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Expresión fisiológica y bioquímica del deterioro natural y artificial de semillas de Physalis ixocarpa Brot

JUAN MANUEL PICHARDO GONZALEZ (2010)

Tesis (Doctorado en Ciencias, especialista en Producción de Semillas).- Colegio de Postgraduados, 2010.

México es centro de origen del tomate de cáscara (Physalis ixocarpa Brot.), el cual ocupa el cuarto lugar dentro de las especies olerícolas. La investigación en esta especie es escasa, particularmente en los procesos que ocasionan el deterioro de las semillas almacenadas, fenómeno que provoca una pérdida anual hasta de 10 % de germinación. La presente investigación se llevó a cabo en tres fases. En la primera se evaluaron respiración y contenido de ácidos grasos y su correlación con perdida de germinación y vigor en semillas deterioradas de P. ixocarpa var. CHF1-Chapingo, almacenadas hasta por siete años en una bodega sin control de clima. En la segunda fase, se evaluaron las mismas variables en semillas sometidas a envejecimiento acelerado (deterioro artificial). Finalmente, en la tercera fase se elaboró un modelo matemático para estimar la viabilidad de semillas almacenadas en una bodega sin control de temperatura ni humedad relativa ubicada en el Valle de México. En la primera fase se encontró que semilla almacenada hasta por siete años perdió capacidad germinativa a una tasa anual de 11 %. El ácido linoleico mostró una disminución constante conforme aumentó el tiempo de almacenamiento, de tal manera que al séptimo año la disminución fue del 94 %. La actividad respiratoria también mostró un decremento constante desde el primer año de almacenamiento. La germinación correlacionó positivamente con velocidad de emergencia de radícula (r = 0.99; P ≤ 0.01), actividad respiratoria (r = 0.79; P ≤ 0.01) y contenido del ácido linoleico (r = 0.78; P ≤ 0.01); así, tanto la actividad respiratoria como el contenido del ácido linoleico están involucrados en la disminución de la germinación y vigor conforme aumenta el tiempo de almacenamiento. En la segunda fase se observó que los tratamientos de envejecimiento acelerado no cambiaron significativamente la composición de ácidos grasos en las semillas. El tratamiento de 50 °C combinado con 65 % de humedad relativa provocó una disminución promedio de 63 % en la germinación, así como un decremento en la respiración a valores inferiores a 0.1 mL de CO2 g-1 h-1. De igual manera, la velocidad de emergencia de radícula disminuyó 75 % al subir la temperatura de 45 a 50 °C. La respiración correlacionó positivamente con la pérdida de germinación (r = 0.84; P ≤ 0.01) y velocidad de emergencia de radícula (r = 0.98; P ≤ 0.01); así, la disminución de respiración fue la principal causante del deterioro en semillas envejecidas artificialmente. Finalmente, en la tercera fase se mostró que la predicción del contenido de humedad de la semilla en el rango de 5 a 14 %, adecuado para preservar la longevidad de la semilla. La mejor calibración de la ecuación de viabilidad de Ellis y Roberts fue cuando se optimizaron simultáneamente CH, CW, y Ki con el método Simplex en donde los cambios en los parámetros fueron menores a 4.6 %, el error fue 3.4 % y R2 alto. La viabilidad de la semilla fue mayor o igual a 85 % hasta 263 d de almacenamiento y se alcanzó el 50 % de viabilidad en cuatro años y cinco meses.

_______________ PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL EXPRESSION OF NATURAL AND ARTIFICIAL SEED DETERIORATION OF Physalis ixocarpa Brot. ABSTRACT : Mexico is origin center of husk tomato (Physalis ixocarpa Brot.), which occupies the fourth place among the horticultural species. The investigation in this species is still scarce, particularly about the processes that cause seed deterioration in stored seeds, phenomenon that provoke a annual loss of 10 % in the germination. The investigation was carried out in three phases. In the phase one, the respiration and content of fatty acids were correlationated with the loss of germination and vigor in P. ixocarpa seeds var. CHF1-Chapingo stored from two months as far as seven years in a store without control of both, temperature and relative humidity. In the second phase the same variables were evaluated in seeds with accelerated aging (artificial seed deterioration). Finally, in the third phase, a mathematical model was elaborated to estimate the viability of seeds stored in a store without control of both, temperature and relative humidity. It store is localized in the Valley of Mexico. In the first phase was found that the seed stored as far as seven years missed germinative capacity in a rate annual of 11 %. The linoleic acid showed a constant decrease in accordance with the time of storage, in such a way that in the seventh year showed a decreased of 94 %. The respiratory activity also showed a constant decrease since the first year of storage. The germination correlationed positively with the speed of root emergence (r = 0.99; P ≤ 0.01), respiratory activity (r = 0.79; P ≤ 0.01) and content of linoleic acid (r = 0.78; P ≤ 0.01). In this way both, the respiratory activity and content of linoleic acid are involved in the decrease of the germination and vigor in accordance with the increase of the time of storage. In the second phase was observed that the treatments of accelerated aging did not change significatively the fatty acids content in seeds. The treatment of 50 °C with 65 % of relative humidity caused a decrease average of 63 % in germination and a decrease in respiration with values lower than 0.1 mL of CO2 g-1 h-1. Similarly, the speed of root emergence decreased 75 % when the temperature increased from 45 to 50 °C. The respiration correlationed positively with the loss of germination (r = 0.84; P ≤ 0.01) and speed of root emergence (r = 0.98; P ≤ 0.01). In this way, the decrease in the respiration was the main factor that caused deterioration in husk tomato seeds aged artificially. Finally, in the third phase, the mathematical model showed that the prediction of seed moisture was in a rank from 5 to 14 %, what is adequate to protect the seed longevity. The best calibration of the Ellis and Roberts viability equation was when CH, CW, and Ki were simultaneously optimized with the Simplex method, which, the changes in these parameters were smaller than 4.6 %, the error was 3.4 % and the R2 was high. The seed viability was major or equal than 85 % until 263 d of storage and reached 50 % of viability at fourth years and five months.

