Poblaciones de premejora

En este artículo se describe el proceso de obtención de distintos tipos de poblaciones de mejora y se comentan las principales ventajas e inconvenientes de cada una de ellas.Pérez De Castro, AM. (2015). Poblaciones de premejora. http://hdl.handle.net/10251/5190

Mejora genética para la resistencia a los geminivirus tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) y tomato yellow leaf curl sardinia virus (TYLCSV) en tomate

[EN] Tomato yellow leaf curl disease (TYLCD) causes great damage in tomato (Solanum lycopersicum L.) crops in south-eastern Spain and in many tropical and subtropical areas in the world. The disease is caused by a complex of viruses, all belonging to the genus Begomovirus, family Geminiviridae. Nine species have been reported causing TYLCD and six more have been proposed as tentative species. Four viral species associated with TYLCD are present in Spain. Preventive measures to fight the disease, as well as measures based on controlling the insect vector (Bemisia tabaci Gen.) are not effective, so the development of resistant varieties seems the best long term strategy. Given that resistance has not been reported in the cultivated species, screening for resistance has been focused on wild tomato relatives. Resistance has been found in different wild species and some resistant breeding lines and commercial varieties have been developed. Ty-1, derived from S. chilense LA1969, is the most frequently used gene. Advances in genetic engineering techniques have also been exploited in developing plant material with pathogen derived resistance. However, resistant varieties currently available are not a solution, as with high inoculum pressure conditions and early infections, plants still develop symptoms and yield losses are caused. For that reason, many research groups continue working worldwide to obtain plants with high levels of resistance to TYLCD. Current breeding objectives are the development of broad spectrum resistance to several begomovirus, the accumulation of resistance genes from different sources to increase the levels of resistance and the identification of molecular markers tightly linked to resistance genes, which allows shortening breeding programmes and accumulating different resistance genes in the same plant material. This work has been developed in the research group ‘Breeding for resistance to Tomato yellow leaf curl disease’ of the Institute for Conservation and Improvement of Agrodiversity (COMAV). When this project was initiated, several resistant plant materials had been developed from previous works of the group. Twelve breeding lines derived from S. chilense LA1932 and LA1938 were available. These lines were resistant to Tomato yellow leaf curl Sardinia virus (TYLCSV), the first viral species described in Spain causing TYLCD. It was of interest the evaluation of resistance in these lines to Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), introduced later in Spain and spread worldwide. Six breeding lines showed high levels of partial resistance to TYLCSV and TYLCV. The resistance consisted on attenuation and delay in symptom development, as well as reduction in viral accumulation. Significant yield losses due to viral infection were not observed in these lines. These lines also show good horticultural traits which make them appropriate to be base material for developing commercial hybrids resistant to both, TYLCSV and TYLCV. High levels of resistance have also been identified in S. pimpinellifolium UPV16991. The resistance has already been fixed in the genetic background of S. lycopersicum. It was convenient to determine the genetic control of the resistance and the expression in tomato background, before using it in breeding programmes. For these purposes L102 was selected. L102 belongs to the F6 generation, after the initial cross S. lycopersicum NE-1 x S. pimpinellifolium UPV16991. Resistance to TYLCV in L102 is controlled by one gene, with partial recessiveness and incomplete penetrance. Moreover, the expression of resistance strongly depends on S. lycopersicum background in which it is introgressed. The highest levels of resistance are obtained when crossing L102 with vigorous lines. So, we recommend to use UPV16991-derived resistance in the development of vigorous hybrids in homozygosis or combined with resistance from other sources. To exploit resistance derived from UPV16991, L102 and some other lines with the same origin were crossed with a breeding line homozygous for Ty-1. Resistance was then evaluated in several plant material heterozygous for both, Ty-1 and the resistance gene from UPV16991. These plant materials showed higher levels of resistance than heterozygotes for each of the genes. Resistance in one of the hybrids was even higher than in homozygotes for each of the genes. These results show that combining resistance from UPV16991 with Ty-1 is the most practical approach to exploiting this resistance, since it allows the development of hybrids without the need of fixing the resistance gene in both parents. Finally, availability of molecular markers tightly linked to the resistance genes is essential to accumulate resistance from different sources. Some molecular markers tightly linked to Ty-1 have been reported. However, in all cases, S. peruvianum-derived Mi gene interferes with these markers, causing false positive results. In this work, a molecular marker, JB-1, tightly linked to Ty-1 has been identified. This is a CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic DNA) marker. The presence of Mi, as well as introgressions from other wild tomato relatives such as S. lycopersicum (formerly Lycopersicon esculentum var. cerasiforme), S. habrochaites and S. pimpinellifolium do not interfere with the results for this marker. In addition, the analysis of several plant material with introgressions from different wild tomato relatives has allowed the location of CT21, the RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) marker from which JB-1 was designed.