Castanea sativa Mill. ante Phytophthora cinnamomi Rands, estrés hídrico y otros factores del cambio global

Tesis doctoral con la Mención de "Doctor Internacional"

Programa de Doctorado en Biología Molecular y Celular, Biomedicina y Biotecnología

Castanea sativa Mill. (castaño europeo) es una especie de árbol multipropósito autóctona de Europa importante por su producción de castañas y relevancia ecológica. Sin embargo, la especie padece el impacto de la enfermedad de ‘la tinta’ causada por el patógeno invasor Phytophthora cinnamomi (Pc) y del estrés hídrico creciente derivado del cambio climático. Las respuestas y bases fisiológicas de la resistencia a Pc y la tolerancia al estrés hídrico en C. sativa aún no son bien entendidas, lo cual es importante para mitigar los impactos de Pc y el cambio climático en la especie, y para ayudar en programas de mejora genética. En C. sativa se desconoce el efecto de los eventos climáticos extremos sobre los hidratos de carbono no estructurales y el papel de las hormonas vegetales para la resistencia a Pc y la tolerancia a la sequía. Los efectos maternales intergeneracionales y el injertado suponen cambios fenotípicos en los árboles incluyendo cambios en la susceptibilidad al estrés biótico y abiótico, pero se desconoce si los efectos maternales pueden afectar a la susceptibilidad de C. sativa al estrés hídrico y Pc y cómo la resistencia al patógeno y la tolerancia a la sequía se ven afectadas por el injertado. Con un enfoque multidisciplinario, esta tesis abordó los aspectos arriba mencionados realizando experimentos de invernadero complementados con análisis bioquímicos en el laboratorio. Los resultados aportan novedades en relación a los mecanismos de respuesta del castaño ante Pc, la sequía y el anegamiento, abriendo nuevas posibilidades de investigación en la especie.

Castanea sativa Mill. (European chestnut) is a multipurpose tree species native to Europe which is important for the production of edible nuts and its ecological relevance. However, the species undergoes the impact of the ‘ink disease’ caused by the invasive pathogen Phytophthora cinnamomi (Pc) and the increasing drought stress posed by the current climate change. The responses and the physiological basis of resistance to Pc and tolerance to drought in C. sativa are not well understood yet, which is crucial to mitigate the impacts of Pc and climate change on the species and to aid in chestnut breeding programs. Knowledge gaps in C. sativa include the effect of extreme climate events on the tree non-structural carbohydrates (NSC) but also the role that plant hormones play in modulating resistance to Pc and tolerance to drought. Intergenerational maternal effects and grafting are responsible for changes in the phenotype of trees including modifications in the susceptibility to biotic and abiotic stress. However, it is unknown whether intergenerational maternal effects can affect susceptibility of C. sativa trees to drought stress and Pc and how the resistance to Pc and tolerance to drought is changed by grafting in C. sativa. Through a multidisciplinary approach, in the present thesis we aimed to fill in the above knowledge gaps by performing greenhouse experiments complemented with biochemical analysis at the laboratory. The results constitute novel insights into the responses of chestnuts to Pc, drought and waterlogging and open new possibilities for future research in the species.

• Ministerio de Economía y Competitividad : Ayuda Predoctoral para la Formación de Personal Investigador (FPI) con referencia BES-2015-073172 • Ministerio de Economía y Competitividad : Proyecto ‘Comportamiento de Castanea sativa ante el cambio global: identificación de individuos tolerantes al estrés hídrico y a nuevas especies de Phytophthora’, con referencia AGL2014-53822-C2-1-R