Doctoral thesis

Tomate verde Modelo Acidos grasos Respiración Envejecimiento acelerado Almacenamiento Husk tomato Model Fatty acids Respiration Accelerated aging Storage Semillas Doctorado CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Efecto de abonos orgánicos sobre el rendimiento, valor nutritivo y capacidad antioxidante de tomate verde (Physalis ixocarpa)

Effect of sheep manure on yield, nutritional value and antioxidant capacity of green tomato (Physalis ixocarpa)

ARTURO AGUIÑAGA BRAVO KATI BEATRIZ MEDINA DZUL RENE GARRUÑA HERNANDEZ Luis Latournerie Moreno ESAU RUIZ SANCHEZ (2020)

Se evaluó en tomate verde el efecto de la adición de bocashi o estiércol de ovino mezclado con 50% de fertilizantes sintéticos. Se estudiaron variables fisiológicas, de producción de biomasa, rendimiento de fruto y contenido de minerales en el follaje, valor nutritivo y capacidad antioxidante del fruto. La biomasa y rendimiento de fruto no presentaron diferencias entre tratamientos, excepto la biomasa de raíz. La acumulación de N fue mayor en el follaje de plantas con estiércol de ovino + fertilización química 50% (EO-FQ 50%), la tasa de transpiración fue mayor y la conductancia estomática menor. La acumulación de P y K no varió entre tratamientos. Los contenidos de grasa, Ca, K, Fe y fenoles totales fueron mayores en frutos con EO-FQ 50%. La adición de abono orgánico con fertilización química al 50% igual a los rendimientos y mejora la calidad de fruto de tomate verde (P. ixocarpa).

The effect of the addition of bocashi or sheep manure, mixed with 50% of synthetic fertilizers was evaluated in green tomato. Physiological variables, biomass production, fruit yield, and mineral foliar content, nutritive value and antioxidant capacity of the fruit were studied. The biomass and the yield of the fruit do not present differences between the treatments, except for the root biomass. The accumulation of N was greater in the foliage of plants with sheep manure + chemical fertilization 50% (SM-ChF 50%), the transpiration rate was higher, and the stomatal conductance was lower. The accumulation of P and K did not vary between treatments. The contents of fat, Ca, K, Fe, and total phenols were higher in fruits with SM-ChF 50%. The addition of organic fertilizer with 50% chemical fertilization equals yields and improves the quality of the green tomato (P. ixocarpa).

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CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA CIENCIAS AGRARIAS Bocashi Estiércol de ovino Tomate verde (Physalis Ixocarpa) Calidad de fruto Antioxidantes Sheep manure Green tomato (Physalis ixocarpa) Fruit quality Antioxidants

Aprovechamiento tradicional de las especies de Physalis en México

JOSE FRANCISCO SANTIAGUILLO HERNANDEZ SANDRA BLAS YAÑEZ (2009)

En México existe una alta diversidad genética de tomate de cáscara (Physalis spp.) silvestre y cultivado. Con el objetivo de revisar los usos que se le atribuyen a las especies del género Physalis en el país, se recopiló la información contenida en los ejemplares de tomate de cáscara de 15 herbarios mexicanos, incluidos el mexu, encb, chap, chapa, ibug, qmex y ansm. Se registraron los usos generales (comestible, industrial, medicinal, trampa vegetal, ornamental, forrajero, como juguete y ceremonial) asociados a 15 especies, que representan 24% de las 70 reconocidas en el territorio mexicano de las que se utiliza la raíz, el tallo, las hojas, el fruto y el cáliz. Por el número de especies involucradas, destacan los usos comestible y medicinal con 11 especies cada uno. En la medida que se conozcan y difundan los usos de las especies cultivadas y silvestres de Physalis y se apropie el proceso de utilización, existirá mayor aprovechamiento de los recursos del taxón y con ello mayor posibilidad de su conservación. Palabras clave: tomate de cáscara, tomate verde, etnobotánica, uso tradicional, diversidad específica. Traditional.

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Agrociencias tomate de cáscara tomate verde etnobotánica uso tradicional diversidad específica CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Efecto de prohexadiona – ca en los niveles de giberelinas y citocininas en tomate (Lycopersicon esculentum Mill.)

HOMERO RAMÍREZ RODRÍGUEZ ROCÍO MARICELA PERALTA MANJARREZ ADALBERTO BENAVIDES MENDOZA ALFREDO SÁNCHEZ LÓPEZ VALENTIN ROBLEDO TORRES JOSE HERNANDEZ DAVILA (2003)

"La investigación se realizó con el propósito de conocer los efectos de prohexadiona–Ca en los niveles de giberelinas y citocininas endógenas en híbridos experimentales de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) tipo saladette con hábito de crecimiento determinado e indeterminado. Se aplicó el retardante de crecimiento a plantas de tomate en invernadero cuando estas alcanzaron 12 hojas verdaderas a concentraciones de 0 (testigo), 175 y 250 mg·litro-1. Las dosis de P-Ca utilizadas, redujeron los niveles de giberelinas y aumentaron las citocininas en meristemos apicales. En estos tejidos se identificaron las giberelinas A12 y A20 así como zeatina. En ápices testigo se encontraron giberelinas A1, A4 y A7, además de zeatina."

"The present research was conducted with the purpose to learn on the effects of prohexadione – Ca on the endogenous gibberellins and cytokinins levels in two experimental saladette tomato hybrids (Lycopersicon esculentum Mill.) with determinate and indeterminate growth habit. The concentrations of P-Ca used, have reduced in apical meristems the levels of gibberellins and have increased the cytokinins content. In these tissues, gibberellins A12, A20 and zeatin were identified. In control samples gibberellins A1, A4, A7 and zeatin were found."

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P-Ca Tomate Hormonas endógenas CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Modelos matemáticos para el manejo del riego y nutrición del cultivo de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) en invernadero.