[ES] La enfermedad del rizado amarillo del tomate (Tomato yellow leaf curl disease, TYLCD) causa graves daños en los cultivos de tomate (Solanum lycopersicum L.) del sudeste español y de la mayor parte de las zonas tropicales y subtropicales de todo el mundo. La enfermedad está causada por un complejo de virus pertenecientes al género Begomovirus, familia Geminiviridae. Se han descrito nueve especies causantes de TYLCD y otras seis han sido propuestas. En España están presentes cuatro de las especies virales asociadas a TYLCD. Las medidas preventivas de lucha contra la enfermedad, así como las basadas en el control del insecto vector transmisor (Bemisia tabaci Gen.) no resultan efectivas por si mismas, de forma que el desarrollo de materiales resistentes supone la mejor estrategia de lucha a largo plazo. Dado que en la especie cultivada no se han descrito entradas resistentes, la búsqueda de fuentes de resistencia se ha centrado en las especies silvestres del género relacionadas con el tomate. Se ha encontrado resistencia en distintas entradas de algunas de estas especies y se han desarrollado líneas de mejora y materiales comerciales con resistencia procedente de algunas de ellas. El gen Ty-1, derivado de la entrada LA1969 de S. chilense, ha sido el más empleado para la obtención de líneas e híbridos comerciales resistentes. Por otra parte, haciendo uso de los avances en las técnicas de ingeniería genética, también se han desarrollado materiales con resistencia derivada del patógeno. Sin embargo, los materiales resistentes disponibles hasta el momento no suponen una solución definitiva al problema, ya que, con presiones fuertes de inóculo o infecciones tempranas, las plantas desarrollan síntomas de la enfermedad, produciéndose pérdidas de producción. Por este motivo, numerosos grupos de investigación continúan trabajando a nivel mundial con la finalidad de obtener materiales con niveles elevados de resistencia a TYLCD. Entre los objetivos actuales de mejora se incluyen el desarrollo de resistencia de amplio espectro a varios begomovirus, la combinación de genes de distinta procedencia para conseguir mayores niveles de resistencia y la identificación de marcadores moleculares ligados a los genes de resistencia que permitan acortar los programas de mejora y acumular en un mismo material genes de resistencia de distintas fuentes. El grupo de “Mejora para la resistencia a la enfermedad del rizado amarillo del tomate”, del Instituto de Conservación y Mejora de la Agrodiversidad Valenciana (COMAV), en el que se ha realizado la presente tesis doctoral, disponía al inicio de la misma de distintos materiales con resistencia a TYLCD, desarrollados en trabajos previos. Entre estos materiales se encontraban 12 líneas de mejora derivadas de la entradas LA1932 y LA1938 de S. chilense, seleccionadas por su resistencia a la especie Tomato yellow leaf curl Sardinia virus (TYLCSV), la primera especie viral causante de TYLCD detectada en España. Resultaba de interés evaluar la respuesta de estos materiales a la especie Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), introducida posteriormente en España y más extendida a nivel mundial. Seis de las líneas evaluadas han mostrado niveles elevados de resistencia parcial a TYLCSV y TYLCV, consistente en la atenuación en la manifestación de síntomas y retraso en el momento de aparición de los mismos, además de en la reducción de la acumulación viral. Además, no se han observado en estas líneas pérdidas significativas en el rendimiento como consecuencia de la infección por TYLCV. Las características agronómicas las hacen apropiadas como parentales para el desarrollo de híbridos con elevada resistencia a TYLCSV y TYLCV. Por otra parte, se habían identificado niveles elevados de resistencia en la entrada UPV16991 de S. pimpinellifolium. Una vez fijada la resistencia en el fondo genético de S. lycopersicum, y como paso previo al empleo en programas de mejora, era conveniente determinar el control genético de la misma, así como conocer su expresión en el fondo genético de la especie cultivada. Para ello se ha empleado la línea L102, que corresponde a la quinta generación de autofecundación a partir del cruce inicial S. lycopersicum NE-1 x S. pimpinellifolium UPV16991. Se ha comprobado que la resistencia parcial a TYLCV de la línea L102 está controlada por un gen con recesividad parcial y penetración incompleta. Además, la expresión de la misma depende considerablemente del fondo genético de S. lycopersicum en el que se introgresa, obteniéndose los mayores niveles de resistencia en cruces con líneas vigorosas. Por todo esto, se recomienda el uso de esta resistencia bien en homocigosis en el desarrollo de híbridos vigorosos, bien en combinación con resistencia procedente de otras fuentes. En este sentido, se decidió evaluar la resistencia en materiales que combinaban el gen Ty-1 y el gen derivado de UPV16991, ambos en heterocigosis. El nivel de resistencia en estos materiales ha sido superior al mostrado por los heterocigotos para cada uno de los genes, e incluso en algún caso se ha superado la resistencia de los homocigotos para cada uno de los genes. Esto indica que la combinación de la resistencia derivada de UPV16991 con el gen Ty-1 es la aproximación más práctica para la utilización de esta resistencia, ya que evita la necesidad de fijar el gen de resistencia en ambos parentales. Por último, para la acumulación de resistencia de distinta procedencia en un mismo material, resulta imprescindible disponer de marcadores moleculares ligados a los genes de resistencia. Se han descrito algunos marcadores ligados al gen Ty-1, sin embargo, la presencia del gen Mi, derivado de S. peruvianum, interfiere con los resultados para estos marcadores, obteniéndose falsos positivos. En este trabajo se ha identificado un marcador molecular, JB-1, tipo CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic DNA) ligado al gen de resistencia Ty-1. La presencia del gen Mi, así como introgresiones de otras especies como S. lycopersicum (antes Lycopersicon esculentum var. cerasiforme), S. habrochaites y S. pimpinellifolium, no interfieren con los resultados para este marcador. Además, el análisis de materiales con introgresiones de distintas especies silvestres relacionadas con el tomate para varios marcadores de la región del Ty-1 ha permitido localizar el marcador CT21, el RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) a partir del cual se desarrolló JB-1.