Dissertationen zum Thema „Estrés de sequía“

Martínez Macías, F. (2015). Nuevos genes reguladores de la tolerancia a estrés abiótico en Arabidopsis [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48560<br>TESIS

Un repte bàsic dels programes de millora de patrons és la combinació de toleràncies als estressos abiòtics en els nous híbrids interespecífics per tal d’obtenir patrons adaptats a un ampli rang de condicions edafoclimàtiques. La sequera és un dels principals estressos abiòtics amb un gran impacte ecològic i socioeconòmic a Espanya, en conreus com els Prunus. Hi ha una necessitat urgent d'identificar patrons tolerants a la sequera que puguin respondre a la manca d'aigua. En aquest treball es va estudiar la resposta adaptativa de tolerància a la sequera en diferents portaempelts de Prunus a través de tres enfocaments: (i) comprendre els mecanismes fisiològics implicats en l'estrès hídric controlant l'ús eficient de l'aigua (UEA) en diferents genotips; (ii) determinar la inducció bioquímica relacionada amb l'àcid abscísic (ABA) per a establir relacions entre les respostes fisiològiques i bioquímiques; i (iii) elucidar la resposta genètica a nivells transcriptòmics (a curt i llarg termini) i proteòmic (a curt termini) per a identificar gens candidats relacionats amb la sequera. S'ha aconseguit d’identificar sis espècies silvestres de Prunus amb la millor UEA d'un total de 48 genotips d’aquest gènere mitjançant l'estudi fenotípic del contingut foliar en cendres i la discriminació de l'isòtop 13C (Δ13C), relacionats negativament amb la UEA. Es va determinar la resposta de 'Garnem' i d'altres genotips híbrids evidenciant els diferents mecanismes d'evitació de la sequera presents que permeten de mantenir el contingut hídric, tot i la disminució del potencial hídric foliar (LWP). A més, es va confirmar la resposta bioquímica produïda a les 24h mitjançant l'acumulació foliar d'àcid abscísic (ABA), ratificant el paper clau d'aquesta fitohormona en la resposta a la sequera, i específicament, en la regulació estomàtica a 'Garnem'. D'altra banda, s'han pogut comprovar les diferències de comportament existents entre la resposta a l’estrès hídric en condicions controlades i al camp. Encara que es produeix una resposta fisiològica similar, els arbres no van experimentar un nivell d’estrès sever suficient per a desencadenar una resposta bioquímica basada en la producció d'ABA. L'estudi molecular es va realitzar mitjançant quatre enfocaments diferents. En primer lloc, l'anàlisi de les regions promotores de dos gens relacionats amb la sequera, PpDhn2 i DREB2B revelà l'important paper dels elements cis identificats no només a la sequera, sinó també la seva possible implicació en l'estrès a les baixes temperatures. A més es va realitzar l'estudi filogenètic amb els dos gens en una col·lecció de Prunus. En segon lloc, amb l'anàlisi transcriptòmica a l’arrel de 'Garnem' sotmès a estrès hídric, s'han identificat gens involucrats en les cascades de senyalització i control transcripcional, gens osmoprotectors i gens implicats en el transport d'aigua i ions. En tercer lloc, l'anàlisi proteòmica va revelar canvis significatius en els nivells d'abundància d'una sèrie de proteïnes a l’arrel de 'Garnem' a les 24h d'estrès. Quinze d’aquestes proteïnes van ser identificades en diferents processos biològics, descrits també en l'anàlisi transcriptòmica. Finalment, mitjançant una anàlisi amb microsatèl·lits (SSRs) en quatre progènies híbrides, es va identificar una regió genòmica específica d'ametller diferent de préssec i prunera. Aquesta regió podrà ser útil a nivell de genòmica comparativa per a identificar gens d'interès codificats per l'ametller. Aquest estudi molecular ha permès de triar vuit gens candidats per a la selecció de patrons de Prunus tolerants a la sequera. Aquests van ser el gen de la proteïna LEA, els gens PpDhn1, PpDhn2 i DREB2B, a més dels DEGs: ERF023; LRR receptor-like serine / threonine-kinase ERECTA i NF-Yb3, per la seva relació amb el millor UEA; i finalment el DEG Myb44, repressor de la fosfatasa PPC2, validat mitjançant qRT-PCR. En general, aquests resultats poden contribuir a millorar el coneixement existent sobre els canvis fisiològics, bioquímics i moleculars en resposta a la sequera. La comprensió de les estratègies d'evitació i tolerància serà d'ajuda per a la proposta de nous reptes en la millora de la tolerància a la sequera a patrons de Prunus.<br>El reto en los programas de mejora de portainjertos es la combinación de tolerancias de estreses abióticos en nuevos híbridos interespecíficos para obtener portainjertos adaptados a un amplio rango de condiciones edafoclimáticas. La sequía es uno de los principales estreses abióticos con un gran impacto ecológico y socioeconómico en España para los Frutales de Hueso. Existe una necesidad urgente de identificar portainjertos tolerantes a la sequía que puedan responder a la escasez de agua. En este trabajo se estudió la respuesta adaptativa de tolerancia a la sequía en posibles portainjertos Prunus mediante tres enfoques: (i) Comprender los mecanismos fisiológicos implicados en el estrés hídrico considerando el uso eficiente del agua (UEA) en distintos genotipos; (ii) determinar la inducción bioquímica provocada por el ácido abscísico (ABA) para entender las relaciones entre las respuestas fisiológicas y bioquímicas; y (iii) elucidar la respuesta genética a niveles transcriptómicos (a corto y largo plazo) y proteómico (a corto plazo) para identificar genes candidatos involucrados en la respuesta a la sequía. Se han identificado seis especies silvestres de Prunus con mejor UEA de un total de 48 genotipos de Prunus fenotipando el contenido foliar en cenizas y la discriminación del isótopo 13C (Δ13C), los cuales están relacionados negativamente con el UEA. Se determinó la respuesta de ‘Garnem’ y de otros genotipos híbridos evidenciándose los diferentes mecanismos de evitación a la sequía presentes en ellos que permiten mantener el contenido hídrico, a pesar de la disminución del potencial hídrico foliar (LWP). Además, se la respuesta bioquímica producida a las 24h mediante la acumulación foliar de ABA, confirmó el papel clave de dicha fitohormona en la respuesta a la sequía, a través de la regulación estomática en ‘Garnem’. Por otro lado, se han podido comprobar las diferencias de comportamiento existentes entre la respuesta a estrés hídrico en condiciones controladas y en campo. Donde, a pesar de producirse una respuesta fisiológica similar, los árboles no experimentaron el nivel de estrés necesario para desencadenar una respuesta bioquímica de producción de ABA. El estudio molecular se realizó mediante cuatro enfoques diferentes. En primer lugar, el análisis de las regiones promotoras de dos genes relacionados con la sequía, PpDhn2 y DREB2B, reveló el importante papel de los elementos cis identificados no sólo en el estrés hídrico, sino también su posible implicación en el estrés por bajas temperaturas. Además se realizó el estudio filogenético de estos genes en una colección de Prunus. En segundo lugar, el análisis transcriptómico en raíz de 'Garnem' sometido a estrés hídrico, ha permitido identificar genes involucrados en las cascadas de señalización y control transcripcional, genes osmoprotectores y los genes implicados en el transporte de agua e iones. En tercer lugar, el análisis proteómico reveló cambios significativos en los niveles de abundancia de una serie de proteínas en raíz de 'Garnem' a las 24h de estrés. De las cuales, 15 fueron identificadas en diferentes procesos biológicos, descritos también en el análisis transcriptómico. Finalmente, mediante un análisis con microsatélites (SSRs) en cuatro progenies hibridas, se identificó una región genómica específica de almendro diferente de melocotón y ciruelo. Está región podrá ser útil a nivel de genómica comparativa para identificar genes de interés codificados por el almendro. Este estudio molecular ha permitido elegir ocho genes candidatos para la selección de portainjertos Prunus tolerantes a la sequía. Estos fueron el gen de la proteína LEA, los genes PpDhn1, PpDhn2 y DREB2B, además de los DEGs: ERF023; LRR receptor-like serine/threonine-kinase ERECTA y NF-YB3, por su relación con una mejor UEA; y finalmente el DEG Myb44, represor de la fosfatasa PPC2, validado mediante qRT-PCR. En general, estos resultados pueden contribuir a mejorar el conocimiento existente sobre los cambios fisiológicos, bioquímicos y moleculares en respuesta a la sequía. La comprensión de las estrategias de evitación y tolerancia ayudarán a proponer nuevos retos en la mejora de la tolerancia a la sequía en portainjertos Prunus.<br>The challenge in the rootstock breeding programs is the combination of abiotic stress tolerances in the new interspecific hybrids in order to obtain rootstocks adapted to a wide range of edaphoclimatic conditions. Drought is one of the main abiotic stresses with far-reaching ecological and socioeconomic impact in Spain, for stone fruit crops. Thus, there is an urgent need to identify drought resilient rootstocks that can respond to the water scarcity. In this work the adaptive response leading to tolerance to drought was studied in possible rootstock in Prunus through three approaches: (i) to understand the physiological mechanisms involved in water stress controlling water use efficiency (WUE) in different genotypes; (ii) to determine the biochemical induction related to abscisic acid (ABA) to understand the link between physiological and biochemical responses; and (iii) to elucidate the genetic response at transcriptomic (long- and short-term) and proteomic levels (short-term) to identify useful candidate drought-related genes. Six wild-relative Prunus species were identified with the best WUE from a total of 48 genotypes phenotyping the foliar ash content and Carbon isotope discrimination (Δ13C), which are negatively related to WUE. The response to drought was determined in ‘Garnem’ and other genotypes, which evidenced the different drought avoidance mechanisms allowing them to maintain the water content in spite of a in the leaf water potential (LWP) decrease. In addition, the biochemical response by foliar ABA accumulation at 24h, confirmed the key role of this phytohormone in the drought response, through the stomatal regulation in ‘Garnem’. Moreover, a different behavior between controlled and field-grown conditions was also confirmed. Although a similar physiological response is produced, the studied trees did not experience enough stress level that triggers into a biochemical response based on the ABA production. The molecular study was carried out through four different approaches. Firstly, the analysis of the promoter region of two drought-related genes, PpDhn2 and DREB2B revealed the important role of the cis-elements identified not only in drought, but also their possible involvement in low temperature stress. In addition, a phylogenic study with the two genes was made in a Prunus collection. Secondly, the time-course transcriptome analysis in ‘Garnem’ roots allowed us to identify genes involved in signaling cascades and transcriptional control, genes in acting as osmoprotectants, and genes implicated in water and ion transport. Thirdly, the proteomic analysis revealed significant changes in the abundance levels of a number of proteins in ‘Garnem’ roots at 24h of stress. Out of these, 15 proteins were identified in different biological processes, described also in the transcriptomic study. Finally, a specific almond genomic region different from peach and plum background was identified by a microsatellite (SSR) approach in four hybrid progenies. This region could be useful at comparative genomic level in order to identify interesting traits from almond. From the molecular study, eight candidate genes were chosen for drought tolerant Prunus rootstocks screening. Namely the gene codifying a LEA protein, the genes PpDhn1, PpDHn2 and DRE2B, as well as the DEGs ERF023 TF, LRR receptor-like serine/threonine-kinase ERECTA, and NF-YB3 TF, responsible of WUE improvement were selected; and finally the Myb44 transcription factor (FT), a repressor of PP2C phosphatase, validated by qRT-PCR. Overall, these results may contribute to improve the existing knowledge on the physiological, biochemical and molecular changes in response to drought. The understanding of the avoidance and tolerance strategies will be helpful to suggest new drought-tolerance breeding approaches in Prunus.