ANTONIO JUAREZ MALDONADO (2013)

El tomate es la hortaliza más importante a nivel mundial, en México este cultivo es de gran importancia ya que el 70% de la superficie cultivada que se produce bajo condiciones protegidas corresponde al tomate. Es importante realizar un manejo eficiente en la agricultura intensiva para lo que se requieren conocer los factores que condicionan el potencial de producción de los cultivos. El uso del agua por los cultivos es el factor de mayor importancia para determinar el rendimiento, la nutrición mineral es el segundo factor más importante. Es conveniente utilizar técnicas como la modelación matemática, que permitan diseñar estrategias para un manejo eficiente del agua y nutrientes en el cultivo de tomate. Se desarrollaron dos ciclos de cultivo de tomate durante los años 2011 y 2012 con el fin de generar la información necesaria para calibrar y validar un modelo dinámico de crecimiento. Se eliminaron cuatro plantas por semana en las que se determinó el peso fresco y seco de los diferentes órganos. Con el fin de conocer la relación que existe entre los diferentes órganos de la planta de tomate se realizaron análisis de correlación y de regresión entre éstos. Con los datos obtenidos se generaron curvas de crecimiento de las diferentes estructuras de la planta. También se midieron los consumos diarios de agua por las plantas para determinar la evapotranspiración y transpiración. Usando regresión múltiple se ajustaron ecuaciones para estimar la evapotranspiración y la transpiración diaria. Mediante instrumentación se midieron las variables climáticas. Así mismo, durante el desarrollo del cultivo se realizaron análisis minerales para determinar el contenido de N, P, K, Ca, Mg y S en los diferentes órganos de la planta. Con esta información se generaron ecuaciones de regresión para imitar el contenido de los minerales en las plantas, además de que los modelos de regresión se incluyeron en el modelo dinámico con el fin de simular dinámicamente los cambios en la concentración de los minerales a través del tiempo. Se encontró que el cultivo de tomate presentó una etapa de crecimiento exponencial a partir del trasplante y hasta la floración; y otra etapa de crecimiento lineal a partir de floración. Se demostró que existe una fuerte correlación entre los pesos frescos y secos de los diferentes órganos de la planta (P≤0.01), y en las diferentes etapas de crecimiento (P≤0.01). En cuanto al consumo de agua por las plantas de tomate, se generaron ecuaciones de regresión las cuales presentaron valores del índice R2 ajustado mayores a 0.90 tanto para estimar la transpiración como para estimar la evapotranspiración. Respecto a la modelación del crecimiento de tomate, los resultados mostraron que el modelo de crecimiento simula adecuadamente las salidas peso de hojas y peso de frutos (EF>0.95 e Index>0.95), para las salidas hojas cosechadas y frutos cosechados la simulación fue menos precisa (EF<0.90 e Index<0.90). Por su parte, la simulación de la concentración de los minerales fue adecuada para N, P, K, y S ya que tanto el EF como el index presentaron valores superiores a 0.95. En el caso del Ca y Mg las simulaciones de la concentración de estos presentaron valores del EF de 0.75 y 0.89 respectivamente. La información presentada en este trabajo es útil para el manejo del riego y la nutrición como factores más importantes del cultivo de tomate en invernadero. Con los modelos de regresión múltiple obtenidos es posible estimar las necesidades hídricas de las plantas de tomate bajo condiciones de invernadero a partir de variables sencillas de obtener. La modelación dinámica del crecimiento de tomate y del comportamiento de los minerales de mayor concentración es útil para la planificación del manejo del cultivo así como para diseñar estrategias más adecuadas para la nutrición del mismo.

The tomato is the most important vegetable worldwide. In Mexico, 70% of the cultivated area under protected conditions corresponds to tomato crop. It is important to have an effective management in intensive agriculture. In order to do so, it is important to understand the factors that determine the production potential of crops. Water use is the most important factor in determining the performance, the second one is mineral nutrition. It is convenient to use techniques such as mathematical modeling, in order to design strategies that allow for efficient management of water and nutrients in the tomato crop. Two crop cycles of tomato were developed during the years 2011 and 2012 in order to generate the information needed to calibrate and validate a dynamic growth model. Four plants per week were removed to determine fresh and dry weights of different tomato organs. In order to know the relationship between the different organs of tomato plant correlation analysis and regression were performed between them. The obtained data was used to generate different growth curves for plant structures. The daily water consumption was also measured to determine evapotranspiration and transpiration. Multiple regression equations were fitted to estimate daily evapotranspiration and transpiration. Through instrumentation, several climatic variables were measured. Mineral analyzes where performed during crop development to determine the contents of N, P, K, Ca, Mg and S in the various organs of the plant. With this information, regression equations were generated to mimic the mineral content in plants. Regression models were included in the dynamic model in order to dynamically simulate changes in mineral concentration over time. It was found that the tomato crop provided an exponential growth phase from transplanting until flowering, and a linear growth phase after flowering. It was shown that a strong correlation exists between the fresh and dry weights of different plant organs (P ≤ 0.01), and at different stages of growth (P ≤ 0.01). Regarding water consumption by tomato plants, regression equations were generated and they presented adjusted R2 index values greater than 0.90 for both estimated transpiration to estimated evapotranspiration. Regarding the modeling of tomato growth, the results showed that the model adequately simulates weight of leaves and fruit weight (EF> 0.95 and Index> 0.95). On the other hand, output for harvested leaves and harvested fruits, the simulation was less accurate (EF <0.90 and Index <0.90). Meanwhile, the simulation of the concentration of minerals was adequate for S, N, P, K, since both the EF index and the index showed values higher than 0.95. Simulation of Ca and Mg concentration showed EF values of 0.75 and 0.89 respectively. Information presented in this work is useful for irrigation management and nutrition, both considered as major factors in greenhouse tomato crop. Using the obtained multiple regression models is possible to estimate water needs of tomato plants under greenhouse conditions from simple variables. The dynamic modeling of tomato growth and mineral concentration is used for crop management planning and to design more suitable nutrition strategies.

