Tesis por compendio / [ES] El melón (Cucumis melo L.) es uno de los principales cultivos pertenecientes a la familia de las cucurbitáceas, del cual España representa uno de los centros secundarios de diversificación, donde todavía se cultivan melones no dulces (Flexuosus) y dulces (Ibericus). En la actualidad, un gran número de variedades tradicionales de melón se han ido sustituyendo por variedades comerciales F1 de los subgrupos Piel de Sapo y Amarillo. Una forma de fomentar y recuperar el cultivo de estas variedades seria mediante prácticas de cultivo ecológico. Existen una serie de factores limitantes para el cultivo de estas variedades tradicionales, entre las que se incluyen factores bióticos y abióticos. EL uso de injertos podría suponer un método para ayudar frente a estos estreses. Tanto el uso de injertos como el estrés salino pueden afectar a los distintos parámetros de calidad de los frutos. Es por ello que en la presente tesis doctoral se ha analizado la genética, morfología y el perfil de ácidos, azucares y volátiles de una colección de variedades tradicionales de melones españoles, tanto dulces como no dulces. Además, se ha visto el efecto sobre factores agronómicos, morfológicos y metabólicos, tanto de la salinidad como de diferentes patrones. Los análisis genéticos diferenciaron entre los materiales exóticos, las accesiones de Flexuosus e Ibericus. En el caso de los Ibericus no fue posible encontrar una clara distinción entre los distintos subgrupos. Se encontró así mismo diferencias morfológicas entre las distintos Subgrupos entre sí y dentro de los mismos. Los principales compuestos orgánicos volátiles (VOCs) detectados en los frutos no dulces fueron aldehídos y alcoholes, siendo capaces de diferenciar entre ellos. En cuanto a los VOCs de los Ibericus dulces, se observó un alto nivel de variabilidad. El desempeño tanto de los cultivares de alficoz y melones dulces injertados, se evaluó bajo condiciones de cultivo ecológico. En ambos casos se encontró que los principales factores limitantes fueron los patógenos de suelo y virus. En cuanto a los virus, el principal fue el virus del mosaico de la sandía (WMV), seguido por el virus del mosaico amarillo del calabacín (ZYMV), virus del rizado del tomate de Nueva Delhi (ToLCNDV) y virus del amarilleo de las cucurbitáceas, transmitido por pulgón (CABYV). En cuanto a los hongos de parte aérea, el principal fue el oídio, causado por Podosphaera xanthii. En cuanto a los hongos patógenos de suelo, tanto Macrophomina phaseolina como las especies de Fusarium, Neocosmospora keratoplastica y N. falciformis, redujeron los rendimientos, en sinergia con la alta salinidad. En este caso los patrones de Cucurbita tuvieron un peor desempeño que los de Cucumis. Así mismo, los patrones de Cucumis obtuvieron características de fruto similares a los frutos sin injertar o mejoraron la calidad de algunos parámetros. Así mismo se ha evaluado la resistencia de una variedad de alficoz español a 4 patógenos (M. phaseolina, Monosporascus cannonballus, N. keratoplastica y N. falciformis). En cuanto al efecto sobre los metabolitos, el uso de injertos afectó a los perfiles de ácidos, azúcares y VOCs de alficoz. Esto perjudicó la percepción durante las catas, dando como resultado sabores extraño, especialmente en los injertados en Cucurbita, mientras que los patrones de Cucumis no dieron sabores raros, sino más bien parecidos a los sin injertar. En el caso de los melones dulces, el principal factor que cambiaba los perfiles de metabolitos fue la el cultivar, tanto para ácidos como de azúcares. El efecto del uso de injerto fue mínimo, mientras que la salinidad si tuvo un efecto mayor. El efecto sobre los VOCs también resultó muy dependiente de la combinación patrón-variedad, con el mismo patrón presentando diferentes efectos dependiendo de la variedad sobre la que se encontrase. / [CA] El meló (Cucumis melo L.) és un dels principals cultius pertanyents a la família de les cucurbitàcies. Espanya representa un dels centres secundaris de la seua diversificació, on encara es cultiven melons no dolços (Flexuosus) i dolços (Ibericus). Actualment, un gran nombre de varietats tradicionals de meló ha sigut substituït per varietats comercials F1 dels subgrups "Piel de Sapo" i Groc. Una manera de fomentar i recuperar el cultiu d'aquestes varietats seria mitjançant pràctiques de cultiu ecològic. Existeixen una sèrie de factors biòtics i abiòtics. L'ús d'empelts podria suposar un mètode per ajudar front a estos estressos. Tant l'ús d'empelts com l'aparició d'estressos associats a la salinitat poden afectar als distints paràmetres de qualitat dels fruits. És per això que en la present tesi doctoral s'ha analitzat la genètica, morfologia i el perfil d'àcids, sucres i volàtils d'una col·lecció de varietats tradicionals de melons espanyols, tant dolços como no dolços. A més, s'ha vist l'efecte sobre factors agronòmics, morfològics i metabòlics, tant de la salinitat com de diferents patrons. Les anàlisi genètiques varen diferenciar entre els materials exòtics, les accessions de Flexuosus i les d'Ibericus. En els cas dels Ibericus no va ser possible trobar una clara diferència entre els diferents subgrups. Així mateix, es varen trobar diferències morfològiques en els diferents subgrups entre si mateix i dins dels mateixos. Els principals compostos orgànics volàtils (VOCs) detectats en els fruits no dolços varen ser aldehids i alcohols, sent diferenciables entre ells. Quant als VOCs dels Ibericus dolços, es va observar un alt nivell de variabilitat. El comportament dels cultivars d'alficòs i melons dolços empeltats es va avaluar sota les condicions del cultiu ecològic. En ambdós casos es va trobar que els principals factors limitants varen ser els patògens del sòl i els virus. Quant als virus, el principal va ser el virus del mosaic del meló d'Alger (WMV), seguit pel virus del mosaic groc del carabassí (ZYMV), el virus de l'arrissat de la tomaca de Nova Delhi (ToLCNDV) i el virus de l'engroguiment de les cucurbitàcies, transmés pels àfids (CABYV). Quant als fongs de les parts aèries, el principal va ser l'oïdi, causat per Podosphaera xanthii. Quant als fongs patògens del sòl, tant Macrophomina phaseolina com les espècies de Fusarium, Neocosmospora, keratoplastica i N. falciformis, varen reduir els rendiments, establint una sinèrgia amb l'alta salinitat. En aquest cas els patrons de Cucurbita varen tindre un pitjor comportament que els de Cucumis. Així mateix, els patrons de Cucumis varen obtindre característiques del fruit similars als fruits sense empeltar o varen millorar la qualitat d'alguns paràmetres. També s'ha avaluat la resistència d'una varietat d'alficòs espanyol a 4 patògens (M. phaseolina, Monosporascus cannonballus, N. keratoplastica i N. falciformis). Quant a l'efecte sobre els metabòlits, l'ús d'empelts va afectar als perfils d'àcids, sucres i VOCs de l'alficòs. Aquest fet va perjudicar la percepció durant el tast, la qual cosa va donar com a resultat uns sabors estranys, especialment en els alficossos empeltats en Cucurbita, mentre que els patrons de Cucumis no varen donar sabors estranys, sinó més bé semblants als sense empeltar. En el cas dels melons dolços, el principal factor que va provocar un canvi en els perfils dels metabòlits va ser el del cultivar, tant per a àcids com per a sucres. L'efecte de l'ús de l'empelt va ser mínim, mentre que la salinitat sí va tindre un efecte més elevat. L'efecte sobre el VOCs també va resultar molt dependent de la combinació patró-varietat, presentant el mateix patró diferents efectes depenent de la varietat sobre la que estigués empeltat. / [EN] Melon (Cucumis melo L.) is one of the main crops belonging to the Cucurbitaceae family, of which Spain represents one of the secondary centres of diversification, where unsweet (Flexuosus) and sweet (Ibericus) melons are still cultivated. Nowadays, cultivation of traditional melon landraces has been replaced by commercial F1 varieties of the Piel de Sapo and Amarillo subgroups. In order to promote and recover these traditional landraces, would be through organic farming. There are a number of factors which limit the cultivation of these traditional landraces, both biotic and abiotic factors. The use of grafting could be a method to help with these stresses. Grafting and abiotic stresses can have an effect different quality fruit parameters. For this reason, the genetics, morphology and acid, sugar and volatile profiles of a collection of traditional Spanish melon landraces, both sweet and non-sweet, have been analysed in this doctoral thesis. In addition, the effect of salinity and different rootstocks on agronomic, morphological and metabolic factors has been studied. Genetic analyses differentiated between exotic materials, Flexuosus and Ibericus accessions. In the case of Ibericus, it was not possible to find a clear distinction between the different subgroups. Morphological differences between and within subgroups were also found. The main volatile organic compounds (VOCs) detected in the non-sweet fruits (Flexuosus and Chate) were aldehydes and alcohols, being able to differentiate between them. A high level of variability was observed in the VOCs profile of sweet Ibericus. The performance of both grafted alficoz and grafted sweet melon cultivars was evaluated under organic farming conditions. In both cases, soil pathogens and viruses were found to be the main limiting factors. Regarding viruses, the main one was Watermelon Mosaic Virus (WMV), followed by Zucchini Yellow Mosaic Virus (ZYMV), Tomato Leaf Curl New Delhi Virus (ToLCNDV) and Cucurbit aphid-borne yellows virus (CABYV). The main airborne fungus detected was powdery mildew caused by Podosphaera xanthii. As for soilborne pathogenic fungi, Macrophomina phaseolina and Fusarium species, Neocosmospora keratoplastica and N. falciformis, reduced yields, in synergy with high salinity. In this case, Cucurbita rootstocks performed worse than Cucumis rootstocks. Likewise, Cucumis rootstocks obtained fruit characteristics similar to ungrafted fruit or improved the quality of some parameters. The resistance of a Spanish alficoz variety to four pathogens (M. phaseolina, Monosporascus cannonballus, N. keratoplastica and N. falciformis) has also been evaluated. Regarding the effect on metabolites, the use of grafting affected the acid, sugar and VOCs profiles of alficoz. Cucurbita grafted fruits resulted in lower perception during tasting, due to odd flavours, while Cucumis did not have that effect, resulting in similar scores to ungrafted fruits. In sweet Ibericus melons, the main factor changing the metabolite profiles was the cultivar, both for acids and sugars. The effect of grafting was minimal, whereas salinity had a greater effect. The effect on VOCs was also highly dependent on the rootstock-variety combination, with the same rootstock showing different effects depending on the variety on which it was grown. / The present work has been supported by grants PROMETEO/2017/078 and PROMETEO/2021/072 (to promote excellence groups) funded by Conselleria d’Educació, Investigació, Cultura i Esports (Generalitat Valenciana, Spain), grant PID2020-116055RB-C21 funded by Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Agencia Estatal de Investigación (AEI) 10.13039/501100011033 and AGL2017-85563-C2-1-R-AR funded by Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Agencia Estatal de Investigación (AEI) 10.13039/501100011033 and “ERDF: A way of making Europe”, RTA2017-00061-C03-03 (INIA) cofunded by the Spanish Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades and FEDER funds / Flores León, A. (2023). Selection of Traditional Varieties and Breeding of New Cucurbit Varieties Adapted to Organic Production [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193074 / Compendio

La idea del Altiplano como región de producción agraria para la alimentación de sus habitantes viene siendo desplazada por la imparable tendencia hacia la producción ganadera destinada al abastecimiento de las principales ciudades del sur peruano, como Arequipa y Juliaca. A pesar de muchos años de esfuerzos por rehabilitar y difundir el uso de técnicas agrarias preincaicas, apropiadas a una pampa que se inunda periódicamente, las preferencias de la población, incentivada por los municipios locales, han resultado en el abandono de los camellones. En este contexto, dos son las caras de la realidad social altiplánica. Por un lado, quienes poseen más extensión de tierra, se dedican exclusivamente a la crianza de vacunos. Este grupo poblacional es directamente impactado por las políticas municipales que brindan servicios de mejoramiento genético del ganado, subsidio de semillas para la siembra de forraje, y además compra diariamente la leche que se ordeña. De otro lado, quienes tienen pocas cabezas de ganado, poca y mala calidad de tierra para la agricultura, recurren con más frecuencia a la pluriactividad. En este grupo se encuentran los pequeños productores y las familias cuya economía es estrictamente de subsistencia, para quienes el Estado no tiene pensada ninguna estrategia de soporte, siendo así cómplice de su situación vulnerable que resulta en la inseguridad alimentaria. En esta investigación se explora la relación que existe entre el papel promotor del Estado, la forma como se viene produciendo alimentos en el Altiplano y el abandono de técnicas como los camellones. / Abstract The idea of the Altiplano as a region of agricultural production to feed its inhabitants is being replaced for the accelerated tendency to cattle farmers for supply the biggest cities of Peruvian south. Despite many years of efforts to restore and spread the use of raised fields called “camellones”, a suitable technique to a high grassy plateau that regularly floods, people’s preference for ranching is stimulated by the local government, coming to the abandon of these ancient structures. In this context, the social reality shows two faces. In one hand, cattle farmers have the largest properties. The local actions of the municipality are focused on these groups of people, by the subsidy of seeds for the cattle food, or by buying milk every day to produce cheese in the municipality’s plant. On the other hand, those with small arable land and few cattle, tend to pluriactivity. These groups are composed of few producers and families that live in subsistence economy. For them, the local state doesn’t have any support strategy, being accomplice of the vulnerabilities that result in food insecurity. This research explores the relation between the roles of the state, the way that food is being produced in the Altiplano and the abandon of camellones.

El Maíz es el tercer producto agrícola del Perú, cuya producción anual será de 1’675,000 TM en el año 2013, representando solamente el 50% del consumo nacional, por lo que no satisface a la demanda interna. La implementación de este planeamiento estratégico permitirá que en el año 2023 el Perú sea capaz de aumentar su abastecimiento, mediante la obtención de mayor rendimiento por hectárea. Hay dos variedades principales de Maíz: el Amiláceo y el Amarillo Duro. En el caso del Maíz Amiláceo, la mayoría de los cultivos son minifundistas donde los agricultores satisfacen los requerimientos alimenticios de su familia y animales, para luego vender el excedente a los acopiadores. Esto va a los mayoristas de los principales mercados del Maíz y de allí a los minoristas y consumidores. En cambio el Maíz Amarillo Duro es utilizado principalmente para elaborar alimentos para aves, y es cosechado tanto por pequeños agricultores como por criadores de aves que se han integrado verticalmente hacia atrás. Con la implementación de este plan estratégico en 10 años se tendrán 45 razas de Maíz Amiláceo, lo que permitirá incrementar el rendimiento y sumado al aumento en el área de cultivo se tendrá un crecimiento en la producción del 57%. Todo esto acompañado de programas de capacitación para todos los colaboradores, con el uso de tecnología y sistemas de información de punta. Las estrategias que se implementarán contemplan el desarrollo de tecnología aplicada al cultivo y cosecha del Maíz, para crear nuevas variedades modificadas que se adapten a los distintos usos, como por ejemplo la producción de biocombustibles. La asociación de pequeños productores y el encadenamiento productivo permitirán unificar a los actores en torno a una visión común. Donde además resulta importante garantizar la calidad del producto final, mediante certificaciones para los productores y la renovación de equipos / The corn is the third agricultural product of Peru, whose annual production is going to be 1'675, 000 MT in 2013, representing only 50% of domestic consumption, so it does not satisfy domestic demand. Through the application of this strategic plan, in 2023 Peru will be able to feed itself, by obtaining higher yield per hectare. There are two main varieties of corn, starchy and hard yellow. In the case of starchy corn, it is cultivated by smallholder farmers who primarily satisfy their own food requirements, as well as their animals’, then they sell the surplus to middlemen. It goes to wholesalers in the major markets and from there to retailers and consumers. Instead yellow corn is mainly used to produce food for animals, and mainly for poultry, and it is harvested by both small farmers as well as for poultry farmers who are vertically integrated. After implementing this strategic plan, in 10 years Peru will have 45 races of maize starch, which will increase performance and coupled with the increase in crop area will have a production growth of 57%. All this coupled with training programs for all employees, with the use of technology and information systems on end. In the near future, strategies that will be implemented includes the development of technology applied to the crop and harvesting of modified corn to create new varieties that can get adapted to different uses such as biofuel production. The association of small producers as well as chaining different actors around a common vision will benefit the sector, where ensuring the quality of the final product is important and is warranted through certifications and equipment renewal

Perú es el segundo país productor de café orgánico a nivel mundial. Es un producto cultivado por los campesinos agricultores, quienes en su gran mayoría viven en la pobreza. En este trabajo, con el propósito de abordar este problema social relevante, se identificaron las necesidades que tiene una comunidad de campesinos en Cajamarca que cosechan café y viven en condiciones de pobreza. Para esto, primero se investigó sobre el entorno de la situación, lo que permitió comprender cuál es el problema y cuál no lo es. Posteriormente, se definió a qué usuario o usuarios dirigiremos esta solución. Lo anteriormente mencionado servirá como base para, primero, iniciar el proceso de diseño; y luego, cubrir la solución propuesta, que es el desarrollo de una marca de café orgánico llamado Ikitu. Se plantea que el insumo principal sea la compra de este café cosechado por el grupo de campesinos de la región de Cajamarca. Este será el resultado del proceso de capacitación y acompañamiento que se le brindará a esta comunidad de campesinos con la finalidad de producir un café orgánico de alta calidad. Esto a su vez, generará que el proceso de obtención de dicho producto sea eficiente tanto en su producción como en sus costos, para así poner a disposición de los consumidores un café de alta calidad, y mejorar la calidad de vida de esta comunidad. En ese sentido, se plantea que, al inicio, el proyecto tenga una inversión de S/ 280 464; y, con una proyección a cinco años, tener un VAN económico de S/ 1 441 938 y un VAN social de S/ 1 062 736. Este trabajo es económicamente viable y generará un gran impacto social en la comunidad de Cajamarca. / Peru is the second largest producer of organic coffee in the world. It is a product cultivated by peasant farmers, the vast majority of whom live in poverty. In this work, with the purpose of addressing this relevant social problem, the needs of a community of farmers in Cajamarca who harvest coffee and live in conditions of poverty were identified. For this purpose, first, research was conducted on the environment of the situation, which allowed us to understand what the problem is and what is not. Subsequently, we defined to which user or users we will direct this solution. The aforementioned will serve as the basis for, first, initiating the design process; and then, covering the proposed solution, which is the development of a brand of organic coffee called Ikitu. It is proposed that the main input will be the purchase of this coffee harvested by the group of farmers in the Cajamarca region. This will be the result of the training and accompaniment process that will be provided to this community of farmers in order to produce a high-quality organic coffee. This in turn will generate that the process of obtaining this product will be efficient in its production as well as in its costs, in order to make available to the consumers a high-quality coffee and improve the quality of life of this community. In this sense, it is proposed that, at the beginning, the project will have an investment of S/ 280 464; and, with a five-year projection, have an economic NPV of S/ 1 441 938 and a social NPV of S/ 1 062 736. This work is economically viable and will generate a great social impact in the community of Cajamarca.

El café es considerado como uno de los commodities más recurrentes a nivel mundial, por lo que es un producto de exportación importante para los países productores, en su mayoría, latinoamericanos. Entre los principales tipos de café, destacan la arábica y la robusta. Como parte de su diferenciación en el mercado internacional, existen los cafés de alta calidad, en su mayoría, del primer tipo, o también llamado cafés de especialidad, por ejemplo, las variedades orgánicas. Perú es reconocido a nivel mundial por la calidad orgánica de su café, el cual exporta en grandes proporciones comparado con lo restante para el consumo nacional. Por tal motivo, el consumo interno del país el liderado por cafés de una calidad inferior y con un sabor diferente. Además, el hábito de consumo de este grano no se encuentra tan marcado en la población limeña. Esto se puede relacionar con la falta de promoción de café natural, tanto por parte del Estado como por el sector privado. Además, los cambios climáticos actuales podrían afectar los niveles de producción como en el año 2012 debido a las plagas del grano. El presente trabajo analiza los factores del macroentorno y microentorno del sector de café orgánico peruano en Lima y define las estrategias que se deben considerar para afrontar la situación actual: la falta de apoyo en su promoción y consumo a pesar de una tendencia creciente y los altos niveles de exportación de este producto.

O desenvolvimento de fontes de energia renováveis tem se tornado cada vez mais necessário e, nesse contexto, os biocombustíveis têm um importante papel. Este trabalho teve como objetivo otimizar a produtividade de biomassa e de lipídios da microalga Nannochloropsis gaditana, em cultivos de baixo-custo visando à produção de biodiesel. Um sistema de cultivo foi concebido com materiais acessíveis e os experimentos testaram o efeito de diferentes exposições das células ao claro-escuro, sob irradiância de 800?E m-2 s-1. Foram testadas três profundidades de cultivo (2, 4 e 8 cm) e duas taxas de aeração (0,25 e 1,00 L min-1 por L de cultivo). A penetração de luz nos cultivos e o rendimento de biomassa seca foram monitorados diariamente. Altos rendimentos de biomassa e lipídios foram alcançados. Os valores máximos foram observados no experimento com 4 cm de profundidade e maior taxa de aeração: 13,83 g m-2 d-1 de produtividade de biomassa e 20,50% de teor lipídico, resultando em uma produtividade lipídica de 2,84 g m-2 d-1. Estes resultados indicam o potencial da utilização de N. gaditana para aplicação em cultivos de larga escala, uma vez que o rendimento lipídico observado foi superior ao da soja, principal matéria-prima vegetal para produção de biodiesel. O sistema de cultivo desenvolvido pode ser inserido em um processo de scaling up em cultivos abertos de grande escala. / The development of renewable energy sources has becoming an increasing necessity and, in this context, biofuels have an important role. This study aimed to optimize the productivity of biomass and lipids of the microalgae Nannochloropsis gaditana in a low-cost system, focusing biofuel production. A culture system was designed with low-cost and accessible materials and the experiments tested the effect of different degrees of exposition of cells to light-dark, under 800?E m-2 s-1 irradiance. Three different culture depths (2, 4 e 8 cm) and two aeration ratios (0.25 e 1.00 L min-1 per L of culture) were tested. Light penetration into the cultures and the dry biomass yield were monitored daily. High yields of biomass and lipids were attained in the experiment with 4 cm depth and the high aeration ratio: 13.83g m-2 d-1 of biomass productivity and 20.50% lipid content, resulting in a lipid productivity of 2.84 g m-2 d-1. These results indicate the potential of N. gaditana for application in large-scale cultivation, since its lipid yield is higher than the soybean, the main feedstock plant for biodiesel production. The culture system developed can be inserted in a process of biomass scaling up for large-scale open microalgae cultures.

O desenvolvimento de fontes de energia renováveis tem se tornado cada vez mais necessário e, nesse contexto, os biocombustíveis têm um importante papel. Este trabalho teve como objetivo otimizar a produtividade de biomassa e de lipídios da microalga Nannochloropsis gaditana, em cultivos de baixo-custo visando à produção de biodiesel. Um sistema de cultivo foi concebido com materiais acessíveis e os experimentos testaram o efeito de diferentes exposições das células ao claro-escuro, sob irradiância de 800?E m-2 s-1. Foram testadas três profundidades de cultivo (2, 4 e 8 cm) e duas taxas de aeração (0,25 e 1,00 L min-1 por L de cultivo). A penetração de luz nos cultivos e o rendimento de biomassa seca foram monitorados diariamente. Altos rendimentos de biomassa e lipídios foram alcançados. Os valores máximos foram observados no experimento com 4 cm de profundidade e maior taxa de aeração: 13,83 g m-2 d-1 de produtividade de biomassa e 20,50% de teor lipídico, resultando em uma produtividade lipídica de 2,84 g m-2 d-1. Estes resultados indicam o potencial da utilização de N. gaditana para aplicação em cultivos de larga escala, uma vez que o rendimento lipídico observado foi superior ao da soja, principal matéria-prima vegetal para produção de biodiesel. O sistema de cultivo desenvolvido pode ser inserido em um processo de scaling up em cultivos abertos de grande escala. / The development of renewable energy sources has becoming an increasing necessity and, in this context, biofuels have an important role. This study aimed to optimize the productivity of biomass and lipids of the microalgae Nannochloropsis gaditana in a low-cost system, focusing biofuel production. A culture system was designed with low-cost and accessible materials and the experiments tested the effect of different degrees of exposition of cells to light-dark, under 800?E m-2 s-1 irradiance. Three different culture depths (2, 4 e 8 cm) and two aeration ratios (0.25 e 1.00 L min-1 per L of culture) were tested. Light penetration into the cultures and the dry biomass yield were monitored daily. High yields of biomass and lipids were attained in the experiment with 4 cm depth and the high aeration ratio: 13.83g m-2 d-1 of biomass productivity and 20.50% lipid content, resulting in a lipid productivity of 2.84 g m-2 d-1. These results indicate the potential of N. gaditana for application in large-scale cultivation, since its lipid yield is higher than the soybean, the main feedstock plant for biodiesel production. The culture system developed can be inserted in a process of biomass scaling up for large-scale open microalgae cultures.

El Nitrogen (N) és l'element mineral al que s'ha vingut prestant major atenció en la gestió de la fertilització de la majoria dels sistemes agrícolas. La complexitat del seu cicle i la forma d’aplicació als diferents tipus de maneig dels cultius dificulten la planificació de la seva disponibilitat per a les plantes. D’altra banda, aplicacions excessives o inadequades poden provocar problemes mediambientals i una menor rendibilitat econòmica. En el cas de blat de moro (Zea mays L.), espècie particularment exigent en N, és important sincronitzar les aportacions i la disponibilitat de N en el sòl amb les demandes per part de la planta. A les Zones Vulnerables, el control de les seves aportacions és escencial. Es coneixen bé els efectes positius de les rotacions de cultius. Més concretament, els beneficis de l'alfals (Medicago sativa L.) sobre els cultius següents estan relacionats principalment amb la capacitat de les lleguminoses de fixar el N2 atmosfèric. Una de les maneres d'avaluar l'aportació en N de l'alfals és calculant el seu Valor de Substitució de Fertilitzant Nitrogenat (N-FRV). En aquesta tesi s'estudia l'efecte de l'alfals en el blat de moro i, posteriorment, el blat (Triticum aestivum L.) en una rotació Alfals-Panís-Blat. D’altra banda s'estudia l'efecte de l'abonat nitrogenat en un monocultiu de panís durant tres anys consecutius a la mateixa parcel·la. L'assaig es va dur a terme els anys 1994-1997 a Torregrossa (als regadius del Canal d’Urgell-Lleida). Durant tres campanyes consecutives, es van assajar quatre dosis de fertilitzant N (0, 100, 200, 300 kg N ha-1) en panís, cv. Juanita. Aquests tres anys de monocultiu s'estudien en el Capítol I. Durant els dos primers anys, simultàniament, es va conrear alfals a la meitat de cada repetició. El tercer any es va substituir l'alfals per blat de moro, assajant les mateixes dosis de fertilitzant que en el monocultiu. El panís en rotació amb l'alfals es va poder comparar així amb el panís d’un tercer any de monocultiu. El quart any, es va sembrar blat, cv. Cartaya, a totes les parcel·les i es van assajar dues dosis de N (0 i 100 kg N ha-1). Aquí es va poder comparar la rotació Alfals-Panís-Blat amb el Panís-Panís-Panís-Blat. Aquests dos últims anys són els quals s'estudien en els Capítols II i III. El Capítol II proposa un N-FRV de l'alfals per als dos cultius següents en els regadius de la Vall de l'Ebre mentre que al Capítol III s'estudia la repercussió que té l'alfals en els cultius següents i a les condicions de producció. A tots els cicles productius es va determinar el contingut en nitrats en el sòl en tres moments de cada cicle. En el blat de moro, es va determinar el rendiment de gra i els seus components, la biomassa produïda en floració i final, l'alçada de la planta, el LAI i el PARi, el contingut en clorofil·la de les fulles, el contingut en nitrats en la base de la tija i el contingut en N del gra i de la planta. Simultàniament es va fer un seguiment del contingut en nitrats de l'aigua de reg i la solució del sòl i del contingut en matèria orgànica. En el blat es va determinar el rendiment de gra i els seus components, la biomassa en encanyat i final i el contingut en N del gra. Al monocultiu de panís, el rendiment de gra i el creixement de la planta es van veure condicionats pel nivell inicial de nitrats en el sòl, la dosi d'adobat i la quantitat de nitrats aportats per l'aigua de reg. El rendiment en gra es va ajustar al model lineal-plateau en 1994 i 1995 i al model quadràtic-plateau en 1996. Els rendiments màxims, 10,2 Mg ha-1 en 1994, 13,1 Mg ha-1 en 1995 y 14,3 Mg ha-1 en 1996, es van obtenir amb una dosis de 100 kg ha-1 en 1994 i 1995 i 200 kg ha-1 en 1996. Amb dosis superiors, el blat de moro va seguir absorbint N i aquest es va acumular primer en el gra. El Valor de Substitució de N (N-FRV) d'un alfals de dos anys a les condicions de l'assaig es va avaluar en 160 kg ha-1 per a un primer cultiu de panís després de l'alfals. Per al cultiu següent de blat, va ser de 76 kg ha-1. L'efecte de l'alfals va repercutir en el contingut en nitrats del sòl, el rendiment de blat de moro (14,7 Mg ha-1 a la rotació i 11,9 Mg ha-1 al monocultiu), la biomassa final, l’alçada i les extraccions de N. En el blat següent va repercutir en el contingut en nitrats del sòl, el rendiment (6,4 Mg ha-1 després de l’alfals i 5,2 Mg ha-1 després del monocultiu), el contingut de N del gra i la biomassa fins a encanyat. Es proposen unes pautes per a determinar la necessitat de fertilitzant N en un panís després de l'alfals. / El Nitrógeno (N) es el elemento mineral al que se ha venido prestando mayor atención en la gestión de la fertilización de la mayoría de los sistemas agrícolas. La complejidad de su ciclo y la forma de aplicación en los distintos tipos de manejo de los cultivos dificultan la planificación de su disponibilidad para las plantas. Por otra parte, aplicaciones excesivas o inadecuadas pueden provocar problemas medioambientales y una menor rentabilidad económica. En el caso de maíz (Zea mays L.), especie particularmente exigente en N, es importante sincronizar las aportaciones y la disponibilidad de N en el suelo con las demandas por parte de la planta. En las Zonas Vulnerables, el control de sus aportaciones es esencial. Son conocidos los efectos positivos de las rotaciones de cultivos. Más concretamente, los beneficios de la alfalfa (Medicago sativa L.) sobre los cultivos siguientes están relacionados principalmente con la capacidad de las leguminosas de fijar el N2 atmosférico. Una de las maneras de evaluar la aportación en N de la alfalfa es calculando su Valor de Sustitución de Fertilizante Nitrogenado (N-FRV). En esta tesis trabajo se estudia: a) el efecto de la alfalfa en el maíz y, posteriormente, el efecto en el trigo (Triticum aestivum L.) en una rotación Alfalfa-Maíz-Trigo; b) el efecto del abonado nitrogenado en un monocultivo de maíz durante tres años consecutivos en la misma parcela. El ensayo se llevó a cabo los años 1994-1997 en Torregrossa (regadíos del Canal d’Urgell-Lleida). Durante tres campañas consecutivas, se ensayaron cuatro dosis de fertilizante N (0, 100, 200, 300 kg N ha-1) en maíz, cv. Juanita. Estos tres años de monocultivo se estudian en el Capítulo I. Durante los dos primeros años, simultáneamente, se cultivó alfalfa cv. Aragón en la mitad de cada repetición. El tercer año se sustituyó la alfalfa por maíz, ensayando las mismas dosis de fertilizante que en el monocultivo. El maíz en rotación con la alfalfa se pudo comparar así con el maíz en un tercer año de monocultivo. El cuarto año, se sembró trigo, cv. Cartaya, en todas las parcelas y se ensayaron dos dosis de N (0 y 100 kg N ha-1). Aquí se pudo comparar la rotación Alfalfa-Maíz-Trigo con el Maíz-Maíz-Maíz-Trigo. Estos dos últimos años son los que se estudian en los Capítulos II y III. El Capítulo II propone un N-FRV de la alfalfa para los dos cultivos siguientes en los regadíos del Valle medio del Ebro mientras que en el Capítulo III se estudia la repercusión que tiene la alfalfa en los cultivos siguientes y en las condiciones de producción. En todos los ciclos productivos se determinó el contenido en nitratos en el suelo en tres momentos de cada ciclo. En el maíz, se determinó el rendimiento de grano y sus componentes, la biomasa producida en floración y final, la altura de la planta, el LAI y el PARi, el contenido en clorofila de las hojas, el contenido en nitratos en la base del tallo y el contenido en N del grano y de la planta. Simultáneamente se hizo un seguimiento del contenido en nitratos del agua de riego y la solución del suelo y del contenido en materia orgánica. En el trigo se determinó el rendimiento de grano y sus componentes, la biomasa en encañado y final y el contenido en N del grano. En el monocultivo de maíz, el rendimiento de grano y el crecimiento de la planta se vieron condicionados por el nivel inicial de nitratos en el suelo, la dosis de abonado y la cantidad de nitratos aportados por el agua de riego. El rendimiento en grano se ajustó al modelo lineal-meseta en 1994 y 1995 y al modelo cuadrático-meseta en 1996. Los rendimientos máximos, 10,2 Mg ha-1 en 1994, 13,1 Mg ha-1 en 1995 y 14,3 Mg ha-1 en 1996 se obtuvieron con una dosis de 100 kg ha-1 en 1994 y 1995 y 200 kg ha-1 en 1996. Con dosis superiores, el maíz siguió absorbiendo N y este se acumuló primero en el grano. El Valor de Sustitución de N (N-FRV) de una alfalfa de dos años en las condiciones del ensayo se evaluó en 160 kg ha-1 para un primer cultivo de maíz después de la alfalfa. Para el cultivo siguiente de trigo, fue de 76 kg ha-1. El efecto de la alfalfa repercutió en el contenido en nitratos del suelo, en el rendimiento de maíz (14,7 Mg ha-1 en la rotación y 11,9 Mg ha-1 en el monocultivo), la biomasa final, la altura de la planta y las extracciones de N. En el trigo siguiente repercutió en el contenido en nitratos del suelo, el rendimiento (6,4 Mg ha-1 tras la alfalfa y 5,2 Mg ha-1 tras el monocultivo), el contenido de N del grano y la biomasa hasta el encañado. Se proponen unas pautas para determinar la necesidad de fertilizante N en un maíz después de la alfalfa. / In agricultural systems, nitrogen (N) has always been the fertilizer element with an outstanding role. The complexity of its cycle and the different crop management systems difficult the planification of its availability for the plants. On the other hand, excessive or inadequate N applications can produce environmental problems and a lowest economic profitability. In the case of corn (Zea Mays L.), a particularly N demanding crop, it is important to synchronize contributions and N availability in the soil with plant demands. In the N Vulnerable Areas, contribution control become essential. The positive effects of the rotations of cultures are well known. To be more specific, benefits of the alfalfa (Medicago sativa L.) on the following crops are related principally to the ability of leguminous plants to fix atmospheric N2. One way to evaluate alfalfa’s N contribution is calculating its Nitrogen- Fertilizer Replacement Value (N-FRV). This thesis studies the effect of alfalfa in the corn and, later, in the wheat (Triticum aestivum L.) in a rotation Alfalfa-Corn-Wheat. Simultaneously, the effect of the N fertilizer is studied in a monoculture corn for three consecutive years in the same plot. The study was carried out between 1994 and 1997 in Torregrossa (irrigated area of Canal d'Urgell- Lleida-Spain). During three consecutive years, four doses of N fertilizer were applied (0, 100, 200, 300 kg N ha-1) in corn, cv. Juanita. These three years of monoculture are studied in Chapter I. During the first two years, simultaneously, alfalfa was cropped in half part of the block. The third year, alfalfa was replaced with corn, testing the same doses of fertilizer as in the monoculture. Then, corn in rotation with alfalfa could be compared with the corn in the third year of monoculture. The fourth year wheat, cv. Cartaya, was sowed in all the plots and two doses of N (0 and 100 kg N ha-1) were applied. Here, it was possible to compare the rotation Alfalfa-Corn-Wheat with the Corn-Corn-Corn-Wheat. These two last crops are studied in the Chapters II and III. In Chapter II a N-FRV of the alfalfa for two following crops in the irrigated area of the Ebro Valley is suggested. In Chapter III effects of alfalfa on the following crops and on the production conditions are studied. Every crop, the nitrate content in soil at three moments of the production period was determined. In corn, grain yield and its components, flowering and final biomass, height of plant, LAI and PARi, chlorophyll content in leaves, nitrate content in the base of the stem and N content in grain and plant were determined. Finally, nitrate content in the irrigation water and soil solution and organic matter content were followed. In wheat, grain yield and its components, stem elongation and final biomass and grain N content were measured. In monoculture, corn yield and plant growth were conditioned by initial level of nitrates in the soil, by N fertilizer amount and by nitrates contribution from irrigation water. Grain yield adjust to linear-plateau model in 1994 and 1995 and to quadratic-plateau model in 1996. Maximum yields, 10,2 Mg ha-1 in 1994, 13,1 Mg ha-1 in 1995 and 14,3 Mg ha-1 in 1996, were obtained with 100 kg ha-1 in 1994 and 1995 and with 200 kg ha-1 in 1996. With higher doses, corn kept on absorbing N that was accumulated firstly in the grain. The N-Fertilizer Replacement Value (N-FRV) of an alfalfa of two years in the conditions of the trial was evaluated in 160 kg N ha-1 for the first corn after alfalfa. For the following wheat crop, it was 76 kg N ha-1. The effect of the alfalfa affected nitrate soil content, corn yield (14,7 Mg ha-1 in la rotation and 11,9 Mg ha-1 in monoculture), final biomass and N extractions. In the following wheat, alfalfa affected soil content, yield (6,4 Mg ha-1 after alfalfa and 5,2 Mg ha-1 after the monoculture), grain N content and biomass accumulated until stem elongation. Some rules to determine N fertilizer N needs in a corn after the alfalfa are suggested.

El problema de la salinidad y estrés hídrico continúa incrementando su importancia debido a la escasez cada vez mayor de agua para riego junto a la mala calidad de la disponible. La mejora genética de las plantas cultivadas para tolerar este tipo de estrés abiótico puede paliar en parte las consecuencias negativas de este problema. Sin embargo, la tolerancia a los estreses hídrico y salino es un carácter particularmente complejo ya que está compuesto por la interacción de muchos caracteres. Dentro de la sección Lycopersicon del género Solanum está incluido el tomate cultivado (Solanum lycopersicum) y 12 especies afines más, conocidas como tomates silvestres, con accesiones que presentan una alta tolerancia a estos estreses. La cercanía filogenética a la especie cultivada, de gran importancia económica en todo el mundo, hace de estas especies el principal recurso genético para la mejora de tomate cultivado. Este trabajo se enmarca en un proyecto coordinado entre tres grupos de investigación pertenecientes a la Universidad de Almería, la Universidad Politécnica de Valencia y el CEBAS de Murcia, en el que estamos utilizando dos herramientas genómicas (mutagénesis insercional y trapping) en tomate y diversas especies silvestres relacionadas para identificar secuencias codificantes o elementos de regulación de genes implicados en procesos del desarrollo vegetativo (arquitectura de la planta) y reproductivo (flor y fruto), así como en salinidad y estrés hídrico. Objetivos El objetivo fundamental de este trabajo es avanzar en el conocimiento de las bases fisiológicas y genéticas de la tolerancia a la salinidad y estrés hídrico en una especie de interés agronómico, el tomate. Metodología Se han utilizado dos herramientas biotecnológicas, el análisis funcional de dos genes candidatos y la mutagénesis insercional mediante el empleo de una trampa de intensificadores en una especie silvestre relacionada con altos niveles de tolerancia a ambos estreses. En el primer caso, se ha estudiado la respuesta de plantas transgénicas de tomate que sobreexpresan un gen implicado en el estrés iónico inducido por salinidad, el gen HAL5, y plantas que expresan un gen implicado en la última etapa de la síntesis de myo-inositol, el gen IMP1. Por otra parte se ha empleado un vector que porta una trampa de intensificadores, para identificar mutantes insercionales alterados en diferentes caracteres y, especialmente, en la tolerancia a los estreses hídrico y salino. Resultados La sobreexpresión del gen HAL5 incrementa la tolerancia a la salinidad de tomate cuando se mide el peso de frutos por planta, el parámetro más importante desde un punto de vista agronómico. Además, se ha podido comprobar que la sobreexpresión del gen IMP1, incrementa la tolerancia del tomate a la salinidad y al estrés hídrico a largo plazo. Por otro lado, se ha generado la primera colección de líneas T-DNA de la especie silvestre Solanum pennellii. Se han detectado algunas líneas con expresión específica del gen delator en órganos de la planta relacionados con el nivel de tolerancia a ambos estreses abióticos. Por último, se han identificado mutantes insercionales con alteraciones en caracteres del desarrollo vegetativo, desarrollo reproductivo y tolerancia al estrés hídrico y salino. Conclusiones Este trabajo ha permitido conocer la función de dos genes implicados en la tolerancia a estreses abióticos y sus efectos al sobreexpresarse en plantas de tomate. También se ha generado una amplia colección de líneas T-DNA en diversas accesiones de Solanum pennellii, primer paso para poder llevar a cabo un programa de mutagénesis insercional. Además, los diferentes mutantes de S. pennellii seleccionados en este trabajo constituyen un excelente material para la identificación y análisis funcional de genes implicados tanto en estreses abióticos como en procesos de desarrollo vegetativo y reproductivo. / The problem of salinity and water stress in worldwide agriculture is being intensified due to the increasing scarcity of water resources and low quality of the available water for agricultural purposes. Plant breeding of crop plants to promote tolerance to these stresses could alleviate, at least partially, the negative consequences in production and yield caused by these abiotic stresses. Nevertheless, tolerance to water and salt stresses is a particularly complex trait since it is made up by the interaction of numerous individual traits. Within the Lycopersicon section from Solanum genus it is included the cultivated tomato (Solanum lycopersicum) and 12 wild-related species, these lasts with accessions that present a high tolerance to these stresses. The phylogenetic closeness of the wild-related and the cultivated species, the latter of well-known worldwide economic importance, makes the former species the main genetic resource for breeding programmes in cultivated tomato. This research work has been fulfilled within the framework of a coordinated project managed among three groups; one from the University of Almeria, the second from the Polytechnic University of Valencia and the last from CEBAS-CSIC of Murcia. Two genomic tools, insertional mutagenesis and trapping, are being applied on tomato and diverse wild-related species to identify coding sequences or regulatory elements of genes involved in vegetative (plant architecture) and reproductive (flower and fruit) development, as well as in the plant responses to salinity and water stress. Objectives: The essential objective of this research work is to advance in the knowledge of the physiological and genetic basis of the tolerance to salinity and water stress in a species of such agronomic importance as it is tomato. Methodology: For this purpose two biotechnological tools have been used; the functional analysis of two candidate genes and the insertional mutagenesis with enhancer trap applied in a wild-related species exhibiting high levels of tolerance to both stresses. In the first case, it has been studied the response of transgenic tomato plants overexpressing a gene involved in the ionic stress induced by salinity, HAL5, and of another set of transgenic plants overexpressing a gene which product is involved in the last step of myo-inositol biosynthesis, IMP1. On the other side, a genetic construction carrying a enhancer trap, has been used for plant transformation with the aim of identifying insertional mutants altered in different phenotypic traits, but especially in those related to tolerance to salt and water stresses Results: The overexpression of HAL5 augments the tolerance to salinity in the transgenic tomato assessed by fruit weight per plant, the main parameter from an agronomic point of view. Besides, it has been possible to verify that the overexpression of IMP1 increases the tolerance to long-term salinity and drought in the resulting transgenic plants. On the other hand, the first collection of T-DNA lines of the wild-related tomato species Solanum pennellii has been generated. Some mutant lines with specific expression of the reporter gene in plant organs related to the level of tolerance to both abiotic stresses have been detected. Lastly, some insertional mutants with alterations in traits related to vegetative and reproductive development as well as in tolerance to salt and water stresses have been identified. Conclusions: This research work has allowed us to know the function of two genes involved in the tolerance to abiotic stresses and their effects when overexpressed in tomato plants. Also it has been generated a large collection of T-DNA lines in diverse accessions from Solanum pennellii, the first step to accomplish a programme of insertional mutagenesis. Furthermore, the different S. pennellii mutants selected in this research work constitute an outstanding plant material for the identification and functional analysis of genes implicated in abiotic stresses as well as in vegetative and reproductive developmental processes.

El objetivo general de esta tesis fue estudiar si la demora en la senescencia foliar (carácter stay-green, SG) en híbridos de maíz confiere tolerancia del rendimiento al estrés abiótico. Se realizaron ensayos a campo utilizando híbridos contrastantes en la senescencia foliar. Se registró la evolución de la senescencia, la producción neta de fotoasimilados, el rendimiento y sus componentes. Bajo sequía en post-floración, los genotipos SG presentaron mayor producción de fotoasimilados y esto se relacionó con mayor conductancia estomática y con la retención de área foliar verde (AFV). Esta ventaja se tradujo en mayor rendimiento (a través de un mayor peso de grano, PG) en dos ensayos; en el tercer ensayo los genotipos SG presentaron menor partición a espiga por lo que el rendimiento no se diferenció del grupo de híbridos no stay-green (NSG). En condiciones de deficiencias de N, los genotipos SG presentaron mayor producción de fotoasimilados en post-floración mientras las temperaturas mínimas se mantuvieron por encima de 10°C, pero pérdidas netas de materia seca por debajo de este umbral que no se observaron en los genotipos NSG o con mayor nivel de fertilización. El carácter SG no se relacionó con el rendimiento o con el PG a bajo nivel de N (18 kg de N ha-1) pero sí al aumentar la dosis de fertilización (100 y 200 kg de N ha-1). En condiciones de estrés por alta densidad poblacional, se compararon dos genotipos. El genotipo SG presentó menor producción de asimilados, y menor inducción de la senescencia de las hojas basales por sombreo. El genotipo SG demoró la senescencia aún cuando la absorción de N en post-floración fue menor que en el genotipo NSG. El PG se relacionó con la concentración de N en granos, y ambos fueron menores en el genotipo SG, resultando en menor rendimiento. En un tercer ensayo, se incorporaron dos genotipos adicionales. En uno de ellos, el carácter SG se mantuvo sólo en las hojas superiores; éste genotipo SG presentó mayor PG y rendimiento en comparación con los otros tres. Finalmente, se analizó la degradación de proteínas foliares durante el llenado. La degradación de proteínas se relacionó positivamente con el PG en condiciones de deficiencias de N pero inversamente cuando las plantas se fertilizaron con 200 kg N ha-1. Uno de los genotipos SG mostró muy escasa degradación de proteínas mientras que en otro SG la degradación aumentó en respuesta a las deficiencias de N. En conclusión, la contribución del carácter SG a la estabilidad del rendimiento depende de la capacidad que presenten los genotipos SG para ajustar la expresión del carácter en función del ambiente (por ejemplo, induciendo la senescencia en respuesta al sombreo, o por deficiencias de N edáfico).