects on the physical, chemical and biological properties of the soil and on plant growth. Respect to iron uptake by plants, we can find references in the literature that show significant increases in foliar content of iron when these organic compounds are added, and so the plant has less risk of suffering iron deficiency and developing the characteristic symptoms of this nutritional disorder. In this work, we have applied together, and in the same proportion, the iron chelate FeEDDHA with humic substances or amino acids, and we have evaluated the influence of these mixes on the plant nutrition and on the quality of the fruits, in tomato, lemon and grape. According to the results obtained in this experiment, The progressive substitution of the iron chelate by humic substances was assayed. Improvement in iron nutrition, plant growth and protective effects under salinity conditions, were observed as well as the improvement in fruit quality respect to weight, size, vitamin C and citric acid.

Tesis para optar al Grado de Magister en Ciencias Agropecuarias, Mención Producción Frutícola / La expansión del cultivo de arándanos ha impulsado su introducción en áreas donde los suelos presentan limitaciones químicas severas para su cultivo. El objetivo de este estudio fue evaluar algunas implicancias fisiológicas de estrategias sostenibles para la corrección de la clorosis férrica en arándanos variedad Star. En el experimento, se establecieron plantas en macetas con suelo calcáreo, implementando los siguientes tratamientos: (1) asociación del cultivo con las especies gramíneas Festuca rubra L. o Poa pratensis L. y (2) aplicación de un producto formulado a base de sangre animal. Tales estrategias fueron contrastadas con un control positivo (aplicación de quelato Fe-EDDHA al suelo) y un control absoluto (sin aplicación). Los resultados obtenidos indican que la aplicación de Fe-EDDHA incrementó el crecimiento de los brotes emitidos en primavera en comparación con las plantas asociadas con gramíneas. Respecto del crecimiento de los brotes emitidos durante el verano, las plantas tratadas con sangre animal y Fe-EDDHA mostraron un mayor desarrollo vegetativo respecto al testigo y a las plantas asociadas con gramíneas. El índice SPAD indicó que las plantas tratadas con sangre animal presentaron un contenido de clorofila análogo a las plantas tratadas con Fe-EDDHA y al control absoluto, y mayor en comparación con las plantas asociadas con especies gramíneas. Las determinaciones de actividad de las enzimas y concentración de ácidos orgánicos en raíces no evidenciaron diferencias significativas entre tratamientos. Los resultados sugieren que la aplicación de sangre animal es una estrategia válida para el control de la clorosis férrica en el arándano, mientras que los cultivos de cobertera posiblemente ejercen una fuerte competencia por agua y nutrientes con los arándanos. Por otra parte, el genotipo de arándano "Star" no reacciona al déficit de Fe mediante mecanismos fisiológicos de respuesta a nivel radicular, lo cual podría explicar en parte la elevada susceptibilidad a tal carencia nutricional exhibida generalmente a nivel de campo. / The expanding cultivation of blueberries has promoted the introduction of such species in areas where soils have severe chemical limitations for growing ideally. The aim of this study was to evaluate the physiological implications of sustainable strategies for the correction of iron chlorosis in blueberries var. Star. In the experiment plants were established in pots with a calcareous soil and the following treatments were implemented: (1) association with grasses species; (2) applying a product formulated with animal blood. These treatments were contrasted with a positive control (application of Fe-EDDHA chelate to the ground) and absolute control (no application of Fe-EDDHA) .The results indicate that the application of Fe-EDDHA increased the shoot growth in spring compared issued in spring with plants associated with grasses. Regarding the growth of buds during the summer, plants treated with animal blood and Fe-EDDHA showed greater vegetative growth than the control plants associated with grasses. The SPAD index showed that plants treated with animal blood showed a similar value with plants treated with Fe-EDDHA and the absolute control plants, and had a larger value compared to plants associated with grass species. The results obtained in the determinations of enzyme activity and concentration of organic acids in roots did not show significant differences between treatments. The results suggest that the application of animal blood is a valid strategy to control iron chlorosis in blueberries, while cover crops may compete for water and nutrients with blueberries. Moreover, genotype blueberry "Star" does not respond to iron deficiency by physiological response mechanisms at the root level, which could partly explain the high susceptibility to such nutritional deficiency typically displayed at the field level.