Doctoral thesis

Tomate Cultivo Invernadero Modelos matemáticos Riego Nutrición CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Acumulación de selenio en tomate y su efecto en el crecimiento, productividad y capacidad antioxidante del fruto

ARMANDO ARIEL BECVORT AZCURRA (2011)

"El objetivo del estudio fue determinar el efecto de la aplicación de selenito desodio, en el riego y por aspersión foliar, sobre la acumulación de selenio en el fruto, tallos y hojas de tomate en invernadero. Se verificó el efecto sobre el crecimiento de la planta, el rendimiento y la capacidad antioxidante total (TAS) de los frutos. El experimento fue dividido en tres etapas: (1) aplicación de selenio en 0, 10 y 20 mg/L en la solución fertilizante en tres sustratos: suelo, peat moss y perlita; (2) aplicación de selenio en 0, 2.5 y 5 mg/L en el riego en suelo y perlita; (3) aplicación de selenio en 0, 10 y 20 mg/L en aspersión foliar cada 20 días. El selenio en 10 y 20 mg/L en la solución nutritiva causó un efecto negativo en la biomasa, con acumulación de selenio en raíz, tallo y hojas >15 µg/g. En cambio el rendimiento de fruto fue mayor con 10 mg/L pero disminuyó fuertemente con 20 mg/L. Al aplicar selenio en el riego a 2.5 y 5 mg/L no se modificó el rendimiento ni la biomasa, con acumulación de selenio en el fruto >10 µg/g. La aplicación foliar de selenio permitió una acumulación de selenio en el fruto >10 µg/g conjuntamente con aumento en la biomasa pero sin aumentar la producción de fruto. La acumulación de selenio en frutos de plantas testigo llegó a 6 µg/g, con un máximo de 20.89 µg/g al aplicar 5 mg/L de selenio en el riego. La TAS del fruto disminuyó 25% en los tratamientos con 10 y 20 mg/L aplicados por el riego. En el resto de los tratamientos el efecto del selenio fue positivo elevándose la TAS en 36% al aplicar 20 mg/L de selenio por aspersión foliar y 38% con 5 mg/L en el riego"

The aim of this study was to determine the effect of sodium selenite application through irrigation water and foliar spray on the selenium accumulation in the fruit, stems and leaves of greenhouse tomato. It was verified the effect on plant growth, yield and total antioxidant status (TAS) of the fruits. The experiment was divided into three stages: (1) application of selenium at 0, 10 and 20 mg/L in the fertilizer solution using three substrates: soil, peat moss and perlite; (2) application of selenium at 0, 2.5 and viii 5 mg/L in the fertilizer in soil and perlite substrates; (3) application of selenium at 0, 10 and 20 mg/L as a foliar spray every 20 days. Selenium at 10 and 20 mg/L in the fertilizer solution caused a negative effect on biomass, accumulating selenium in root and shoot tissue >15 µg/g. The fruit yield was higher with 10 mg/L but decreased drastically with 20 mg/L. Applying the fertilizer solution with 2.5 and 5 mg/L of selenium did not change fruit yield or biomass, accumulating selenium in fruit >10 µg/g. Foliar application of selenium allowed an accumulation of selenium in fruit >10 µg/g together with an increase in shoot biomass without increasing fruit production. The concentration of selenium in fruits from control plants was 6 µg/g, reaching 20.89 µg/g by applying 5 mg/L of selenium in the fertilizer solution. TAS of fruit decreased 25% in the treatment of selenium with 10 and 20 mg/L applied by fertilizer solution. The rest of the selenium treatments increased TAS; specifically, in 36% when applied 20 mg/L of selenium foliar spray and 38% with 5 mg/L in fertilizer solution.

Master thesis

Tomate Cultivo Consumo CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Variabilidad genética para virulencia en (fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (sacc.) snyder y hansen (fol), fuentes de resistencia y forma de herencia en especies de (lycopersicon)

ADA ASCENCIO ALVAREZ (2006)

"En el presente trabajo se inocularon 29 aislamiento monospóricos de Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (Fol), en materiales diferenciales para observar su variabilidad genética (Bonny Best, Manapal, Walter e I3R3), con una suspensión conidial (107 ml l-1). Se extrajo ADN, el cual se amplificó usando la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), de secuencias espaciadoras intergénicas con los iniciadores IGSF 5’ CTG AAC GCC TCT AAG TCA G 3’ e IGSR 5’ AAT GAG CGA TTC GCA GTT TC 3’; y se realizó un análisis del patrón de bandas generada por la técnica de polimorfismos en la longitud de los fragmentos de restricción (RFPLs), usando las enzimas de restricción: EcoRI, RsaI, DraI e Hinf. Se utilizaron 27 accesiones de diferentes especies del género Lycopersicon para buscar fuentes de resistencia procedentes del Conservation Genetic Resources Program of University of California, Davis; las cuales se inocularon y se evaluaron de la misma forma que con los materiales diferenciales. Se utilizaron poblaciones segregantes F2 producto del entrecruzamiento de progenitores tolerantes y susceptibles a la raza 3 de Fol. La evaluación por medios convencionales se basó en la respuesta típica de resistencia vertical a través de la observación de síntomas (plantas sanas o enfermas); en la metodología por medios moleculares se hizo un análisis estadístico (matriz de dismilaridad genética por apareamiento simple); el análisis fenético se realizó con el programa de análisis multivariado de taxonomía numérica (NTSYS-pc versión 2.3); la matriz de similitud se calculó con el coeficiente DICE. Para definir el tipo de herencia se utilizó la prueba G y para calcular los valores de dicha prueba, se empleó un software (McDonald et al., 1996). Se detectó la presencia de tres razas de Fol. en los lotes muestreados en Culiacán, Sinaloa; el 24 % corresponde a la raza 1, 14% a la raza 2 y 62% a la raza 3. A través de medios moleculares, no existe variabilidad entre las cepas evaluadas; sin embargo, hay diferencias genéticas que permiten diferenciar las razas presentes. De los genotipos evaluados con posibles fuentes de resistencia todos fueron susceptibles a la raza 1, 16 resistentes a la raza 2 y 4 resistentes a la raza 3, siendoL. esc. cv. motelle; Lycopersicon peruvianum y Lycopersicon pimpinellifolium. Al evaluar el tipo de herencia se observó que las especies esculentum, peruvianum y pimpinellifolium presentaron genes de resistencia vertical a la raza 3. Las frecuencias genéticas 3:1 de plantas (resistentes y susceptibles) en las poblaciones segregantes, fueron similares, ya que en todos los casos el valor G (2.8, 0.68 y 1.35, respectivamente) tienen una p 0.05, indicando una herencia mendeliana simple."

