A batata (Solanum tuberosum L.) é uma das principias fontes de alimento para a humanidade. Um dos desafios do cultivo da batata é o estresse ao calor, o qual afeta negativamente o rendimento e a qualidade dos tubérculos. No contexto atual de crescimento populacional e mudanças climáticas, é de extrema importância desenvolver genótipos tolerantes ao estresse por temperaturas elevadas. Procurando desenvolver cultivares mais resilientes ao estresse por calor, o Centro Internacional de la Papa iniciou o melhoramento de uma população que recebeu o nome de Lowland Tropic Virus Resistant. Esta população foi a base para formação de um painel de acessos, que utilizamos neste estudo, integrando dados fenotípicos e moleculares, para compreender melhor a resposta, em nível fenotípico e genotípico, da cultura da batata ao estresse por calor. Com base da avaliação das condições de clima ao longo do ciclo em cada experimento, foi possível classificar os ambientes, de modo que os mesmos proporcionaram condições de temperatura ideal para o desenvolvimento da batata (Majes), com estresse no período de tuberização (La Molina), ou com estresse durante todo o ciclo (San Ramón), todos no Peru. O primeiro capítulo um investiga o efeito do estresse térmico em 394 clones de batata, de modo que cada clone foi classificado em responsivo, tolerante e sensível ao estresse por calor, sendo avaliados também o impacto na seleção de clones de cada grupo. Assim, foi demonstrado que havia um número pequeno de clones responsivos e tolerantes ao estresse por calor, sendo a performance geral relativamente baixa quando comparada com os clones sensíveis aos calor, dificultando a identificação de clones de performance elevada em condições de estresse por temperaturas mais elevadas, com provável perda de ganho com a seleção. Foi observada uma relação positiva entre senescência e responsividade para alguns caracteres relacionados à produtividade, demonstrando que essa é uma característica importante quando visamos tolerância ao estresse ao calor. No segundo capítulo, a base genética da tolerância ao estresse térmico foi investigada em um painel de 655 clones de batata. Por meio de análises genômicas, foram identificados múltiplos genes envolvidos na tolerância ao calor, sendo o gene CDF1 especialmente destacado por melhorar o desempenho sob estresse térmico durante a fase de tuberização. Além disso, foram encontradas regiões genéticas sobrepostas a estudos anteriores de proteínas de choque térmico, sugerindo seu potencial na resposta ao estresse. Apesar desses genes estarem relatados em outros estudos, os efeitos destes quando avaliados em campo são menores, demonstrando a complexidade de utilizar seleção assistida por marcadores. Por fim, a utilização de um grande painel de genótipos combinado com avaliação de campo permitiu um melhor entendimento da resposta ao estresse por calor em batata, e uma nova perspectiva para o melhoramento visando a tolerância ao calor. Essas descobertas devem contribuir para uma compreensão mais aprofundada dos fatores genéticos relacionados à tolerância ao estresse ao calor em batatas, fornecendo informações valiosas para programas de melhoramento genético que visam desenvolver cultivares tolerantes capazes de suportar condições desfavoráveis de temperatura mais elevado do que o ideal para cultura.

Potato (Solanum tuberosum L.) is one of the most important food sources for mankind. One of the challenges of potato breeding is heat stress, which negatively affects tuber yield and quality. In the current context of population growth and climate change, it is of utmost importance to develop genotypes tolerant to high temperature stress. Seeking to develop cultivars more resilient to heat stress, the Centro Internacional de la Papa initiated breeding of a population named Lowland Tropical Virus Resistant. This population was the basis for forming a panel of accessions, which we used in this study, integrating phenotypic and molecular data to better understand the response, at the phenotypic and genotypic level, of the potato crop to heat stress. By evaluating the climate conditions throughout the cycle in each experiment, we were able to classify the environments so that they provided optimal temperature conditions for potato development (Majes), with stress in the tuberization period (La Molina), or with stress throughout the cycle (San Ramón ), all in Peru. Chapter one investigates the effect of heat stress on 394 potato clones, so that each clone was classified into responsive, tolerant and sensitive to heat stress, and the impact on the selection of clones in each group was also evaluated. Thus, it was demonstrated that there was a small number of clones responsive and tolerant to heat stress, and the overall performance was relatively low when compared to the heat sensitive clones, making it difficult for the breeder to identify high performance clones under higher temperature stress conditions, with likely loss of gain from selection. On the other hand, a positive relationship between senescence and responsiveness was observed for some traits related to productivity, demonstrating that this is an important trait when targeting tolerance to heat stress. In the second chapter, the genetic basis of heat stress tolerance was investigated in a panel of 655 potato clones. Through genomic analyses, multiple genes involved in heat tolerance were identified, with the CDF1 gene being especially highlighted for improving performance under heat stress during the tuberization phase. In addition, gene regions were found to overlap with previous studies of heat shock proteins, suggesting their potential in heat stress response. Although these genes are reported in other studies, their effects when evaluated in the field are smaller, demonstrating the complexity of using marker assisted selection. Finally, the use of a large panel of genotypes combined with field evaluation allowed a better understanding of the heat stress response in potato, and a new perspective for breeding for heat tolerance. These findings should contribute to a deeper understanding of genetic factors related to heat stress tolerance in potatoes, providing valuable information for breeding programs aiming to develop tolerant cultivars able to withstand unfavorable conditions of higher than optimal temperature for the crop.