Tesis para optar al Grado de Magister en Ciencias Agropecuarias, Mención en Producción Frutícola / El palto es una especie susceptible a la carencia de Fe, debido a que los suelos con pH neutro-alcalino y alta concentración de carbonatos reducen la capacidad de absorción de este elemento por la planta, provocando el síntoma conocido como clorosis férrica. Los métodos actuales para corregir el problema, como uso de quelatos y ácidos, son onerosos y contaminantes. En tal contexto se propuso como alternativa el uso de fertilizantes nitrogenados amoniacales, los cuales tienen un efecto acidificante en el pH del suelo y la rizósfera. Para este propósito se evaluó la urea y el sulfato de amonio, aplicados en forma simple y acompañados con un inhibidor de nitrificación (DMPP), así como dos tratamientos control, un absoluto (nitrato de calcio) y un positivo (nitrato de calcio + quelato Fe-EDDHA). El ensayo se ubicó en la localidad de Hijuelas y se utilizaron paltos “Hass” de 3 años de edad. Los resultados indicaron que las aplicaciones de sulfato de amonio con y sin DMPP redujeron la concentración de carbonatos totales y caliza activa, así también redujeron el pH del suelo. Por otra parte, los paltos tratados con sulfato de amonio + DMPP, urea, y nitrato de calcio + Fe-EDDHA alcanzaron un 25% de incremento en la concentración de clorofila en hojas en comparación con el resto de los tratamientos, mientras que en crecimiento de brote, actividad fotosintética y conductancia estomática foliar no mostraron diferencias significativas entre los tratamientos. / Avocado trees are highly susceptible to Fe deficiency, in soils with neutral-alkaline pH and high concentration of carbonate the absorption capacity of this element by the plant is reduced, causing the symptom known as iron chlorosis. Currently, methods to control this problem are based on the use of Fe chelates and inorganic acids applications to soil, being these expensive and polluting techniques. In this context it was proposed, as an alternative, the use of ammonium based nitrogen fertilizers, which can decrease the soil and rhizosphere pH. Urea and ammonium sulphate were applied simply and accompanied with an nitrification inhibitor (DMPP), plus two control treatments, an absolute (calcium nitrate) and a positive (calcium nitrate + Fe-EDDHA chelate). The experiment was located in Hijuelas and 3 years old avocados cv. “Hass” trees were used. Results indicated that applications of ammonium sulfate with and without DMPP decreased the concentration of total carbonates and active lime, and also soil pH was reduced. Moreover, avocados treated with DMPP + ammonium sulphate, urea and calcium nitrate + Fe-EDDHA reached a 25% increase in the concentration of chlorophyll in leaves compared with other treatments, while shoot growth, photosynthetic activity and leaf stomatal conductance showed no significant differences.