There were collected 102 samples stem with Fusarium oxysporum f sp lycopersici (Fol) symptoms of tomatoes commercial varieties from Culiacán Sinaloa. The fungi was isolated, purified and morphologically identified, producing monosporic isolates. The differential genotypes used were Bonny Best, Manapal, Walter and I3R3; those were inoculated in a Fol conidial suspension of 107 ml l-1 containing every possible race of Fol using the immersion of root with small wounds. The high quality DNA was obtained and amplified using the polymerase chain reaction (PCR), of sequencing of the intergenic spacer, using primers IGSF 5’ CTG AAC GCC TCT AAG TCA G 3’ e IGSR 5’ AAT GAG CGA TTC GCA GTT TC 3’. It was carried out a polymorphism patterns analysis using the restriction fragment length polymorphisms (RFLP’s) technique, using the restriction enzymes: EcoRI, RsaI, DraI and Hinf to find variability in the monosporic isolates. There were used 27 accessions from the Conservation Genetic Resources Program of University of California, Davis, of 48 different genera of Lycopersicon to identify genetic sources of resistance; the inoculation and evaluation were in the same way that differential genotypes. Later, the segregants F2 populations resulting of resistant ant susceptible race 3 of Fol. parent crossover were evaluated using the typical symptoms of vertical resistance answering (sick and health plants). In the molecular methodology a statistical analysis was made to obtain a dissimilarity matrix analysis by simple mating; assigning digit 1 for presence and digit 0 for absence. The phenetic analysis was did it using a multivariate analysis of numeric taxonomy (NTSYS-pc ver 2.3). The similarity matrix was calculated with the DICE coefficient. To define the inheritance was used the G test using the software proposed by McDonald et al., 1996. The differential genotypes responses detected the 3 races of Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici presence in the Culiacán Sinaloa commercial production lots. From all the isolations, 24% presented race 1, 14% race 2 and 62% race 3. Through the molecular analysis it was determined that the variability among monosporic isolates does not exist; however, there are genetic differences that allow defining the races. In the evaluated genotypes it was found that all of them were susceptible to race 1, 16 were resistant to race 2 y 4 resistant to race 3, standing out an improved genotype (L. esc cv. motelle) and 2 wild (Lycopersicon peruvianum and Lycopersicon pimpinellifolium). The peruvianum specie had booth vertical resistance to races 2 and 3, showing it like a potential resistance source, which was originated in the Andeane region where it was possible the resistance develop to the different Fol. races. The peruvianum and pimpinellifolium species had resistance to race 3. The 3:1 genetic frequencies of resistant and susceptible plants in segregant populations were similar, since the G value (2.8, 0.68 and 0.02, respectively) had a p 0.05, showing a simple Mendelian inheritance. In this way, the pimpinellifolium specie has vertical resistant alleles to races 2 and 3.

Doctoral thesis

Tomate Variabilidad Genética CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Efectos genéticos e interacción genotipo por ambiente en tomate (lycopersicon esculentum mill.) en variables fenólogicas, de rendimiento, fisiotecnicas y de calidad

DAVID SANCHEZ ASPEYTIA (2008)