En Mendoza, el cultivo del álamo representa la actividad forestal de mayor importancia dentro de los bosques cultivados bajo riego. La superficie cultivada con estos se estima que alcanza aproximadamente unas 16.000 ha incluyendo las plantaciones en macizo y las plantaciones en línea o cortinas. El microorganismo patógeno Septoria musiva es el agente causal de una de las enfermedades con mayor influencia en la cantidad y calidad de la madera producida por los álamos, el cual se manifiesta produciendo manchas foliares y cancros en troncos y ramas. El sitio y las condiciones meteorológicas adversas, y así como otros agentes de estrés, tales como plagas de insectos, pueden aumentar la incidencia y severidad de la infección por uno o más patógenos. Durante las últimas décadas, los daños causados por estrés hídrico en álamos se están incrementando en varios países, produciendo decaimiento de árboles, ataque de parásitos oportunistas y muerte de plantas. Considerando la importancia del cultivo de álamos en Mendoza y a nivel nacional, sumado al hecho que Septoria musiva es un patógeno endémico en la región provocando grandes pérdidas económicas, el objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del estrés hídrico en la colonización de tallos y hojas de clones de Populus spp. inoculados por Septoria musiva. Los clones de álamo Harvard y Conti-12 fueron sometidos a tres niveles de estrés hídrico en invernadero (lámina de reposición del 90, 70, 50 % del agua disponible). Luego la mitad de las plantas de cada clon fueron inoculadas con un aislado de Septoria musiva y la otra mitad fueron utilizadas como testigos. La respuesta al patógeno se midió 95 días después, como longitud promedio de cancro y porcentaje promedio del perímetro del tallo afectado por la lesión. Los valores para estas variables fueron mayores cuando aumento el nivel de estrés hídrico para ambos clones. También se llevó a cabo un ensayo de disco de hojas, utilizando hojas de las plantas sometidas a los diferentes niveles de estrés. Estos fueron colocados en cajas de Petri e inoculados con Septoria musiva y sus respectivos testigos con agua estéril. Los clones mostraron una respuesta diferencial al estrés hídrico. En Harvard el porcentaje promedio de área necrótica en hojas aumentó cuando el agua disponible para la planta fue mayor, en cambio en el Clon Conti-12 sucedió lo contrario. Esta investigación aporta información valiosa para el manejo de la salud de las plantaciones forestales de álamo. La información generada en este trabajo resulta de máxima utilidad para los productores, los cuales deberían tomar los recaudos necesarios en el manejo del agua en las plantaciones de modo de disminuir el efecto del estrés hídrico. Situación ésta que puede provocar aumento de la susceptibilidad a la enfermedad por parte de las plantas. Este conocimiento permitirá a los productores maximizar los beneficios del cultivo y reducir al mínimo el riesgo a cancrosis.<br>Fil: Peralta, Federico José Matías. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias.

La mayor parte de la pérdida de producción vegetal en el planeta es debida principalmente a la salinidad y a la sequía, junto con la aparición de temperaturas extremas (Epstein et al., 1980; Yancey et al., 1982). Este factor, entre otros, provoca que el estudio de los procesos de tolerancia a estos estreses sea de vital importancia, no sólo desde el punto de vista biológico, donde existen plantas capaces de tolerar concentraciones extremas de sales y periodos enormes de tiempo sin agua, sino que desde el punto de vista humano, el estudio de estos procesos beneficia sin duda el aspecto económico de la agricultura. Este beneficio humano obtenido, podría, siendo muy optimistas, resolver los problemas de hambruna de vastos territorios desertificados o salinizados, aunque siendo más realistas, podría permitir en un futuro no muy lejano utilizar agua de mar poco tratada para el riego de cultivos. Siguiendo este planteamiento y utilizando datos previos del "screening" funcional de genes de Arabidopsis thaliana en levadura (Forment et al., 2002), se inició esta Tesis doctoral tomando al gen RCY1 como protagonista. Este gen implicado presuntamente en procesamiento de mRNA fue sometido a estudio, siguiendo el dogma de su relación con la tolerancia a estrés salino en levadura. Así, se realizaron una serie de estudios en Arabidopsis thaliana, encaminados a comprobar si en esta planta, de donde procede el gen, también interviene en procesos de tolerancia a sal, así como encaminados a discernir parte del mecanismo de acción del gen con o sin sal. En primer lugar se comprobó que la expresión de dicho gen en esta planta se dispara en situaciones de estrés salino (NaCl y LiCl), hídrico (ausencia de riego) y osmótico (sorbitol). Es decir, a partir de una expresión basal muy baja y sometiendo a la planta a dichos estreses, los niveles de mRNA de RCY1 aumentan significativamente. También se ha comprobado que de forma silvestre y en ausencia de sal, este gen no tiene una expresión i<br>Amoros Seller, B. (2008). RCY1: proteína nuclear relacionada con el estrés salino [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2501<br>Palancia