[CA] La malaltia de l’arrissat groc de la tomaca (Tomato yellow leaf curl disease, TYLCD) causa greus danys als cultius de tomaca (Solanum lycopersicum L.) del sud-est espanyol i de la major part de les zones tropicals i subtropicals de tot el món. La malaltia està causada per un complex de virus pertanyents al gènere Begomovirus, família Geminiviridae. S’han descrit nou espècies causants de TYLCD i altres sis han sigut proposades. A Espanya estan presents quatre de les espècies virals associades a TYLCD. Les mesures preventives de lluita contra la malaltia, així com les basades en el control de l’insecte vector transmissor (Bemisia tabaci Gen.) no resulten efectives per si mateixes, de manera que el desenvolupament de materials resistents suposa la millor estratègia de lluita a llarg termini. Atés que en l’espècie cultivada no s’han descrit entrades resistents, la recerca de fonts de resistència s’ha centrat en les espècies silvestres del gènere relacionades amb la tomaca. S’ha trobat resistència en distintes entrades d’algunes d’estes espècies i s’han desenvolupat línies de millora i materials comercials amb resistència procedent d’algunes d’elles. El gen Ty-1, derivat de l’entrada LA1969 de S. chilense, ha sigut el més utilitzat per a l’obtenció de línies i híbrids comercials resistents. D’altra banda, fent ús dels avanços en les tècniques d’enginyeria genètica, també s’han desenvolupat materials amb resistència derivada del patogen. No obstant, els materials resistents disponibles fins al moment no suposen una solució definitiva al problema, ja que, amb pressions fortes d’inòcul o infeccions primerenques, les plantes desenvolupen símptomes de la malaltia, produint-se pèrdues de producció. Per este motiu, nombrosos grups d’investigació continuen treballant a nivell mundial amb la finalitat d’obtindre materials amb nivells elevats de resistència a TYLCD. Entre els objectius actuals de millora s’inclouen el desenvolupament de resistència d’ampli espectre a diversos begomovirus, la combinació de gens de distinta procedència per a aconseguir majors nivells de resistència i la identificació de marcadors moleculars lligats als gens de resistència que permeten acurtar els programes de millora i acumular en un mateix material gens de resistència de distintes fonts. El grup de “Millora per a la resistència a la malaltia de l’arrissat groc de la tomaca”, de l’Institut de Conservació i Millora de l’Agrodiversitat Valenciana (COMAV), en el que s’ha realitzat la present tesi doctoral, disposava a l’inici de la mateixa, de distints materials amb resistència a TYLCD, desenvolupats en treballs previs. Entre estos materials es trobaven 12 línies de millora derivades de l’entrades LA1932 i LA1938 de S. chilense, seleccionades per la seua resistència a l’espècie Tomato yellow leaf curl Sardinia virus (TYLCSV), la primera espècie viral causant de TYLCD detectada a Espanya. Resultava d’interés avaluar la resposta d’estos materials a l’espècie Tomato yellow leaf curl virus (TYLCV), introduïda posteriorment a Espanya i més estesa a nivell mundial. Sis de les línies avaluades han mostrat nivells elevats de resistència parcial a TYLCSV i TYLCV, consistent en l’atenuació en la manifestació de símptomes, retard en el moment d’aparició dels mateixos i reducció de l’acumulació viral. A més, no s’han observat en estes línies pèrdues significatives en el rendiment com a conseqüència de la infecció per TYLCV. Les característiques agronòmiques les fan apropiades com a parentals pel desenvolupament d’híbrids amb elevada resistència a TYLCSV i TYLCV. D’altra banda, s’havien identificat nivells elevats de resistència en l’entrada UPV16991 de S. pimpinellifolium. Una vegada fixada la resistència en el fons genètic de S. lycopersicum, i com a pas previ a l’ús en programes de millora, era convenient determinar el control genètic de la mateixa, així com conéixer la seua expressió en el fons genètic de l’espècie cultivada. Per a això s’ha emprat la línia L102, que correspon a la quinta generació d’autofecundació a partir del creuament inicial S. lycopersicum NE-1 x S. pimpinellifolium UPV16991. S’ha comprovat que la resistència parcial a TYLCV de la línia L102 està controlada per un gen amb recessivitat parcial i penetració incompleta. A més, l’expressió de la mateixa depén considerablement del fons genètic de S. lycopersicum en el que s’introgresa, obtenint-se els majors nivells de resistència en creuaments amb línies vigoroses. Per tot açò, es recomana l’ús d’esta resistència bé en homozigosis en el desenvolupament d’híbrids vigorosos, bé en combinació amb resistència procedent d’altres fonts. En este sentit, es va decidir avaluar la resistència en materials que combinaven el gen Ty-1 i el gen derivat d’UPV16991, ambdós en heterozigosis. El nivell de resistència en estos materials ha sigut superior al mostrat pels heterozigots per a cada un dels gens, i fins i tot en algun cas s’ha superat la resistència dels homozigots per a cada un dels gens. Açò indica que la combinació de la resistència derivada d’UPV16991 amb el gen Ty-1 és l’aproximació més pràctica per a la utilització d’esta resistència, ja que evita la necessitat de fixar el gen de resistència en ambdós parentals. Finalment, per a l’acumulació de resistència de distinta procedència en un mateix material, resulta imprescindible disposar de marcadors moleculars lligats als gens de resistència. S’han descrit alguns marcadors lligats al gen Ty-1, no obstant, la presència del gen Mi, derivat de S. peruvianum, interferix amb els resultats per a estos marcadors, obtenint-se falsos positius. En este treball s’ha identificat un marcador molecular, JB-1, tipus CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic DNA) lligat al gen de resistència Ty-1. La presència del gen Mi, així com introgresions d’altres espècies com S. lycopersicum (abans Lycopersicon esculentum var. cerasiforme), S. habrochaites i S. pimpinellifolium, no interferixen amb els resultats per a este marcador. A més, l’anàlisi de materials amb introgresions de distintes espècies silvestres relacionades amb la tomaca per a diversos marcadors de la regió del Ty-1 ha permés localitzar el marcador CT21, el RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) a partir del qual es va desenvolupar JB-1.This research was supported by the “Ministerio de Ciencia y Educación”, project number AGL2001-1857-C04-03.Pérez De Castro, AM. (2007). Mejora genética para la resistencia a los geminivirus tomato yellow leaf curl virus (TYLCV) y tomato yellow leaf curl sardinia virus (TYLCSV) en tomate [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/135825TESI