La clorosis férrica es uno de los estreses abióticos más importantes para las plantas, y como tal, resulta un problema agrícola muy extendido especialmente para aquellos cultivos que se desarrollan en terrenos calizos, como es el caso de los cítricos en la comunidad Valenciana. El objetivo der este trabajo fue caracterizar el sistema de absorción de hierro en los cítricos y su respuesta ante distintas situaciones clorosantes que comprometen la disponibilidad del elemtento, provocanto la deficiencia de Fe en la planta. Los componentes del sistema de absorción del Fe -acidificación del medio, reducción del Fe(III), transporte a través de la membrana y alteración de la síntesis de ácidos orgánicos-, se analizaron a nivel fisiológico, bioquímico y molecular, en condiciones de ausencia de Fe externo, presencia de bicarbonato (HCO3) y de otros micronutrientes como zinc (Zn) y manganeso (Mn). Para la consecución de estos objetivos se utilizaron diversos genotipos de cítricos con diferente tolerancia a la clorosis férrica y se simularon diferentes condiciones clorosantes en el medio de cultivo, ya fuera eliminando el Fe o adicionando iones HCO3-, Zn2+ o Mn2+. En los distintos experimentos se evaluó, según cada caso, el crecimiento vegetativo de las plantas, el contenido de Fe total en los distintos órganos y en el apoplasto de la raíz, así como el estado del aparato fotosintético de las hojas tras la inducción de la clorosis. Así mismo, se determinó la capacidad de reducción y acidificación de las raíces, mediante el análisis de las actividades de los principales enzimas involucrados, como son la Quelato Férrico Reductasa (FC-R), la Protón-ATPasa (H+-ATPasa), la Fosfoenol Piruvato Carboxilasa (PEPCasa) y otros enzimas que intervienen en la biosíntesis de ácidos orgánicos, como la malato deshidrogenasa (MDH), la piruvato kinasa (PK), el enzima málico (ME), la citrato sintasa (CS), la aconitasa (ACO) y la fumarasa (FUM). Adicionalmente, se identificaron en el genoma de los cí / Martínez Cuenca, M-R. (2012). RESPUESTAS DEL SISTEMA DE ABSORCIÓN DE HIERRO EN LAS RAÍCES DE LOS CÍTRICOS ANTE DIFERENTES CONDICIONES CLOROSANTES DEL MEDIO [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17979

Tesis por compendio / [EN] Polyploidy is very common in higher plants and is one of the main forces driving evolution, as it leads to changes that may favor plant adaptation. In citrus, polyploid breeding has provided great advantage, enabling the development of new tetraploid (4x) rootstocks and triploid seedless varieties. Rootstock breeding programs aim to combine the characters of interest in a single genotype to provide the required tolerances to biotic and abiotic constraints. In Spain, the presence of citrus tristeza virus (CTV) and the abundance of calcareous and saline soils limit the number of suitable citrus rootstocks. Citrus breeding has been traditionally carried out by sexual hybridization but this method has limitations which are mainly imposed by their complex reproductive biology and their high heterozygosity. To overcome these restrictions, some breeding programs working at tetraploid level have been initiated to facilitate the development of new citrus rootstock ideotypes. The spontaneous appearance of autotetraploid plants in seedlings of apomictic citrus genotypes brings a relatively simple breeding method, offering the opportunity of evaluating their properties and selecting them as new rootstocks. The impact of genome duplication on citrus is variable between species and remains poorly described. To assess the usefulness of 4x citrus rootstocks it is required to evaluate the effect of genome duplication on stress physiology, tree vigor and agronomical behavior. Citrus protoplast fusion allows the somatic hybridization between sexually incompatible species, leading to combine the whole genomes of parents in a single genotype and adding complementary dominant characters, regardless of parental heterozygosity. The purpose of this thesis was to assess the potential interest of the 4x versions of the main rootstocks used in Spanish citrus industry, which are citrange Carrizo (Citrus sinensis (L.) Osb. × Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (CC) and C. macrophylla W. (CM) and describe the anatomical, physiological and molecular determinants of the differences found. Additionally, the characterization of two allotetraploid somatic hybrids obtained by protoplast fusion from these parents was also performed, as a preliminary step for their possible use as rootstocks. Results show that 4xCC has a reducing effect on the size of orange trees without changing the productive efficiency or the fruit quality, effects that might contribute to increase the productivity and