El meló (Cucumis melo L.) és una espècie vegetal de gran importància econòmica, amb la que s'han establert nombrosos programes de millora. Dins d'ells, és de gran importància la utilització de línies pures, la seva obtenció ha avançat en gran mesura per la utilització de tècniques de biotecnologia, entre les que es troben, l'obtenció de poblacions de línies diphaploids i els marcadors moleculars.La producció de línies haploids diploiditzades, disminueix el temps de generació necessari per a obtenir individus completament homozigots a una mateixa generació. Així mateix, la naturalesa homozigòtica d'aquestes línies i el seu potencial per a ser perpetuades il·limitadament per llavor, fan de les poblacions de línies dihaploids, siguin molt útils per a estudis genètics com la generació de mapes genètics, on els marcadors dominants i codominants poden ser mapats amb idèntica precisió. Així mateix, la disponibilitat de material vegetal, genèticament idèntic de manera il·limitada, fa possible que es puguin afegir nous marcadors a mesura que es vagin generant i que aquestes poblacions siguin molt útils per a la localització de gens majors i QTLs (Quantitative Trait Loci), podent-se estudiar, al mateix temps, genotips en diferents localitzacions i estudiar-se la interacció genotip per ambient (GxE).En aquest treball es va estudiar la resposta partenogènica de varis genotips de meló, donat que s'havia descrit la importància del genotip en l'obtenció de LDHs. Després d'aquest estudi es va poder descriure 3 passos limítrofs en el procés d'obtenció de LDHs: Eficàcia en l'obtenció d'embrions a partir de llavors de fruits partenocàrpics, supervivència dels embrions en el procés de cultiu in vitro i obtenció de línies diploiditzades, perpetuades per llavor a partir d'aquests embrions. Es va observar diferent comportament en els genotips estudiats en cadascun dels passos limítrofs definits per a el procés. Posteriorment es va generar, per partenogènesis induïda in situ per polinització amb pol·len irradiat, una població de 95 línies dihaploids (LDHs) a partir del creuament de dos línies de meló, PI161375 x T111. Aquestes dos línies es van escollir per presentar característiques agronòmiques importants. La línia T111 pertany a la varietat botànica inodorus, del tipus "Piel de Sapo" és una de les línies més consumides a Espanya, mentres que PI161375 "Sogwhan Charmi", pertany a la varietat botànica chinensis, presenta nombroses resistències a malalties. Les línies de la població van ser analitzades per marcadors moleculars del tipus codominant (RFLPs i SSRs) per a determinar la seva homozigòsis i es va determinar el seu nivell de ploidia per citometria de flux. A partir de la població de LDHs es va realitzar un mapa genètic, transferint marcadors moleculars codominants d'alta qualitat del tipus RFLPs i SSRs que ja havien estat posicionats en el mapa F2 obtingut a partir del mateix creuament i es van incloure 54 nous marcadors del tipus SSR. Es va obtindre un mapa amb 169 marcadors moleculars codominants de grups de lligament, cobrint una distància de 1289.6cM. La densitat de mapa va ser de 7.6cM/marcadors. L'ordre dels marcadors es va mantenir al comparar-lo amb altres mapes de meló existents i amb el mapa realitzat a partir d'una població F 2, el que demostra la consistència del mapa genètic obtingut, permet utilitzarlo com a mapa de referència per a posteriors estudis amb aquesta espècie i la integració dels dos mapes obtinguts a partir del creuament PI161375 x T111. Integrant es va obtenir un mapa altament saturat amb 331 marcadors codominants que es van distribuir en dotze grups de lligament, cobrint tot el genoma de meló, amb una densitat de 3.02cM/marcador i que van cobrir una distància de 1061cM.Es va estudiar, també, la segregació de les freqüències aléliques dels marcadors utilitzats en la generació del mapa de la població de LDHs per a identificar zones distorsionades que poguessin estar implicades en el procés d'obtenció d'haploids. Es van observar 6 zones que van presentar distorsió de les freqüències aléliques. Aquestes zones serien candidates a incloure gens que són seleccionats en el procés de generació de LDHs. En 2 d'aquestes zones la segregació va ser favorable a l'al.lel del parental PI161375 i en altres 4 la distorsió va ser favorable a l'al.lelde T111, el que indicaria que els dos parentals influeixen en el procés de generació de les línies dihaploids.Finalment, es van estudiar diferents caràcters quantitatius implicats en la morfologia floral, morfologia del fruit i la germinació, localitzant 71 QTLs, per a tots els caràcters analitzats. L'alta correlació observada entre la forma de l'ovari i el fruit i la co-localització dels QTLs implicats en aquest caràcters, suggereix que la forma del fruit ve determinada per la forma de l'ovari, és a dir, que els mateixos gens controlen ambdós caràcters, i la forma del fruit ve determinada en les primeres etapes de desenvolupament. També va permetre dividir el caràcter d'herència poligènica, el que explicaria l'aparició de genotips intermitjos en les classificacions taxonòmiques realitzades. Es van trobar, així mateix, QTLs relacionats amb la germinació de les LDHs que ens indiquen que els gens que intervenen en els processos relacionats amb la germinació s'expressen en les primeres etapes del procés, que existeixen al.lels de PI161375 amb efectes favorables a la germinació i que existeix un important efecte