Reacción en cadena de la polimerasa (Polymerase Chain Reaction, PCR)

La reacción en cadena de la polimerasa o PCR (siglas de su nombre en inglés Polymerase Chain Reaction) permite generar una gran cantidad de copias de un fragmento de DNA (ácido desoxirribonulceico). El requisito fundamental para poder llevar a cabo la reacción es disponer de fragmentos cortos de DNA de cadena sencilla complementarios a los extremos del fragmento a amplificar. Estos fragmentos servirán como cebadores para que una enzima polimerasa sea capaz de incorporar nucleótidos complementarios a la cadena molde. Una vez completada la reacción la cantidad fragmento amplificado se puede visualizar mediante técnicas sencillas de separación de fragmentos de DNA.Pérez De Castro, AM. (2011). Reacción en cadena de la polimerasa (Polymerase Chain Reaction, PCR). http://hdl.handle.net/10251/1070

Marcadores moleculares basados en PCR: Marcadores RAPD

Los marcadores RAPD se han utilizado con éxito en diversas especies con fines de mejora animal o vegetal y para el análisis de poblaciones de microorganismos. En este artículo se incluye una breve revisión teórica y una explicación práctica detallada del procedimiento. Con la explicación planteada se pretende facilitar el aprendizaje de este sistema de marcadores al alumno de Ciencias de la vida (Agronomía, Biología, Veterinaria, Medio ambiente, Biotecnología..), tanto a nivel teórico como práctico.Picó Sirvent, MB.; Pérez De Castro, AM. (2012). Marcadores moleculares basados en PCR: Marcadores RAPD (Random amplified polymorphic DNA). http://hdl.handle.net/10251/1704

Marcadores basados en restricción e hibridación: RFLPs (Restriction Fragment Lenght Polymorphisms)

En este artículo docente se describen los marcadores RFLPs (Restriction Fragment Length Polymorphisms o polimorfismos en la longitud de fragmentos de restricción). Se detallan los pasos a seguir para la identificación de polimorfismos mediante este tipo de marcadores, así como las causas de polimorfismo. Además, se justifican sus principales ventajas e inconvenientes.Pérez De Castro, AM.; Picó Sirvent, MB. (2014). Marcadores basados en restricción e hibridación: RFLPs (Restriction Fragment Lenght Polymorphisms). http://hdl.handle.net/10251/3835

Advanced Genetic Studies on Powdery Mildew Resistance in TGR-1551

[EN] Cucurbits powdery mildew (CPM) is one of the main limiting factors of melon cultivation worldwide. Resistance to races 1, 2, and 5 has been reported in the African accession TGR-1551, whose resistance is controlled by a dominant-recessive epistasis. The dominant and recessive quantitative trail loci (QTL) have previously been located in chromosomes 5 and 12, respectively. We used several densely genotyped BC3 families derived from the cross between TGR-1551 and the susceptible cultivar 'Bola de Oro' to finely map these resistance regions. The further phenotyping and genotyping of the selected BC5, BC5S1, BC5S2, BC4S1, BC(4)xPS, and (BC(4)xPS) S-1 offspring allowed for the narrowing of the candidate intervals to a 250 and 381 kb region in chromosomes 5 and 12, respectively. Moreover, the temperature effect over the resistance provided by the dominant gene has been confirmed. High resolution melting markers (HRM) were tightly linked to both resistance regions and will be useful in marker-assisted selection programs. Candidate R genes with variants between parents that caused a potential modifier impact on the protein function were identified within both intervals. These candidate genes provide targets for future functional analyses to better understand the resistance to powdery mildew in melons.This research was funded by the Spanish Ministerio de Ciencia e Innovacion (MCIN/AEI/10.13039/501100011033), grant number PID2020-116055RB (C21 and C22), and by the Conselleria d'Educacio, Investigacio, Cultura i Esports de la Generalitat Valenciana, grant number PROMETEO/2021/072 (to promote excellence groups, cofinanced with FEDER funds). M.L. is a recipient of a predoctoral fellowship (PRE2018-083466) of the Spanish Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades co-financed with FSE funds.López-Martín, M.; Pérez De Castro, AM.; Picó Sirvent, MB.; Gómez-Guillamon, ML. (2022). Advanced Genetic Studies on Powdery Mildew Resistance in TGR-1551. International Journal of Molecular Sciences. 23(20):1-19. https://doi.org/10.3390/ijms232012553119232

Comparación en el enfoque de aprendizaje entre alumnos de grado y máster

[EN] Students' approach to leraning influences students' attitudes towards a subject. This approach can be classified as deep or surface, indicating students' motivation for a subject. The R-SPQ-2F questionnaire can be used to evaluate the learning approach. This work assessed the learning approach in students in a first year Bacheloor’s degree subject and students in a second year master's degree subject during several academic courses. The results showed a high deep approach to learning in both subjects, albeit greater in the degree than in the master's degree. The approach was not affected by the academic year or the student's gender, but it was affected by the language of instruction. Differences between subjects could be explained by the age of the students or by their university experience that leads them to take a more strategic approach, but without becoming superficial.[ES] El enfoque de aprendizaje de los alumnos influye en la actitud de los estudiantes al iniciar una asignatura. Este enfoque se puede clasificar como profundo o superficial, lo que indica la motivación del alumnado respecto a una asignatura. El cuestionario R-SPQ-2F se puede utilizar para evaluar el enfoque de aprendizaje. En el presente trabajo se evaluó el enfoque de aprendizaje en alumnos de una asignatura de primer curso de grado y alumnos de una asignatura de segundo curso de máster durante varios cursos académicos. Los resultados mostraron un elevado enfoque de aprendizaje profundo en ambas asignaturas, aunque mayor en el grado que en el máster. El enfoque no se vio afectado por el curso académico ni por el género del estudiante, pero sí por el idioma de impartición. Las diferencias entre asignaturas podrían explicarse por la edad del alumnado o por su experiencia universitaria que le lleve a tomar un enfoque más estratégico, pero sin llegar a ser superficial.La publicación de este trabajo ha sido parcialmente financiada por un proyecto de innovación educativa (PIME/19-20/168) concedido por el Vicerrectorado de Estudios, Calidad y Acreditación de la Universitat Politècncia de València (UPV). También los autores agradecen el apoyo dado por el Instituto de Ciencias de la Educación (ICE) de la UPV.Leiva Brondo, M.; Pérez De Castro, AM. (2021). Comparación en el enfoque de aprendizaje entre alumnos de grado y máster. En IN-RED 2021: VII Congreso de Innovación Edicativa y Docencia en Red. Editorial Universitat Politècnica de València. 664-674. https://doi.org/10.4995/INRED2021.2021.13443OCS66467

Resistance in melon to Monosporascus cannonballus and M. eutypoides ; fungal pathogens associated with Monosporascus root rot and vine decline

This is the peer reviewed version of the following article: Castro, G, Perpiñá, G, Esteras, C, Armengol, J, Picó, B, Pérez-de-Castro, A. Resistance in melon to Monosporascus cannonballus and M. eutypoides: Fungal pathogens associated with Monosporascus root rot and vine decline. Ann Appl Biol. 2020; 177: 101¿ 111, which has been published in final form at https://doi.org/10.1111/aab.12590. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Self-Archiving.[EN] The fungal species Monosporascus cannonballus and M. eutypoides have been described as the causal agents of Monosporascus root rot and vine decline disease (MRRVD), which mainly affects melon and watermelon crops. Resistance to M. cannonballus has been reported in some melon cultivars (ssp. melo). Moreover, melon ssp. agrestis accessions have proven to be better resistance sources. This is the case of the Korean accession 'Pat 81', highly resistant under field and artificial inoculation. The objective of the work here presented was the evaluation of the resistance to MRRVD of different accessions representing the variability of Cucumis melo ssp. agrestis, against both, M. cannonballus and M. eutypoides, in a multiyear assay under different infection conditions. In general, M. eutypoides was less aggressive than M. cannonballus in the different environmental conditions. There was a strong influence of temperature on MRRVD, with more severe symptoms with higher temperatures and with variable effect of infection on plant development depending on the fungal species considered. Resistance to MRRVD has been confirmed in 'Pat 81' and in its derived F1 with a susceptible Piel de Sapo melon. Among the new germplasm explored, African accessions (both wild agrestis and exotic cultivated acidulus) showed good performance in artificial inoculation assays and in field conditions. These sources do not present compatibility problems with commercial melons, so they can be introduced in backcrossing programs. The accession assayed of the wild relative Cucumis metuliferus, also resistant to Fusarium wilt and to root-knot nematode, was highly resistant to MRRVD. The interest of this accession mainly relies in its advantages as a rootstock for melon.Generalitat Valenciana, Grant/Award Number: PROMETEO2017/078; Ministerio de Economia y Competitividad, Grant/Award Number: AGL2014-53398-C2-2-R; Spanish Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades, Grant/Award Number: AGL2017-85563-C2-1-RCastro, G.; Perpiña Martin, G.; Esteras Gómez, C.; Armengol Fortí, J.; Picó Sirvent, MB.; Pérez De Castro, AM. (2020). Resistance in melon to Monosporascus cannonballus and M. eutypoides ; fungal pathogens associated with Monosporascus root rot and vine decline. Annals of Applied Biology. 177(1):101-111. https://doi.org/10.1111/aab.12590S1011111771Aegerter, B. J., Gordon, T. R., & Davis, R. M. (2000). Occurrence and Pathogenicity of Fungi Associated with Melon Root Rot and Vine Decline in California. Plant Disease, 84(3), 224-230. doi:10.1094/pdis.2000.84.3.224Salem, I. B., Correia, K. C., Boughalleb, N., Michereff, S. J., León, M., Abad-Campos, P., … Armengol, J. (2013). Monosporascus eutypoides, a Cause of Root Rot and Vine Decline in Tunisia, and Evidence that M. cannonballus and M. eutypoides Are Distinct Species. Plant Disease, 97(6), 737-743. doi:10.1094/pdis-05-12-0464-reBiernacki, M., & Bruton, B. D. (2001). Quantitative Response of Cucumis melo Inoculated with Root Rot Pathogens. Plant Disease, 85(1), 65-70. doi:10.1094/pdis.2001.85.1.65Chew-Madinaveitia, Y. I., Gaytán-Mascorro, A., & Herrera-Pérez, T. (2012). First Report of Monosporascus cannonballus on Melon in Mexico. Plant Disease, 96(7), 1068-1068. doi:10.1094/pdis-02-12-0181-pdnCluck, T. W., Biles, C. L., Duggan, M., Jackson, T., Carson, K., Armengol, J., … Bruton, B. D. (2009). Association of dsRNA to Down-Regulation of Perithecial Synthesis in Monosporascus cannonballus. The Open Mycology Journal, 3(1), 9-19. doi:10.2174/1874437000903010009Cohen, R., Horev, C., Burger, Y., Shriber, S., Hershenhorn, J., Katan, J., & Edelstein, M. (2002). Horticultural and Pathological Aspects of Fusarium Wilt Management Using Grafted Melons. HortScience, 37(7), 1069-1073. doi:10.21273/hortsci.37.7.1069Cohen, R., Pivonia, S., Burger, Y., Edelstein, M., Gamliel, A., & Katan, J. (2000). Toward Integrated Management of Monosporascus Wilt of Melons in Israel. Plant Disease, 84(5), 496-505. doi:10.1094/pdis.2000.84.5.496Cohen, R., Pivonia, S., Crosby, K. M., & Martyn, R. D. (2012). Advances in the Biology and Management of Monosporascus Vine Decline and Wilt of Melons and Other Cucurbits. Horticultural Reviews, 77-120. doi:10.1002/9781118100592.ch2Collado, J., Gonzalez, A., Platas, G., Stchigel, A. M., Guarro, J., & Pelaez, F. (2002). Monosporascus ibericus sp. nov., an endophytic ascomycete from plants on saline soils, with observations on the position of the genus based on sequence analysis of the 18S rDNA. Mycological Research, 106(1), 118-127. doi:10.1017/s0953756201005172Crosby, K. (2000). NARROW-SENSE HERITABILITY ESTIMATES FOR ROOT TRAITS AND MONOSPORASCUS CANNONBALLUS TOLERANCE IN MELON (CUCUMIS MELO) BY PARENT-OFFSPRING REGRESSION. Acta Horticulturae, (510), 149-154. doi:10.17660/actahortic.2000.510.25Crosby, K., Wolff, D., & Miller, M. (2000). Comparisons of Root Morphology in Susceptible and Tolerant Melon Cultivars before and after Infection by Monosporascus cannonballus. HortScience, 35(4), 681-683. doi:10.21273/hortsci.35.4.681Dias, R. de C. S., Pico, B., Espinos, A., & Nuez, F. (2004). Resistance to melon vine decline derived from Cucumis melo ssp. agrestis: genetic analysis of root structure and root response. Plant Breeding, 123(1), 66-72. doi:10.1046/j.1439-0523.2003.00944.xDíaz, J. A., Mallor, C., Soria, C., Camero, R., Garzo, E., Fereres, A., … Moriones, E. (2003). Potential Sources of Resistance for Melon to Nonpersistently Aphid-borne Viruses. Plant Disease, 87(8), 960-964. doi:10.1094/pdis.2003.87.8.960Endl, J., Achigan-Dako, E. G., Pandey, A. K., Monforte, A. J., Pico, B., & Schaefer, H. (2018). Repeated domestication of melon (Cucumis melo ) in Africa and Asia and a new close relative from India. American Journal of Botany, 105(10), 1662-1671. doi:10.1002/ajb2.1172Expósito, A., Munera, M., Giné, A., López-Gómez, M., Cáceres, A., Picó, B., … Sorribas, F. J. (2018). Cucumis metuliferusis resistant to root-knot nematodeMi1.2gene (a)virulent isolates and a promising melon rootstock. Plant Pathology, 67(5), 1161-1167. doi:10.1111/ppa.12815Fita, A., Esteras, C., Picó, B., & Nuez, F. (2009). Cucumis melo L. New Breeding Lines Tolerant to Melon Vine Decline. HortScience, 44(7), 2022-2024. doi:10.21273/hortsci.44.7.2022Fita, A., Picó, B., Dias, R. C. S., & Nuez, F. (2008). Effects of root architecture on response to melon vine decline. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 83(5), 616-623. doi:10.1080/14620316.2008.11512432Fita, A., Picó, B., Dias, R. C. S., & Nuez, F. (2009). ‘Piel de Sapo’ Breeding Lines Tolerant to Melon Vine Decline. HortScience, 44(5), 1458-1460. doi:10.21273/hortsci.44.5.1458Fita, A., Picó, B., Monforte, A. J., & Nuez, F. (2008). Genetics of Root System Architecture Using Near-isogenic Lines of Melon. Journal of the American Society for Horticultural Science, 133(3), 448-458. doi:10.21273/jashs.133.3.448Fita, A., Picó, B., Roig, C., & Nuez, F. (2007). Performance ofCucumis melossp.agrestisas a rootstock for melon. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology, 82(2), 184-190. doi:10.1080/14620316.2007.11512218Gisbert C. Sorribas F. J. Martínez E. M. Gammoudi N. Bernat G. &Picó M.B. (2014). Grafting melons onto potentialCucumisspp. rootstocks. InCOST ACTION FA1204 2nd annual conference – Innovation in vegetable grafting for sustainability–Proceedings. 57 pp. Carcavelos Portugal.Gonzalo, M. J., Díaz, A., Dhillon, N. P. S., Reddy, U. K., Picó, B., & Monforte, A. J. (2019). Re-evaluation of the role of Indian germplasm as center of melon diversification based on genotyping-by-sequencing analysis. BMC Genomics, 20(1). doi:10.1186/s12864-019-5784-0Iglesias, A., Pico, B., & Nuez, F. (2000). A temporal genetic analysis of disease resistance genes: resistance to melon vine decline derived from Cucumis melo var. agrestis. Plant Breeding, 119(4), 329-334. doi:10.1046/j.1439-0523.2000.00507.xIGLESIAS, A., PICÓ, B., & NUEZ, F. (2000). Pathogenicity of fungi associated with melon vine decline and selection strategies for breeding resistant cultivars. Annals of Applied Biology, 137(2), 141-151. doi:10.1111/j.1744-7348.2000.tb00046.xLeida, C., Moser, C., Esteras, C., Sulpice, R., Lunn, J. E., de Langen, F., … Picó, B. (2015). Variability of candidate genes, genetic structure and association with sugar accumulation and climacteric behavior in a broad germplasm collection of melon (Cucumis melo L.). BMC Genetics, 16(1). doi:10.1186/s12863-015-0183-2López-Sesé, A. I., & Gómez-Guillamón, M. L. (2000). Resistance to Cucurbit Yellowing Stunting Disorder Virus (CYSDV) in Cucumis melo L. HortScience, 35(1), 110-113. doi:10.21273/hortsci.35.1.110Malloch, D., & Cain, R. F. (1971). New cleistothecial Sordariaceae and a new family, Coniochaetaceae. Canadian Journal of Botany, 49(6), 869-880. doi:10.1139/b71-127Markakis, E. A., Trantas, E. A., Lagogianni, C. S., Mpalantinaki, E., Pagoulatou, M., Ververidis, F., & Goumas, D. E. (2018). First Report of Root Rot and Vine Decline of Melon Caused by Monosporascus cannonballus in Greece. Plant Disease, 102(5), 1036-1036. doi:10.1094/pdis-10-17-1568-pdnD. Martyn, R. (2007). LATE-SEASON VINE DECLINES OF MELONS: PATHOLOGICAL, CULTURAL OR BOTH? Acta Horticulturae, (731), 345-356. doi:10.17660/actahortic.2007.731.46Martyn, R. D. (1996). First Report of Monosporascus Root Rot/Vine Decline of Watermelon in Mexico. Plant Disease, 80, 1430. doi:10.1094/pd-80-1430cMartyn, R. D. (1996). Monosporascus Root Rot and Vine Decline: An Emerging Disease of Melons Worldwide. Plant Disease, 80(7), 716. doi:10.1094/pd-80-0716Negreiros, A. M. P., Júnior, R. S., Rodrigues, A. P. M. S., León, M., & Armengol, J. (2019). Prevalent weeds collected from cucurbit fields in Northeastern Brazil reveal new species diversity in the genusMonosporascus. Annals of Applied Biology, 174(3), 349-363. doi:10.1111/aab.12493Picó, B., Roig, C., Fita, A., & Nuez, F. (2007). Quantitative detection of Monosporascus cannonballus in infected melon roots using real-time PCR. European Journal of Plant Pathology, 120(2), 147-156. doi:10.1007/s10658-007-9203-zPivonia, S., Cohen, R., Kigel, J., & Katan, J. (2002). Effect of soil temperature on disease development in melon plants infected by Monosporascus cannonballus. Plant Pathology, 51(4), 472-479. doi:10.1046/j.1365-3059.2002.00731.xPollack, F. G., & Uecker, F. A. (1974). Monosporascus cannonballus an Unusual Ascomycete in Cantaloupe Roots. Mycologia, 66(2), 346. doi:10.2307/3758370Reuveni, R. (1983). The Role ofMonosporascus eutypoidesin a Collapse of Melon Plants in an Arid Area of Israel. Phytopathology, 73(9), 1223. doi:10.1094/phyto-73-1223Roig, C., Fita, A., Ríos, G., Hammond, J. P., Nuez, F., & Picó, B. (2012). Root transcriptional responses of two melon genotypes with contrasting resistance to Monosporascus cannonballus (Pollack et Uecker) infection. BMC Genomics, 13(1), 601. doi:10.1186/1471-2164-13-601Sales Júnior, R., Senhor, R. F., Michereff, S. J., & Negreiros, A. M. P. (2019). REACTION OF MELON GENOTYPES TO THE ROOT´S ROT CAUSED BY Monosporascus. Revista Caatinga, 32(1), 288-294. doi:10.1590/1983-21252019v32n130rcStanghellini, M. E., Alcantara, T. P., & Ferrin, D. M. (2010). Germination ofMonosporascus cannonballusascospores in the rhizosphere: a host-specific response. Canadian Journal of Plant Pathology, 32(3), 402-405. doi:10.1080/07060661.2010.499270Wolff D. W.(1996). Genotype fruit load and temperature affect monosporascus root rot/vine decline symptom expression in melon (Cucumis meloL.). InM. L.Gomez‐Guillamon C.Soria J.Cuartero J. A.Tores &R.Fernandez Munoz(Eds.) Cucurbits toward 2000. Proceedings of the 6th Eucarpia Meeting on Curcurbit Genetics and Breeding(pp. 280–284). Malaga Spain.Wolff, D. W., Leskovar, D. I., Black, M. C., & Miller, M. E. (1997). Differential Fruit Load in Melon (Cucumis melo L.) Affects Shoot and Root Growth, and Vine Decline Symptoms. HortScience, 32(3), 526B-526. doi:10.21273/hortsci.32.3.526bYan, L. Y., Zang, Q. Y., Huang, Y. P., & Wang, Y. H. (2016). First Report of Root Rot and Vine Decline of Melon Caused by Monosporascus cannonballus in Eastern Mainland China. Plant Disease, 100(3), 651-651. doi:10.1094/pdis-06-15-0655-pdnYuste-Lisbona, F. J., López-Sesé, A. I., & Gómez-Guillamón, M. L. (2010). Inheritance of resistance to races 1, 2 and 5 of powdery mildew in the melon TGR-1551. Plant Breeding, 129(1), 72-75. doi:10.1111/j.1439-0523.2009.01655.