"Los objetivos planteados en este trabajo fueron: Determinar los efectos genéticos de 4 genotipos de tomate y sus 6 cruzas directas y estimar la interacción genotipo-ambiente (IGA) de 25 genotipos, por el método AMMI para variables fisiotécnicas, fenológicas, de rendimiento y calidad. Los veinticinco genotipos se evaluaron en los ambientes Rancho Nuevo (campo), Providencia (invernadero) y Buenavista (campo) durante el ciclo agrícola 2006. Para el análisis de la interacción genotipo-ambiente se emplearon 25 genotipos mientras que para la determinación de los efectos genéticos se emplearon 10 genotipos: tres líneas experimentales F9 (Z4, Q3, R1) y un híbrido comercial (Don Raúl) como progenitores y sus seis cruzas posibles directas de acuerdo a un diseño dialélico. Se evaluaron las vii variables: Días a Primer Corte (DPC), Días a Ultimo Corte (DUC), Días en Corte (DC), Número de Cortes (NC) Diámetro Polar (DP), Diámetro Ecuatorial (DE), Número de Frutos (NOFRT), Peso Promedio de Fruto (PPF), Rendimiento (REND) en toneladas por hectárea, Color (COLOR), Grados Brix (BRIX), Potencial de Iones de Hidrógeno (pH), Vitamina C (VITC), Licopeno (LICOP) en miligramos en cien gramos de fruto, Temperatura de la Hoja (THOJA), Asimilación de CO2 (FOTO), Conductancia Estomatal (CE), Resistencia Estomatal (RE), Transpiración (TRANS), Uso Eficiente del Agua Fisiológico (UEAF), Luz Incidente (DFFF), Concentración de CO2 (CO2), Temperatura del Ambiente (TAIR) y Humedad Relativa (HR). Los ambientes se evaluaron mediante un diseño de bloques completos al azar con dos repeticiones para las características de rendimiento y fisiológicas. La unidad experimental constó de tres plantas intermedias con competencia completa. Para las variables de calidad se utilizo el mismo diseño experimental seleccionando tres frutos al azar de cada genotipo en el cuarto o quinto corte sobre los cuales se efectuaron las pruebas de calidad en laboratorio. La información se analizó como un bloques al azar combinado sobre localidades, en las variables cuantitativas donde se detectó IGA, se realizó el análisis multivariado (AMMI) mediante el programa propuesto por Vargas y Crossa (2000), considerando los genotipos como un efecto fijo y los ambientes como efecto aleatorio. El análisis general de efectos genéticos utilizado fue el análisis II de Gardner y Eberhart (1966). El análisis de varianza combinado mostró diferencias (P≤0.05) entre ambientes para las variables DPC, PPF y REND, esta última con un promedio de 43,71 t ha-1, superior a la media nacional en el 2007, que fue de 36.54 t ha-1( SIAP-SAGARPA, 2007); entre genotipos se observó diferencias significativas para DPC y PPF, no viii detectando significancia en la IGA. Para las variables de calidad hubo diferencias significativas (P≤0.05) entre ambientes para BRIX, VITC y LICOP y diferencias (P≤0.01) entre genotipos y la IGA. Al realizar el análisis AMMI, con dos componentes principales se explicó cerca del 100 de la variación existente. La línea R1 se puede recomendar por su interacción negativa y el híbrido Q3xR1 se puede recomendar si se trabaja en ambientes óptimos, ya que mostró una interacción positiva y que responde bien en ambientes controlados. Los más estables para rendimiento fueron aquellos cercanos al origen (F3, D1, Z4xD1, Z4xR1, F3xCB, Z4xL1). El híbrido experimental S1xL1 responde mejor al ambiente Providencia (PROV) y el TRxF3 en el ambiente Buenavista (UAAAN). Para VITC los ambientes PROVID y UAAAN tienden a agrupar en forma similar a los genotipos, en donde Q3 responde bien en estos dos ambientes y los más estables fueron Z4xR1, P3xF3 y F3xD1. En el análisis de efectos genéticos, los progenitores se comportaron diferente para peso promedio de fruto; la heterosis varió en cada cruza y ambiente; en variedades por ambiente y heterosis varietal por ambiente se observaron diferencias (P≤0.05) corroborando con esto que los progenitores impartieron valores diferenciales en las cruzas involucradas. Para REND hubo diferencia (P≤0.05) para heterosis varietal por ambiente, indicando que la heterosis de los progenitores no fue constante a través de los ambientes. En las variable fisiológicas no se encontró significancia en los efectos genéticos, en BRIX los progenitores se comportaron diferente en cada ambiente y la heterosis no fue estable a través de los ambientes, adicionalmente la heterosis especifica por ambiente indicó que la heterosis de las cruzas o ACE de las mismas fue diferente a través de los ambientes. ix Hubo diferencias (P≤0.05) para heterosis total en LICOP, sugiriendo que existe suficiente potencial genético entre los progenitores estudiados, que puede explotarse en un programa de mejoramiento. En este estudio, dada la significancia de la heterosis especifica por ambiente para VITC, reveló que la heterosis de las cruzas o aptitud combinatoria específica (ACE) fue diferente a través de los ambientes, revelando con esto la importancia de los efectos no aditivos en la herencia de Vitamina C. En los efectos varietales para días a primer corte (DPC) hubo diferencia (P≤0.01) con el progenitor Z4 con signo negativo, indicando que este progenitor se puede explotar por medio de hibridaciones para generar genotipos precoces y signo positivo para el progenitor R1, indicando que este progenitor tiene genes deseables y puede ser explotado en un programa de mejoramiento para desarrollar genotipos de tomate precoces con alto peso promedio de fruto (mas de 105 gramos). En REND no hubo significancia para efectos varietales, donde los valores más altos, aunque no significativos, son los progenitores Q3 y R1, que obtuvieron los más altos rendimientos, con 53.95 y 58.63 t ha-1 respectivamente. Para la heterosis promedio, se observó significancia para VITC con valor positivo, y el estimado más alto pero no significativo fue para PPF, indicando que estas características conllevan heterosis que puede reflejarse en la realización de cruzamientos con los progenitores que presentaron valores altos de efecto varietal; así, Don Raúl puede emplearse para desarrollar materiales genéticos de alta eficiencia fotosintética, Z4 para PPF y BRIX y el progenitor Q3 para desarrollar genotipos con alto contenido de LICOP. Los valores de los estimados para la heterosis específica, mostró diferencia para x VITC en las cruzas Don RaúlxZ4, Don RaúlxR1, Z4xQ3 y Q3xR1, indicando con esto la posibilidad de explotar los efectos de dominancia y que estas cruzas se pueden emplear como híbridos para elevar la calidad del tomate."

