Estudio de la actividad enzimática del suelo bajo condiciones de cultivo ecológico y convencional en una colección de pimientos y chiles (Capsicum spp.)

Nowadays, the organic agriculture had been acquiring significant importance in the market, with a clear upward trend in the coming years. Many of the plant material used hasn't been subject of a breeding program to this kind of agriculture, neither to improve the soil impact of these. In this order of ideas, the chilis and peppers, the second solanaceous used as horticultural crop in the world, should be subject of breeding programs, acknowledging characteristics and effects in the soil and the efficient nutrient acquire ability in low input systems, as the organic agriculture can be. One way to identify their characteristics and influence in the soil, is to evaluate different enzyme activity, with distinct functions accordingly with the enzymes involved. Therefore, it was evaluated 24 accessions, among chilis and peppers, holding 4 Capsicum species with different origins. All of them were cultivated, both organic and conventional systems, and then the alkaline phosphatase and catalase enzymatic activity from the soil was evaluated at different sampling conditions. At each sampling condition and cultivating system was found high variability for both enzymatic activities between all accessions. By average, phosphatase activity was higher in two of three sampling conditions at the organic system. Instead, catalase activity was, by average, higher in two of three sampling conditions at the conventional system. There was found highly important interactions between individual accessions and each cultivated system, with these we can identify interesting candidates at each system and enzymatic activity over we could develop a selection and improving program.Actualmente el cultivo ecológico ha adquirido gran importancia en el mercado, con una clara tendencia al alza en los próximos años. Pero muchos de los materiales vegetales utilizados no han sido sometidos a un programa de mejora específico para este sistema de cultivo, mucho menos para potenciar el impacto que pueda tener sobre el suelo su utilización. En este sentido, los pimientos y chiles, la segunda solanácea más aprovechada como hortaliza en el mundo, deben ser sometidos a un programa de mejora reconociendo sus características y efectos sobre el suelo y la capacidad para adquirir nutrientes de manera más eficiente dentro de sistemas de bajos insumos, como pueden llegar a ser los sistemas ecológicos. Una forma para conocer sus características e influencia sobre el suelo, es evaluar la actividad de diferentes enzimas, con distintas funciones de acuerdo con las enzimas involucradas. Por todo ello, se realizó la evaluación de 24 accesiones entre pimientos y chiles, abarcando 4 especies dentro del género Capsicum y con diferentes orígenes. Todas ellas se llevaron a cultivo, tanto en sistema ecológico, como convencional y fue evaluada la actividad enzimática de la fosfatasa alcalina y la catalasa en suelo, en diferentes condiciones muestrales. En cada condición de muestreo y sistema de cultivo, se encontró una alta variabilidad para ambas actividades enzimáticas entre todas las accesiones. En promedio, la actividad fosfatasa fue mayor en dos de tres condiciones de muestreo en el sistema ecológico. En cambio, la actividad catalasa, en promedio fue mayor en esas mismas dos de tres condiciones de muestreo en el sistema convencional. Existen interacciones importantes entre las accesiones individuales con cada sistema de cultivo, estas nos permiten identificar candidatos interesantes para cada sistema y actividad enzimática a las cuales someter a un programa de selección y mejora.Morales Manzo, II. (2017). Estudio de la actividad enzimática del suelo bajo condiciones de cultivo ecológico y convencional en una colección de pimientos y chiles (Capsicum spp.). http://hdl.handle.net/10251/89430TFG

Novel sources of resistance to powdery mildew (Leveillula taurica(Lév.) Arnaud) in pepper