ambiental relacionat amb la llum, observant que amb presència de llum un major porcentatge de germinació. / El melón (Cucumis melo L.) es una especie vegetal de gran importancia económica, en la que se han establecido numerosos programas de mejora. En ellos es de gran importancia la utilización de líneas puras, cuya obtención ha avanzado en gran medida por la utilización de técnicas de biotecnología entre las que se encuentran la obtención de poblaciones de líneas dihaploides y los marcadores moleculares.La producción de líneas haploides diploidizadas disminuye el tiempo de generación necesario para obtener individuos completamente homocigotos a una generación. Así mismo, la naturaleza homocigótica de estas líneas y su potencial para ser perpetuadas ilimitadamente por semilla, hacen a las poblaciones de líneas dihaploides muy útiles para estudios genéticos como la generación de mapas genéticos, donde los marcadores dominantes y codominantes pueden ser mapados con igual precisión. Así mismo, la disponibilidad de material vegetal genéticamente idéntico de forma ilimitada hace posible que se puedan añadir nuevos marcadores a medida que se vayan generando y que estas poblaciones sean muy útiles para la localización de genes mayores y QTLs (Quantitative Trait Loci), pudiendo estudiarse el mismo genotipo en diferentes localizaciones y estudiarse la interacción genotipo por ambiente (GxE).En este trabajo se estudió la respuesta partenogénica de varios genotipos de melón, ya que se había descrito la importancia del genotipo en la obtención de LDHs. Tras este estudio se pudieron describir 3 pasos limitantes en elproceso de obtención de LDHs: Eficacia en la obtención de embriones a partir de semilla de frutos partenocárpicos, supervivencia de los embriones en el proceso de cultivo in vitro y obtención de líneas diploidizadas, perpetuadas porsemilla a partir de estos embriones. Se observó diferente comportamiento de los genotipos estudiados en cada uno de los pasos limitantes definidos para el proceso. Posteriormente se generó, por partenogénesis inducida in situ porpolinización con polen irradiado, una población de 95 líneas dihaploides (LDHs) a partir del cruzamiento de dos líneas de melón, PI161375 x T111. Estas dos líneas se eligieron por presentar características agronómicas importantes. La línea T111 perteneciente a la variedad botánica inodorus, de tipo 'Piel de Sapo' es una de las líneas más consumidas en España mientras que PI 161375 'Sogwhan Charmi', perteneciente a la variedad botánica chinensis, presenta numerosas resistencias a enfermedades. Las líneas de la población fueron analizadas por marcadores moleculares de tipo codominante (RFLPs y SSRs) para determinar su homocigosis y se determinó sunivel de ploidía por citometría de flujo.A partir de la población de LDHs se realizó el mapa genético, transfiriendo marcadores moleculares codominates de alta calidad de tipo RFLPs y SSRs que ya habían sido posicionados en el mapa F 2 obtenido a partir del mismo cruce y se incluyeron 54 nuevos marcadores de tipo SSR. Se obtuvo un mapa con 169 marcadores que sedistribuyeron en 12 grupos de ligamiento, cubriendo una distancia de 1289.6cM. La densidad de mapa fue de 7.6cM/marcador. El orden de los marcadores se mantuvo al compararlo con otros mapas de melón existentes y con el mapa realizado a partir de una población F2, lo que demuestra la consistencia del mapa genético obtenido, permitiendo emplearlo como mapa de referencia para posteriores estudios en esta especie y la integración de los dos mapas obtenidos a partir del cruce PI161375 x T111. Integrando se obtuvo un mapa altamente saturado con 331 marcadores codominantes que se distribuyeron en doce grupos de ligamiento cubriendo todo el genoma de melón, con una densidad de 3.02cM/ marcador y que cubrieron una distancia de 1061cM.Se estudió también la segregación de las frecuencias alélicas de los marcadores utilizados en la generación del mapa de la población de LDHs para identificar zonas distorsionadas que pudieran estar implicadas en el proceso de obtención de haploides. Se observaron 6 zonas que presentaron distorsión de las frecuencias alélicas. Estas zonas serían candidatas de incluir genes que son seleccionados en el proceso de generación de LDHs. En 2 de estas zonas la segregación fue favorable al alelo del parental PI161375 y en las otras 4 la distorsión fue favorable al alelo de T111, lo que indicaría que los dos parentales influyen en el proceso de generación de las líneas dihaploides.Finalmente, se estudiaron diferentes caracteres cuantitativos implicados en la morfología floral, morfología de fruto y la germinación, localizando 71 QTLs, para todos los caracteres analizados. La alta correlación observadaentre la forma de ovario y fruto y la co-localización de los QTLs implicados en estos caracteres sugiere que la forma del fruto esta determinada por la forma del ovario, es decir, que los mismos genes controlan ambos caracteres, y laforma de fruto se determina en etapas tempranas del desarrollo. También permitió dividir el carácter de la pubescencia del ovario en dos componentes, longitud y densidad, confirmando que se trata de un carácter de herencia poligénica lo que explicaría la aparición de fenotipos intermedios en las clasificaciones taxonómicasrealizadas. Se encontraron, así mismo, QTLs relacionados con la germinación de las LDHs que nos indican que los genes que intervienen en los procesos relacionados con la germinación se expresan en las primeras etapas del proceso, que existen alelos de PI161375 con efectos favorables a la germinación y que existe un importante efecto ambiental relacionado con la luz, observándose en presenc ia de luz un mayor porcentaje de germinación. / Melon (Cucumis melo L.) is an important vegetal crop; with large number of breeding programs already established. In these programs, the use of inbred lines is very important; the process to obtain these lines can be enhanced with the use of biotechnology techniques as the generation of dihaploid lines population and molecular markers.DHLs production decreased the generation time needed to obtain complete homocigous plants to one generation.The homocigosity potential to be perpetuated by seed, make DHLs populations an useful tool for genetics studies, as genetic map construction, where the dominants and codominants markers can be mapped with the same precision.Also, the possibility to dispose unlim ited material genetically identical make possible to add news markers as soon as they are generated, the localization of major genes and QTLs (Quantitative trait loci) and study the genotype by environment (GxE) interaction by evaluating the same genotype in different locations.The parthenogenetic response of several melon genotypes was studied. As reported by other authors the genotype had an important effect on the production of DHLs. Three limiting steps were found in the DHLs production process: (1) the parthenogenic embryo production efficiency from parthenocarpic fruits; (2) the in vitro rescueefficiency of parthenogenic embryos; and (3) the production of diploid lines, perpetuated by seed, out of the rescued embryos. For each of these limiting steps, different behaviours were observed on the studied genotypes. Moreover, apopulation of 95 DHLs was generated from the PI161375 x T111 hybrid, utilizing the in situ induction of parthenogenic embryos through pollination by gamma-irradiated pollen. The two parents were chosen for their important agronomic traits. The T111 line, pertaining to inodorus botanic variety, of fruit type 'Piel de Sapo', is one of the most consumed in Spain. Whereas, PI 161375 or 'Sogwhan Charmi', pertaining to the chinensis botanical variety, has a large number of disease resistances. Presumed parthenogenic lines were analyzed by codominants molecular markers (RFLPs and SSRs) to confirm their homocigosity, and by flow citometry to determine their ploidy level.A molecular markers map, involving RFLP and SSRs mapped previously in a F2 population from the same cross, was constructed using the DHL population. 54 new SSRs markers were added to the DHL map. A map with 169 markers distributed in twelve linkage groups was obtained with a distance coverage of 1286 cM. The map density was 7.6cM/marker. The order of markers was maintained when compared with other melon maps and with the F2 map. This fact proved the consistence of obtained genetic map, allowing their use as a reference map for later studies in this specie and permitting the integration of the two maps obtained from the cross PI161375 X T111. After integration, a highly saturated map with 331 codominats markers, covering the whole genome was obtained. Markerswere distributed in twelve linkage groups with a density of 3.02cM/marker covering a distance of 1061cM.Allelic frequency segregation of markers in DHLs population map was studied to identify genomic regions with segregation distortion. Six regions were observed which could include genes selected during DHLs generation process. Two of the regions showed favourable segregation towards PI 161375 alleles and in the other four the segregation was favourable towards T111 alleles. This confirms the influence of both parentals in the DHLs generation process.Finally, a study of several quantitative traits involved in floral and fruit morphology and germination of melon was realized. Seventy-one QTLs were localized for all analysed traits. The high correlation observed between ovary andfruit shape and the co-localization of QTLs involved in these traits suggests that the fruit shape was determined by ovary shape, i.e., the same genes control both traits and the fruit shape is determinated in the early period of development. Also, this analysis allowed to divide ovary pubescence trait in two components, hair length and density, and also confirming that this trait is under polygenic control. This could explain the apparition of intermediate phenotypes in the taxonomic classifications by others authors. In addition, QTLs related with germination were found, indicating that the genes involved in germination are expressed in the first steps of the process. PI161375 alleles withfavourable effect in germination were uncovered. Light intensity during germination has a major effect on the percentage of seed germination, being higher light intensity associated with higher percentage of germination.