The objectives raised in this study were: To determine genetic effects of four genotypes of tomato and their six direct crosses; and genotype-environment interaction (GEI) estimation of 25 genotypes by AMMI method, in Physiotecnical, Phenological, Yield and Quality variables. Twenty-five genotypes were evaluated in Rancho Nuevo (field), Providencia (greenhouse) and Buenavista (field) environments during the 2006 agricultural cycle. For the analysis of genotype-environment interaction 25 genotypes were used, while for determining the genetic effects were used 10 genotypes, using three experimental lines in F9 generation (Z4, Q3, R1) and a hybrid commercial (Don Raul) as parents and their xii six crosses possible according to a diallel design. The following variables were evaluated: Days to First Cut (DPC), Days to Last Cut (DUC), Days in Harvest (DC) and Number of Cuts (NC), Polar Diameter (DP) Equatorial Diameter (DE), Number of Fruits (NOFRT), Average Fruit Weight (PPF), Yield (REND), Colour (COLOR), Brix degrees (BRIX), Potential of Hydrogen Ions (pH), Vitamin C (VITC), Lycopene (LICOP), Temperature of the Leaf (THOJA), CO2 Assimilation (FOTO), Stomatal Conductance (CE), Stomatal Resistance (RE), Transpiration (TRANS), Physiological Water Use Efficiency (UEAF), Light Incident (DFFF), CO2 Concentration (CO2), Environment Temperature (TAIR) and Relative Humidity (HR). In all environments was assessed using a randomized complete block design with two replications for the yield and physiological traits. The experimental unit consisted of three intermediate plants with full competition. In variables of quality are used the same experimental design selecting three fruits randomly of each genotype in the fourth or fifth cut, the quality tests were conducted in laboratory. The information was analyzed as a randomized block combined on locations, in qualitative variables where detect IGA was carried out the analysis AMMI using the program proposed by Vargas and Crossa (2000) and genotypes were considered as a fixed effect and environments as a random effect. The general analysis of genetic effects used was the analysis II of Gardner and Eberhart (1966). The combined analysis of variance showed differences (P≤0.05) between environments for variables DPC, PPF and REND, the latter with at average 43.71 ton ha-1, Being higher than what was reported in 2007 that was 36.54 ton ha-1 (SIAP-SAGARPA, 2007) between genotypes observed significative differences for DPC and PPF, no significance detecting in GEI. For the quality variables were significative xiii differences between environments (P≤0.05) for BRIX, VITC and LICOP and differences (P≤0.01) between genotypes and the GEI. To make the analysis AMMI, with two components explained nearly 100 percent of the variation among the 25 genotypes . R1 line can be recommended by their negative interaction and hybrid Q3xR1 can be recommended for working in optimal environments and showed a positive interaction and that responds well in controled environments. The most stable to yield were those close to the origin (F3, D1, Z4xD1, Z4xR1, F3xCB, Z4xL1. The experimental hybrid S1xL1 respond better to the environment Providencia (PROV) and TRxF3 in the environment Buenavista (UAAAN). For VITC, UAAAN and Providencia (PROV) environments tend to group together in a way similar to the genotypes, where Q3 responds well in both environments and were more stable Z4xR1, P3xF3 and F3xD1. In the analysis of genetic effects, the parents behaved differently for PPF, heterosis varied at each crossing and environment, in varieties for environment and heterosis varietal for environment differences were observed (P≤ 0.05), corroborating this with the parents showed values differentials in the involved crosses. To yield (REND), there were differences (P≤ 0.05) for heterosis varietal by environment, indicating that the heterosis of the parents were not stable across environments. In the physiological parameters, significance was not found in any of the genetic effects. In BRIX parents behaved differently in each environment and heterosis was not stable across environments, in addition to the specific environment heterosis indicated that the heterosis of crosses or ACE was the same across different environments. There were differences (P ≤ 0.05) for total heterosis LICOP, suggesting that there is sufficient genetic potential between the parents surveyed, which can be exploited in a breeding program. xiv In this study given the significance of specific heterosis by environment, for VITC reveals that the heterosis of the crosses or specific combining ability (ACE) was different between environments, revealing the importance of this non-additive effects on the inheritance of Vitamin C. In the varietal effects for days to first cut (DPC) difference (P ≤ 0.01) with the parent Z4 with negative sign, indicating that the parent can be exploited through hybridizations to find genetic materials early and for the parent R1 with a positive sign indicates that this parent is desirable genes and which can be exploited in a breeding program to develop early tomato genotypes with high average weight of fruit (more than 105 grams). In yield, not found significance for varietal effects, where Q3 and R1 showed 53.95 and 58.63 ton ha-1 respectively. For the average heterosis was observed significance for VITC with positive value and estimated higher but was not significant for PPF, indicating that these characteristics imply that heterosis can be reflected in the performance of crosses with the parents who was maximal effect of varietal, well Don Raul can be used to develop genetic materials of high photosynthetic efficiency, Z4 for BRIX and PPF and the parent Q3 to develop genotypes with high content of LICOP. The values of those estimated for the specific heterosis, showed difference in VITC in the crosses Don RaulxZ4, Don RaulxR1, Z4xQ3 and Q3xR1, indicating that possibility of exploiting the effects of dominance and that these crosses can be used as hybrids to enhance the quality of tomato.

Doctoral thesis

Tomate Efectos genéticos Rendimiento CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Adición de nano-selenio y nano-cobre para inducir tolerancia a estrés biótico en tomate

TOMASA QUITERIO GUTIERREZ (2018)

"El tizón temprano (Alternaria solani) es una enfermedad que afecta fuertemente a las solanáceas, dañando principalmente a las plantas de tomate, causando grandes pérdidas económicas. Existen métodos de control biológico, pero estos son muy costosos y muchas veces su modo de acción es lento. Debido a esto surge la necesidad de emplear nuevas técnicas que permitan un control más eficiente de los patógenos. La nanotecnología surge como una nueva alternativa de solución, permitiendo crear nuevas herramientas para el tratamiento de enfermedades en plantas, así como el control de patógenos mediante la utilización de nanopartículas (NPs). El objetivo de la presente investigación fue evaluar la aplicación foliar de NPs Se y NPs Cu en el cultivo de tomate afectado por Alternaria solani, para determinar así el efecto en el crecimiento, la capacidad antioxidante y la calidad de los frutos de tomate. Se evaluó la severidad de Alternaría solani, y el rendimiento del cultivo. Se determinaron los compuestos antioxidantes no enzimáticos, enzimáticos y la capacidad antioxidante, esto en respuesta a la defensa a estrés biótico. Las dosis altas de NPs Se + NPs Cu, generó una inducción de la actividad de las enzimas SOD, APX, GPX y PAL en las hojas, y en fruto la enzima GPX. En cuanto a los compuestos no enzimáticos en hojas se vio favorecido el β-caroteno, clorofila a, b y totales y en los frutos aumentaron los fenoles totales y los flavonoides, en cuanto a la capacidad antioxidante ABTS y DPPH se observaron resultados favorables en hoja. En resumen, la aplicación de las NPs generó efectos benéficos en la resistencia al estrés por Alternaría solani, incrementando los compuestos enzimáticos y no enzimáticos"