facilitate the orchard management. In both rootstocks, genome duplication modified the mineral composition in the leaf of the grafted variety and enhanced the salinity tolerance of seedlings. Boron uptake in excess conditions was reduced in 4xCC when compared to 2x, while this property was not observed in 4xCM. The salt and boron exclusion abilities are associated to lower transpiration rates, reduced root hydraulic conductivity and root anatomical changes observed in 4x roots. However, the ability of 4x CC and CM to cope with iron chlorosis is not different from the 2x genotypes. These 4x rootstocks might therefore provide smaller citrus tress more tolerant to certain stresses, while maintaining the general behavior of the diploid genotype. Furthermore, somatic hybrids differ from each other in their genome composition, indicating that losses and rearrangements of the genetic material occurred during the fusion process. Both inherited the tolerance to stem pitting caused by CTV from CC, are tolerant to iron chlorosis like CM and have a higher tolerance to salinity than CC. Thus, these hybrids have a great potential for Mediterranean citrus industry. The provided knowledge on the effects of genome duplication and somatic hybridization on the anatomy, physiology, agronomic performance and molecular biology of citrus rootstocks will be key for developing breeding programs that aim to address current and future needs of citrus industry. / [ES] La poliploidía es una característica muy común en plantas superiores y actúa como motor evolutivo promoviendo su adaptación. En cítricos, la mejora genética a nivel poliploide agiliza el desarrollo de portainjertos tetraploides (4x) y permite obtener variedades sin semilla triploides. El portainjerto es un elemento fundamental en la citricultura para proporcionar al cultivo la tolerancia a estreses bióticos y abióticos. En España, el alto contenido en caliza y sales de la mayoría de los suelos citrícolas y el virus de la tristeza de los cítricos (CTV) limitan en el número de portainjertos adecuados para el cultivo de cítricos. El desarrollo de nuevos portainjertos tiene como objetivo reunir en un genotipo las características de interés. La hibridación sexual ha sido el método tradicionalmente empleado, aunque en cítricos plantea inconvenientes debido a su compleja biología reproductiva y a su alta heterocigosidad. La autotetraploidía, que aparece espontáneamente en los cítricos apomícticos, posibilita la selección y evaluación de las variantes 4x de cada portainjerto. El efecto de la tetraploidía es variable entre las diferentes especies de cítricos y apenas ha sido descrito. Conocer su influencia sobre la fisiología y morfología de los cítricos permitiría valorar su utilidad agronómica. La alotetraploidía, obtenida mediante fusión de protoplastos, permite hibridar especies sexualmente incompatibles y reunir los genomas completos de los parentales, acumulando sus caracteres dominantes complementarios con independencia de la heterozigosidad. El propósito de ésta tesis ha sido evaluar las variantes 4x de los portainjertos más utilizados en España, citrange Carrizo (Citrus sinensis (L.) Osb. × Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (CC) y C. macrophylla (CM) para valorar su utilidad agronómica y describir sus propiedades. Además se han caracterizado dos híbridos alotetraploides obtenidos mediante fusión de protoplastos de CM y CC para valorar su posible utilización como portainjertos para la citricultura mediterránea. La tetraploidía en CC y CM modifica la composición mineral foliar de la variedad injertada y mejora la tolerancia de éstas plantas a la salinidad, mientras que la capacidad de hacer frente a la clorosis férrica no difiere entre ploidías en éstos portainjertos. El portainjerto CC4x ejerce un efecto reductor del tamaño de copa en árboles de naranjo sin modificar su eficiencia productiva ni la calidad del fruto y reduce la absorción y transporte de boro a la variedad injertada en condiciones de exceso, mejorando su tolerancia. La mayor capacidad de exclusión de sales y boro en las plantas 4x se relaciona con su menor transpiración. En CC interviene también en este comportamiento la menor conductancia hidráulica de las raíces 4x inducida por sus modificaciones anatómicas. Los híbridos alotetraploides obtenidos mediante fusión de protoplastos de CC y CM difieren en la composición de su genoma, indicando que se han producido pérdidas puntuales y reorganizaciones durante el proceso de fusión. Ambos reúnen los genomas nucleares parentales, han heredado de CC la tolerancia a las acanaladuras en la madera causadas por CTV, son similares a CM en su tolerancia a la clorosis férrica y manifiestan mayor tolerancia a la salinidad