Tesis por compendio / [ES] El melón (Cucumis melo L.) es una de las especies hortícolas más demandadas en el mundo, y como tal el mejoramiento vegetal tiene el desafío continuo de generar alternativas para el agricultor por medio del desarrollo de nuevas variedades que presenten, tolerancia/ resistencia a factores de estrés biótico (plagas y enfermedades) y abiótico (temperatura, humedad, suelo) y a su vez atributos de calidad apreciados por el consumidor. El mejoramiento convencional en melón por medio de cruzamientos entre líneas seleccionadas es una estrategia ampliamente utilizada, pero que presenta algunas limitaciones, como las barreras de cruzabilidad entre las variedades comerciales y el germoplasma silvestre, además de los períodos extensos de tiempo requeridos para evaluar las progenies. En este contexto, el injerto y el desarrollo de nuevos patrones están siendo adoptados a nivel mundial como estrategias alternativas de mejora en cultivos hortícolas, que permite aprovechar caracteres de interés presentes en especies no cultivadas o no comerciales sin necesidad de realizar largos y complejos planes de mejora (cruzamiento y retrocruzamiento). El uso de la diversidad intra e interespecífica como portainjertos para sandía ha dado muy buenos resultados, documentados en una amplia bibliografía científica. Sin embargo, las ventajas y beneficios del injerto presentan inconsistencias en los estudios realizados en melón. Esto se explica por los diferentes métodos de cultivos evaluados, así como por la amplia gama de variedades y tipos comerciales de melón existentes; esto exige a su vez, mayor inversión y fortalecimiento de la investigación en esta área del conocimiento. La presente Tesis Doctoral tiene por objetivo la generación de información relacionada al injerto en melón mediante la evaluación de portainjertos desarrollados en los grupos de mejora del Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV), donde se ha llevado a cabo este trabajo, utilizando para ello diferentes condiciones de cultivo, y por lo tanto estrés, y utilizando dos tipos de melón muy consumidos en España y Europa como el ‘Piel de Sapo’ y el ‘Cantalupo’, además de una variedad tradicional muy apreciada por su calidad, el ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. La recuperación de variedades tradicionales es un reto para la agricultura moderna y gracias al injerto validamos el potencial de esta técnica para producir ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ bajo condiciones de estrés por la presencia de un hongo patógeno como Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker en el suelo. El patrón experimental UPV-PRMc, desarrollado por el grupo de mejora de cucurbitáceas del COMAV de la Universidad Politécnica de Valencia, mediante la hibridación de un melón tipo ‘Piel de Sapo’ y una accesión de un melón silvestre del tipo agrestis, mostró su capacidad para proporcionar resistencia y vigor a la variedad tradicional, que sin el uso de un portainjerto resistente sería incapaz de culminar su ciclo de cultivo bajo estas condiciones. Ensayos de campo complementarios permitieron evaluar el comportamiento de diferentes portainjertos experimentales y comerciales de Cucurbita y Cucumis, en condiciones de estrés bajo sistemas de producción convencional en campo abierto. Con relación al vigor y al desarrollo de las plantas injertadas, los patrones de Cucurbita mostraron un retraso en el vigor temprano del cultivo y tanto Ma x Mo EF como Pe x Pe ZS tuvieron los más bajos rendimientos. Destaca el uso del híbrido Ma x Ec como una buena alternativa a los híbridos comerciales normalmente utilizados entre C. maxima x C. moschata. Por su parte los portainjertos de C. melo mostraron una mejor afinidad y mayor vigor consistentemente a lo largo de los 3 años de estudio, al igual que los híbridos interespecíficos Fi x My y Fi x An. Adicionalmente al estudio de la compatibilidad entre el melón Piel de Sapo y los diferentes patrones experimentales y comerciales, también se abordó el impacto sobre la calidad del fruto. Este aspecto es quizá el más controvertido en relación al injerto por el uso de patrones filogenéticamente distantes que pueden pertenecer a otra especie o género distinto al melón. Nuestros datos reflejaron que los patrones de Cucurbita tuvieron efecto sobre la forma del fruto y la cavidad seminal, mientras que los patrones de Cucumis melo presentaron un menor impacto sobre los parámetros de calidad del fruto. También es importante destacar que los patrones de especies silvestres o no cultivadas de Cucumis no afectaron significativamente la calidad, a pesar de que C. metuliferus E. Meyer ex Naudin mostró signos de colapso en el segundo año de evaluación y consistentemente produjo los frutos más pequeños en comparación a las plantas sin injertar. El estudio complementario sobre el perfil metabólico y aromático de los frutos ha permitido ampliar los criterios de selección de portainjertos de melón. Se observó la variación en el contenido de ácidos y azúcares principalmente debido al grado de maduración y en menor medida a una combinación de patrón-variedad específica. La modificación del perfil de compuestos volátiles mostró un efecto claro de los portainjertos de Cucurbita sobre la variedad de melón, con el incremento de compuestos aromáticos relacionados a la calabaza y la reducción de otros compuestos claves en el aroma del melón Piel de Sapo. Con la perspectiva de aprovechar el germoplasma silvestre como portainjerto, en el Capítulo 2 de la presente tesis doctoral, presentamos los estudios enfocados en la caracterización de especies silvestres o no cultivadas del género Cucumis, que son una fuente de resistencias a patógenos y enfermedades de importancia económica como nematodos, oído o Fusarium, y que están ausentes en las variedades comerciales de melón. La estandarización de metodologías para optimizar la germinación de accesiones de Cucumis silvestres ha sido un primer paso para maximizar el rendimiento de la semilla como material de partida, ya que la dormancia presente en el germoplasma no cultivado suele ser un factor limitante. Basados en los estudios preliminares de campo en los que se observó la diferencia de vigor entre una accesión de C. metuliferus y el melón ‘Piel de Sapo’, se estudió si los híbridos interespecíficos desarrollados por el grupo de mejora suponían una opción para el incremento del vigor y la combinación de características deseables en una misma planta capaz de soportar el injerto de una variedad comercial de melón. Las barreas de incompatibilidad, impidien los cruzamientos viables con C. metuliferus (filogenéticamente separado del resto de Cucumis africanos) pero los híbridos interespecíficos de los cruzamientos entre Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. y Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin son viables. Estos materiales F1, mostraron un mayor vigor, un incremento en el diámetro de su hipocótilo y una buena compatibilidad con melones de tipo ‘Cantalupo’ y ‘Piel de Sapo’, bajo condiciones de invernadero y a campo abierto. Un alto grado de resistencia a Fusarium oxysporum f. sp. melonis como resultado de la combinación de sus genomas parentales, así como una buena tolerancia al estrés osmótico bajo condiciones in vitro, destacan como características deseables en estos dos híbridos interespecíficos. Utilizando especies silvestres e híbridos de Cucumis, se evaluaron distintas metodologías para la obtención de poliploides, con el objetivo de potenciar el vigor de las plántulas (tamaño y diámetro del hipocótilo) y estudiar los efectos de la poliploidización. La colchicina fue el compuesto antimitótico más efectivo aplicado sobre semillas pregerminadas de dos híbridos interespecíficos de Cucumis. En líneas homocigóticas de C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, o C. metuliferus, la duplicación del genoma no fue estable en ningún caso. La evaluación del nivel de ploidía confirmó que los alopoliploides obtenidos fueron hexaploides (6n=72). Los nuevos materiales obtenidos, son alopoliploides sintéticos que resultaron de la duplicación de un genoma híbrido. A diferencia de sus antecesores triploides, los alopoliploides mostraron la recuperación de su fertilidad, asociado posiblemente a la presencia de SNPs concretos relacionados a genes que codifican procesos reproductivos. La mejora de características de interés en especies silvestres (mayor diámetro de los hipocótilos) ha sido posible por medio de la poliploidización, lo que favorece el procedimiento de realización del injerto y la producción de la planta injertada. Los resultados presentados en esta tesis doctoral han sido posibles gracias a la colaboración de grupos de investigación interdisciplinarios de la Universidad Politécnica de Valencia, la Universidad Jaime I de Castellón y la Politécnica de Cataluña, en el marco del proyecto AGL2014-53398-C2-2-R APROXIMACIONES BIOTECNOLOGICAS Y CULTURALES PARA LA MEJORA DE LAS RESISTENCIAS Y EL CONTROL DE ENFERMEDADES EN MELON Y SANDIA y con apoyo de los proyectos AGL2017- 85563-C2-1-R de FEDER/Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades–Agencia Estatal de Investigación, y proyecto para Grupos de Excelencia PROMETEO 2017/078 además del apoyo de la SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN (SENECYT-ECUADOR) que por medio del Instituto de Fomento al Talento Humano (IFTH), proporcionó una beca de estudio al doctorando. / [EN] The melon (Cucumis melo L.) is one of the most demanded horticultural species in the world and as such, plant improvement has the constant challenge of thinking up alternatives for the farmer through the development of new varieties with tolerance / resistance to biotic (pests and diseases) and abiotic (temperature, humidity, soil) stress factors and quality attributes appreciated by the consumer. Conventional breeding in melon through crossings between selected lines is a widely used strategy, but it has some limitations, such as cross barriers between commercial varieties and wild germplasm, in addition to the extended periods of time required to evaluate the progeny. In this context, grafting and the development of new rootstocks are being adopted worldwide as alternative breeding strategies in horticultural crops, which allows to take advantage of relevant characteristics present in non-cultivated or non-commercial species without extensive and complex breeding programs (crossing and backcrossing). Development of rootstocks for watermelon crop derived from intra and interspecific diversity have been successful and well documented in a wide scientific bibliography. However, advantages and benefits from grafting show inconsistent data in melon assays. These results can be explained since different cultivation methods have been evaluated and because of the large number of commercial varieties of melon; this fact motivates a higher investment and strengthening of research in this area of knowledge. The present Doctoral Thesis has as objective the generation of information related with melon grafting, through the development, characterization and study under stress conditions of novel rootstocks used for two commercial cultivars consumed in Spain and Europe, like ‘Piel de Sapo’ and ‘Cantaloupe’, besides a traditional variety as the ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. Recovery of traditional cultivars is a challenge for modern agriculture and thanks to grafting we have validated the potential of this technique to crop ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ in soil stressed by Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker. The experimental rootstock UPV-PRMc, developed by Institute for the Preservation and Improvement of Valencian Agro-diversity (COMAV) of the Polytechnic University of Valencia, from an hybridization between one ‘Piel de Sapo’ melon and one accession of wild agrestis melon, provided resistance and vigor to the traditional variety, which is not able to complete the crop cycle without be grafted onto a resistant rootstock. Complementary field trials allowed to test the behavior of experimental and commercial rootstocks of Cucurbita and Cucumis under stress conditions in conventional production systems. Regarding vigor and growth of grafted plants, Cucurbita rootstocks showed a delay in early vigor of plants and Ma x Mo EF and Pe x Pe ZS had the lowest yields. The Ma x Ec hybrid highlights as a good alternative to the C. maxima x C. moschata hybrids, commonly used in commercial grafting. On the other hand, C. melo rootstocks showed better affinity and higher vigor consistently along these 3 years, as well as the interspecific hybrids Fi x My and Fi x An. Additionally to the compatibility behavior between ‘Piel de Sapo’ melon and different experimental and commercial rootstocks, also the impact on fruit quality was studied. This issue is one of the most controversial about grafting because of the use of rootstocks phylogenetically distant that belong to other species or genera than melon. Our data showed an effect over shape and size of seed cavity when using Cucurbita rootstocks, while Cucumis melo ones showed a lower impact on fruit quality traits. It is important to note that rootstocks derived from wild or non-cultivated Cucumis species did not alter significantly the quality, despite of that C. metuliferus E. Meyer ex Naudin showed vine decline symptoms in the second year and consistently the smallest fruits compared to non-grafted plants. The complementary analysis of the aromatic and metabolic profile from fruits have allowed to increase the selection criteria for melon rootstocks. Variation in acids and sugars was observed mainly due to maturation degree and to a lesser extent to a specific rootstock-scion combination. The modification in volatile compounds levels displayed an effect of the Cucurbita rootstocks on melon cultivar, increasing aromatic compounds related to pumpkin and decreasing other key compounds in ‘Piel de Sapo’ aroma melon. With the prospect to take advantage from wild germplasm to develop new rootstocks, in the Chapter 2 in this Doctoral Thesis, we showed the studies focused on the characterization of wild or non-cultivated species in the Cucumis genus, which are a resistance resource against pathogens and diseases of economic importance like nematodes, powdery mildew or Fusarium, and that are absent in commercial melon. The standardization of methodologies to optimize the germination of wild Cucumis accessions has been the first step to maximize the seed yield as a started material, since the dormancy in non-cultivated germplasm is usually a limiting factor. Based on preliminary field studies, where the differences in vigor between C. metuliferus and ‘Piel de Sapo’ melon were observed, the development of interspecific hybrids was approached as an option to increase the vigor and combine characteristics of interest in one same plant able to bear the grafting with a commercial variety of melon. The incompatibility barriers prevented viable crosses with C. metuliferus (phylogenetically distant of the rest of African Cucumis), although two interspecific hybrids were viable from crosses between Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. and Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin. These F1 plants had higher vigor, hypocotyl diameter and good compatibility with ‘Cantaloupe’ and ‘Piel de Sapo’ melons under field and greenhouse conditions. High level of resistance to Fusarium oxysporum f. sp. melonis as result of the combination of their parental genomes, as well as a good tolerance to osmotic stress under in vitro conditions, highlight as desirable characteristics in these two new interspecific hybrids. With the preliminary results on the improvement of traits in wild Cucumis germplasm from the hybridization, some methodologies were evaluated to obtain polyploids, in order to enhance the desirable features in these hybrids (vigor, hypocotyl size and diameter). Colchicine was the most effective antimitotic agent applied over pregerminated seeds of two Cucumis interspecific hybrids. In homozygous lines of C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, or C. metuliferus, genome duplication was not stable. The polyploidy level confirmed that allopolyploids obtained were hexaploids (6n=72). The novel materials obtained are synthetic allopolyploids that result from the duplication of a hybrid genome. Unlike their triploid ancestors, allopolyploids showed the recovery of their fertility, possibly associated with the presence of specific SNPs related to genes that encode reproductive processes. The improvement of characteristics of interest in wild species has been possible through polyploidization, which favors the development of new improved materials capable of adapting to the grafting process. The results presented in this Doctoral Thesis have been possible thanks to the collaboration of interdisciplinary research groups from Polytechnic University of Valencia, Jaime I University of Castellón and Polytechnic University of Catalonia, within the framework of the AGL2014-53398-C2-2 project. -R BIOTECHNOLOGICAL AND CULTURAL APPROACHES FOR THE IMPROVEMENT OF RESISTANCES AND THE CONTROL OF DISEASES IN MELON AND WATERMELON and with the support of the projects AGL2017-85563-C2-1-R of FEDER / Ministry of Science, Innovation and Universities-State Agency of Research and project for Groups of Excellence PROMETEO 2017/078, in addition to the support of the SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGÍA E INNOVACIÓN (SENECYT-ECUADOR) which through the Institute for the Promotion of Human Talent (IFTH), provided a scholarship for the doctoral candidate. / [CA] El meló (Cucumis melo L.) és una de les especies hortícoles més demandades en el món, i consegüentment el millorament vegetal té el desafiament continu de generar alternatives per a l’agricultor per mitjà del desenvolupament de noves varietats que presenten, tolerància/resistència a factors d’estrès biòtic (plagues i malalties) i abiòtic (temperatura, humitat, sòl) i al seu torn atributs de qualitat apreciats pel consumidor. El millorament convencional en meló mitjançant creuaments entre línies seleccionades és una estratègia àmpliament utilitzada, però que presenta algunes limitacions, com la impossibilitat de creuar-se d’algunes varietats comercials i determinat germoplasma silvestre d’interès, a més dels períodes extensos de temps requerits per a avaluar les progènies. En aquest context, l’empelt i el desenvolupament de nous patrons estan sent adoptats a nivell mundial com a estratègies alternatives de millora en cultius hortícoles. L’empelt permet aprofitar caràcters d’interès presents en espècies no cultivades o no comercials sense necessitat de realitzar llargs i complexos plans de millora (creuament i retrocruzamiento). L’ús de la diversitat intra i interespecífica com a portaempelts de meló d’Alger ha donat molt bons resultats, documentats en una àmplia bibliografia científica. No obstant això, els avantatges i beneficis de l’empelt presenten inconsistències en els estudis realitzats en meló. Això s’explica pels diferents mètodes de cultius avaluats, així com per l’àmplia gamma de varietats i tipus comercials de meló existents; això exigeix al seu torn, major inversió i enfortiment de la investigació en aquesta àrea del coneixement. La present Tesi Doctoral té per objectiu la generació d’informació relacionada amb l’empelt en meló, mitjançant l’avaluació de nous portaempelts que s’han obtingut en els grups de millora del COMAV (Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana) on s’ha dut a terme aquest treballs fent servir diferents condicions de cultiu i per tant de estressos i dos tipus de meló molt consumits a Espanya i Europa com el ‘Piel de Sapo’ i el ‘Cantalupo’ a més d’una varietat tradicional reconeguda per la seua excel·lent qualitat, el ‘Meló d’Or d’Ontinyent’. La recuperació de varietats tradicionals és un repte per a l’agricultura moderna i mijançant l’empelt validem el potencial d’aquesta tècnica per a produir ‘Meló d’Or d’Ontinyent’ sota condicions d’estrès degudes a la presència en la terra d’un fong patogen com es el Monosporascus cannonballus Pollack et Uecker. El patró experimental UPV-PRMc, desenvolupat pel grup de millora de cucurbitàcies del COMAV, mitjançant la hibridació d’un meló tipus ‘Piel de Sapo’ i una accessió d’un meló silvestre del tipus agrestis, va mostrar la seua capacitat per a proporcionar resistència i vigor a la varietat tradicional, que sense l’ús d’un portaempelt resistent no completaria el cicle de cultiu sota aquestes condicions. Assajos de camp complementaris van permetre avaluar el comportament de diferents portaempelts experimentals i comercials de Cucurbita i Cucumis, en condicions d’estrès en sistemes de producció convencional a camp obert. En relació amb el vigor i al desenvolupament de les plantes empeltades, els patrons de Cucurbita van mostrar un retard en el vigor a l’inici del cultiu i tant Ma x Mo EF com Pe x Pe ZS van tindre els rendiments més baixos. Destaca l’ús de l’híbrid Ma x Ec com una bona alternativa als híbrids comercials normalment utilitzats que deriven de creuaments C. maxima x C. moschata. Per la seua part els portaempelts de C. melo van mostrar una millor afinitat i major vigor consistentment al llarg dels 3 anys d’estudi, igual que els híbrids interespecífics Fi x My i Fi x An. Addicionalment a l’estudi de la compatibilitat entre el meló ‘Piel de Sapo’ i els diferents patrons experimentals i comercials, també es va estudiar l’impacte sobre la qualitat del fruits. Aquest aspecte és potser el que més controvèrsia crea al voltant de l’ús de l’emplet on s’utilitzen portampelts filogenèticament distants que poden pertànyer a una altra espècie o gènere diferent al meló. Les nostres dades van reflectir que els patrons de Cucurbita van tindre efecte sobre la forma del fruit i la cavitat seminal, mentre que els patrons de Cucumis melo van presentar un menor impacte sobre els paràmetres de qualitat del fruit. També és important destacar que els patrons d’espècies silvestres o no cultivades