"The early blight (Alternaria solani) is a disease that strongly affects Solanaceae, damaging mainly tomato plants, causing great economic losses. There are methods of biological control, but these are very expensive and often their mode of action is slow. Due to this, there is a need to use new techniques that allow a more efficient control of pathogens. Nanotechnology emerges as a new alternative solution, allowing to create new tools for the treatment of diseases in plants, as well as the control of pathogens through the use of nanoparticles (NPs). The objective of the present investigation was to evaluate the foliar application of Se NPs and Cu NPs in the tomato crop affected by Alternaria solani, to determine the effect on growth, antioxidant capacity and quality of tomato fruits. The severity of Alternaria solani and the yield of the crop were evaluated. The non-enzymatic, enzymatic antioxidant compounds and the antioxidant capacity were determined, this in response to the defense to biotic stress. The high doses of NPs Se + Cu NPs, generated an induction of the activity of the enzymes SOD, APX, GPX and PAL in the leaves, and in fruit the enzyme GPX. As for the non-enzymatic compounds in leaves, β-carotene, chlorophyll a, b and totals were favored and total phenols and flavonoids increased in fruits, in terms of the ABTS and DPPH antioxidant capacity, favorable leaf results were observed. In summary, the application of the NPs generated beneficial effects in resistance to stress by Alternaria solani, increasing the enzymatic and non-enzymatic compounds"

Master thesis

Nanopartículas selenio cobre Antioxidantes Tomate CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA

Diagnostico, epidemiologÍa y manejo del enchinamiento severo del tomate (Lycopersicon esculentum mill.) en cadereyta y Montemorelos, Nuevo León

CRETA ISTHAR ESTRADA ASTUDILLO (2008)

"Los geminivirus son fitopatógenos que ocasionan considerables pérdidas y daños en numerosos cultivos de importancia económica en regiones tropicales y subtropicales del mundo. El género Begomovirus es el grupo más diversificado y ampliamente distribuido de la familia Geminiviridae; el genoma de estos virus esta constituido por dos moléculas de DNA circular de cadena sencilla (denominado bipartita), son transmitidos por la mosquita blanca, Bemisia tabaci (Genn), e infectan plantas dicotiledóneas. vi En el presente trabajo los resultados en la prueba de DAS-ELISA indicaron la presencia de dos virus de RNA en baja frecuencia, en tomate fue la especie Potato virus Y (PVY); mientras que en maleza sintomática Helianthus annuus (girasol) y Physalis ixocarpa (tomatillo) se detecto la especie de Alfalfa mosaic virus (AMV). En las reacciones de PCR, se detectó la presencia de begomovirus en plantas de tomate con síntomas de infección por virus, con los iniciadores CP70/YMAC se obtuvo una amplificación de 570 pb solo con muestras procedentes de Cadereyta. Las secuencias nucleotídicas de los fragmentos amplificados confirmaron que el begomovirus asociado con los síntomas observados en campo, es el Tomato severe leaf curl virus (acc. no. DQ347947), el porcentaje de similitud con el aislado de este virus fue de 97%. Por otra parte, la fluctuación poblacional durante el ciclo primavera-verano 2007 para el Rancho “El Escape”, con manejo orgánico presentó un pico poblacional de arribo, el día 09 de abril con una media de 478 individuos/trampa/día. Así mismo, en el Rancho con manejo convencional “San Luis”, se presentó el día 29 de marzo un pico poblacional, llegando a registrarse una media de 49 individuos/trampa/día. La incidencia de la enfermedad del enchinamiento severo del tomate vario de 8% al 100%. Los valores más altos se obtuvieron durante le ciclo primavera-verano. La especie de mosquita blanca asociada al tomate en Cadereyta y Montemorelos fue Bemisia argentifolii. El modelo que mejor se ajustó al desarrollo de la enfermedad fue el Logístico (R2 ≥ 0.91). La velocidad de incremento de la enfermedad fue de 0.09 a 0.13 en los ranchos “El Escape” y “San Luis”, respectivamente. El período de incubación del virus en la planta desde que es inoculado por el vector, hasta que presenta los primeros síntomas fue de 23 a 28 días. El manejo convencional que se realizó en el rancho “San Luis”, en el 2006, se reflejó en una menor población de mosquita blanca y una baja incidencia de virosis en el cultivo"

"The geminivirus is fitopatógenos that cause considerable losses and damages in numerous cultivations of economic importance in tropical and subtropical regions of the world. The gender Begomovirus is the more diversified and broadly distributed group of the family Geminiviridae; the genoma of these virus this constituted by two molecules of DNA to circulate of simple chain (denominated bipartisan), they are transmitted by the whitefly, Bemisia tabaci (Genn), and they infect dicotyledoneous plants. Presently work the results in ELISA test indicated the presence of two virus of RNA in low frequency, viii in tomato it was the species Potato virus Y (PVY); while in symptomatic overgrowth Helianthus annuus (sunflower) and Physalis ixocarpa (tomatillo) it detects the species of Alfalfa mosaic virus (AMV). In the reactions of PCR, the begomovirus presence was detected in tomato plants with infection symptoms for virus, with the primers CP70/YMAC an amplification of 570 pb was obtained with samples coming from Cadereyta. The sequences nucleotides of the amplified fragments confirmed that the begomovirus associated with the symptoms observed in field, is the Tomato severe leaf curl virus (acc. no. DQ347947), the percentage of similarity with the isolated of this virus was of 97%. The populational fluctuation during the cycle spring-summer 2007 for the Ranch "The Escape", with organic handling presented a populational pick of arrival, the day April 09 with a stocking of 478 insects/trap/day. Likewise, in the Ranch with conventional management "San Luis", the day it was presented March 29 a populational pick, ending up registering a stocking of 49 insects/trap/day. The incidence of the epidemic of the severe enchinamiento of the tomato varies from 8% to 100%. The highest values were obtained during him cycle spring-summer. The species of white fly associated to the tomato in Cadereyta and Montemorelos was Bemisia argentifolii. The pattern that better it was adjusted to the development of the epidemic the Logistical was (R2 ≥ 0.91). The speed of increment of the illness went from 0.09 to 0.13 in "The Escape" and "San Luis", respectively. The period of incubation of the virus in the plant since it is inoculated by the vector, until it presents the first symptoms went from 23 to 28 days. The conventional management that was carried out in the ranch "San Luis", in the 2006, was reflected in a smaller population of white fly and a low virosis incidence in the cultivation. "

Master thesis

Tomate Epidemiología Begomovirus Bemisia spp. CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA