Thesis (Master of Ag. Science, 1971) from the Dept. of Plant Physiology, University of Adelaide.

This diploma thesis deals with the composition of culture media for rooting Vitis vinifera in vitro. Based on the findings of the literary research, various compositions of culture media have been suggested. The success of rooting on individual media has been evaluated.

In the last decade, several studies demonstrated that plants have developed a tight partnership with the edaphic microbial communities, mainly bacteria, fungi, and archaea. Such microbiome accomplishes essential functions and ecological services complementary to the functions encoded by the host plant, conferring adaptive advantages to the plant, particularly during stressful conditions. The interaction between microbial communities and their host plants in the natural ecosystem are complex and the mechanisms regulating these mutualistic associations are not fully elucidated. Several biotic and abiotic factors have been shown to be important during this process, including the plant properties (species, age, stage, etc.), the soil type and agronomic practices, the geo-climate conditions, and the biotic interaction. In this context, the vineyard ecosystems represent a unique biogeography model to study and disentangle microbial biodiversity patterns (compositional diversity and potential functionality) across plants cultivated in different geographical regions. Here, I used the rhizosphere and bulk soil of seven different rootstock-scion combinations (Vitis spp.) to dissect the main factors driving the microbial communities’ recruitment in ten different vineyards in Tuscany (Italy), distributed in the Pomino and Nipozzano estates of Frescobaldi company. Among the factors investigated, I focused my attention on the geographical area, soil type and rootstock-scion combination. By using high-throughput sequencing of bacterial 16S rRNA gene and fungal ITS region, I show how both bacterial and fungal communities associated with grapevine rhizosphere and bulk soils are mainly affected by the geographical area and the soil. Nonetheless, I also revealed that the rootstock-scion combination is an important driver in shaping the microbial community, explaining a higher percentage of variability in comparison with the factors rootstock and scion taken alone. Overall, the results obtained in my thesis offer a new perspective of research that aim to develop a deep understanding about the contribution of scionrootstock combinations in the microbial community ecology of the plant holobiont. Keywords: Plant-microbe interactions, edaphic microorganisms, Microbial ecology, Plant Growth Promoting Bacteria, Rootstock-scion, Grapevine.

Thesis (Ph. D.)--University of Adelaide, Dept. of Horticulture, Viticulture and Oenology, 1997. / Includes bibliographical references.

AFE presentada como parte de los requisitos para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo y al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias / El vino es una solución hidroalcohólica ácida que contiene diversos compuestos, tales como, azúcares, ácidos orgánicos, polifenoles, compuestos aromáticos, minerales y polisacáridos, los cuales provienen del fruto, el proceso de vinificación y de la guarda o crianza (Moreno y Peinado, 2012a). Los compuestos fenólicos y polisacarídicos presentes en el fruto juegan un rol muy importante en las características del vino (Guadalupe et al., 2007). Durante la vinificación estos se transforman e interactúan, otorgando diversas características de estructura, color y propiedades sensoriales del vino, las cuales resultan benéficas para el producto final (Ojeda, 2007).

A obtenção de novas cultivares de uvas de mesa e a compreensão da regulação da expressão gênica, associada à formação do fruto de uma cultivar de uva sem semente, constituem pré-requisitos essenciais para o desenvolvimento de ferramentas aplicadas ao melhoramento genético para essas espécies. Com este objetivo, dois trabalhos foram conduzidos a partir do estudo de transcritos derivados de frutos da cultivar (cv) Sultanina de videira. No primeiro trabalho, três bibliotecas subtraídas foram construídas a partir de RNA total de frutos em diferentes estádios de formação, utilizando-se uma metodologia modificada da análise representacional diferencial (RDA), denominada análise representacional de transcritos em grupos (BRAT). Um total de 2.500 fragmentos derivados de transcritos (TDFs) foram identificados e clonados a partir de estádios específicos do desenvolvimento do fruto. Após sequenciamento e análise in silico, 1.554 (62,16%) dos transcritos foram validados de acordo com a qualidade da sequência. A montagem das sequências derivadas de genes expressos (ESTs) resultou em 726 singletos e 69 clusters, com aproximadamente 76% de redundância. Entre os TDFs identificados, onze genes candidatos e dois genes-referência foram selecionados e submetidos a uma análise aprofundada dos seus perfis de expressão temporal por RT-qPCR. A expressão de sete genes foi concordante com os estádios específicos do desenvolvimento dos frutos. Entre os candidatos selecionados os genes a seguir listados são possivelmente os mais promissores quando se considera o desenvolvimento do fruto da cv. Sultanina: (i) VvUBP1 (proteína de ligação a oligouridilatos), (ii) VvRIP1 (proteínas induzidas pelo amadurecimento), (iii) VvP450 (citocromo P450), (iv) VvDOF1 (proteína do tipo Dof); (v) VvERF1 (fator de transcrição responsivo ao etileno), e (vi) VvGID1L1 (receptor de ácido giberélico). Num segundo momento, foi realizado um estudo mais detalhado dos genes Dof de videira. Tais genes correspondem a um grupo de fatores de transcrição específicos de plantas, os quais estão envolvidos na regulação de diferentes funções, tais como, resposta ao estresse, hormônios e luz, sinalização de fitocromo, germinação de sementes e expressão gênica tecido-específica. A família de genes Dof de videira compreende 26 membros, sendo que as sequências de aminoácidos de todos os domínios Dof alinham perfeitamente, incluindo resíduos de cisteína que são críticos para a ligação de zinco e outros resíduos conservados em fatores de transcrição Dof de A. thaliana, O. sativa e outras plantas. Baseado na análise de domínios Dof, sugere-se que estes domínios sejam possivelmente funcionais em videira. A localização física dos genes Dof nos cromossomos de videira foi realizada. Além disso, foi conduzida uma análise filogenética comparando o grupo de genes Dof em videira com os seus homólogos em outras duas eudicotiledôneas completamente sequenciadas, A. thaliana e Populus, permitindo identificar claramente clusters de genes parálogos e ortólogos. Por fim, os perfis de expressão de todos os 26 genes Dof foram estudados por RT-qPCR em nove órgãos de videira. / Table grapes production and kwnolegment about the gene expression regulation associated with the formation of seedless grape cultivar, constitute essential prerequisites for the development of tools applied to genetic improvement of this plant species. To this end, two studies were conducted using the analysis of transcripts derived from fruits of the Sultanina cultivar (cv.) grapevine. In the first study, three subtracted libraries were constructed from total RNA from fruit different developmental stages using a modified methodology of Representational Difference Analysis (RDA), named Bulk Representational Analysis of Transcripts (BRAT). A total of 2,500 transcripts-derived fragments (TDFs) were identified and cloned from specific stages of fruit development. After sequencing and analysis in silico, 1,554 (62.16%) transcripts were validated in accordance with the sequence quality. The assembly of sequences derived from expressed genes (ESTs) resulted in 726 singletons and 69 clusters, with overall EST redundancy of approximately 76%. Among the TDFs identified eleven candidate genes and two reference genes were selected and subjected to a thorough analysis of their temporal expression profiles by RT-qPCR. Among them, seven genes proved to be in agreement with the stage-specific expression. Among candidates selected from those differentially expressed, the genes listed below were considered the most promising when considering the fruit development in grapevine cv. Sultanina: (i) VvUBP1(oligouridylate binding protein), (ii)VvRIP1 (ripening induced protein), (iii) VvP450 (cytochrome P450), (iv) VvDOF1 (Dof-like protein), (v) VvERF1 (ethylene-responsive transcription factor), and (vi) VvGID1L1 (gibberellins receptor). The second study detailed the grapevine Dof gene family. Dof proteins are involved in the regulation of different functions such as plant response to stress, hormones and light phytochrome signaling, seed germination and tissue-specific gene expression. The Dof gene grapevine family includes 26 members. The amino acid sequences deduced from Dof domains matched perfectly including cysteine residues critical for zinc binding and other residues known to be conserved in Dof transcription factors from A. thaliana, O. sativa and other plants. Based on analysis of Dof domains, it is suggested that all grapevine Dof domains are possibly functional. The physical location of Dof genes in grapevine chromosome was determined. A phylogenetic study comparing grapevine Dof genes with their counterparts in two other eudicots completely sequenced, A. thaliana and Populus, allowed us to identify clear clusters of paralogous and orthologs genes. Finally, the expression profiles of all 26 Dof genes was studied by RT-qPCR in nine vegetative and reproductive grapevine organs.

A obtenção de novas cultivares de uvas de mesa e a compreensão da regulação da expressão gênica, associada à formação do fruto de uma cultivar de uva sem semente, constituem pré-requisitos essenciais para o desenvolvimento de ferramentas aplicadas ao melhoramento genético para essas espécies. Com este objetivo, dois trabalhos foram conduzidos a partir do estudo de transcritos derivados de frutos da cultivar (cv) Sultanina de videira. No primeiro trabalho, três bibliotecas subtraídas foram construídas a partir de RNA total de frutos em diferentes estádios de formação, utilizando-se uma metodologia modificada da análise representacional diferencial (RDA), denominada análise representacional de transcritos em grupos (BRAT). Um total de 2.500 fragmentos derivados de transcritos (TDFs) foram identificados e clonados a partir de estádios específicos do desenvolvimento do fruto. Após sequenciamento e análise in silico, 1.554 (62,16%) dos transcritos foram validados de acordo com a qualidade da sequência. A montagem das sequências derivadas de genes expressos (ESTs) resultou em 726 singletos e 69 clusters, com aproximadamente 76% de redundância. Entre os TDFs identificados, onze genes candidatos e dois genes-referência foram selecionados e submetidos a uma análise aprofundada dos seus perfis de expressão temporal por RT-qPCR. A expressão de sete genes foi concordante com os estádios específicos do desenvolvimento dos frutos. Entre os candidatos selecionados os genes a seguir listados são possivelmente os mais promissores quando se considera o desenvolvimento do fruto da cv. Sultanina: (i) VvUBP1 (proteína de ligação a oligouridilatos), (ii) VvRIP1 (proteínas induzidas pelo amadurecimento), (iii) VvP450 (citocromo P450), (iv) VvDOF1 (proteína do tipo Dof); (v) VvERF1 (fator de transcrição responsivo ao etileno), e (vi) VvGID1L1 (receptor de ácido giberélico). Num segundo momento, foi realizado um estudo mais detalhado dos genes Dof de videira. Tais genes correspondem a um grupo de fatores de transcrição específicos de plantas, os quais estão envolvidos na regulação de diferentes funções, tais como, resposta ao estresse, hormônios e luz, sinalização de fitocromo, germinação de sementes e expressão gênica tecido-específica. A família de genes Dof de videira compreende 26 membros, sendo que as sequências de aminoácidos de todos os domínios Dof alinham perfeitamente, incluindo resíduos de cisteína que são críticos para a ligação de zinco e outros resíduos conservados em fatores de transcrição Dof de A. thaliana, O. sativa e outras plantas. Baseado na análise de domínios Dof, sugere-se que estes domínios sejam possivelmente funcionais em videira. A localização física dos genes Dof nos cromossomos de videira foi realizada. Além disso, foi conduzida uma análise filogenética comparando o grupo de genes Dof em videira com os seus homólogos em outras duas eudicotiledôneas completamente sequenciadas, A. thaliana e Populus, permitindo identificar claramente clusters de genes parálogos e ortólogos. Por fim, os perfis de expressão de todos os 26 genes Dof foram estudados por RT-qPCR em nove órgãos de videira. / Table grapes production and kwnolegment about the gene expression regulation associated with the formation of seedless grape cultivar, constitute essential prerequisites for the development of tools applied to genetic improvement of this plant species. To this end, two studies were conducted using the analysis of transcripts derived from fruits of the Sultanina cultivar (cv.) grapevine. In the first study, three subtracted libraries were constructed from total RNA from fruit different developmental stages using a modified methodology of Representational Difference Analysis (RDA), named Bulk Representational Analysis of Transcripts (BRAT). A total of 2,500 transcripts-derived fragments (TDFs) were identified and cloned from specific stages of fruit development. After sequencing and analysis in silico, 1,554 (62.16%) transcripts were validated in accordance with the sequence quality. The assembly of sequences derived from expressed genes (ESTs) resulted in 726 singletons and 69 clusters, with overall EST redundancy of approximately 76%. Among the TDFs identified eleven candidate genes and two reference genes were selected and subjected to a thorough analysis of their temporal expression profiles by RT-qPCR. Among them, seven genes proved to be in agreement with the stage-specific expression. Among candidates selected from those differentially expressed, the genes listed below were considered the most promising when considering the fruit development in grapevine cv. Sultanina: (i) VvUBP1(oligouridylate binding protein), (ii)VvRIP1 (ripening induced protein), (iii) VvP450 (cytochrome P450), (iv) VvDOF1 (Dof-like protein), (v) VvERF1 (ethylene-responsive transcription factor), and (vi) VvGID1L1 (gibberellins receptor). The second study detailed the grapevine Dof gene family. Dof proteins are involved in the regulation of different functions such as plant response to stress, hormones and light phytochrome signaling, seed germination and tissue-specific gene expression. The Dof gene grapevine family includes 26 members. The amino acid sequences deduced from Dof domains matched perfectly including cysteine residues critical for zinc binding and other residues known to be conserved in Dof transcription factors from A. thaliana, O. sativa and other plants. Based on analysis of Dof domains, it is suggested that all grapevine Dof domains are possibly functional. The physical location of Dof genes in grapevine chromosome was determined. A phylogenetic study comparing grapevine Dof genes with their counterparts in two other eudicots completely sequenced, A. thaliana and Populus, allowed us to identify clear clusters of paralogous and orthologs genes. Finally, the expression profiles of all 26 Dof genes was studied by RT-qPCR in nine vegetative and reproductive grapevine organs.

A obtenção de novas cultivares de uvas de mesa e a compreensão da regulação da expressão gênica, associada à formação do fruto de uma cultivar de uva sem semente, constituem pré-requisitos essenciais para o desenvolvimento de ferramentas aplicadas ao melhoramento genético para essas espécies. Com este objetivo, dois trabalhos foram conduzidos a partir do estudo de transcritos derivados de frutos da cultivar (cv) Sultanina de videira. No primeiro trabalho, três bibliotecas subtraídas foram construídas a partir de RNA total de frutos em diferentes estádios de formação, utilizando-se uma metodologia modificada da análise representacional diferencial (RDA), denominada análise representacional de transcritos em grupos (BRAT). Um total de 2.500 fragmentos derivados de transcritos (TDFs) foram identificados e clonados a partir de estádios específicos do desenvolvimento do fruto. Após sequenciamento e análise in silico, 1.554 (62,16%) dos transcritos foram validados de acordo com a qualidade da sequência. A montagem das sequências derivadas de genes expressos (ESTs) resultou em 726 singletos e 69 clusters, com aproximadamente 76% de redundância. Entre os TDFs identificados, onze genes candidatos e dois genes-referência foram selecionados e submetidos a uma análise aprofundada dos seus perfis de expressão temporal por RT-qPCR. A expressão de sete genes foi concordante com os estádios específicos do desenvolvimento dos frutos. Entre os candidatos selecionados os genes a seguir listados são possivelmente os mais promissores quando se considera o desenvolvimento do fruto da cv. Sultanina: (i) VvUBP1 (proteína de ligação a oligouridilatos), (ii) VvRIP1 (proteínas induzidas pelo amadurecimento), (iii) VvP450 (citocromo P450), (iv) VvDOF1 (proteína do tipo Dof); (v) VvERF1 (fator de transcrição responsivo ao etileno), e (vi) VvGID1L1 (receptor de ácido giberélico). Num segundo momento, foi realizado um estudo mais detalhado dos genes Dof de videira. Tais genes correspondem a um grupo de fatores de transcrição específicos de plantas, os quais estão envolvidos na regulação de diferentes funções, tais como, resposta ao estresse, hormônios e luz, sinalização de fitocromo, germinação de sementes e expressão gênica tecido-específica. A família de genes Dof de videira compreende 26 membros, sendo que as sequências de aminoácidos de todos os domínios Dof alinham perfeitamente, incluindo resíduos de cisteína que são críticos para a ligação de zinco e outros resíduos conservados em fatores de transcrição Dof de A. thaliana, O. sativa e outras plantas. Baseado na análise de domínios Dof, sugere-se que estes domínios sejam possivelmente funcionais em videira. A localização física dos genes Dof nos cromossomos de videira foi realizada. Além disso, foi conduzida uma análise filogenética comparando o grupo de genes Dof em videira com os seus homólogos em outras duas eudicotiledôneas completamente sequenciadas, A. thaliana e Populus, permitindo identificar claramente clusters de genes parálogos e ortólogos. Por fim, os perfis de expressão de todos os 26 genes Dof foram estudados por RT-qPCR em nove órgãos de videira. / Table grapes production and kwnolegment about the gene expression regulation associated with the formation of seedless grape cultivar, constitute essential prerequisites for the development of tools applied to genetic improvement of this plant species. To this end, two studies were conducted using the analysis of transcripts derived from fruits of the Sultanina cultivar (cv.) grapevine. In the first study, three subtracted libraries were constructed from total RNA from fruit different developmental stages using a modified methodology of Representational Difference Analysis (RDA), named Bulk Representational Analysis of Transcripts (BRAT). A total of 2,500 transcripts-derived fragments (TDFs) were identified and cloned from specific stages of fruit development. After sequencing and analysis in silico, 1,554 (62.16%) transcripts were validated in accordance with the sequence quality. The assembly of sequences derived from expressed genes (ESTs) resulted in 726 singletons and 69 clusters, with overall EST redundancy of approximately 76%. Among the TDFs identified eleven candidate genes and two reference genes were selected and subjected to a thorough analysis of their temporal expression profiles by RT-qPCR. Among them, seven genes proved to be in agreement with the stage-specific expression. Among candidates selected from those differentially expressed, the genes listed below were considered the most promising when considering the fruit development in grapevine cv. Sultanina: (i) VvUBP1(oligouridylate binding protein), (ii)VvRIP1 (ripening induced protein), (iii) VvP450 (cytochrome P450), (iv) VvDOF1 (Dof-like protein), (v) VvERF1 (ethylene-responsive transcription factor), and (vi) VvGID1L1 (gibberellins receptor). The second study detailed the grapevine Dof gene family. Dof proteins are involved in the regulation of different functions such as plant response to stress, hormones and light phytochrome signaling, seed germination and tissue-specific gene expression. The Dof gene grapevine family includes 26 members. The amino acid sequences deduced from Dof domains matched perfectly including cysteine residues critical for zinc binding and other residues known to be conserved in Dof transcription factors from A. thaliana, O. sativa and other plants. Based on analysis of Dof domains, it is suggested that all grapevine Dof domains are possibly functional. The physical location of Dof genes in grapevine chromosome was determined. A phylogenetic study comparing grapevine Dof genes with their counterparts in two other eudicots completely sequenced, A. thaliana and Populus, allowed us to identify clear clusters of paralogous and orthologs genes. Finally, the expression profiles of all 26 Dof genes was studied by RT-qPCR in nine vegetative and reproductive grapevine organs.

Dinitro-ortho-cresol (500, 1000, and 2000 ppm) and dormant oil (2.5, 5.0, and 10%) were applied to Thompson Seedless and Perlette grapevines alone and in combination to enhance budbreak and fruitfulness. Applications were made immediately after pruning. Use of these materials during the winter, immediately after pruning, had no effect on either fruitfulness or budbreak in Perlette or Thompson Seedless. Thompson Seedless cuttings collected in August were exposed to six temperatures (7, 13, 18, 24, 29 and 35 C) for five time periods (2, 4, 6, 8 and 12 weeks). After temperature treatment the cuttings were planted in the greenhouse at 24 (+OR-) 1 C. Cuttings exposed to 24, 29 and 35 C broke sooner than those exposed to 7, 13, 18 C at all time periods. The percentage of the bud openings of cuttings at 29 C for a period of 2 and 4 weeks was 95% and 100% respectively. The optimum temperature for budburst was 29 C. Gibberellic acid, Thiourea, dinitro-ortho-sec-butyl-phenol (DINOSEB), potassium nitrate and Endothal were used at two concentrations alone and in combination, to break rest of Thompson Seedless buds. Thiourea at 2% and DINOSEB at 1000 ppm alone were the only treatments which gave a higher percentage of bud opening after 20 forcing days at 25 (+OR-) 1 C temperature. Similar results were obtained from cuttings taken in both winter and summer. Three times after harvest, Perlette and Thompson Seedless were defoliated using the senesce enhancer Endothal. Defoliation times (4, 8, and 12 weeks) after harvest were used. In half of the treatments, regrowth was controlled with Endothal. Gibberellic acid (1000 ppm) Thiourea (2%) and DINOSEB (2000 ppm) were applied at the time of defoliation. The four- and twelve-week defoliation periods with new vine growth controlled for improving budbreak and fruitfulness were best. Growth regulators did not improve the defoliation treatments. The best treatments hastened budbreak by 10 days, more than doubled vine fruitfulness, and increased sugar content in berries resulting in a 10-day earlier harvest than in the control. Results were similar in both Thompson Seedless and Perlette. Thompson Seedless and Cardinal vines grown under Arizona desert conditions were defoliated 4 weeks after harvest with 2000 ppm Endothal. Two weeks later they were pruned and treated with 1000 ppm gibberellic acid, 2% Thiourea, and 1000 ppm DINOSEB. Cardinal and Thompson Seedless vines produced a second commercial crop in December of the same year. Thiourea (2%) and 1000 ppm DINOSEB did not have a significant effect; however, 1000 ppm Gibberellic acid reduced the number of clusters per vine.

Memoria para optar al título profesional de Ingeniero Agrónomo / Considerando la relevancia de la uva de mesa en el norte del país y las restricciones asociadas a los suelos con bajo contenido de materia orgánica, se hace necesario el uso de enmiendas orgánicas para mejorar las condiciones físicas del suelo, con el propósito de aumentar o mantener los rendimientos en el tiempo. En el presente trabajo se evaluó la acción sinérgica del compost con un cultivo de cobertura, sobre las propiedades físicas del suelo y algunas variables de desarrollo de la vid. El estudio se realizó en Vicuña, Región de Coquimbo, sobre un suelo Typic Haplocambid cultivado con un parrón de uva de mesa variedad Queen Rose. Considerando unidades experimentales de 7 plantas en la hilera en un diseño en bloques al azar, en noviembre de 2014 se realizaron las aplicaciones de compost (5,7 ton ha-1) y en mayo de 2015 se realizó la siembra de haba (500.000 plantas ha- 1). Se generaron así los tratamientos testigo (T0), suelo acondicionado con compost (T1) y suelo acondicionado con compost más cultivo de cobertura (T2). Al cabo de seis meses (septiembre de 2015) se evaluó por horizonte genético la densidad aparente, distribución de tamaño de poros, resistencia mecánica, estabilidad de los micro agregados y conductividad hidráulica, además del rendimiento y crecimiento de raíces. Los manejos generaron una tendencia a incrementar el agua aprovechable del suelo, alcanzando en el rango de 0-60 cm de profundidad, niveles de 61,8; 70,3 y 67,4 mm en los tratamientos T0, T1 y T2, respectivamente. Junto con esto, se mejoró la porosidad gruesa en superficie, especialmente con compost, aunque sin diferencias estadísticas significativas. Por otra parte, la mayor continuidad porosa se generó en el tratamiento de compost con haba (T2), el cual logró los mayores niveles de conductividad hidráulica, la que alcanzó niveles de 2,3; 3,5 y 6,9 cm h-1 en T0, T1 y T2, respectivamente. En cuanto a la resistencia mecánica, en general los valores se encontraron por debajo del valor crítico de 80 N. Finalmente, hubo un aumento en el peso promedio de racimo en T1 de un 5,9% con respecto al testigo, aunque sin lograr diferencias estadísticas significativas, por lo que es necesario continuar estudiando las alternativas de cultivos de cobertura para potenciar el efecto del compost sobre las propiedades físicas del suelo.