A set of PCR-based markers for management of a library of Solanum lycopersicoides introgression lines

[EN] A collection of introgression lines (ILs) of Solanum lycopersicoides Dunal in the genetic background of cultivated tomato (S. lycopersicum L.) is a valuable tool for tomato breeding. Efficient management of the collection requires the use of molecular markers. The objective of this work was to identify polymerase chain reaction (PCR)-based markers that were polymorphic between the parents of the ILs, namely ‘VF36’ and ‘LA2951’. In total, 81 primer pairs were tested on genomic DNA from both parents. Genomic DNA of the inter-specific hybrid between the two parents, from which the IL collection had been derived, was also tested. The markers used were either cleaved amplified polymorphic sequence (CAPS) markers or were derived from a set of conserved orthologous genes. In both cases, the markers had been mapped in tomato and described in the SOL Genomics Network. Forty-seven of the markers tested produced a single PCR product in ‘VF36’ and ‘LA2951’. Eleven markers revealed polymorphisms as differences in band-sizes between the two parents. At least one restriction enzyme that generated polymorphism was identified in 29 of the remaining 36 markers. Among other applications, some of these markers have been used to identify plants carrying a target DNA fragment among segregating generations, or to delimit the length of an introgressed sequenceThis research was financed by the Ministerio de Educacion y Ciencia and Ministerio de Ciencia e Innovacion, Madrid, Spain (Projects Nos. AGL2008-05114 and AGL2011-30083).Peiró Barber, RM.; Díez Niclós, MJTDJ.; Pérez De Castro, AM. (2015). A set of PCR-based markers for management of a library of Solanum lycopersicoides introgression lines. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology. 90(3):279-284. https://doi.org/10.1080/14620316.2015.11513183S279284903Díez, M. J. and Nuez, F. (2008). Tomato. In:Handbook of Plant Breeding. (Prohens, J. and Nuez F., Eds.). Springer, New York, NY, USA, 249–323.Pérez-De-Castro, A., Díez, M. J. and Nuez, F. (2011). Evaluation of a subset ofSolanum lycopersicoidesintrogression lines for resistance to Tomato yellow leaf curl disease. In:Proceedings of the XVII Eucarpia Meeting Group - Tomato. Málaga, Spain. 17.Soler, S., Belmonte, I., Aramburu, J., Galipienso, L., López, C., Sifres, A., Pérez-De-Castro, A. and Díez, M. J. (2012). Identificación de una fuente de tolerancia al ToMV en una colección de líneas de introgresión derivada deSolanum lycopersicoidesLA2951. In:Proceedings of the XVI Congreso de la Sociedad Española de Fitopatología, Málaga, Spain. 221

Boosting precision crop protection towards agriculture 5.0 via machine learning and emerging technologies: A contextual review

Crop protection is a key activity for the sustainability and feasibility of agriculture in a current context of climate change, which is causing the destabilization of agricultural practices and an increase in the incidence of current or invasive pests, and a growing world population that requires guaranteeing the food supply chain and ensuring food security. In view of these events, this article provides a contextual review in six sections on the role of artificial intelligence (AI), machine learning (ML) and other emerging technologies to solve current and future challenges of crop protection. Over time, crop protection has progressed from a primitive agriculture 1.0 (Ag1.0) through various technological developments to reach a level of maturity closelyin line with Ag5.0 (section 1), which is characterized by successfully leveraging ML capacity and modern agricultural devices and machines that perceive, analyze and actuate following the main stages of precision crop protection (section 2). Section 3 presents a taxonomy of ML algorithms that support the development and implementation of precision crop protection, while section 4 analyses the scientific impact of ML on the basis of an extensive bibliometric study of >120 algorithms, outlining the most widely used ML and deep learning (DL) techniques currently applied in relevant case studies on the detection and control of crop diseases, weeds and plagues. Section 5 describes 39 emerging technologies in the fields of smart sensors and other advanced hardware devices, telecommunications, proximal and remote sensing, and AI-based robotics that will foreseeably lead the next generation of perception-based, decision-making and actuation systems for digitized, smart and real-time crop protection in a realistic Ag5.0. Finally, section 6 highlights the main conclusions and final remarks