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

La degradación de las tierras de zonas áridas y semiáridas es un proceso que ocurre mundialmente y que va en aumento. Ha sido atribuido a eventos climáticos como a actividades antrópicas. Ya que la provincia de Mendoza se encuentra en una zona árida, se plantea llevar a cabo actividades de restauración en áreas degradadas. Para ello, es necesario conocer los atributos de las gramíneas nativas ya que son componentes importantes del estrato herbáceo. Leptochloa crinita es un pasto nativo del monte argentino que se comporta como especie pionera en sitios degradados, protege el suelo contra la erosión, posee una buena calidad forrajera, resistencia a la sequía y al pastoreo, lo que le confiere gran potencial para ser utilizada en restauración. En base a esto, la presente tesis tuvo como objetivo determinar y comparar el efecto del estrés hídrico sobre algunos mecanismos fisiológicos de seis genotipos de Leptochloa crinita, con el fin de identificar y seleccionar genotipos tolerantes para restaurar zonas áridas degradadas. Para ello se determinó el efecto del estrés hídrico en la partición de asimilados hacia la parte aérea y subterránea de las plantas de L. crinita. Por otro lado, se evaluó cómo afecta el estrés hídrico el área foliar, la conductancia estomática y el índice de clorofila en los distintos genotipos de L. crinita. Y, por último, se determinó, mediante fluorescencia de la clorofila, como se afecta el aparato fotosintético con el estrés hídrico en los distintos genotipos de L. crinita. El ensayo fue realizado en la parcela de la cátedra de Fisiología Vegetal. Los genotipos seleccionados fueron sembrados y mantenidos en invernáculo hasta que presentaron 5-6 hojas, luego fueron colocados a la intemperie para un periodo de rusticación y por último fueron llevados a campo. Se utilizó un diseño factorial 6 x 2 en parcelas divididas, con dos parcelas principales (testigo y estrés hídrico) y seis subparcelas (genotipos 1, 3, 5, 9, 18, 22) dentro de cada parcela principal. Los tratamientos fueron testigo y estrés hídrico, para evitar el contacto del agua de lluvia el suelo de la parcela experimental fue cubierto con polietileno negro de 200 micrones de espesor. Una vez por semana se determinó para 3 plantas de cada uno de los genotipos: conductancia estomática, índice de clorofila y eficiencia del fotosistema II. Al mismo tiempo, se realizaron cuatro muestreos cada 30 días aproximadamente, en cada muestreo se cosecharon 3 plantas por cada genotipo para ambas parcelas, y a su vez se colectó la parte aérea y subterránea de cada planta. En estos muestreos también se determinó el área foliar y el coeficiente de partición de materia seca. De acuerdo con los resultados obtenidos, es correcto aceptar la hipótesis de trabajo. Por lo tanto, concluimos que la respuesta al estrés hídrico de Leptochloa crinita es genotipo-dependiente. Esta respuesta se manifiesta mediante la expresión diferencial de algunos mecanismos fisiológicos como la partición de fotoasimilados, modificaciones del área foliar y conductancia estomática, como así también de algunos indicadores de daño oxidativo como el índice de clorofila y la eficiencia del fotosistema II. Los genotipos 1, 3 y 9 se desempeñaron mejor ante condiciones de déficit hídrico por lo que podrían ser utilizados para proyectos de restauración de áreas degradadas. Asimismo, el genotipo 9 demostró ser muy productivo aun en condiciones de estrés hídrico por lo que puede ser utilizado en zonas de baja precipitación como forraje para el ganado<br>Fil: Panasiti Ros, Juana. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias.

[ES] El pimiento es un cultivo muy importante a nivel mundial, pero es sensible a la falta de agua y a la salinidad. No obstante, se puede mejorar la tolerancia mediante la técnica del injerto. El Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias y la Universidad Politécnica de Valencia han realizado estudios previos para seleccionar accesiones de pimiento tolerantes a ambos estreses, utilizando después una selección de ellos como portainjertos para estudiar los mecanismos fisiológicos de tolerancia y aumentar la rentabilidad de su producción. Sin embargo, después de todos estos estudios, la información disponible es limitada. En este sentido, los objetivos que se han planteado en esta tesis doctoral fueron: i) seleccionar nuevas accesiones tolerantes de pimiento a la salinidad y escasez de agua, para aumentar la disponibilidad de genotipos tolerantes y usarlos en futuros programas de mejora, con el objetivo final de obtener nuevos portainjertos con una tolerancia mejorada; ii) identificar a corto plazo los mecanismos fisiológicos de tolerancia al estrés hídrico de una accesión tolerante (A25) usada como portainjerto; iii) identificar a corto plazo los mecanismos fisiológicos de tolerancia a la salinidad de un nuevo portainjerto híbrido tolerante (NIBER®); iv) encontrar los principales mecanismos moleculares de tolerancia a la salinidad de una accesión tolerante (A25) respecto a una sensible (A6) desde el punto de vista transcriptómico. Una vez realizados estos ensayos, en primer lugar, pudimos relacionar positivamente la capacidad fotosintética y el mantenimiento del crecimiento en plantas tolerantes a estrés hídrico y salino, tanto sin injertar como injertadas; de hecho, basándonos principalmente en esta relación, seleccionamos las accesiones A34 y A31 como tolerantes a estrés salino e hídrico, respectivamente. Además, demostramos que el papel principal de la prolina en los estreses estudiados no está ligado a la bajada de potencial osmótico; sin embargo, se identificaron funciones protectoras de este aminoácido que, junto a otras moléculas antioxidantes como los fenoles, contribuyen en el pimiento a aumentar la tolerancia. Igualmente importante es el peróxido de hidrógeno, que se relacionó con la capacidad antioxidante en pimiento, funcionando como molécula señalizadora en estrés salino. Asimismo, la bajada de ácido abscísico y la modificación de la expresión de genes relacionados han sido también relevantes en condiciones de estrés salino para mantener la apertura estomática y, por consiguiente, el crecimiento en plantas sin injertar e injertadas sobre portainjertos tolerantes. Se demostró también que la limitación del transporte de Na+ a hojas, así como el transporte y acumulación eficiente de K+ en raíces y hojas, son esenciales para alcanzar la homeostasis iónica y por tanto la tolerancia en pimientos injertados sobre portainjertos tolerantes. Para finalizar, el estudio de las rutas moleculares fue una herramienta útil para confirmar el comportamiento fisiológico y agronómico de una accesión de pimiento previamente clasificada como tolerante a la salinidad, descubriendo además nuevos mecanismos no referenciados hasta el momento. Los genes diferencialmente expresados encontrados estaban relacionados con la señalización hormonal, el crecimiento y desarrollo de las plantas, la fotoprotección, la regulación de los transportadores de iones y la detoxificación de ROS.<br>[CA] El pimentó és un cultiu molt important mundialment, però és sensible a la falta d'aigua i la salinitat. No obstant això, es pot millorar la tolerància mitjançant la tècnica de l'empelt. L'Institut Valencià d'Investigacions Agràries i la Universitat Politècnica de València han fet estudis previs per a seleccionar accessions de pimentó tolerants a tots dos estressos i a continuació, una selecció d'entre elles es va utilitzar per a estudiar els mecanismes fisiològics de tolerància i augmentar la rendibilitat de la seua producció. No obstant això, després de tots aquests experiments, la informació encara és limitada. En aquest sentit, els objectius que s'han plantejat en aquesta tesi doctoral van ser: i) seleccionar noves accessions tolerants de pimentó a la salinitat i la falta d'aigua, per a augmentar la disponibilitat de genotips tolerants i usar-los en futurs programes de millora, amb l'objectiu final d'obtindre nous portaempelts amb una tolerància millorada; ii) identificar a curt termini els mecanismes fisiològics de tolerància a l'estrès hídric d'una accessió tolerant (A25) usada com portaempelt; iii) identificar a curt termini els mecanismes fisiològics de tolerància a la salinitat d'un nou portaempelt híbrid tolerant (NIBER®); iv) trobar els principals mecanismes moleculars de tolerància a la salinitat d'una accessió tolerant (A25) respecte a una sensible (A6) des d'un punt de vista de la transcriptòmica. Després de realitzar aquests assajos, en primer lloc, vam poder relacionar positivament la capacitat fotosintètica i el manteniment del creixement en plantes tolerants a l'estrès hídric i salí, tant sense empeltar com empeltades; de fet, basant-nos principalment en aquesta relació, vam seleccionar les accessions A34 i A31 com tolerants a l'estrès salí i hídric, respectivament. A més a més, vam demostrar que el paper principal de la prolina en els estressos estudiats no està lligat a la baixada de potencial osmòtic; en canvi, es van identificar diferents funcions protectores d'aquest aminoàcid, que, junt a altres molècules antioxidants com els fenols, contribueixen en el pimentó a combatre'ls. Igualment important és el peròxid d'hidrogen, que es va relacionar amb la capacitat antioxidant del pimentó, funcionant com a molècula senyalitzadora a l'estrès salí. Així mateix, la baixada d'àcid abscísic i la modificació de l'expressió de gens relacionats de la seua senyalització han sigut també rellevants en condicions d'estrès salí per a mantindre l'obertura estomàtica i per tant el creixement en plantes sense empeltar i empeltades amb portaempelts tolerants. Es va demostrar també que la limitació del transport de Na+ a les fulles, així com el transport i l'acumulació eficient de K+ a les arrels i les fulles, són essencials per a aconseguir l'homeòstasi iònica i per tant la tolerància en pimentons empeltats damunt portaempelts tolerants. Per concloure, l'estudi de les rutes moleculars va ser un instrument útil per a confirmar el comportament fisiològic i agronòmic d'una accessió de pimentó prèviament classificada com a tolerant, descobrint a més nous mecanismes no trobats fins ara. Els gens diferencialment expressats trobats estaven relacionats amb la senyalització hormonal, el creixement i el desenvolupament de les plantes, la fotoprotecció, la regulació dels transportadors de ions i la detoxificació de ROS.<br>[EN] Pepper culture is economically very important worldwide, although it is very sensitive to suboptimal conditions of water and high salinity. However, the tolerance to these stresses can be improved by the grafting technique. Previous studies of the Valencian Institute for Agricultural Research and the Polytechnic University of Valencia have been conducted to select pepper accessions that showed tolerance to both stresses, after which a further selection of them was used as rootstocks to find physiological mechanisms of tolerance and to increase its agronomic profit. However, after all these studies, the available information in this regard is still scarce. Therefore, the objectives of this thesis were to: i) screen new tolerant pepper accessions under high salt concentrations and suboptimal water conditions, to increase the availability of tolerant genotypes to be used in future breeding programmes, with the final aim of obtaining new and improved tolerant rootstocks; ii) identify the short-term physiological mechanisms of water stress tolerance of a tolerant accession (A25) used as a rootstock; iii) identify the physiological mechanisms of short-term tolerance to salinity of a new tolerant hybrid rootstock (NIBER®); and iv) find the main molecular pathways of salinity tolerance of a tolerant accession (A25) compared to a sensitive one (A6) by a transcriptomic approach. After conducting these studies, we firstly found a positive relationship between photosynthetic capacity and growth maintenance in plants that were tolerant to water or salt stress, both grafted or ungrafted; indeed, based mainly on this relationship, we selected accessions A34 and A31 as tolerant to salt and water stress, respectively. In addition, we were able to demonstrate that the main role of proline under salinity and water scarcity is not linked herein to the drop in osmotic potential; on the contrary, we identified different protective roles that, together with other antioxidant protective molecules such as phenols, contribute to the tolerance of pepper plants to these environmental stresses. Moreover, hydrogen peroxide, a reactive oxygen species, was found to play important roles in the antioxidant capacity of pepper, working as a signalling molecule under salinity stress. Furthermore, the drop in abscisic acid concentration and its signalling deregulation were also shown to maintain stomatal aperture and thus the growth of the scion when grafted onto tolerant rootstocks and ungrafted accessions under high salt concentration conditions. It was also demonstrated that a limitation of Na+ transport to leaves, as well as a more efficient transport and accumulation of K+ in roots and leaves, are essential to reach ion homeostasis and, thus, tolerance in pepper plants grafted onto tolerant rootstocks. Finally, the study of the molecular pathways of tolerance was a useful tool to confirm the physiological and agronomical behaviour of a pepper accession previously classified as tolerant, although new mechanisms were also found. The differentially expressed genes found were linked to hormonal signalling, plant growth and development, photoprotection, regulation of ion transporters and ROS detoxification.<br>Quiero agradecer al Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias (IVIA), al Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) y al Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades por darme la oportunidad de disfrutar de la beca predoctoral FPI-INIA (proyectos RTA2013-00022-C02-1 y RTA2017-00030-C02-00) con la que he realizado esta tesis doctoral y he podido aprender tanto todos estos años, asistir a los congresos y realizar las estancias de investigación en el extranjero.<br>López Serrano, L. (2021). Unravelling the Physiological and Genetic Adaptation of Grafted Pepper under Saline and Hydric Stresses [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/162875<br>TESIS