[EN] Peppers, a worldwide crop, are threatened by different pathogens. Powdery mildew, a biotroph fungal infection, can cause several damages directly on vegetative parts and indirectly on fruits. Despite some sources of resistance have been described, commercial genotypes only with partial resistance have been developed due to the complex nature of such resistance and variable genetic expression, which depends on the stage of the plants. In this paper 49 accessions from different Capsicum species and origins have been tested. Plants were grown in growth chambers inside of mini greenhouses. Repeated inoculations under pepper leaves were applied by spraying a suspension of 104 conidia ml-1. Readings were made at 30 and 60 days after inoculation (DAI). Total number of leaves (TL), total number of affected leaves (LA), and maximum area affected (MAA) in the most damaged leaf were scored. In addition, a composite infection index (CII) was calculated on the basis of the three mentioned traits. Inoculated plants showed more severe symptoms at 30 DAI than at 60 DAI. Different response patterns were observed: from accessions suffering high leaf shedding to some others with local hypersensitive response, indicating different gene action. The use of CII prevented species bias and disease response. In the present work, four highly tolerant accessions were identified, including two chiltepins, C. annuum wild relatives, Ag-01 and Ag-02, and two C. annuum A-06 and A-23.IIMM acknowledges his work was supported by CONACYT-CONCYTEP predoctoral scholarship number 47274 by the Mexican government. This work has been partially financed by the projects RTA2014-00041-C02-02 y PID2019110221RRC32, from Spain's Plan Nacional, INIA and FEDER/ERDF funds.Morales-Manzo, I.; Rodríguez Burruezo, A.; Jiménez-Perez, M.; Luna-Ruiz, JJ.; San Bautista Primo, A.; Fita, A. (2021). Novel sources of resistance to powdery mildew (Leveillula taurica(Lév.) Arnaud) in pepper. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca. 49(2):1-13. https://doi.org/10.15835/nbha4921235411349

Mejora genética del chile (Capsicum annuum L.) para estrés biótico: Oídio (Leveillula taurica (Lév.) Arn.) y fertilidad del suelo: retos de la agricultura ecológica y búsqueda de fuentes de variación de interés y factores genéticos relacionados.

[ES] El pimiento (C. annuum) ocupa un importante lugar en la economía agrícola del mundo y en particular para España. La agricultura intensiva empleada en las últimas décadas está demostrando no ser sostenible a largo plazo, esto, y la aceleración del cambio climático, hace necesario la búsqueda de plantas más adaptadas a las nuevas presiones de estresores tanto bióticos como abióticos. Adicional al uso de variedades mejoradas para este tipo de estresores, es importante tomar en cuenta las interacciones que ocurren en el suelo e introducirlas en los programas de mejora genética vegetal. Por ello, esta tesis se ha centrado, por un lado, en la búsqueda de fuentes de resistencia frente a oídio (L. taurica), enfermedad que cada vez está resultando más problemática en pimiento, especialmente en agricultura ecológica. Por otro lado, y teniendo en cuenta la importancia de la sanidad y fertilidad del suelo para la resiliencia de los cultivos, se estudia la interacción del sistema radicular del pimiento con la zona de la rizosfera y la microbiota de la raíz. Como principales resultados obtenidos en la presente tesis se pueden destacar la identificación de fuentes de resistencia a oídio en las accesiones de C. annuum var. glabriusculum, lo que puede facilitar la introducción de genes de resistencia en variedades comerciales de pimientos. Además, se ha demostrado cómo las propiedades de la rizosfera (actividad enzimática, movilización de nitrógeno, respiración) y su microbioma es altamente dependiente de las condiciones de cultivo y del genotipo cultivado. Así se observó que la parcela de cultivo ecológico mostró mayores recuentos microbianos, actividades enzimáticas y movilización de nitrógeno que la convencional además de poseer más diversidad microbiana y mayor recuento de microorganismos. Por último, se observó también una gran especificidad de la interacción suelo-planta, observándose cómo ciertos microorganismos beneficiosos colonizaban preferentemente ciertos genotipos. Esta especificidad debería de ser considerada para futuros programas de mejoramiento para una agricultura más sostenible y adaptada.[CA] El pebrot (C. annuum) ocupa un lloc important en l'economia agrícola del món i en particular per a Espanya. L'agricultura intensiva emprada en les últimes dècades està demostrant no ser sostenible a llarg termini, açò, i l'acceleració del canvi climàtic, fa necessari la recerca de plantes més adaptades a les noves pressions d'estressors tant biòtics com a abiòtics. Addicional a l'ús de varietats millorades per a este tipus d'estressors, és important tindre en compte les interaccions que ocorren en el sòl i introduir-les en els programes de millora genètica vegetal. Per açò, aquesta tesi s'ha centrat, d'una banda, en la recerca de fonts de resistència front a oídi (L. taurica), malaltia que cada vegada està resultant més problemàtica en pebrot, especialment en agricultura ecològica. D'altra banda, i tenint en compte la importància de la salut i fertilitat del sòl per a la resiliència dels cultius, s'estudia la interacció del sistema radicular del pebrot amb la zona de la rizosfera i la microbiota de l'arrel. Com a principals resultats obtinguts en la present tesi es poden destacar la identificació de fonts de resistència a oídi en les accessions de C. annuum var. glabriusculum, la qual cosa pot facilitar la introducció de gens de resistència en varietats comercials de pebrots. A més, s'ha demostrat com les propietats de la rizosfera (activitat enzimàtica, mobilització de nitrogen, respiració) i el seu microbioma és altament dependent de les condicions de cultiu i del genotip cultivat. Així es va observar que la parcel·la de cultiu ecològic va mostrar majors recomptes microbians, activitats enzimàtiques i mobilització de nitrogen que la convencional, a més de posseir més diversitat microbiana i major recompte de microorganismes. Finalment, es va observar també una gran especificitat de la interacció sòl-planta, observant-se com certs microorganismes beneficiosos colonitzaven preferentment certs genotips. Aquesta especificitat hauria de ser considerada per a futurs programes de millorament per a una agricultura més sostenible i adaptada.[EN] The pepper (C. annuum) holds an important place in the global agricultural economy and particularly for Spain. Intensive agriculture used in recent decades is proving not to be sustainable in the long term, and, coupled with the acceleration of climate change, it necessitates the search for plants more adapted to new pressures from both biotic and abiotic stressors. In addition to using improved varieties for these types of stressors, it is important to consider the interactions that occur in the soil and incorporate them into plant genetic improvement programs. Therefore, this thesis has focused on one hand, on the search for sources of resistance against powdery mildew (L. taurica), a disease that is increasingly problematic in pepper, especially in organic agriculture. On the other hand, considering the importance of soil health and fertility for crop resilience, the interaction of the pepper root system with the rhizosphere zone and root microbiota is studied. The main results obtained in this thesis include the identification of sources of resistance to powdery mildew in the accessions of C. annuum var. glabriusculum, which can facilitate the introduction of resistance genes in commercial pepper varieties. Furthermore, it has been shown how the properties of the rhizosphere (enzymatic activity, nitrogen mobilization, respiration) and its microbiome are highly dependent on the cultivation conditions and the cultivated genotype. It was observed that the organic farming plot showed higher microbial counts, enzymatic activities, and nitrogen mobilization than the conventional one, in addition to possessing greater microbial diversity and higher counts of microorganisms. Lastly, a high specificity of the soil-plant interaction was also observed, with certain beneficial microorganisms preferentially colonizing specific genotypes. This specificity should be considered for future breeding programs for more sustainable and adapted agriculture.El presente trabajo no podría haberse llevado a cabo sin el apoyo financiero de la beca predoctoral otorgada por CONACYT-CONCYTEP con el número identificador 47274 por parte del gobierno de México.Morales Manzo, II. (2023). Mejora genética del chile (Capsicum annuum L.) para estrés biótico: Oídio (Leveillula taurica (Lév.) Arn.) y fertilidad del suelo: retos de la agricultura ecológica y búsqueda de fuentes de variación de interés y factores genéticos relacionados [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/19453