que CC. Por ello, reúnen características de gran interés para la citricultura mediterránea. La evaluación y selección de portainjertos 4x permitiría obtener árboles más pequeños y más tolerantes a ciertos estreses que mantengan el comportamiento general ya conocido de los diploides originales. La reducción del tamaño de copa contribuiría a mejorar el rendimiento productivo y a facilitar el manejo de las plantaciones citrícolas. El conocimiento generado sobre los efectos de la tetraploidización y de la hibridación somática en la anatomía, fisiología, comportamiento agronómico y genética de los portainjertos de cítricos ser / [CA] La poliploïdia és molt comuna en plantes superiors i es un dels principals motors evolutius per promoure canvis que afavoreixen la adaptació. En cítrics, la millora genètica a nivell poliploide ha contribuït agilitzant el desenvolupament de nous portaempelts tetraploides (4x) i de varietats sense llavors triploides. En Espanya, el virus de la tristesa dels cítrics (CTV) i l'alt contingut salí i calcari de la majoria dels sols limiten el numere de portaempelts adequats per al cultiu. La millora de portaempelts de cítrics té l'objectiu de reunir el major numere de característiques d'interés en un únic cultivar. La millora genètica tradicional de cítrics, duta a terme mitjançant hibridació sexual, planteja inconvenients deguts a la seua complexa biologia reproductiva i a l'alta heterocigositat. Per aixó s'han iniciat programes de millora de portaempelts a nivell 4x, amb l'objectiu d'agilitzar el seu desenvolupament. La autotetraploïdia, que apareix de manera espontània en especies apomíctiques de cítrics, permet seleccionar les variants 4x dels portaempelts, com un mètode de millora relativament senzill. L'efecte de la tetraploïdia és variable entre les espècies de cítrics i la seua incidència a penes havia sigut descrita. Conéixer la seua repercussió en la tolerància a estressos i el vigor de l'arbre permetria avaluar la utilitat de les versions 4x de cada portaempelt. D'altra banda, l'al¿lotetraploïdia, obtinguda mitjançant la fusió de protoplastos, possibilita l'obtenció d'híbrids d'espècies sexualment incompatibles i reunir en una sola hibridació els genomes complets de les parentals d'interés, permetent l'addició de caràcters dominants complementaris amb independència de l'heterozigositat dels parentals. La finalitat d'esta tesi ha sigut avaluar les propietats d'interés agronòmic de les variants 4x dels portaempelts més utilitzats en la citricultura española, citrange Carrizo (Citrus sinensis (L.) Osb. × Poncirus trifoliata (L.) Raf.) (CC) i C. macrophylla (CM), per valorar la seua utilitat i descriure els determinants de les diferències trobades. A més a més, s'ha pretés realitzar una caracterització molecular i fisiològica de dos híbrids al¿lotetraploides obtinguts de la fusió de protoplastos de CM i CC, com un pas previ per a la seua possible utilització com a portaempelts. El portaempelt CC4x exerceix un efecte reductor de la grandària de copa en arbres de taronger sense modificar l'eficiència productiva ni la qualitat del fruit. Este caràcter milloraría el rendiment productiu i a facilitaría el maneig de les plantacions citricoles. En els dos portaempelts estudiats, la tetraploïdia modifica la composició mineral foliar de la varietat empeltada i proporciona major tolerancia a la salinitat. En CC, la tetraploïdia redueix l'absorció del boro en excés, metre que esta propietat no s'ha observat en CM4x. La menor absorció del boro i l'exclusió del clorur es troben associades a la menor transpiració, a la reduïda conductivitat hidràulica i a les característiques anatòmiques de les arrels 4x. No obstant això, la tolerancia a la clorosi fèrrica no difereix entre ploidíes en estos portaempelts. La selecció de portaempelts 4x permetria obtenir arbres més menuts i més tolerants a certs estressos que mantenen el comportament ja conegut, de la variant diploide. Per la seua banda, els híbrids somàtics difereixen en la composició del genoma, indicant que s'han produït reorganitzacions i pèrdues puntuals durant el procés de fusió. Els dos han heretat de CC la tolerància a les estries en la fusta provocades per CTV, son tolerants a la clorosi fèrrica com CM i toleren la salinitat millor que CC. Per tot, reuneixen un conjunt de característiques de gran interés potencial per a la citricultura mediterrània. El coneixement generat en esta tesi serà de gran utilitat en els programes de millora basades en necessitats actuals i futures. / Ruiz Valdés, M. (2016). Identificación de caracteres fisiológicos y moleculares para la tolerancia a estreses abióticos en portainjertos de cítricos tetraploides [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/73725 / Compendio