de Cucumis no van afectar significativament la qualitat, a pesar que C. metuliferus E. Meyer ex Naudin va mostrar signes de col·lapse en el segon any d’avaluació i consistentment va produir els fruits més xicotets en comparació a les plantes sense empeltar. L’estudi complementari sobre el perfil metabòlic i aromàtic dels fruits ha permès ampliar els criteris de selecció de portaempelts de meló. Es va observar la variació en el contingut d’àcids i sucres principalment com a consequència del grau de maduració i en menor mesura a una combinació de patró-varietat específica. La modificació del perfil de compostos volàtils va mostrar un efecte clar dels portaempelts de Cucurbita sobre la varietat de meló, amb l’increment de compostos aromàtics relacionats amb la carabassa i la reducció d’altres compostos claus en l’aroma del meló tipus ‘Piel de Sapo’. Amb la perspectiva d’aprofitar el germoplasma silvestre per al desenvolupament de nous portaempelts, al Capítol 2 de la present tesi doctoral, presentem els estudis enfocats a la caracterització d’espècies silvestres o no cultivades del gènere Cucumis, que són una font de resistències a patògens i malalties d’importància econòmica com a nematodes, oïdi o Fusarium, i que no tenen en les varietats comercials de meló. L’estandardització de metodologies per a optimitzar la germinació d’accessions de Cucumis silvestres ha sigut un primer pas per a maximitzar el rendiment de la llavor com a material de partida, ja que la dormancia present en el germoplasma no cultivat sol ser un factor limitant. Basats en els estudis preliminars de camp en els quals es va observar la diferència de vigor entre una accessió de C. metuliferus i el meló ‘Piel de Sapo’, es van avaluar els híbrids interespecífics desenvolupats als grups de millora com una opció per incrementar el vigor i combinar característiques desitjables en una mateixa planta que a l’hora fora capaç de suportar l’empelt d’una varietat comercial de meló. Les barreas d’incompatibilitat, no fan posible la hibridació amb C. metuliferus (filogenèticament separat de la resta de Cucumis Africans) però els híbrids interespecífics viables dels creuaments entre Cucumis ficifolius A. Rich. x Cucumis anguria L. i Cucumis ficifolius x Cucumis myriocarpus Naudin són viables. Aquests materials F1, van mostrar un major vigor, un increment en el diàmetre del seu hipocòtil i una bona compatibilitat amb melons de tipus ‘Cantalupo’ i ‘Piel de Sapo’, en condicions d’hivernacle i a camp obert. També aquests materials han mostrat un alt grau de resistència a Fusarium oxysporum f. sp. melonis i una bona tolerància a l’estrès osmòtic (avaluada en condicions de cultiu in vitro), característiques desitjables en aquestos dos nous híbrids interespecífics. Partint del germoplasma de Cucumis silvestre i els híbrids obtinguts, es va avaluar diferents metodologies per a l’obtenció de poliploides, amb l’objectiu de potenciar el vigor de les plàntules (grandària i diàmetre dels hipocòtil) i estudiar els efectes de la poliploidització. La colxicina va ser el compost antimitòtic més efectiu al aplicar-lo a llavors pregerminadas dels dos híbrids interespecífics de Cucumis. En línies homozigòtiques de C. anguria, C. ficifolius, C. myriocarpus, o C. metuliferus, la duplicació del genoma no va ser estable en cap cas. L’avaluació del nivell de ploidía va confirmar que els al·lopoliploides obtinguts van ser hexaploids (6n=72). Els nous materials obtinguts, són al·lopoliploides sintètics que van resultar de la duplicació d’un genoma híbrid. A diferència dels seus antecessors triploides, els al·lopoliploides van mostrar la recuperació de la seua fertilitat, associat possiblement a la presència de SNPs concrets relacionats a gens que codifiquen processos reproductius. La millora de les característiques d’interès (major diàmetre dels hipocòtils) ha sigut possible mitjançant l’obtenció de poliploides, la qual cosa facilita el procediment per a dur a terme l’empelt i per tant la producció de planta empeltada. Els resultats presentats en aquesta Tesi Doctoral han sigut possibles gràcies a la col·laboració de grups d’investigació interdisciplinaris de la Universitat Politècnica de València, la Universitat Jaume I de Castelló i la Politècnica de Catalunya, en el marc del projecte AGL2014-53398-C2-2-R APROXIMACIONS BIOTECNOLOGICAS Y CULTURALES PARA LA MEJORA DE LAS RESISTENCIAS Y EL CONTROL DE ENFERMEDADES EN MELON Y SANDIA i amb suport dels projectes AGL2017- 85563-C2-1-R de FEDER/Ministeri de Ciència, Innovació i Universitats–Agència Estatal d’Investigació, i projecte per a Grups d’Excel·lència PROMETEO 2017/078 a més del suport de la SECRETARIA DE EDUCACIÓN SUPERIOR, CIENCIA, TECNOLOGIA E INNOVACIÓN (SENECYT-L’Equador) que per mitjà del ‘Instituto de Fomento del Talento Humano’ (IFTH), va proporcionar una beca d’estudi al doctorand. / Finalmente agradecer a mi país Ecuador y a la Secretaria De Educación Superior, Ciencia, Tecnología e Innovación (SENECYT) y al Instituto Nacional De Fomento Al Talento Humano (IFTH) que me apoyaron con una beca de estudios para realizar mi tesis Doctoral, con la que espero aportar además de conocimiento científico, alternativas y soluciones para la realidad agrícola del país. / Cáceres Burbano, AE. (2020). Desarrollo de nuevos portainjertos para melón mediante el uso de estrategias y herramientas biotecnológicas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/147863 / Compendio