El transporte del agua en las plantas es impulsado por diferencias de energía libre entre el suelo y la atmósfera, y está regulado por mecanismos biológicos evitadores, como el cierre estomático. La hidratación y la turgencia foliares resultan del equilibrio entre ΨL del apoplasto, el potencial osmótico del simplasto y la elasticidad de los tejidos. Sobre esta base se conjeturó que las interacciones de los mecanismos evitadores del estrés hídrico de la planta tienen un rol clave en la definición de su resistencia a déficit hídrico. Para probar esta hipótesis se construyó un modelo mecanístico basado en las leyes del flujo de savia de Van de Honert, de difusión de Fick, de elasticidad de Hooke, la ecuación de Gardner para el flujo del agua en la rizósfera y el modelo de conductancia estomática (gs) de Buckley. Mediante el modelo se demostró teóricamente que la hidratación y la turgencia foliares dependen de la oferta de agua edáfica (representada por el potencial hídrico del suelo) y de la demanda evaporativa de la atmósfera (representada por la radiación absorbida, la temperatura del aire, la velocidad del viento y el déficit de presión de vapor de la atmósfera). También que los mecanismos evitadores del estrés hídrico -i.e., conductancia hidráulica de la planta, conductancia estomática, elasticidad del tejido y potencial osmótico a turgencia máxima- son todos necesarios para determinar la hidratación y la turgencia foliares. El modelo también demostró que la conductancia hidráulica suelo-hoja (kL) depende de la fracción de agua edáfica transpirable (FTSW) con un patrón de decaimiento sigmoide, a medida que el suelo se seca. Esto implica que las variables que dependen en parte de kL (i.e., gs, transpiración, fotosíntesis y superficie foliar) también dependen de FTSW con el mismo patrón. El modelo se probó experimentalmente a distintos niveles de humedad edáfica (desde déficit hídrico nulo, hasta severo) en cinco variedades de vid y mostró un poder predictivo superior al 90%. En todas las variedades las gs se asociaron linealmente con las kL observadas, al considerar todas las situaciones de déficit hídrico en conjunto, si bien la pendiente de estas relaciones fueron distintas en cada variedad. La contrastación experimental mostró que, en una escala de tiempo de varios meses, las variedades más evitadoras -i.e., Grenache y Cereza- mantuvieron mayor kL, ajuste osmótico y rigidez de los tejidos y una menor pendiente de la relación de gs vs. kL, que las variedades menos evitadoras -i.e., Malbec y Syrah-. La menor pendiente de la relación entre gs y kL, en las variedades más evitadoras, estuvo asociada a una mayor cantidad de estomas, en relación con la cantidad de células epidérmicas. Los variedades más evitadoras bajo déficit hídrico moderado -i.e., con una fracción de agua edáfica transpirable entre 0,6 y 0,4- tuvieron mayor superficie foliar y produjeron más biomasa, favoreciendo raíces profundas y densas, y ahorrando agua. Chardonnay mantuvo una alta hidratación y turgencia a expensas de un alto gasto de agua debido a que privilegiaba una alta kL por sobre el ajuste estomático, por lo que no podría considerarse en forma estricta como muy evitadora.<br>Water transport in plants is driven by the free energy difference between soil and atmosphere, and regulated by biological avoidance mechanisms like stomatal closure. Leaf hydration and turgor depend on the equilibrium between apoplastic ΨL, symplastic osmotic potential and tissue elasticity. Based on these considerations, it was hypothesized that interactions between plant water stress avoidance mechanisms play a key role on the plant resistance to water deficit. To demonstrate this, a mechanistic model based on the equations of Van de Honert (for sap flow), Fick (for transpiration), Hooke (for elasticity), Gardner (for soil water flux), and Buckley (for stomatal adjustment), was constructed. Using the model it was theoretically shown that leaf hydration and turgor depended on soil water supply (represented by the water potential of the soil) and on atmospheric evaporative demand (represented by the values of absorbed radiation, air temperature, wind speed and vapor pressure deficit). The model also showed that the avoidance mechanisms [plant hydraulic conductance (kL), stomatal conductance (gs), tissue elasticity and osmotic potential at full turgor (Ψπ100)] are all necessary to define leaf hydration and turgor. It also demonstrated that the soil to leaf kL depends on the fraction of transpirable soil water (FTSW) with a sigmoid pattern as the soil dries, similar to the variables that depend on kL (i.e., gs, plant transpiration, photosynthesis, and leaf area). The model was experimentally evaluated at different soil moisture levels (from null to severe water deficit) on five grapevine varieties, and it showed a predictive power above 90%. Observed gs values were linearly associated with kL ones in all varieties, considering all levels of water deficit together. Even though, the slope of these relationships was different for each variety. The experiment showed that, on a several months time scale, the more avoidant varieties -i.e., Grenache and Cereza- kept a higher kL, a lower slope of the relation between gs and kL, a lower Ψπ100 and more rigid tissues, than the less avoidant varieties -i.e., Malbec and Syrah-. The lower slope of the relation between gs and kL was associated with the higher number of stomata in relation to the number of epidermal cells in the more avoidant varieties. More avoidant varieties produced higher leaf area and biomass under mild water deficit -i.e., FTSW between 0.6 and 0.4-, had deeper roots and saved irrigation water. In spite of Chardonnay achieving high leaf hydration and turgor at the expense of a high water use, it favored a high kL over an accurate osmotic adjustment and therefore cannot be considered sensu stricto a very avoidant variety.<br>Fil: Vila, Hernán. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias.

[ES] Durante siglos de cultivo en la Península Ibérica después de su introducción en el siglo XVI, las judías se adaptaron a nuevos entornos, evolucionando numerosas variedades locales. Se evaluaron cultivares españoles locales de Phaseolus lunatus (frijol lima) y su resistencia a la salinidad, en dónde se expusieron las plantas a varios tratamientos de sal, con el fin de evaluar el efecto de la salinidad en el crecimiento y el rendimiento del cultivo. Se observó que el estrés salino redujo el peso fresco de los órganos aéreos, lo que permitió clasificar los cuatro genotipos según su tolerancia a la salinidad. la prolina aumentó en todos los cultivares, más notablemente en el cv. VPH-79, con las concentraciones absolutas más altas registradas en los cultivares más tolerantes a la sal. Estos hallazgos indican que P. lunatus es moderadamente tolerante a la sal y que sus principales mecanismos para adaptarse al estrés salino son el mantenimiento de altas concentraciones de K+ y la acumulación de prolina en las hojas. Por otra parte, se analizaron en invernadero 24 genotipos locales de P. vulgaris de España durante dos temporadas consecutivas. De cada genotipo, se cultivaron cinco plantas y se caracterizaron (17 rasgos cuantitativos y 15 cualitativos) utilizando los descriptores del IBPGR. Los resultados obtenidos indican una alta variabilidad para la mayoría de los rasgos, especialmente los relacionados con el rendimiento y sus componentes. Además, se analizaron las respuestas a los tratamientos por déficit hídrico y estrés salino, en cuanto a inhibición del crecimiento y contenido de prolina foliar (Pro), en 47 genotipos de Phaseolus vulgaris de diferentes orígenes. Para la mayoría de las variables de crecimiento analizadas y Pro, los efectos del cultivo, el tratamiento y sus interacciones fueron altamente significativos (p<0.001); los rasgos morfológicos de las raíces, el diámetro del tallo y el número de hojas se debieron principalmente a una variación incontrolada, mientras que la variación del peso fresco y el contenido de agua de los tallos y las hojas fue inducida claramente por el estrés. Bajo las condiciones experimentales, los efectos promedio del estrés salino sobre el crecimiento de las plantas fueron relativamente más débiles que los del déficit hídrico. . Pro, por su parte, fue la única variable que mostró una correlación negativa con todos los parámetros de crecimiento, pero particularmente con los de tallos y hojas mencionados anteriormente, como lo indican los coeficientes de correlación de Pearson y los PCA. Se propone el uso de Pro como un marcador bioquímico adecuado para exámenes simples, rápidos y a gran escala de genotipos de judía, para excluir los más sensibles, aquellos que acumulan concentraciones más altas de Pro en respuesta a tratamientos de estrés hídrico o salino. Asimismo, se han analizado las respuestas a la salinidad en seis cultivares de judía común: cuatro variedades locales de España y dos líneas experimentales de Cuba. La prolina fue usada para clasificar la tolerancia de los cultivares, Las concentraciones de azúcares solubles totales variaron con los tratamientos y entre los genotipos, pero fue difícil evaluar su papel en la tolerancia al estrés de las plantas analizadas. Los cambios en el contenido de malondialdehído (MDA) no indicaron peroxidación de la membrana inducida por sal como resultado del estrés oxidativo secundario; en consecuencia, no se detectó acumulación de compuestos fenólicos totales y flavonoides, como mecanismo de defensa antioxidante. Estos resultados destacan la confiabilidad del uso de prolina como marcador bioquímico del estrés salino en judía y la importancia del mecanismo relacionado con el transporte de potasio a las hojas para conferir tolerancia al estrés a algunos cultivares de judía.<br>[CA] Durant segles de cultiu a la Península Ibèrica després de la seva introducció en el segle XVI, les mongetes es van adaptar a nous entorns, evolucionant nombroses varietats locals. Es van avaluar conreessis espanyols locals de garrofó (fesol llima) i la seva resistència a la salinitat, a on es van exposar les plantes a diversos tractaments de sal, per tal d'avaluar l'efecte de la salinitat en el creixement i el rendiment de l'cultiu. Es va observar que l'estrès salí va reduir el pes fresc dels òrgans aeris, el que va permetre classificar els quatre genotips segons la seva tolerància a la salinitat. la prolina augmentar en tots els conreessis, més notablement en el cv. VPH-79, amb les concentracions absolutes més altes registrades en els conreessis més tolerants a la sal. Aquestes troballes indiquen que P. lunatus és moderadament tolerant a la sal i que els seus principals mecanismes per adaptar-se a l'estrès salí són el manteniment d'altes concentracions de K + i l'acumulació de prolina en les fulles. D'altra banda, es van analitzar en hivernacle 24 genotips locals de P. vulgaris d'Espanya durant dues temporades consecutives. De cada genotip, es van conrear cinc plantes i es van caracteritzar (17 trets quantitatius i 15 qualitatius) utilitzant els descriptors de l'IBPGR. Els resultats obtinguts indiquen una alta variabilitat per a la majoria dels trets, especialment els relacionats amb el rendiment i els seus components. A més, es van analitzar les respostes als tractaments per dèficit hídric i estrès salí, pel que fa a inhibició de l'creixement i contingut de prolina foliar (Pro), en 47 genotips de Phaseolus vulgaris de diferents orígens. Per a la majoria de les variables de creixement analitzades i Pro, els efectes de l'cultiu, el tractament i les seves interaccions van ser altament significatius (p <0.001); els trets morfològics de les arrels, el diàmetre de la tija i el nombre de fulls es van deure principalment a una variació incontrolada, mentre que la variació de l'pes fresc i el contingut d'aigua de les tiges i les fulles va ser induïda clarament per l'estrès. Sota les condicions experimentals, els efectes mitjana de l'estrès salí sobre el creixement de les plantes van ser relativament més febles que els de el dèficit hídric. . Pro, per la seva banda, va ser l'única variable que va mostrar una correlació negativa amb tots els paràmetres de creixement, però particularment amb els de tiges i fulles esmentats anteriorment, com ho indiquen els coeficients de correlació de Pearson i els PCA. Es proposa l'ús de Pro com un marcador bioquímic adequat per a exàmens simples, ràpids i a gran escala de genotips de mongeta, per excloure els més sensibles, aquells que acumulen concentracions més altes de Pro en resposta a tractaments d'estrès hídric o salí. Així mateix, s'han analitzat les respostes a la salinitat en sis conreessis de mongeta comú: quatre varietats locals d'Espanya i dues línies experimentals de Cuba. La prolina va ser usada per a classificar la tolerància dels conreessis, Les concentracions de sucres solubles totals van variar amb els tractaments i entre els genotips, però va ser difícil avaluar el seu paper en la tolerància a l'estrès de les plantes analitzades. Els canvis en el contingut de malondialdehid (MDA) no van indicar peroxidació de la membrana induïda per sal com a resultat de l'estrès oxidatiu secundari; en conseqüència, no es va detectar acumulació de compostos fenòlics totals i flavonoides, com a mecanisme de defensa antioxidant. Aquests resultats destaquen la fiabilitat de l'ús de prolina com a marcador bioquímic de l'estrès salí en jueva i la importància de l'mecanisme relacionat amb el transport de potassi a les fulles per conferir tolerància a l'estrès a alguns conreessis de mongeta.<br>[EN] During centuries of cultivation in the Iberian Peninsula after their introduction in the 16th century, beans adapted to new environments, evolving numerous landraces.In this study was also evaluated the resistance to salinity of several local Spanish cultivars of Phaseolus lunatus L. (lima bean). Plants were subjected to various salt treatments and growth and biochemical parameters were determined. It was observed that salt stress reduced the fresh weight of aerial organs, which allowed us to classify the four genotypes according to their tolerance to salinity. In addition, proline increased in all cultivars, most notably in cv. VPH-79, with the highest absolute concentrations recorded in the most salt tolerant cultivars. These findings indicate that P. lunatus is moderately salt tolerant and that its main mechanisms for adapting to salt stress are the maintenance of high K+ concentrations and proline accumulation in leaves. In studies conducted in this research project, 24 landraces of P. vulgaris from Spain were analyzed in greenhouses during two consecutive seasons. From each genotype, five plants were grown and characterized for 17 quantitative and 15 qualitative traits using IBPGR descriptors. . The results obtained indicate high variability for most of the traits, especially those related to yield and its components. On the other hand, this study analyzed the responses to water deficit and salt stress treatments, in terms of growth inhibition and leaf proline (Pro) content, in 47 Phaseolus vulgaris genotypes of different origins. For most of the growth variables analyzed and Pro, the effects of cultivar, treatment and their interactions were highly significant (p <0.001); root morphological traits, stem diameter and number of leaves were mainly due to uncontrolled variation, whereas variation in fresh weight and water content of stems and leaves was clearly induced by stress. Under our experimental conditions, the average effects of salt stress on plant growth were relatively weaker than those of water deficit. . Pro, in turn, was the only variable that showed a negative correlation with all growth parameters, but particularly with those of stems and leaves mentioned above, as indicated by Pearson's correlation coefficients and PCAs. We propose the use of Pro as a biochemical marker suitable for simple, rapid, large-scale screening of bean genotypes to exclude the most sensitive, those that accumulate higher concentrations of Pro in response to water or salt stress treatments. In addition, responses to salinity were analyzed in six common bean cultivars: four local varieties from Spain and two experimental lines from Cuba. Proline was used to rank the relative tolerance of the cultivars. Concentrations of total soluble sugars varied with treatments and among genotypes, but it was difficult to assess their role in stress tolerance of the plants tested.. Changes in malondialdehyde (MDA) content did not indicate salt-induced membrane peroxidation as a result of secondary oxidative stress; consequently, accumulation of total phenolic compounds and flavonoids, as an antioxidant defense mechanism, was not detected. These results highlight the reliability of the use of proline as a biochemical marker of salt stress in common beans and the importance of the mechanism related to potassium transport to leaves in conferring stress tolerance to some common bean cultivars.<br>Arteaga Castillo, SM. (2021). Cultivos para el cambio climático: selección y caracterización de variedades de judía (Phaseolusvulgaris L.) y Phaseolus lunatus tolerantes a la sequía y salinidad [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/168450<br>TESIS

El interés despertado en la viticultura actual sobre las posibilidades de mecanizar labores del cultivo y reducir costos productivos, demanda la necesidad de implementar sistemas de conducción (SC) compatibles con la mecanización de labores culturales: poda, despampanados, desbrotes, cosecha, etc. El objetivo de este ensayo fue comparar el comportamiento agronómico de la vid en 3 sistemas de conducción que permiten la mecanización de labores: poda rasa de precisión (PRP) y poda mínima (PM) a través del estudio del equilibrio vegetativo/productivo, las condiciones ecofisiológicas y la calidad de las uvas obtenidas. En el año 2012 se realizó un estudio observacional en parcelas del INRA Pech Rouge (Francia), para comparar un SC en espaldero vertical simple (VSP). Para ello se seleccionaron 3 parcelas con variedades distintas en las cuales se armaron los tres SC en 4 hileras completas cada uno. La diferencia en el grado de exposición de la canopia y superficie foliar entre los tres SC, se vio reflejada en estados hídricos diferenciales para un mismo volumen de agua aportado a las plantas. Las plantas conducidas en poda mínima presentaron los mayores valores de integral de estrés hídrico (S) acumulado a lo largo de todo el ciclo. Las plantas conducidas en PRP presentaron un valor de S intermedio, mientras que las plantas conducidas en VSP presentaron los menores valores de S acumulados. PRP y PM mostraron una reducción de la relación entre el área foliar y el rendimiento. La superficie foliar total resultó mayor para PM en las tres variedades ensayadas. Los valores más bajos de fotosíntesis neta se registraron en PM en las tres variedades. Los componentes de rendimiento mostraron distintos resultados según el SC. En las tres variedades ensayadas el mayor número de racimos por planta y el menor peso por baya se observó en PM. La variedad Marselan presentó los mayores valores de concentración de antocianos en PRP y VSP. En Petit Verdot se observó el mayor registro para el PM. Los mayores valores de índice de polifenoles totales (IPT) se presentaron en Petit Verdot para el PM y VSP.<br>The interest aroused in current viticulture about possibilities of mechanizing cultivation operations, and reducing production costs, emphasizes the need of implementing training systems (TS) compatible with the mechanization of cultural practices: pruning, grapes removal, uprooting, harvest, etc. Reduction of manpower in the vineyard cultural pruning is a current objective to ensure competitive of an important fraction within global viticulture. The aim of this essay was to evaluate the behavior of vegetative, eco-physiological and oenological variables of the must of plants conducted in two TS that allow mechanization of cultural practices: precision pruning (PP) and minimal pruning (MP). In the year 2012 an observational study on plots of the INRA Pech Rouge (France) was carried out to compare two mechanizable TS with a vertical shoot positioned (VSP). For that, 3 plots with different varieties were selected, in which the three TS were assembled, each in 4 complete rows. The difference in the degree of exposure of canopy and leaf area among the three TS, was reflected in differential hydric intakes for a same water volume provided to plants. The plants conducted in minimal pruning presented higher values of accumulated hydric stress integral (S) throughout the cycle. The plants conducted in PP presented intermediate values of S, while those conducted in VSP presented the lowest values of accumulated S. PP and MP showed a reduction of the relation between leaf area and yield. The total leaf area was higher for MP among the three analyzed varieties. The lowest values of net photosynthesis were shown in MP. The yield components showed different results according to the TS. In the three analyzed varieties, the highest number of bunches per plant and the lowest weight per berry was found in MP. The Marselan variety presented the highest values of anthocyanin concentration in PP and VSP. In Petit Verdot, the highest record was observed for MP. The highest values of total polyphenol index were found in Petit Verdot for MP and VSP.<br>Fil: Bas Nahas, Gonzalo Gabriel. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias.

Cereals are the basis of the normal diet in most Mediterranean countries and it is estimated that they account for 35-50% of the regional populations’ dietary energy consumption. Water deficit is the main constraint limiting cereal productivity in the Mediterranean regions. Crop management and breeding may improve the performance of cereals under such stress conditions. However, the lack of efficient tools to monitor the performance of agronomical practices or to undertake appropriate phenotyping in breeding programs limits the efficiency of both avenues. Novel tools to monitor the cereals (durum wheat and maize) performance in the thesis are: 1. Stable isotopes In C3 plants the carbon isotope composition (δ13C) measured in plant tissues is considered as one of the most promising secondary traits in wheat (and other C3 cereals) when breeding for drought resilience. The δ13C has been reported to negatively correlate with Ci/Ca (the ratio of leaf intercellular to ambient CO2 concentration) and positively correlated with A/E (the ratio of net assimilation to water evaporated from the transpiring organs). Therefore, the δ13C is positively related to WUE, which is considered as the biomass produced per unit of water transpired. Correlations between δ13C and GY and/or aerial biomass (AB) may be either negative or positive according to the plant tissue sampled and environmental conditions tested. In the case of a C4 plant like maize, variations in the δ13C in response to water conditions are small in compared to C3 plants like wheat, but they are still adequate for use in maize as an indicator of water conditions during growth. The oxygen isotope composition (δ18O) of plant tissues is known to reflect the evaporative conditions throughout the crop cycle and thus it has been proposed as a proxy method for measuring transpiration as well as an indicator of genotypic differences in stomatal conductance (gs) in C3 and C4 plants. 2. Root traits Plant roots are the key organs in the plant responsible for the absorption of water and nutrients. Concerning root traits, their response to drought stress is still a challenging subject for research. The laborious work required for the study of the root system has prevented the adoption of root characteristics as routinely phenotyping traits for crop breeding. The root weight density (RWD) and root length density (RLD) are frequently used in root studies to describe the root weight and root length, respectively, within a soil volume and they reflect the capacity of roots to extract water and nutrients. The specific root length (SRL) is considered another of the most important and commonly measured morphological traits. Previous studies showed that a high SRL facilitates nutrient uptake in low-nutrient environments and makes plants more competitive for soil nutrient uptake. 3. The use of proximal (remote) sensing The assessment of AB is important for monitoring crop growth because it could reflect the effect of stresses on crop growth and senescence. Thus, a number of studies have revealed that spectral reflectance techniques have the potential to provide precise, non-destructive instantaneous quantitative estimates of AB. The Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) has been used as an indicator of AB and GY in cereals. In recent years the use of digital Red-Green-Blue (RGB) images has been proposed as an alternative to develop vegetation indices that may replace spectroradiometrical based NDVI. The price, size, and the easy use of conventional digital cameras make them viable alternatives to assess AB and GY in cereals. A number of studies have used digital RGB imaging to measure different colour parameters such as: greenness; intensity of green, red and blue; and derived normalized indices from the green, red and blue bands.<br>Los cereales son la base de la dieta normal en la mayoría de los países del Mediterráneo y se estima que representan del 35 al 50 % del consumo de energía alimentaria de las poblaciones de la región. La falta de agua, a veces acompañada con una baja disponibilidad de nitrógeno, es el principal limitante de la productividad de los cereales en las regiones Mediterráneas. Una mejora genética y un manejo de cultivos más eficientes pueden mejorar el rendimiento de los cereales en estas condiciones de estrés. Sin embargo, la falta de herramientas eficaces para monitorear el estado fisiológico del cultivo, ya sea para su empleo en manejo agronómico, como herramientas de fenotipeado asociado a la mejora genética o incluso para la predicción del rendimiento limita la agricultura mediterránea. La composición en isótopos estables de carbono (δ13C) medida en los tejidos de la planta se considera como uno de los rasgos secundarios más prometedores del trigo (y otros cereales del C3 y C4) en la mejora genética para resistencia a la sequía. Las correlaciones entre la δ13C y el rendimiento en grano o la biomasa aérea pueden ser negativas o positivas debido las condiciones medioambientales del ensayo. Las raíces de las plantas son los órganos clave de la planta responsables de la absorción de agua y nutrientes. Cómo la arquitectura de la raíz responde a la sequía y que rasgos de las raíces son claves continúa siendo un área de investigación que no está cerrada. El laborioso trabajo requerido para el estudio del sistema radicular ha impedido determinar que rasgos de la raíz pueden emplearse como criterios de fenotipado en mejora genética de cultivos. La evaluación de la biomasa aérea es importante para monitorear el crecimiento del cultivo porque podría reflejar el efecto de las diferentes condiciones de estrés en el crecimiento y la senescencia del cultivo. Así, una serie de estudios han reportado que las técnicas de reflectancia espectral/ imágenes digitales rojo-verde-azul (RGB) tienen el potencial de facilitar una estimaciones cuantitativas, instantáneas, no destructivas y precisas de la biomasa aérea.

Amb l'objectiu d'analitzar com la biodiversitat i l'adaptació al clima mediterrani es tradueixen en una diversitat de trets ecofisiològics i la seva resposta a la sequera, i d'estudiar si aquesta diversitat està relacionada amb formes de creixement i amb la història evolutiva de les espècies, es van seleccionar 24 espècies mediterrànies de les Illes Balears. Es va analitzar la capacitat germinativa, els efectes de la sequera en el creixement de plàntules, respostes ecofisiològiques a la sequera a nivell foliar i l'adaptació de l'especificitat de la Rubisco. Es va observar una elevada variabilitat entre espècies, la meitat de la qual associada a les diferents formes de creixement. No s'observà cap diferenciació entre les espècies endèmiques i les no endèmiques. Aquesta elevada diversitat en els trets ecofisiològics i la seva resposta a la sequera suposa un recurs potencial per identificar caràcters adaptatius i un banc genètic per millorar la productivitat de cultius.<br>Con el objetivo de analizar como la biodiversidad y la adaptación al clima mediterráneo se traducen en una diversidad de caracteres ecofisiológicos y su respuesta a la sequía, y de estudiar si esta diversidad está relacionada con formas de crecimiento y con la historia evolutiva de las especies, se seleccionaron 24 especies mediterráneas de las Islas Baleares. Se analizaron la capacidad germinativa, los efectos de la sequía sobre el crecimiento de las plántulas, las respuestas ecofisiológicas a la sequía a nivel foliar y la adaptación de la especificidad de la Rubisco. Se observó una elevada variabilidad entre especies, la mitad de la cual asociada a las diferentes formas de crecimiento. No se encontraron diferencias entre las especies endémicas y las no endémicas. Esta elevada biodiversidad en respuesta a la sequía supone un recurso potencial para identificar caracteres adaptativos y un banco genético para la mejora de la productividad de cultivos.<br>The objectives of this work were to analyze how biodiversity and adaptation to Mediterranean climate is reflected in a diversity of ecophysiological traits and their responses to drought, and to study whether such diversity was related to growth forms and endemicity. The analysis covered the germination capacity, the effects of drought on seedling growth, the leaf ecophysiological responses to drought, and the adaptation of Rubisco specificity, in 24 Mediterranean species from the Balearic Islands. A wide range of variation has been observed among the species, with about half of this variability associated to different growth forms. However, no differentiation was found between endemic and non-endemic species of the Balearic Islands. The high diversity in the ecophysiological traits and their responses to drought found among Mediterranean species must be considered as a 'resource' to identify target adaptive traits for breeding plans, but also as a genetic bank to improve crop productivity.

La restauración de zonas áridas demanda generar conocimientos que permitan obtener material vegetal adecuado para este fin. Los arbustos nativos juegan un papel significativo en los procesos de restauración, por lo que estudiar el efecto de los factores que afectan la germinación de los mismos resulta clave en este contexto. El objetivo de la presente tesis fue determinar el efecto de la temperatura, estrés hídrico y pH en la germinación de 5 arbustos nativos de la provincia de Mendoza que tienen potencial para ser usados en tareas de restauración. Estas especies son: Mimosa ephedroides (Gillies ex Hook. &amp; Arn; Benth; Fabaceae), Acacia gilliesii (Steud.A. St.-Hil; Fabaceae), Prosopis strombulifera (Lam.; Benth; Fabaceae), Lycium tenuispinosum (Miers; Solanaceae) y Ephedra ochreata (Miers; Ephedraceae). Además, se realizaron tratamientos pregerminativos en semillas de Lycium tenuispinosum y Ephedra ochreata con el fin de evaluar el efecto de dos fuentes de luz y de la estratificación en frío respectivamente, sobre la ruptura de dormición de las mismas. Los tratamientos fueron realizados mediante ensayos completamente aleatorizados. La respuesta a los diferentes tratamientos ensayados mostraron diferentes resultados; siendo la temperatura la que tuvo mayor influencia en la germinación, encontrándose el óptimo en el rango de 20-30 ºC para M. ephedroides, A. gilliesii y P. strombulifera. En tanto que para E. ochreata y L. tenuispinosum la temperatura óptima fue de 10 ºC. En cuanto al efecto del estrés hídrico, la especie más sensible en su etapa germinativa ante potenciales hídricos decrecientes fue L. tenuispinosum, manteniendo el resto de las especies un poder germinativo relativamente elevado aún ante condiciones de estrés hídrico moderado. Por otra parte, el pH del medio no afectó significativamente la germinación de M. ephedroides. Para el resto de las especies el rango óptimo de pH fue de 6-8. En lo que respecta a la ruptura de dormición, se encontró que L. tenuispinosum requiere luz para germinar solamente a temperaturas mayores a 20 ºC, aunque lo hace en baja proporción. En cuanto al efecto de la estratificación en frío en semillas de E. ochreata, se encontró que este tratamiento aumentó los valores medios de germinación, pero los resultados no fueron significativos. Considerando los valores obtenidos en dicho ensayo y en el test de viabilidad se concluye que no se requiere la realización de tratamientos pregerminativos para esta especie y que resultaría más adecuado el almacenamiento en frío de las semillas. Los resultados obtenidos permiten identificar la magnitud en que las condiciones de temperatura, estrés hídrico y pH afectan la germinación de estas especies. Ésta información resulta relevante para poder avanzar en las técnicas de propagación de las mismas para su utilización en tareas de restauración y constituye además un aporte al conocimiento sobre aspectos de su autoecología.<br>Fil: Dágata, Sofía Leonor. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Agrarias.

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Em compara??es entre grupos, aqueles em piores condi??es tendem a apresentar um aumento generalizado em todas as taxas de Comportamentos Potencialmente Indicativos de Estresse (BPIS), mas em compara??es dentro de grupos, os indiv?duos diferem nas suas estrat?gias de enfrentamento ao estresse. Esta disserta??o apresenta an?lises para revelar o perfil comportamental de uma amostral de 26 macacos prego em cativeiro, de tr?s esp?cies diferentes (Sapajus libidinosus, S. flavius e S. xanthosternos), mantidos em diferentes tipos de recinto. No total foram coletadas 147,17 horas de registros comportamentais. Explor?mos quatro tipos de an?lises: Or?amento de Atividades, ?ndices de Diversidade, cadeia de Markov e an?lise de Sequ?ncia, e An?lise de Rede Social, resultando em nove ?ndices de ocorr?ncia e de organiza??o comportamental. No cap?tulo Um exploramos diferen?as entre grupos. Os resultados apoiam as predi??es de que existem diferen?as m?nimas entre sexo e esp?cie e s?o observadas diferen?as maiores no perfil comportamental devido ao tipo de recinto: i. indiv?duos em recintos com menos enriquecimento ambiental apresentaram um repert?rio de BPIS mais diverso e uma menor probabilidade de sequ?ncias de seis passos de Comportamentos Normativos de G?nero (GNB); ii. o n?mero de transi??es comportamentais que inclu?am pelo menos um BPIS foi superior em recintos menos enriquecidos; iii. ?ndices de proemin?ncia de BPIS indicam que estes funcionam como pontos fim de sequ?ncias comportamentais, e que a proemin?ncia de tr?s BPIS (locomo??o aberrante, auto-direccionadas e activas I) foram maiores em recintos menores. No geral, estes dados n?o corroboram a ideia de que os BPIS t?m um padr?o repetitivo, com um efeito relaxante, tipo ?mantra?. Pelo contr?rio, a imagem que surge ? de que os BPIS s?o atividades que interrompem a organiza??o dos comportamentos, introduzindo ?ruido? que compromete o or?amento de atividades ?timo. No cap?tulo Dois exploramos diferen?as individuais em seis eixos de comportamento explorat?rio. Estes mostraram-se pouco correlacionados, o que indicam baixa correla??o entre indicadores comportamentais de s?ndromes. No entanto, os resultados sugerem duas estrat?gias de enfrentamento ao estresse abrangentes, semelhantes ao padr?o audaz/proactivo e t?mido/reativo: macacos prego mais explorat?rios apresentaram maior proemin?ncia em locomo??o aberrante, exibi??o sexual aberrante e ativas I, enquanto que animais menos ativos apresentaram uma maior probabilidade de sequencias com pelo menos um BPIS, e maior proemin?ncia em estereotipia-pr?pria. Macacos prego s?o conhecidos pelas suas capacidades cognitivas e flexibilidade comportamental, portanto, a procura de um conjunto de indicadores comportamentais de bem-estar consistente requer mais estudos e conjuntos de dados mais amplos. Com este trabalho, pretendemos contribuir para a cria??o de protocolos, com embasamento cient?fico e estatisticamente corretos, para amostragem de dados comportamentais que permitam a comparabilidade de resultados e meta-an?lises, de qualquer que seja a interpreta??o te?rica que possa receber.<br>The use of behavioural indicators of suffering and welfare in captive animals has produced ambiguous results. In comparisons between groups, those in worse condition tend to exhibit increased overall rate of Behaviours Potentially Indicative of Stress (BPIS), but when comparing within groups, individuals differ in their stress coping strategies. This dissertation presents analyses to unravel the Behavioural Profile of a sample of 26 captive capuchin monkeys, of three different species (Sapajus libidinosus, S. flavius and S. xanthosternos), kept in different enclosure types. In total, 147,17 hours of data were collected. We explored four type of analysis: Activity Budgets, Diversity indexes, Markov chains and Sequence analyses, and Social Network Analyses, resulting in nine indexes of behavioural occurrence and organization. In chapter One we explore group differences. Results support predictions of minor sex and species differences and major differences in behavioural profile due to enclosure type: i. individuals in less enriched enclosures exhibited a more diverse BPIS repertoire and a decreased probability of a sequence with six Genus Normative Behaviour; ii. number of most probable behavioural transitions including at least one BPIS was higher in less enriched enclosures; iii. proeminence indexes indicate that BPIS function as dead ends of behavioural sequences, and proeminence of three BPIS (pacing, self-direct, active I) were higher in less enriched enclosures. Overall, these data are not supportive of BPIS as a repetitive pattern, with a mantra-like calming effect. Rather, the picture that emerges is more supportive of BPIS as activities that disrupt organization of behaviours, introducing ?noise? that compromises optimal activity budget. In chapter Two we explored individual differences in stress coping strategies. We classified individuals along six axes of exploratory behaviour. These were only weakly correlated indicating low correlation among behavioural indicators of syndromes. Nevertheless, the results are suggestive of two broad stress coping strategies, similar to the bold/proactive and shy/reactive pattern: more exploratory capuchin monkeys exhibited increased values of proeminence in Pacing, aberrant sexual display and Active 1 BPIS, while less active animals exhibited increased probability in significant sequences involving at least one BPIS, and increased prominence in own stereotypy. Capuchin monkeys are known for their cognitive capacities and behavioural flexibility, therefore, the search for a consistent set of behavioural indictors of welfare and individual differences requires further studies and larger data sets. With this work we aim contributing to design scientifically grounded and statistically correct protocols for collection of behavioural data that permits comparability of results and meta-analyses, from whatever theoretical perspective interpretation it may receive.

Tesis (Grado Doctor en Ciencias Biológicas)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales. Lugar de Trabajo: Centro de Investigaciones Agropecuarias-Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria- CIAP-INTA Córdoba-Universidad Nacional de Córdoba. 2015 - 160 h. con Anexo + CD. tabls.; figuras. Contiene Referencia Bibliográfica y Publicaciones Derivadas de la Tesis. Abstract en español e inglés.<br>La soja, uno de los cultivos más importantes de Argentina, se ve afectada por diversas condiciones ambientales. La sequía es uno de los factores abióticos más importantes que limitan el crecimiento y rendimiento de este cultivo en muchas áreas. La simbiosis con hongos micorrícicos arbusculares (HMA) puede proteger a las plantas de estos efectos. El objetivo de esta tesis doctoral fue analizar la interacción HMA-planta como una estrategia para incrementar la tolerancia al estrés por sequía, y generar conocimientos sobre los mecanismos fisiológicos, bioquímicos y moleculares que intervienen en la regulación del estrés por sequía en las plantas de soja micorrizadas. Se trabajó con un genotipo de soja que fue caracterizado como el más susceptible, resultante de la comparación de 3 genotipos ciclo corto. La inoculación de este cultivar con aislamientos de tres cepas nativas de HMA (Septoglomus constrictum, Glomus sp. y Glomus aggregatum), inoculadas por separado o como inóculo mixto incrementó la tolerancia de estas plantas a la sequía, aumentando el contenido hídrico y el contenido foliar de nitrógeno y fósforo, y disminuyendo el daño oxidativo. Sin embargo, no se observó un efecto de complementariedad entre cepas, ya que el inóculo mixto no produjo mayor beneficio que los aislamientos por separado. Al evaluar a tiempos de sequía cortos (2 días) y más largos (7 días) la mitigación de este estrés en el mismo genotipo, la inoculación con S. constrictum mostró un control temprano del daño oxidativo por incremento de la defensa antioxidante no enzimática. Además se evidenció un aumento de la actividad superóxido dismutasa. A tiempos más largos, el incremento de la actividad enzimática catalasa y ascorbato peroxidasa coincidió con la mayor expresión génica de estas enzimas. El aumento de la expresión génica de arginina descarboxilasa y disminución de diamina oxidasa sugieren un incremento en la síntesis y disminución en la degradación de poliaminas en las plantas inoculadas bajo sequía, que fue acompañado por un mayor nivel de espermina a tiempos largos de sequía. El análisis de los metabolitos diferencialmente afectados por la sequía permitió sugerir vías metabólicas con mayor o menor actividad en las plantas de soja inoculadas con S. constrictum luego de 2 días de sequía, que dejan abiertas nuevas vías de estudio para la comprensión de los mecanismos implicados en esta simbiosis.

Trabajo final integrador. (Area de Consolidación Sistemas Agrícolas de Producción Extensivos)--UNC- Facultad de Ciencias Agropecuarias, 2015.<br>Argentina es uno de los principales países productores de soja a nivel mundial. La mayor parte de esta producción se realiza bajo secano y, por lo tanto, se encuentra sometida a períodos de déficit hídrico, en los cuales la demanda hídrica ambiental es mayor al agua disponible para el cultivo. El estrés hídrico reduce el rendimiento en grano en distinta magnitud según el momento e intensidad de la restricción hídrica. Por ello, distintos esfuerzos desde el mejoramiento genético y el manejo del cultivo se realizan en la búsqueda para minimizar el impacto del estrés. En particular, la eficiencia transpiratoria ha sido sugerida como un atributo constitutivo en soja que puede ser utilizado en el mejoramiento genético para la obtención de variedades que toleren mejor el déficit hídrico. El objetivo de este trabajo fue evaluar el comportamiento de distintos genotipos de soja ante condiciones de estrés hídrico durante la etapa vegetativa. 13 genotipos fueron sometidos a dos condiciones hídricas - control (C), con un nivel hídrico a capacidad de campo y estrés hídrico (EH), con un nivel equivalente al 45% del C- una vez alcanzado el estado de V4 durante 15 días posteriores. Las plantas sembradas en lisímetros se colocaron al aire libre bajo una estructura metálica móvil (rain-out shelter) para evitar el ingreso de agua de lluvia. Se evaluaron la evolución del área foliar, la producción de materia seca, el consumo de agua durante el período de estrés hídrico y la eficiencia transpiratoria. El área foliar lograda, la producción de materia seca y el consumo hídrico durante el período de estrés fueron menores debido a la menor disponibilidad hídrica, observándose además variabilidad entre genotipos. La eficiencia transpiratoria evidenció variabilidad genotípica pero no mostró un aumento frente a la imposición de condiciones moderadas de estrés hídrico.